Obnovitelné zdroje potřebují objektivní přístup a dostatek odborníků

Souběžně s Národní výstavou hospodářských zvířat a zemědělské techniky v Brně ve dnech 23.- 26. června se bude konat i specializovaná výstava BIOMASS. Její název napovídá, že půjde především o zemědělskou biomasu jako obnovitelný zdroj energie.

Jedním z organizátorů brněnské výstavy BIOMASS je i prof. Ing. Bořivoj Groda, DrSc. z Mendelovy univerzity v Brně. Zeptali jsem se ho na program výstavy, ale také jak hodnotí současný stav využívání obnovitelných zdrojů energie v ČR a další perspektivy tohoto odvětví.

Podle názvu bude hlavním tématem specializované výstavy BIOMASS zemědělská biomasa jako významný obnovitelný zdroj energie. Může čtenářům program ještě více upřesnit?

Výstava představí technologie a techniku pro transformaci a využití obnovitelných zdrojů energie, především z odpadní a cíleně pěstované fytomasy, ale i jiné biologicky rozložitelné hmoty.

Výstavu doplňuje bohatý doprovodný program strukturovaný do čtyř tématických pilířů: Zvýrazněna bude tentokrát problematika bioplynových transformací v bioplynových stanicích, o které vystavovatelé, potencionální investoři a odborná veřejnost projevují největší zájem. V tématickém bloku Energetický potenciál odpadní a zbytkové biomasy v koloběhu živin a hospodaření na půdě budou komplexně v širších souvislostech trvale udržitelného hodpodaření představeny progresivní technologie kompostování a konverze živin.

Zařízení a techniky bezpečného a energeticky vysoce účinného spalování fytomasy a tuhých paliv fytomasy nabídne tématický blok „Produkce tepla suchou termomechanickou konverzí paliva z fytomasy.“ Motorová biopaliva jsou dlouhodobě předmětem zájmu z hlediska produkce i jejich užití. Proto čtvrtý tématický pilíř doprovodného programu je koncipován s názvem „Nové výzvy pro směsné a biogenní pohonné hmoty.“

Letošní výstava BIOMASS by v roce 2012 mohla dotvořit pomyslný čtyřlístek souběžně pořádaných mezinárodních veletrhů TECHAGRO, SILVA REGINA a ANIMAL VETEX. Za tímto účelem je již započato s přípravou nové nomenklatury.

Hlavním obnovitelným zdrojem energie v zemědělství by měla být cíleně pěstovaná biomasa. V osevních plánech se ale zatím příliš neobjevuje. Co tomu brání?

Česká republika má, na rozdíl od Německa, k vyžití obnovitelných zdrojů energie skeptický přístup a z toho vyplývá dosti velká nekoncepčnost a improvizace. V části společnosti jsou navíc zakořeněné předsudky, že obnovitelné zdroje energie stejně nemohou nic vyřešit. V Německu je využití biomasy a obnovitelných zdrojů energie řešeno velmi promyšleně a organizovaně a za posledních deset let zde vznikla zcela nová výzkumná pracoviště a průmyslová odvětví, která dnes exportují nové postupy technologie a napomáhají růstu německé ekonomiky.

Výše uvedené teze bezprostředně ukazují na to, proč se české zemědělství zatím velmi omezeně zabývá cíleným pěstováním biomasy. Snad jedinou výjimkou je pěstování energetické kukuřice do bioplynových stanic, jejíž plocha má rostoucí tendenci a v roce 2011 odhadujeme její výměru na 35 000 – 40 000 ha. Pěstování kukuřice však naráží na tvrdý odpor části veřejnosti, která v kukuřici spatřuje nepřítele číslo jedna. Existují však další plodiny, rostoucí dřeviny, které by našly uplatnění v lokálních výtopnách (např. Žlutice, KV).

V samotných zemědělských podnicích se vše podřizuje tomu, aby struktura osevu byla co nejjednodušší a tomuto trendu odpovídají obiloviny a zčásti řepka. Mezi zemědělci je rozšířeno, že i extenzivní pěstování obilí se vyplácí. Toto do značné míry konzervuje stávající legislativa, která nepodporuje využití půdy pro cílené pěstování biomasy.

Přidávání biologických složek do motorových paliv stále vyvolává rozporné reakce. Jakou reálnou budoucnost mají motorová biopaliva v České republice a v Evropské unii?

Pro motorová paliva se jako biosložky používají metylester řepkového oleje (MEŘO) a bioetanol. Ve srovnání s klasickou naftou mají nižší výhřevnost, která je dána obsahem uhlíku a vodíku. Pokud tedy chceme, aby měl motor stejný výkon, pak musíme dávku paliva zvýšit. Nevýhoda biopaliv spočívá ve vyšší ceně při jejich výrobě než při výrobě benzínu nebo nafty z ropy.

MEŘO se dnes přimíchává do motorové nafty (asi 5 %). Pokud je v palivu více než 15 %, nastávají v motoru problémy. Dnes se snažíme tyto problémy eliminovat, avšak odráží se na ceně motorových systémů.

Na spálení 1kg benzínu či nafty v motoru spotřebujeme asi 12,4m³ vzduchu a vzniká asi 1,8 m³ CO₂. Z toho se také odvíjí vysoký podíl emisí způsobený spalováním fosilních paliv, kdy se doprava na celkovém množství CO₂ podílí dle některých autorů 12-ti až 15-ti procenty. I přes tyto informace podíl skleníkového plynu CO₂ z dopravy v časové ose stále roste, zatímco ostatní zdroje klesají.

Jednoznačně přihlížím k biopalivům jako k uzavřenému systému, který v ovzduší nezvyšuje množství emisí stěžejního skleníkového plynu (CO₂) a podporuji myšlenku, aby do roku2020 tvořila biopaliva 20 % z celkového množství energie na dopravu. Současně se přikláním také k palivovým článkům, které energeticky i ekologicky svým přímým spalováním vodíků neškodí. Jejich vývoj a snižování cen však musíme ponechat výzkumné činnosti této oblasti.

I přes propagaci využití biologicky rozložitelných odpadů zemědělci do kompostovaní příliš neinvestují a kompost aplikují jen omezeně. Přitom podle některých odborníků je právě kompost základním zdrojem energie pro růst rostlin. Jaký na to máte názor?

Přístup zemědělců je kontraproduktivní. Zejména po radikální redukci stavů zvířat u nás chybí každému ha z.p. 1000 až 1500 kg organické hmoty. Kompost má šanci tento deficit významně snížit. I když pouze jeho hnojivé účinky nejsou mimořádné (cena všech živin v kompostu není vysoká), je určující pro tvorbu humusu. Ten pak váže 95– 8 % veškerého dusíku v půdě, váže mnohé další živiny (např. draslík, fosfor, stopové prvky). Humus se významně podílí na tvorbě strukturu půdy, přispívá k provzdušňování půd, stabilitě půdních agregátů a tím i k ochraně proti erozi, zvyšuje vodní jímavost půd  má i další důležité funkce. Humus je z 50-60 % tvořen uhlíkem, tzn. je příjemcem emisí CO₂.

Poněvadž tato a další pozitiva se nesnažíme nebo neumíme ekonomicky vyjadřovat, vychází cena kompostu nízká a náklady na jeho produkci a aplikaci vysoké, což je ekonomika umělá, která neodpovídá realitě. Moderní technologie kompostování jsou na našem trhu k dispozici, přesto je situace taková, jaká je.

Aktuálním politickým tématem je možnost prolomení limitů těžby hnědého uhlí. Zastánci argumentují naléhavou potřebou uhlí pro teplárny. Většina tepláren ale spaluje i lesní a zemědělskou biomasu. To zvyšuje její cenu a zhoršuje ekonomiku lokálních kotelen. Nemohly by tedy vyšší dodávky uhlí do tepláren lokálním výtopnám spíše prospět?

Prolomení těžebních limitů pro hnědé uhlí je nežádoucí. Lokální výtopny spalují povětšinou zemědělskou fytomasu a jsou limitovány náklady na dopravu. Spalování slámy však není z pohledu udržitelnosti půdní úrodnosti pro zemědělce trvale možné. Co se týká velkých výtopen, ty spalují především odpadní dendromasu z dřevařských výrob, těžby dřeva atp. Tyto zdroje však jsou v současné době již vyčerpány a dochází k přeplácení malých odběratelů a ke zvyšování dopravních vzdáleností a tím i ke zhoršování ekonomiky malých výtopen. Řešením této komplikované situace je tedy systematická podpora a rozvoj cíleně pěstované dendromasy a vybraných druhů bylin, a tím její zpřístupnění pro velké, ale i malé odběratele.

Tato řešení jsou poměrně běžná v ostatních zemích. V Rakouskou můžete najít na okraji města dřevozpracující závod, který spalováním dřevěného odpadu z výroby vyrábí teplo a zásobuje jím celé město. Že to lze provozovat i u nás je zásluhou vytrvalé práce spíše jednotlivců, než všeobecného povědomí a podpory. Příkladem je Ing. Pavlína Voláková, Ph.D. a „její“ centrální výtopnu na spalování biomasy ve Žluticích, kde jsou instalovány čtyři kotle o celkovém výkonu asi 8 MW. Kotel o nejvyšším výkonu (2,5 MW) má dopravní cesty uzpůsobeny ke spalování dřevního odpadu, další kotel je pojat jako kombinovaný a lze v něm spalovat dřevní odpad i balíky slámy a zbývající dva kotle mají dopravní cesty jen pro spalování slámy.

Dalším příkladem může být výroba tepla a elektřiny v Plzeňské teplárenské a.s., kde se využívá mimo jiné i nový “zelený“ energetický blok, který sestává z kotle a turbosoustrojí  Elektrický výkon dodávaný do distribuční sítě při čistě kondenzačním provozu je kolem 10 MWe včetně tepelného výměníku (Maximální tepelný výkon asi je 15 MWt). Jako hlavní palivo se v tomto případě k výrobě tepla a elektřiny využívá biomasa ve formě dřevní štěpky. Konečné rozhodnutí o výstavbě nového “zeleného“ energo bloku v Plzeňské teplárenské a.s., přijalo vedení společnosti v roce 2005, samotná výstavba byla zahájena na podzim roku 2008 a celý blok byl uveden do provozu v roce 2010.

Katastrofa jaderné elektrárny v Japonsku vyvolala diskuze o budoucnosti jaderné energetiky. Jde spíše o politické proklamace, nebo opravdu mají obnovitelné zdroje šanci „jádro“ v energetickém mixu do značné míry nahradit?

Svět se globalizuje a vzdálenosti se zkracují nejen pro cestování, ale i pro informační toky. Proto se dnes ví o událostech, které se odehrají na druhém konci světa téměř okamžitě. Katastrofa jaderné elektrárny v Japonsku je jistě velmi vážná událost, nad níž by se lidstvo mělo zamýšlet v širších souvislostech, neboť jaderná energetika nezpůsobuje v těchto případech pouze lokální problémy. Přesto chci hned na začátku říci, že jaderná energie není špatná sama o sobě. Souhra řady okolností však může způsobit technologická rizika, která je nutno se naučit zvládat. Jaderná energie obdobně jako energie z obnovitelných zdrojů energie (OZE) mají nulový příspěvek produkce oxidu uhličitého i řadu dalších pozitivních stránek, o nichž se mluví méně.

Čím je svět diverzifikovanější, tím je také po stránce přírodní i lidské pestřejší a zajímavější. Proto bychom se i na technologie získávání energie neměli dívat jednostranně a už vůbec ne zaujatě. Je pravdou, že jsme dosud věnovali vědě-výzkumu, technologiím a praxi exploatace jaderné energie značné úsilí lidské i kapitálové u nás i ve světě. I v současné době se pro jadernou energetiku připravuje v ČR velký projekt excelence výzkumu (Udržitelná energetika, Řež u Prahy) s velkou finanční podporou z EU v rozsahu asi 2,5 mld. Kč. Přesto bych nechtěl tímto říci, že by měla být jaderná energetika zatracována. Patří a po jistou dobu bude globálně patřit do pestré palety diverzifikovaných zdrojů energie pro lidstvo na planetě Zemi.

Z uvedeného by se mohlo zjednodušeně usoudit, že jsem jednostranným zastáncem jaderné energetiky. To bych ponechal povolanějším odborníkům. Já sám po mnoho let podporuji využití OZE v širší míře v ČR. Velmi by mě potěšilo, kdybychom jsme v ČR podporovali vědu-výzkum-praxi využívání OZE, jak jsem zmínil v předešlém odstavci o jaderné energii. Bohužel z 6-ti velkých projektů podporovaných EU se ČR v příštím období netýká ani jeden a mají být z EU podpořeny značnou částkou, celkem asi 21 mld. Kč. Možná v rámci projektu CEITEC by bylo možno řešit biotechnologický (bionický) výzkum bioplynových transformací. Myslím, že je škoda, že nemyslíme na vyvážený přístup k pestrosti – diverzifikaci zdrojů energie v ČR. Při tom náš nízký podíl krytí potřeb energie z OZE k tomu přímo vybízí.

A zda mohou obnovitelné zdroje nahradit jadernou energii? Na místo úvah bych raději uvedl skutečné příklady. V Rakousku existují regiony, chcete-li mikroregiony, které produkují více než 20 % energií z OZE. Z celé řady příkladů lze uvést napíklad Mureck. Přebytek především elektrické energie jde do rozvodné sítě. Ostatní druhy a formy energie v lokalitě vznikly a jsou téže lokálně využívány. I velké lokality, jako např. Mnichov, se inspirují touto myšlenkou obklopit město takovými mikroregiony produkujícími energii z OZE a zásobovat z venku zcela potřeby energie města. V Rakousku například pracuje Evropské výzkumné centrum OZE (Gűssing). Také my jsme se značným úsilím budovali „Republikovou referenční laboratoř bioplynových transformací“ za finanční podpory ČEZ – zelená energie a dalších sponzorů.

Myslím, že uvedené příklady třeba v Rakousku, je nejlépe navštívit a tím si rozšířit své obzory o dalších možnostech, šancích a příležitostech využití OZ i v České republice.

Výroba energie z obnovitelných zdrojů je rozsáhlý a dynamicky se rozvíjející obor. Jak se to odráží v zaměření studia na Mendelově univerzitě? A jaký je zájem a přístup studentů?

Ano, s první větou v otázce lze souhlasit. Avšak ne vždy se tak u nás děje promyšleně a koncepčně správně. Za koncepčně a technologicky správný lze považovat například rozvoj bioplynových transformací a bioplynových stanic. Totéž však rozhodně nelze říci o fotovoltaických transformacích. Proto, aby v novém oboru OZE nedocházelo k podobným jevům, musí v něm působit odborně erudovaní lidé. Přístup některých státních orgánů ale není příliš vstřícný. Například náš studijní program „Technologie obnovitelných zdrojů energie,“ byť je připraven, není dosud akreditován, a proto nemůže být na Mendelově univerzitě vyučován. To je jistě škoda, protože potřeby praxe zde jsou. Přiměřeně je možné problematiku OZE studovat na příbuzném oboru „Technologie odpadů.“ Tento studijní program má i obor doktorského studia stejného názvu. V tomto doktorském oboru se velmi frekventovaně učí a řeší problematika OZE a zejména bioplynových transformací, a to i díky již zmíněné republikové referenční laboratoři.

Připravil Jiří Trnavský

Celý článek je uveřejněn v čísle 3/11 časopisu Energie 21.