PRÍHOVOR. Reálne predstavy alebo zbožné želania

Transcript

1 PRÍHOVOR Agrobioenergia štvrťročník pre poľnohospodársku energetiku 4/ 2007, ročník 2 Vydáva: A. B. E. združenie pre poľnohospodársku biomasu Rovinka 326 Redaktor: Ing. Štefan Pepich Redakčná rada: Ing. František Zacharda, CSc. Ing. Štefan Pásztor Ing. Jozef Nahácky Ing. Karol Považan Ing. Jozef Bittarovský RNDr. Peter Bohunický Ing. Miroslav Kušnír Adresa redakcie: Agrobioenergia, Rovinka 326 Kontakt: tel: , pepich@sktc-106.sk, zacharda@sktc-106.sk Tlač: TYPOSET print, s. r. o., Tomášikova 26, Bratislava 2 Povolené: Ministerstvom kultúry SR pod registračným číslom: 3604/ 2006 Redakcia nezodpovedá za obsahovú správnosť inzerátov. Príspevky neprešli jazykovou úpravou, nevyžiadané rukopisy a fotografie nevraciame. ISSN Z OBSAHU Príhovor...3 Zoznam autorov publikujúcich v časopise AGROBIOENERGIA v roku Zemiaky ako surovina...6 na výrobu bioetanolu...6 BIOETANOL výroba a súvislosti...8 Z Domova...11 Zvýšenie akceptácie...12 využívania bioplynu...12 Zo Sveta...13 Obrazová príloha...14 AGROSALÓN Nitra Vplyv vlhkosti na výhrevnosť slamy...16 Separátor ako súčasť...18 bioplynových staníc...18 Sušiareň s ohrievačom...19 na spaľovanie slamy...19 VYUŽITIE ENERGIE Z BIOMASY 1. časť...21 Z Domova...25 Reálne predstavy alebo zbožné želania Koncepčné materiály dotýkajúce sa perspektívy využitia biomasy na energetické účely predpokladajú, že v programovacom období by sa malo vybudovať každoročne v rezorte pôdohospodárstva pätnásť bioplynových staníc o priemernom elektrickom výkone 500 kw el. Bolo by to odštartovanie vývojovej etapy, kedy by sa aj v poľnohospodárstve začali uplatňovať progresívne metódy spracovania odpadovej biomasy živočíšneho pôvodu, predovšetkým exkrementov hospodárskych zvierat ale aj účelovo pestovanej biomasy upravenej vo forme siláže, či už kukurice, trávy alebo ďalších druhov rastlín. Znamenalo by to určitý posun vpred, jednak v novom výrobnom zameraní poľnohospodársta ale prinieslo by to aj ďalšie možnosti zvyšovania zamestnanosti a rozvoja vidieka. Ročná produkcia exkrementov hospodárskych zvierat chovaných v poľnohospodárstve SR predstavuje cca 13 mil. ton, teda dostatočné množstvo na to, aby sme každoročne mohli spomenutých 15 BPS vybudovať. Ročná spotreba materiálu pre tieto BPS predstavuje odhadom 800 tis. ton (exkrementy, zelená hmota a biologicky rozložiteľný komunálny odpad), čo by umožnilo vyprodukovať ročne 81 GWh elektrickej energie a nadprodukciu využiteľného odpadového tepla cca 200 TJ. Pre potrebu poľnohospodárstva by sa vyprodukovalo ešte asi 900 tis. ton biokalu, ktorý má porovnateľnú výživnú hodnotu ako organické hnojivo. Odhadovaná súhrnná cena výstupov (elektrina, teplo, hnojivo) môže dosiahnuť až 1 mld. Sk ročne. Zdalo by sa teda, že budovanie bioplynových staníc v praxi bude mať nevídaný rozmach. V uplynulých dňoch sa uskutočnila obchodná cesta do Nemecka na prehliadku rôznych druhov bioplynových staníc. Cestu pripravila Slovensko-nemecká obchodná a priemyselná komora v Bratislave v spolupráci so Slovenskou poľnohospodárskou a potravinárskou komorou v Bratislave. Účastníci cesty z radov poľnohospodárov a im príbuzných odvetví sa mali možnosť oboznámiť s rôznymi konštrukciami prvkov bioplynových staníc, so sortimentom vstupných materiálov pre BPS, s formou výstupov z BPS, či už vo forme bioplynu a jeho priameho využitia na spaľovanie v sušičke zelených krmív, využitia v kogeneračnej jednotke na výrobu elektriny a odpadového tepla alebo kvalitatívneho zhodnocovania bioplynu na biometán. Zaujímavé riešenia poskytujú možnosti využívania odpadového tepla, ktoré okrem vlastnej spotreby v BPS sa využíva na vykurovanie rodinných domov, na sušenie dreva, reziva i na dosušovanie zrnín. Budovanie a prevádzka bioplynových staníc v Nemecku má dlhoročnú tradíciu, už v roku 1992 bolo v prevádzke asi 140 BPS, ale rozhodujúci moment nastal až po prijatí zákona EEG 2004 a za obdobie bolo vybudovaných viac ako 1500 BPS. Početný stav v roku 2006 predstavoval spolu BPS s inštalovaným elektrickým výkonom MW, čo predstavuje výrobu viac ako 5 TWh elektrickej energie ročne. Tento objem výroby tvorí len niečo viac ako 1 % výroby elektriny v Nemecku. Čo slúži ako surovina na prevádzku bioplynových staníc? Najvyšší podiel vstupnej suroviny predstavujú účelovo pestované energetické plodiny 46,2 %, nasleduje hnojovica 23,9 %, vedľajšie produkty rastlinnej výroby 15,4 %, biologicky rozložiteľné odpady komunálnych skládok 5,1 %, a zvyšok sú ostatné organické odpady. Takýto rozvoj budovania bioplynových staníc bol možný až po prijatí zákona o podpore výroby elektriny z OZE, ktorým boli stanovené a garantované pevné podmienky výkupu elektriny z OZE a teda aj biomasy, to znamená pevná výkupná cena a príplatky za účelovo pestovanú biomasu, za technický pokrok a inovácie a prípadne za využitie vyprodukovaného tepla. Výsledná cena môže dosiahnuť až 21,6 centov za 1 kwh elektrickej energie. Dôležitým ustanovením zákona je povinnosť výkupu elektriny a garancia výkupnej ceny na dobu 20 rokov. Pozitívne hodnotenia prevádzkovateľov BPS, s ktorými sme na túto tému diskutovali, svedčia o tom, že podmienky výroby elektriny z biomasy sú pozitívne a záujem o rozširovanie tejto technológie na- Agrobioenergia časopis Združenia pre poľnohospodársku biomasu číslo 4/

2 rastá. Podľa údajov medzinárodného kompetenčného centra pre bioplyn a bioenergiu v Nemecku, bude rozvoj bioplynových staníc pokračovať a v roku 2020 by sa mala dosiahnuť výroba až 76 TWh elektriny ročne (inštalovaný el. výkon MW), čo bude znamenať podiel asi 17 % výroby elektriny v Nemecku. Podľa slov spolkového ministra poľnohospodárstva najväčší prínos bioenergetiky nie je vo výrobe elektriny, ale v tom, že sa zlepšuje sociálna a ekonomická situácia obyvateľstva na vidieku, že sa zabezpečuje rozvoj vidieckych regiónov a ochrana krajiny a z hľadiska ochrany životného prostredia je zabezpečená redukcia emisií CO 2. V roku 2005 to bolo 2,5 mil. ton.rok 1, v roku 2006 už 5 mil. ton.rok 1 a predpoklad pre rok 2020 až 103 mil. ton.rok 1 emisií CO 2. Pritom je potrebné poznamenať, že výroba elektriny z bioplynu má pozitívny dopad aj na export elektriny do susedných krajín, v roku 2005 to bolo 8 % elektriny, v roku 2006 to bolo 12 % a tento podiel sa má zvýšiť na viac ako 30 % v r Je preto logické, že spolková vláda ale aj krajinské vlády silne podporujú rozvoj bioenergetiky. Vráťme sa na zem. Rozmach na Slovensku sa nekoná napriek tomu, že koncepcia nasleduje koncepciu, stratégia sa inovuje, konajú sa semináre, sympózia, školenia a tak ďalej. A čo budú akokoľvek objektívne spracované, dokladované technickými a ekonomickými parametrami či celospoločenskou výhodnosťou, reálny výsledok sa zatiaľ nedostavil. Chýba jednoducho investor a jeho kapitál, ktorý by bol ochotný riskovať a znášať prípadnú stratu z nejasných a nestabilných podmienok pre takéto investície. A neochota prijať legislatívu na úrovni tej, ktorá umožňuje rozvoj bioenergetiky v Nemecku a ktorá vychádza s tzv. cenovej diskriminácie výrobcov elektriny z klasických primárnych zdrojov, je v tomto čase ešte príliš silná. Je pravda, že aj v Nemecku trval legislatívny proces dlhšiu dobu (niekoľko rokov), kým sa dopracovali k dnešnému stavu legislatívy, ale o to skôr máme možnosť poučiť sa z tohto príkladu. Ak by sme do hodnotenia prínosov bioenergetiky prijali aj pozitívny dopady na ochranu životného prostredia, udržovanie a rozvoj vidieckych regiónov, zvyšovanie sociálnej a ekonomickej úrovne vidieckeho obyvateľstva a rozvoj ďalších nadväzujúcich výrobných odvetví ako stavebníctvo (betónové nádrže fermentorov, budovy), strojárstvo (čerpadlá, oceľové konštrukcie, motory, poľnohospodárske stroje a pod.) a ďalších, tak by sme dostali na inú úroveň celospoločenské hodnotenie bioenergetiky. Takýto komplexný prístup si bude vyžadovať ešte veľa úsilia zainteresovaných organizácií, ktoré by smerovali k prekonaniu bariér v myslení lobistických skupín, ktoré by prekonali nedostatky v objektívnom posudzovaní procesu bioenergetiky, ktoré by zvýšili informačné a vedomostné povedomie a nakoniec ktoré by zabezpečili aj ekonomickú podporu rozvoja bioenergetiky. Ing. František Zacharda, CSc. prezident združenia Agrobioenergia 4 Agrobioenergia časopis Združenia pre poľnohospodársku biomasu číslo 4/ 2007

3 Zoznam autorov publikujúcich v časopise AGROBIOENERGIA v roku 2007 Meno Firma Číslo Baranec Tibor, doc. Ing. CSc. SPU Nitra 1 Bohunická Dagmar, Mgr. BIOMASA, Kysucký Lieskovec 1, 2 Britaňák Norbert, Ing. VÚTPHP Banská Bystrica, Poprad 3 Čeppanová Mariana, Ing. TSÚP Rovinka 1 Činčura Dušan, Ing. PD Mestečko 2 Daniel Ján, Ing. SCPV Nitra, Krivá na Orave 1 Dzubák Ivan, Ing. KWS SEMENA, s. r. o. Záhorská Ves 1 Findura Pavol, Ing. PhD. SPU Nitra 2 Forsthoffer Julius, Ing. PhD. Združenie výrobcov liehu a liehovín na Slovensku 4 Gábovicsová Melinda, Mgr. Výskumno realizačný ústav OZE,s. r. o. Komárno 4 Gaduš Ján, doc. Ing. PhD. SPU Nitra 1 Gála Miroslav, Ing. SPU Nitra 1 Gáll Ladislav, Ing. AGRO INFO CENTRUM 1 Gonda Ľubomír, doc. Ing. CSc. VÚTPHP Banská Bystrica 2 Habovštiak Jozef, Ing. CSc. SCPV Nitra, Krivá na Orave 1 Hamaš Juraj, Ing. MP SR 1 Hutňan Miroslav, doc. Ing. Phd. FCHPT STU, Bratislava 3 Jobbágy Ján, Ing. PhD. SPU Nitra 4 Jurík Ivan, Ing. JUREX, s. r. o., Bratislava 4 Kalina Andrej, Ing. FCHPT STU, Bratislava 3 Kmeť Dušan, Ing. AGRASERVIS, s. r. o., Košťany n/ T. 2 Kunský Marian, Ing. VÚTPHP Banská Bystrica 2 Kušnír Miroslav, Ing. QEL, s. r. o. Bardejov 3 Maga Juraj, Dr. Ing. SPU Nitra 2 Markovič Richard, Ing. CSc. TSÚP Rovinka 2 Némethová Oľga Národná agentúra pre rozvoj MSP 3 Novák Juraj, Ing. MH SR, Bratislava 3 Nozdrovický Ladislav, doc. Ing. PhD. SPU Nitra 2 Pepich Štefan, Ing TSÚP Rovinka 2, 4 Piszczalka Jan, doc. Ing. PhD. SPU Nitra 1, 2, 3, 4 Porvaz Pavol. Ing. PhD. SCPV, Ústav agroekológie, Michalovce 3 Šrojtová Gabriela, Ing. SCPV, Ústav agroekológie, Michalovce 2, 3 Štifner Štefan, Ing. CSc. STIFI, Hurbanovo 3 Tóth Richard Agrovaria export import, s. r. o., Štúrovo 4 Vitázek Ivan, Doc. Ing. CSc. SPU Nitra 4 Zacharda František, Ing. CSc. TSÚP Rovinka 1, 2, 3, 4 Zeman Vladimír, Ing. STAVIMEX Slovakia, a. s. 1 Agrobioenergia časopis Združenia pre poľnohospodársku biomasu číslo 4/

4 Zemiaky ako surovina na výrobu bioetanolu Ing. Ján Jobbágy, PhD. doc. Ing. Jan Piszczalka, PhD. Pod pojmom biopalivá sa ukrýva veľký počet zdrojov energie organického pôvodu od dreva až po organický materiál na skládkach komunálneho odpadu. B iopalivá sú v podstate všetky tuhé, kvapalné a plynné palivá vyrobené z organických látok buď priamo z rastlín alebo nepriamo z priemyselných, poľnohospodárskych alebo domácich odpadov. Rastliny okrem toho, že ich môžeme získavať priamo z prírody, je možné aj špeciálne pestovať pre energetické účely. Kvapalné biopalivá Kvapalné biopalivá sa využívajú predovšetkým na pohon motorových vozidiel. V súčasnosti sú najdôležitejšími palivami vyrábanými z biomasy etanol, metanol a biona a. Z celosvetového hľadiska sú najrozšírenejšími kvapalnými biopalivami tzv. alkoholové palivá etanol a metanol, ktoré sa vo svete vyrábajú hlavne z obilia, kukurice a cukrovej trstiny. Výhodou alkoholových biopalív je, že pri ich spaľovaní sa tvorí menej škodlivín ako pri spaľovaní ropných palív. Tab. 1 Parametre vybraných palív Do tejto kategórie možno zaradiť hlavne repku a kukuricu. Z 1 ha repky pri úrode 3 t.ha 1 je možné získať asi 1 tonu MERO. Pri spracovaní vznikajú ešte výlisky, ktoré možno spotrebovať v kŕmnej dávke hospodárskych zvierat. Takáto výroba biona y však pre vysoké náklady nenašla u nás uplatnenie a výroba klesla v súčasnosti na desatinu z úrovne z roku Na Slovensku je v súčasnosti deväť firiem zaoberajúcich sa touto výrobou. Pri výrobe bioalkoholu z kukurice je možná výťažnosť z 1 hektára až 3 tony pri minimálnych nákladoch. Liehovar dokáže vyrobiť 1 l liehu za cca 30 Sk. Pričom ešte vznikajú liehovarnícke výpalky, ktoré možno využiť v kŕmnej dávke hospodárskych zvierat. Táto forma tekutého biopaliva sa u nás zatiaľ nevyužíva. Ak by sa pestovali plodiny na výrobu biopalív na celkovej výmery ha bolo by možné vyrobiť 100 tisíc ton MERO alebo 300 tisíc ton bioalkoholu, čo predstavuje 3 TWh alebo 11 PJ tepla. Využívanie týchto produktov si však bude vyžadovať riešenie nielen technických a technologických problémov ale hlavne legislatívnych. Biona a vyrába sa najmä zo semien repky a je plnou náhradou motorovej na y s výhrevnosťou až 39 MJ.kg 1. Etanol Etanol sa dnes bežne využíva ako náhrada za benzín v spaľovacích motoroch. Veľmi dôležité je tiež jeho uplatnenie v potravinárskom priemysle. Výrobná cena etanolu spolu s jeho destiláciou sa vo svete pohybuje na úrovni 0,6 USD.l 1 (asi 30 Sk.l 1 ). Cena etanolu je dvojnásobná v porovnaní s metanolom, čo platí aj v prípade jeho syntetickej výroby. Pri tejto cene je jeho využívanie ako paliva v doprave problematické. Výhodou etanolu je, že z hľadiska snahy o nahradenie klasických palív vo svete existujú dostatočné výrobné kapacity s overenou technológiou výroby. Výhody používania etanolu v motorových vozidlách: etanol je v motore dokonalejšie spaľovaný, Etanol Metanol Benzín Nafta Energetická hodnota [MJ.kg 1 ] 26,9 21,3 43,7 42,7 Bod varu [ C] 78,3 64,5 99, Oktánové číslo Obr. 1 zaručuje vyšší výkon a otáčky motora, vykazuje nižšie emisie v spalinách. Bioalkohol (etanol) získava sa alkoholovým kvasením a destiláciou vodného roztoku cukornatých plodín (cukrová repa, zemiaky, atď.) a používa sa ako prímes do motorového benzínu. Suroviny pre produkciu bioetanolu Zo škrobnatých a cukornatých látok ako cukrová repa, zemiaky a pšenica je možné cestou alkoholického kvasenia a prislúchajúcej destilácii vyrobiť Bioetanol (obr. 1). E85 je zmes z 15 % benzínu 85 % etanolu, ktorá zabezpečuje vylepšený studený štart motora. Bioetanol, ako pohonná hmota pre benzínový motor, sa bežne využíva v Brazílii, USA a aj vo Švédsku. Viaceré firmy ponúkajú na trhu nové konštrukcie motorov poháňaných palivom so zvýšeným podielom bioetanolu. Ford ponúka v Nemecku až dva modely: Flexible Fuel Vehicle (FFV) Ford Focus FFV a Kompact Van C-MAX. Vo Švédsku, Brazílii a USA majú vedľa Fordu aj Saab, Volvo, VW a Fiat FFV vozidlo vo vývojovom programe. Pri týchto modeloch sú časti palivovej sústavy odolné proti korózii. Nastavenie rozpozná pomer bioetanolu v pohonnej látke a nastavuje na to zapaľovací a vstrekovací systém. Bioetanol je: voľný jedovatý benzínový komponent a rakovinu vyvolávajúci Benzol ako Biopalivo do konca roka 2015 oslobodené od spotrebnej dane z minerálnych olejov 6 Agrobioenergia časopis Združenia pre poľnohospodársku biomasu číslo 4/ 2007

5 Technické aspekty Výkon motora stúpa v etanolovej prevádzke, podmienený je odolnosťou proti klepaniu a vysokou energiou vyparovania E85 je s bežným benzínom neobmedzene miešateľný E85-poháňané vozidlá produkujú až do 80 % menej CO 2 a výrazne menej škodlivín oproti benzínu väčšia spotreba do 25 % FFV- vozidlo, môže byť poháňané s benzínom a tiež takisto s E85, cenovo si žiada až 300 príplatku. / dt/ energie/ beispielprojekte/ biotreibstoffe/ ethanol/ index.htm Zemiaky Ľuľok zemiakový (lat. Solanum tuberosum), v bežnej reči len zemiak (reg. aj krumpľa, grula), je viacročná hľuznatá plodina z čeľade ľuľkovitých. Zemiaky patria medzi najvýznamnejšie poľnohospodárske plodiny. Zemiak pozostáva z vody (75 %), zo škrobu (17 %), z bielkovín (2 %) a iných látok. (zdroj: / sk.wikipedia.org/ wiki/ %C4%B- Du%C4%BEok_zemiakov%C3%BD) Škrob Je to zásobná látka rastlín. Nachádza sa vo veľkom množstve v semenách obilnín a hľuzách zemiakov vo forme škrobových zŕn. Je to konečný produkt fotosyntézy v rastlinách. Škrob patrí medzi polysacharidy. Je to zložitá organická makromolekulová látka, tvorená tisíckami molekúl glukózy. Skladá sa z dvoch zložiek amylóza a amylopektín. Škrobové zrno obsahuje % amylózy a % amylopektínu. Tieto dve zložky sa dajú od seba oddeliť varením v horúcej vode. Škrob má veľký význam v potravinárskom priemysle (pudingy, omáčky), aj v technickej praxi (výroba lepidiel, impregnácia textilu, kozmetika). Škrob odbúravajú enzými amylázy, α-amylázy, ktoré sú súčasťou rastlinných aj živočíšnych buniek. Zemiaky s obsahom škrobu menej ako 13 % sa nemôžu považovať za zemiaky určené na výrobu zemiakového škrobu. / kekule.science.upjs.sk/ chemia/ vllab/ HTML/ zemiaky_podstata.htm Priemyselné zemiaky sú špeciálne vyšľachtené na vyšší obsah škrobu. Slúžia ako surovina na výrobu škrobu, pálenie alebo sa používajú ako krmivo pre ošípané. Nemajú dobrú chuť a ich farba je bielošedá. Nesmú sa predávať konečnému spotrebiteľovi ako konzumné zemiaky. Pre priemyselné využitie zemiakov sú potrebné dva druhy škrobov, ktoré sú obsiahnuté v hľuzách zemiakov. Ich oddelenie predstavuje finančne i ekologicky veľmi náročný proces. V niektorých odrodách novo vyšľachtených zemiakov výrazne prevláda jeden typ škrobu amylopektín, ktorý je ekonomicky zaujímavejší ako druhý škrob amylóza, ktorý sa využíva napríklad pri výrobe papiera, konštrukčných materiálov, lepidiel či mazadiel. / eur-lex.europa.eu/ LexUriServ/ LexUriServ.do?uri=CELEX:32003R2236:SK:NOT Obr. 2 Kvapková závlaha Pestovateľia zemiakov na energetické využitie volia priemyselné zemiaky s čo najvyšším obsahom škrobu. Získať vysokú úrodu zemiakov a týmto aj škrobu sa dá vysokými až enormne vysokými dusíkovými organickými a priemyselnými hnojivami. Medzi vhodné podmienky rastu patrí popri hnojení aj dostatok vody. Vzhľadom na globálne otepľovanie v posledných rokoch je k tomuto účelu nevyhnutná závlaha. Zemiaky sa zavlažujú povrchovou závlahou a to napr. kvapkovou závlahou (obr. 2) alebo zadažďovaním (postrekom). Straty je možné určiť zo súčiniteľa využiteľnosti (kvapková závlaha 0,95 0,98, postrek 0,80 0,87). Závlahu postrekom je možné aplikovať napr. široko záberovými strojmi alebo pásovými zavlažovačmi. U nás prevažnú časť plôch zavlažujeme pásovými zavlažovačmi, ďalej sú to široko-záberové závlahové stroje, prenosné závlahové súpravy. Výsledky nášho i zahraničného výskumu ukazujú, že závlahová voda aplikovaná kvapkovou závlahou zvyšuje produkčný a ekonomický efekt, šetrí závlahovú vodu a pri súčasných odrodách najmä skorých zemiakov preukazne zvyšuje úrody. Dokonca sa robia pokusy (Nemecko) kombinácie kvapkovej závlahy a závlahy postrekom mobilná kvapková závlahy. Úroda zemiakových hľúz sa na Slovensku pohybuje od 25 do 45 t.ha 1. Škrobárenský priemysel uprednostňuje neskoro dozrievajúce, pestovateľsky náročnejšie odrody. Optimálne hľuza obsahuje asi 17 % škrobu. Škrob tvorí 70 až 80 % sušiny. Na Slovensku nie je v súčasnosti produkovaný žiadny zemiakový škrob. Je to na škodu! (SR je producentom kukuričného a pšeničného škrobu). Zdroje: Agrobioenergia časopis Združenia pre poľnohospodársku biomasu číslo 4/

6 BIOETANOL výroba a súvislosti Ing. Julius Forsthoffer, PhD. Združenie výrobcov liehu a liehovín na Slovensku. Vyraz fosílne palivá používame na označenie všetkých typov uhlia, ropy a zemného plynu ako aj produktov vyrobených ich rafináciou či zušľachťovaním. I ch objemy v zemskej kôre sa neobnovujú, sú limitované a posledné obdobie tieto zásoby výrazne znížilo najmä rozvojom spotreby energie a dopravy (bez ohľadu na nepresnosť v prieskume a bilancovaní zásob), tiež pokrok v technológii umožňujúci využívať aj iné a neštandardné suroviny, také, ktoré boli v minulosti nespracovateľné. Palivá obnoviteľné Tvorí skupina najrôznejších materiálov, ktoré sa v súčasnom prostredí obnovujú (biomasa, fytomasa, všetko z ríše rastlinnej aj živočíšnej a produkty i odpady ich spracovania). Všetky vznikajú ako priame a odvodené produkty fotosyntézy využívajúcej slnečnú energiu, avšak intenzita jej využitia je podmienená vlastnosťami príjemcov energie a geografickými podmienkami. Fotosyntéza nielen akumuluje slnečnú energiu, formujúc zdroje výživy všetkých organizmov, ale zabezpečuje aj regeneráciu kyslíka do ovzdušia. Stratégia motorových palív Bioprísady prinášajúce kyslík na zlepšenie spaľovania Motory potrebujú bezpopolné ušľachtilé palivá špecifických vlastností podľa typu a konštrukcie. Podstata maximálneho uvoľnenia energie je v zabezpečení podmienok na dosiahnutie dokonalého zhorenia paliva. Na to je potrebný dostatok až prebytok kyslíka v spaľovacom priestore, ktorý možno saturovať kompresiou vzduchu (turbo-motory), alebo zapracovaním kyslíka do paliva (oxygenáty). A práve biozložky sú tie komponenty s obsahom kyslíka. V predaji sú už palivá E5, E10, E85, E95 (číslica vyznačuje percento bioetanolu v benzíne), ako aj benzín s prídavkom ETBE najviac do 15 %. % world ethanol production (fuel grade) Total ~8.7 Bilion Gallons Bioetanol Je rozšírenou bioprísadou, ktorá sa vyrába fermentáciou cukorných roztokov. V svojej podstate je to spojovací most medzi alkochémiou a petrochémiou. Pre voľbu variantu výrobnej technológie je vždy rozhodujúcou ekonómia výroby, ale rozhodujúcou položkou v kalkulácii je cena suroviny a energií. Najviac bio-etanolu sa vyrába v Brazílii a USA. Výrobné technológie a ich závislosť od použitej suroviny Nasledujúci text je venovaný opisu základných technologických variantov s podrobnejším porovnaním a vysvetlením ich výhod a nevýhod na báze surovín cukorných aj škrobnatých, s poukazom na lignocelulózovú biomasu (fytomasu) a na rad úskalí ktoré sprevádzajú jej využitie, pretože využívanie obnoviteľných surovín v prvom rade stimuluje agrárnu produkciu v prospech ochrany životného prostredia, obecného zdravia i života na vidieku. Svetovú situáciu vo výrobe bio-etanolu ukazuje nasledovný obrázok: % world ethanol production (fuel grade excl. Brazil) Po výrobe energie z fosílnych palív je doprava technickými prostriedkami najväčším spotrebiteľom palív. Avšak motory na rozdiel od kotlov nie sú schopné využívať bežné palivá, z ktorých pri horení vzniká popol. Vyžadujú si zušľachtené palivá plynné či kvapalné, najmä uhľovodíky bez zlúčenín síry, alebo ich deriváty. A to je cesta k využívaniu biozložiek do motorových palív, ktorých typickými predstaviteľmi sú alkoholy (bioetanol, biometanol, biobutanol), étery (bimetyléter, etyltercialbutyléter) a estery vyšších mastných kyselín (FAME). Ich produkcia a teda aj používanie, závisí od lokálnych podmienok. Brazil 47 % Row 1 % China 3 % Europe 3 % North America 46 % China 5 % Row 1 % Europe 5 % North America 89 % 8 Agrobioenergia časopis Združenia pre poľnohospodársku biomasu číslo 4/ 2007

7 Ťažiskové suroviny pre bioetanol môžeme rozdeliť na sacharidické, škrobnaté a lignocelulózové: Suroviny cukornaté tvoria ich všetky priame jednoduché cukry z cukrovky či cukrovej trstiny. Základom je disacharid sacharóza; jej rozkladom vznikajú monosacharidy glukóza a fruktóza (invertný cukor). Sú to najmä: šťava, získaná difúziou, alebo lisovaním medziprodukčné sirupy získané zahusťovaním štavy, melasy získané po oddelení vykryštalizovaného cukru, surový cukor repný, alebo trstinový, zomletá cukrová repa, alebo čakanka Vlastnosti surovín cukornatých (hodnotenie suroviny podľa obsahu cukru) Výhody cukrovky: typická okopanina, má vysokú účinnosť fotosyntézy, dobrú plošnú produktivitu, zavedenú technológiu pestovania a zberu, dobre zavedené priemyselné spracovanie. Výhody cukrovín: sú priamo skvasovateľné, postačuje vhodné zriedenie, mechanická a mikrobiologická čistota. Nevýhody cukrovky: nároky na pôdu, pestovanie je regionálne obmedzené, obmedzená skladovateľnosť buliev, vysoké náklady logistiky, vysoký obeh vody, nároky na zužitkovanie a zneškodňovanie odpadov, Nevýhody cukrovín: v čistej forme vyžadujú priživovanie, odpady z výroby sú problémové najmä pri používaní melasy. Suroviny škrobnaté tvoria ich hľuzy, alebo zrná obilnín a škrobnatých rastlín. Základom je škrob (polymér glukózy), ktorý je nerozpustný a treba ho vhodne upraviť (želírovať a scukriť). Sú to najmä: zemiaky, juka, casava, maniok, pšenica, žito, tritikale, jačmeň, kukurica, proso, cirok, hrach Vlastnosti surovín škrobnatých (hodnotenie suroviny podľa obsahu škrobu): Výhody zemiakov: typická okopanina, má dobrú účinnosť fotosyntézy, primeranú plošnú produktivitu, zavedenú technológiu pestovania a zberu, Výhody zrnín: tvorba zrna s vysokým obsahom škrobu, majú dobrú plošnú produktivitu, zavedenú technológiu pestovania a zberu, primeranú rajonizáciu, dobrú skladovateľnosť, disponibilitu, logistiku, dobrú spracovateľnosť, menší obeh vody, zužitkovateľné odpady z výroby Nevýhody zemiakov: nároky na pôdu, pestovanie je regionálne obmedzené, obmedzená skladovateľnosť hľúz, vysoké náklady logistiky, vysoká spotreba vody, nároky na zcukrovanie škrobu, zužitkovanie a zneškodňovanie odpadov, Nevýhody zrnín: nároky na oddelenie neškrobových podielov a na želírovanie i scukrovanie škrobu. Suroviny lignocelulózové tvoria ich všetky rastlinné materiály (biomasa fytomasa), i materiály odpadové (drevina, papierovina). V týchto sú prítomné základné zložky: hemicelulózy: tvoria ich lineárne a rozvetvené, nepravidelné polyméry zväčša pentózových cukrov, vo vode sú nerozpustné a bez depolymerizácie sú neskvasiteľné. celulóza: tvoria ju lineárne, pravidelné polyméry hexózy glukózy, vo vode sú nerozpustné a bez depolymerizácie je neskvasiteľná. lignín: tvoria ho rozvetvené polyméry heterocyklických organických zlúčenín, vo vode je nerozpustný a neskvasiteľný pred aj po depolymerizácii. Pripomeňme si, že technologicky sú najzaujímavejšie cukornaté suroviny, pretože okrem zriedenia na vhodnú koncentráciu cukru nepotrebujú žiadne úpravy pred skvasovaním. Škrobnaté aj lignocelulózové suroviny treba najprv premeniť na skvasovateľné cukry a to je podstata technologických odlišností. Ako hodnotiť výťažnosť liehu? Obecne platná je rovnica, ktorú overil Gay-Lussac a podľa nej sa hodnotí bilancia pre biochemickú konverziu glukózy na etanol v teoretickej rovine a 100% výťažok (v praxi sa tento výťažok nikdy nedosiahne): Pre cukor platí 100 kg glukózy sa rozloží za vzniku = 51,0 kg etanolu a 49 kg CO2, teda pri prepočte na objem 51 kg (pri 15 C 0,794) = 64,4 litrov 100 % etanolu. Pre škrob platí 100 kg 100 % škrobu = = 111 kg glukózy a následne = 56,6 kg etanolu = 71,5 litrov 100% etanolu. V praxi sa vzhľadom na straty a na rozmnoženie mikroorganizmov (kvasiniek, či baktérií) sa aj zo škrobu vyrobí menej 100 % liehu oproti 100 % teoretickému výťažku; sú to významne menšie hodnoty a závisia od zariadení a systému práce v liehovare: v najlepšom liehovare vo veľmi dobrom liehovare v dobrom liehovare v uspokojivom liehovare 67 l 64 l 62 l 60 l 93,7 % 89,8 % 86,7 % 83,9 % Z toho je odvodené pravidlo suroviny: nenakupujú sa tony zrna (pšenice, kukurice), ale tony škrobu v zrne; rovnako to platí pre tony cukru v repe či cukorných produktoch. Výroba bioetanolu Výrobu charakterizuje: Kapacita výrobnej jednotky/ závodu, Ceny základnej suroviny a spôsobom jej prípravy/ predúpravy, Špecifická rýchlosť fermentácie/ kvasného procesu, Celkový výťažok etanolu Merná spotreba vody a energie (elektrina, teplo, chlad) Forma a možnosť zužitkovať vedľajšie produkty a odpady Agrobioenergia časopis Združenia pre poľnohospodársku biomasu číslo 4/

8 Ťažiskové náklady pre výrobu bioetanolu Ukazuje ich obrázok so sledom nákladov, ktoré vyplývajú zo zvolenej suroviny a technológie: Výrobné technológie a voľba technologického variantu Existuje viac technologických variantov, podľa zvolenej suroviny, ktoré sa líšia predovšetkým prípravnými fázami pred fermentáciou a destiláciou. Spracovanie cukorných surovín si vyžaduje zriedenie, prípadne oddelenie hrubých nečistôt a záhrev na zníženie nebezpečenstva infekcie neželanými mikroorganizmami. Nasledujúce dva obrázky, prevzaté z firemnej literatúry spoločnosti Novozymes (ktorá je dodavateľov enzýmov pre výrobu liehu) nám ukazujú rámcový vzťah medzi jednotliku za sucha, alebo prejdú celým procesom v mokrom stave, takže voľba technologického postupu je ľubovoľná, umožňuje rôzne kombinácie, ktoré sa odrážajú v spracovaní zrna, želírovaní a scukrení škrobu, vo fermentácii, destilácii aj spracovaní výpalkov. Pre každý variant ale platí skúsenosť, že zjednodušené operácie na začiatku procesu prinášajú zložitejšie operácie, na jeho konci. Variant A. -suchý- spracovanie zrnín šrotovaním Je to najjednoduchší postup, ale vnáša do procesu a) necukornú sušinu (nárok 4 kg vody/ 1 kg otrúb na rozsuspendovanie do zápary) b) bielkoviny (termokoagulácia) Spracovanie škrobnatých surovín si vyžaduje zložitejšiu prípravu, pretože zrno obsahuje okrem škrobu aj zložky necukorné aj bielkovinové. Dôležité je či ich oddelíme na začiatc) vytvára suspenzné médium s necukornými zložkami d) suspenzia prechádza celým procesom scukrenia, kvasenia a destilácie e) finálne výpalky treba separovať a odvodňovať V tomto variante môže byť použitá technológia scuktrenia za horúca, alebo za chladu, ktorá sa prejaví rozdielom v spotrebe/ úspore tepla a chladiacej vody. Variant B. -mokrý- spracovanie zrnín vypieraním z múky po suchom oddelení otrúb Je to postup zložitejší, ale zabezpečuje a) oddelenie suchých otrúb (znižuje spotrebu vody a umožňuje ich samostatné využitie) b) oddelenie bielkovín (samostatné zužitkovanie) c) škrobové mlieko na želírovanie a scukrenie bez suspendovaných necukrov d) finálne výpalky možno recyklovať bez separácie Želírovanie a scukrovanie: za horúca, za studena. Voľba procesu je podmienená dostupnosťou a cenou enzýmov určených pre špeciálne technologické podmienky aplikovateľných voľne bez možnosti regenerácie, alebo upútaných s možnosťou opakovaného nasadenia. Po suchej úprave zrnín: príprava suspenzie šrotu a jej zahriatie, stekutenie škrobu voľnou alfa-amylázou scukrenie škrobu voľnou glukoamylázou Po mokrej úprave zrnín: príprava suspenzie škrobu a jej zahriatie, stekutenie škrobu voľnou α-amylázou scukrenie škrobu upútanou glukoamylázou 10 Agrobioenergia časopis Združenia pre poľnohospodársku biomasu číslo 4/ 2007

9 vými technologickými variantmi a výrobnými nákladmi. Na prvom obrázku vidieť najnižšie náklady pre cukorné suroviny pretože nepotrebujú enzýmy a rozdielnosť nákladov pre horúce (corn clasical) a chladné (corn 1-step) želírovanie a scukrovanie škrobnatých surovín s tým, že kukurica má medzi zrninami privilegované postavenie aj voči pšenici (vyšší obsah škrobu, kukuričný glutén nemá lepive vlastnosti ako pšeničný lepok). Na druhom obrázku je povšimnutia hodné porovnanie nákladov medzi spracovaním škrobnatých a lignocelulózových surovín. Skvasovanie cukorných roztokov: voľnými, alebo upútanými mikroorganizmami Kvasinkami: voľné bunky, hodín, suspenzné kvasné médium pri kvasení vzniká CO2 a pribúdlina Baktériami: upútané bunky, 6 8 hodín, bezsuspenzné kvasné médium pri kvasení vzniká CO2 nie pribúdlina Destilácia, rektifikácia a odvodnenie liehu Tento proces je identický pre všetky technologické varianty; zariadenia sú riešené na základe poznatkov chemického inžinierstva s cieľom minimalizovať spotrebu energií a chladu pri dodržaní požadovaných paramentrocv čistoty produkovaného liehu. Spracovanie výpalkov Bezsuspenzné výpalky, relatívne čisté, sa recyklujú do vypierania škrobu Suspenzné výpalky sa separujú a získané podiely zužitkujú samostatne: Hustý podiel (vláknina, vyvarené bunky) možno využiť na kŕmenie, na spálenie, na výrobu kompostu a hnojenie Riedky podiel (rozpustné neskvasiteľné zložky, peptidy, kyseliny) možno využiť na výrobu bioplynu, na kŕmenie (po zahustení na koncentrát), alebo na zúrodňovanie kontaminovaných a jalových terénov. Záver Výroba etanolu je automatizovaná a sama netvorí veľký počet pracovných miest. Dáva ale veľa príležitostí pre vidiek, tiež pre priemysel a služby podporou tvorby nových pracovných miest pre mužov aj pre ženy a je schopná využívať viacdruhovú surovinovú základňu. Je charakteristická aj tým, že umožňuje účinné využívanie kogenerácie energií tým, že spotrebúva nielen elektrinu a teplo, ale aj chlad vyrobený z nízkopotenciálneho tepla pre dosiahnutie výrazných úspor v chladení a obehu vody. Napriek tomu, že ukazuje sa prechodný nedostatok primárnych surovín potrebných na výrobu bioetanolu a sú nejasnené cenové relácie je nedostatok závodov na výrobu etanolu nové liehovary sú založené na konzervatívnej technológii chýba skutočný záujem pridávať biopalivá do motorových palív budú pre ďalší rozvoj výroby etanolu rozhodujúce tri najdôležitejšie faktory slovenskej národnej ekonómie biopalív Princíp výroby bio-palív pri najnižšej cene široko využiteľných vstupných surovín s najvyššou produktivitou a najnižšími výrobnými nákladmi Redistribúcia výrobných nákladov v rade surovina-výroba-použitie Uznanie etanolu za biogénnu látku a za významný zdroj energie (obnoviteľné palivo) Z Domova Daňové zvýhodnenie biopalív môže tento rok dosiahnuť 1 mld. Sk BRATISLAVA 19. júla (SITA) Daňové zvýhodnenie biopalív by mohlo v tomto roku dosiahnuť úroveň jednej miliardy korún. Vyplýva to z prepočtov Inštitútu finančnej politiky (IFP) pri Ministerstve financií SR, podľa ktorého sa však napriek tomu výnos spotrebnej dane zatiaľ vyvíja veľmi priaznivo, čo môže byť podľa inštitútu okrem ekonomického rastu sčasti spôsobené aj teplou zimou. Hotovostné plnenie ku koncu júna medziročne vzrástlo o 5,4 %, pričom za prvých šesť mesiacov roka bol vplyv biopalív minimálny, takmer žiadny, uvádza IFP. Za päť mesiacov tohto roka daňové zvýhodnenie palív s prímesou biopalív dosiahlo 356 mil. Sk, pričom za celý minulý rok to bolo v metodike ESA 95 ešte iba 267 mil. Sk. Prvýkrát sa palivá s prímesami biopalív objavili na slovenskom trhu v máji 2006, vo výraznejšej miere však až v septembri Odvtedy sa ich podiel na celkovom objeme benzínov a na y zvyšoval až na úroveň 80 %, čo znamená, že v súčasnosti je zhruba len 20 % palív zdaňovaných základnými sadzbami spotrebných daní. Výška daňového zvýhodnenia biopalív závisí aj od množstva biozložiek, ktoré palivá obsahujú. Podľa prepočtov IFP v prípade, že by sa využili maximálne možnosti na využitie daňového zvýhodnenia biopalív a na trh by sa uvádzali len takéto palivá, výpadok na spotrebnej dani by v roku 2007 dosiahol až 2,7 mld. Sk. Biopalivá na Slovensku v súčasnosti distribuujú a predávajú dve ropné spoločnosti. Sú nimi bratislavský Slovna a spoločnosť OMV Slovensko. Agrobioenergia časopis Združenia pre poľnohospodársku biomasu číslo 4/

10 Zvýšenie akceptácie využívania bioplynu Mgr. Melinda Gábovicsová Výskumno realizačný ústav obnoviteľných zdrojov energie, s. r. o., Komárno Partneri zo šiestich európskych krajín vrátane Slovenska odštartovali v októbri tohto roka spoločný projekt BiogasAccepted. P rojekt je financovaný zo zdrojov EÚ v rámci Programu Intelligent Energy Europe. Cieľom projektu je vytvorenie nástrojov na zvýšenie akceptácie bioplynu prostredníctvom aktívnej komunikácie medzi prevádzkovateľmi bioplynových staníc a spotrebiteľmi, dotknutými obyvateľmi a predstaviteľmi regionálnej a miestnej samosprávy. Nástrojmi na presadzovanie plánovaných projektov na výstavbu bioplynových staníc budú verejné prezentácie, debaty za okrúhlym stolom a diskusie so zainteresovanými stranami. Hlavným cieľom Programu Intelligent Energy Europe je prispieť k zabezpečeniu trvalej udržateľnosti energie s konkurencieschopnými cenami v Európe. Nástrojmi programu sú: podpora energetickej efektívnosti a rozumného využitia energetických zdrojov, podpora nových a obnoviteľných zdrojov energie (OZE), diverzifikácia a využívanie OZE v doprave. Program sa zameriava na odbúravanie netechnologických prekážok, ktoré bránia rozšíreniu efektívneho využitia energie a zavedeniu OZE. Obr. 1 Mladý majiteľ Stefan Schellberger vysvetľuje dôležitosť zvýšenia akceptácie v prípade jeho bioplynovej stanice. V pozadí vidno blízke domy susedov, ktorí sa vďaka dôkladnej príprave projektu vôbec nesťažujú na zápach ani hluk. Zdroje energie hrajú kľúčovú úlohu v medzinárodnej politike a majú veľký vplyv na konkurencieschopnosť národných ekonomík. Ceny ropy a zemného plynu na svetových trhoch neustále rastú, preto vzniká potreba zavádzať nové technológie, ktoré znižujú závislosť od tradičných fosílnych palív. Jedným z obnoviteľných zdrojov energie je bioplyn, ktorý je produktom anaeróbnej fermentácie organických materiálov ako sú napr. maštaľný hnoj, kuchynský odpad, čistiarenské kaly alebo energetické plodiny. Mnohé európske krajiny už niekoľko rokov profitujú z výhod bioplynových staníc. Napriek tomu je potrebné ďalej šíriť vedomosti o bioplyne a presadzovať príklady najefektívnejších bioplynových staníc v členských krajinách EÚ. Odpoveďou na minuloročnú výzvu vypísanú v rámci programu Intelligent Energy Europe bolo vytvorenie konzorcia siedmych partnerských organizácii pochádzajúcich zo šiestich európskych krajín: Studia študijné centrum pre medzinárodnú analýzu (Schlierbach, Rakúsko) a Profactor GmbH (Steyr, Rakúsko), Fondazione Nord Est (Benátky, Taliansko), Maďarské bioplynové združenie (Szeged, Maďarsko), Chemická fakulta univerzity v Barcelone (Španielsko), Výskumno-realizačný ústav obnoviteľných zdrojov energie (Komárno, Slovensko) a Baltické centrum obnoviteľnej energie (Varšava, Poľsko). Obr. 2 Miešanie materiálu pred dávkovaním do BPS Prvé stretnutie konzorcia, ktoré bolo oficiálnym začiatkom projektu, sa uskutočnilo v rakúskom Schlierbachu. Tu má sídlo spoločnosť Studia, ktorá je koordinátorom projektu. Partneri konzorcia navštívili v obci Schalchen malú bioplynovú stanicu s výkonom 100 kw e prevádzkovanú dvadsaťročným farmárom. Pozitívne skúsenosti s nástrojmi na zvýšenie akceptácie, ktoré boli použité pri plánovaní a implementácií tejto stanice, tvorili základ pre projekt BiogasAccepted. Stredobodom pozornosti našej exkurzie by mal byť fakt, že miestni obyvatelia bez problémov prijali túto stanicu, ktorá je od najbližšieho suseda vzdialená iba 60 metrov. S mojim kolegom ma však viac upútali technické údaje o prevádzke, ktoré sa v mnohom líšia od údajov odporúčaných v odbornej literatúre. Prevádzka nefunguje ani na mezofilnej ani na termofilnej báze. Organický materiál, ktorým je väčšinou kukuričná siláž a kosená tráva, sa udržiava vo fermentoroch 40 dní. Aj napriek takýmto závažným chybám je očakávaná finančná návratnosť maximálne 10 rokov. Vyprodukuje sa 100 kw elektrickej energie a odpadové teplo sa využíva práve v blízkych susedných domácnostiach. Kľúčom investície je na 13 rokov garantovaná cena elektriny 16,5 centov za kwh (5,60 Sk/ kw). V Rakúsku takouto inšpirujúcou cenou vedú farmárov k tomu, aby stavali iba malé stanice s výkonom do 100 kw. Činnosť projektu BiogasAccepted sa začína určením potenciálu daných regiónov zúčastnených európskych krajín, aby potvrdili rozšírené možnosti aplikácie bioplynovej technológie na rôzne účely, ako kúrenie, chladenie, zásobovanie elektrinou a pohonnou látkou pre vozidlá alebo na zavedenie bioplynu do plynovodu. Čoskoro bude dostupná webová stránka venovaná tomuto projektu, kde budú zverejnené obsah, nástroje a činnosti projektu. Veľkou otázkou tohto projektu zostáva, či je možné alebo nutné zvýšiť akceptáciu využí- 12 Agrobioenergia časopis Združenia pre poľnohospodársku biomasu číslo 4/ 2007

11 vania bioplynu v krajinách ako sú Slovensko, Maďarsko a Poľsko. Je ťažké vyjadriť sa k akceptácii využívania bioplynu, keďže napríklad na Slovensku sú v prevádzke iba štyri menšie bioplynové stanice, kým v Rakúsku je ich okolo 360. My sa však pokúsime v rámci tohto projektu odbúrať prekážku neakceptovania bioplynu, aby aspoň toto nestálo v ceste výstavby plánovaných bioplynových staníc na Slovensku. Obr. 3 Umiestnenie fermentora BPS v teréne; Za obsah tejto tlačovej správy plne zodpovedajú autori. Nevyjadruje názor Európskeho spoločenstva. Európska komisia nenesie žiadnu zodpovednosť za akékoľvek využitie v nej obsiahnutých informácií. Zo Sveta Burina ako palivo Hospodárske noviny Obrovský záujem o biopalivá v poslednom období vyvolal vo svete rast cien potravinárskych komodít a Organizácia pre hospodársku spoluprácu a rozvoj (OECD) začala varovať farmárov pred hromadným presunom od potravinárskych plodín na plodiny palivové. Obavy z takéhoto vývoja by však údajne mohla odstrániť rastlina, ktorá odpudzuje z každého uhla. Je nepekná, zapácha a navyše je aj jedovatá. Jatropha, ktorá sa dnes využíva hlavne na živé ploty a ako medicína pre domorodé kmene, môže podľa British Petroleum vyriešiť dopyt po biopalivách, špeciálne po bionafte. Tá sa vo svete vyrába najmä z repky a zo sóje, na Slovensku prakticky výhradne z repky olejnej. Navyše by zvýšila príjmy chudobných štátov Afriky, a to bez zníženia plôch pre potravinové plodiny. Na jatrophu, konkrétne Jatrophu curcas, pred krátkym časom upozornila aj banka Goldman Sachs, ktorá ju tiež označila za energetickú plodinu budúcnosti. Dnes je jej využitie zatiaľ minimálne, zo všetkých plodín pestovaných na biopalivá má jatropha ani nie jednopercentný podiel. Ako informoval časopis Fortune, British Petroleum podpísala v júni kontrakt za 160 miliónov dolárov (takmer 3,9 miliardy Sk) s britským producentom biopalív DI Oils na vytvorenie spoločného podniku. Ten by sa do roku 2011 mal stať najväčším výrobcom jatrophového oleja na svete. Nová firma očakáva, že do štyroch rokov bude spracúvať ročne približne dva milióny ton, čo je asi 18 percent dopytu po biopalivách v Európe. Biznis by to mohol byť podľa British Petroleum veľký, pretože semená jatrophy obsahujú až 40 percent oleja. Jatropha by okrem toho mohla riešiť aj hospodárske problémy chudobných afrických štátov. Rastlina je schopná rásť v suchých a na živiny chudobných pôdach, kde bežné plodiny prakticky neprežijú. Takto nehrozí, že by potravinovým plodinám znižovala plochy na pestovanie. Podľa New York Times v niektorých afrických krajinách už jatrophu využívajú. V chudobnom Mali túto pre domorodcov burinu pestujú na produkciu paliva pre generátory vyrábajúce elektrinu v odľahlých oblastiach. Plantáže s jatrophou začínajú vo väčšom zakladať v Číne, Malajzii a Indii, veriac, že im pomôže znížiť závislosť od dovozu energie. Železničná trať medzi Mumbajom a Dillí je osiata jatrophou a aj miestne vlaky jazdia na biona u, z 20 percent zlepšenou touto rastlinou. Európa čaká na boom obnoviteľnej energie Hospodárske noviny Odpady v podobe emisií vypúšťaných do ovzdušia by sa mohli zavedením nových systémov začať znižovať spoločne so spotrebou energie. Krajiny EÚ sa zaviazali, že do roku 2020 budú vyrábať takmer pätinu energie z obnoviteľných zdrojov a z desiatich percent využívať biopalivá v doprave. Na Slovensku by sa tieto ciele mohli dosiahnuť dotáciami a výhodnými úvermi na energeticky úsporné zariadenia, ktorých zavedenie do domácností podporuje Európska banka pre obnovu a rozvoj v spolupráci so štyrmi slovenskými bankami. Nákup solárnych systémov a kotlov na biomasu plánuje od nového roka dotovať aj štát. Schvaľovanie úverov sa bude realizovať na základe energetického auditu a závisieť teda od dosiahnutých úspor. Majiteľom bytov či stredných firiem by mali s projektmi pomôcť odborníci. Slovensko je spomedzi krajín V4 vhodným kandidátom aj na zavedenie slnečných kolektorov. Podľa interaktívnej mapy Európskej komisie sme na 16. mieste medzi 25 krajinami EÚ a druhí medzi štyrmi susednými. Najdynamickejší rozvoj systémov slnečnej energie je v Nemecku, ktoré zo slnka získava výkon osemsto megawattov (pre porovnanie V1 v Jaslovských Bohuniciach má inštalovaný výkon 880 MW). Podľa inštitútu Joint Research Centre od roku 2000 vzrástla spotreba elektriny takmer o 11 percent, pričom výmenou súčasných elektrických spotrebičov za šetrnejšie možno znížiť spotrebu zhruba o 20 percent. To pre každú domácnosť ročne predstavuje približne 800 kwh. Agrobioenergia časopis Združenia pre poľnohospodársku biomasu číslo 4/

12 Obrazová príloha Z členov združenia A.B.E. sa veľtrhu so samostatnými stánkami zúčastnili: DANAGRA, s. r. o. Bratislava, AGRO Zvolen, a. s. AGRASERVIS, s. r. o., Košťany nad Turcom, TSÚP Rovinka, OLIVEX, s. r. o. Dunajská Streda Lis na malé valcové balíky viničných odrezkov KÖP.P.L. k malotraktoru Zariadenie na lisovanie olejnatých semien a filtrovanie oleja Farmer 10 s výkonnosťou 9 12 kg.hod 1 Separátory biokalu vhodné do koncoviek BPS s výkonnosťou m 3.hod 1 ponúkali dve firmy Briketovací lis RUF 100 na biomasu a vyrobené brikety (drevo, slama, seno) s výkonnosťou 100 kg.hod 1 14 Agrobioenergia časopis Združenia pre poľnohospodársku biomasu číslo 4/ 2007

13 AGROSALÓN Nitra 2007 Filtračný systém s briketovacím lisom BRIKLIS na piliny vhodný aj na výrobu brikiet z podrvenej slamy Štiepkovač a drvič organických zvyškov NEGRI R 330 s naftovým motorom 26 kw Záujem vzbudzoval u návštevníkov aj briketovací lis na slamu BIOMASSER DUO s výkonnosťou kg brikiet za hodinu Traktorové štiepkovače ponúkalo viac firiem Traktorové štiepkovače ponúkalo viac firiem Traktorové štiepkovače ponúkalo viac firiem Agrobioenergia časopis Združenia pre poľnohospodársku biomasu číslo 4/

14 Vplyv vlhkosti na výhrevnosť slamy Ing. Štefan Pepich, TSÚP Rovinka Vedľajšie produkty z rastlinnej výroby sú veľmi významným zdrojom energie, ktorý je možno využívať nielen v rezorte poľnohospodárstva ale ej v komunálnej sfére. D o skupiny vedľajších produktov patrí hlavne slama rôzneho druhu. Slama je dnes intenzívne využívané vo viacerých krajinách vrátane rozvojových. V Indii sa ročná spotreba organických odpadov, vrátane slamy, pre energetické účely pohybuje na úrovni 110 milión ton, pričom spotreba dreva predstavuje asi 133 miliónov ton ročne. V Číne je podiel organického odpadu až 2,2 násobný v porovnaní s drevom. Slama ako zdroj energie sa dnes využíva aj v mnohých vyspelých krajinách. Niekoľko stoviek zariadení na vykurovanie obcí, sídlisk, poľnohospodárskych podnikov ale aj na výrobu elektriny sa nachádza vo Veľkej Británii, Dánsku, Rakúsku, Nemecku a iných krajinách. Budovanie kotolní na slamu vo vyspelých krajinách bolo podporované z dôvodov ochrany životného prostredia a aj preto, že je to ekonomicky veľmi zaujímavé a takéto riešenie bioenergetiky poskytuje dodatočný zdroj príjmov pre vidiecke oblasti. výhrevnosť v MJ/Kg Obr výhrevnosť v MJ/Kg Na Slovensku sa ročne vyprodukuje okolo 2,8 mil. ton slamy rôzneho druhu. Jej energetické využívanie je zatiaľ však mizivé. V roku 2006 sa v SR vyprodukovalo viac ako 1,7 mil. ton slamy z hustosiatych obilnín, 0,6 mil. ton slamy kukuričnej, 0,2 mil. ton slamy slnečnicovej a 0,2 mil. ton slamy repkovej. Z tohto množstva sa v živočíšnej výrobe na podstielanie a kŕmenie použilo takmer 1 mil. ton obilnej slamy. Časť slamy obilnín, prakticky celá produkcia slamy kukuričnej, slnečnicovej a repkovej sa pri zbere podrvila a následne zapracovala do pôdy. Na energetické účely by bolo možné využiť ton obilnej slamy (čo je zostatok celkovej produkcie po odpočítaní slamy pre živočíšnu výrobu a slamy podrvenej pri zbere), čo predstavuje 29 % celkovej produkcie obilnej slamy. Pre energetické využívanie je možné uvažovať aj s inými druhmi slamy ako je slama repková, kukuričná, slnečnicová a iné. Celkovo možno teoreticky počítať s množstvom slamy energeticky využiteľným na úrovni okolo 1 mil. ton. y = 16,766e 1,651 R 2 = 0, % 5 % 10 % 15 % 20 % 25 % 30 % 35 % 40 % 45 % 50 % vlhkosť slamy v % Závislosť výhrevnosti pšeničnej slamy od jej vlhkosti. Exponenciální (výhrevnosť v MJ/kg Táto hodnota korešponduje s údajmi VÚRV v Piešťanoch, ktorý uvádza, že na energetické využitie je možno počítať s % z celkovej produkcie slamy (ING. JAMRIšKA, Naše pole, č. 10/ 99). V Dánsku, kde sa ročne energeticky využíva okolo1,2 mil. ton slamy, udávajú až 50 % produkcie slamy na energetické využitie. Slama sa ukazuje ako vhodné palivo z niekoľkých dôvodov: má vysokú výhrevnosť, ktorá je v priemere okolo 15 MJ.kg 1 čím sa slama radí v tabuľke výhrevnosti pred drevné štiepky, dubové i smrekové drevo, hnedé uhlie aj piliny, má nízke výrobné náklady na 1 tonu, ktoré sa pohybujú okolo 250 až 500 Sk t 1 (lisovanie, zber, odvoz), čo umožňuje hlavne poľnohospodárskym podnikom lacno vyrábať energiu pre vlastnú spotrebu, ďalšou výhodou je skutočnosť, že strojno-technologická linka na prípravu slamy ako paliva vo forme balíkov sa bežne používa v poľnohospodárskej praxi a nie sú na ňu potrebné investičné náklady (traktor s lisom, nakladače a manipulátory s balíkmi, dopravné prostriedky). Spalné teplo a výhrevnosť sú najdôležitejšie energetické charakteristiky paliva. Keď sa uvažuje s využitím slamy ako paliva, musíme k tejto surovine pristupovať už ako k palivu. Pri meraní týchto fyzikálnych veličín je používaná kalorimetrická metóda, ktorá je najbežnejšou používanou metódou určenou na sledovanie správania sa materiálu v prostredí s prudko rastúcou teplotou. Spalné teplo a výpočet výhrevnosti sa uskutočňuje podľa príslušnej normy STN ISO spalné teplo pri konštantnom objeme (gross calorific value at constant volume) je absolútna hodnota špecifickej energie spaľovania v J na jednotku hmotnosti tuhého paliva uvoľnené jeho spálením v kyslíku v kalorimetrickej tlakovej nádrži za predpísaných podmienok. Predpokladá sa, že splodiny horenia sa skladajú z plynného O, N, CO 2, SO 2, vody v kvapalnom stave (v rovnováhe s parou) nasýte- 16 Agrobioenergia časopis Združenia pre poľnohospodársku biomasu číslo 4/ 2007

15 výhrevnosť v MJ/kg Obr ozdobnica čínska kukurica repka tritikale pšenica sója jačmeň topinambur hrach amarantus slnečnica hnedé uhlie Porovnanie výhrevnosti rôznych druhov slamy s výhrevnosťou hnedého uhlia nej CO 2 za reakčných podmienok v tlakovej nádrži a popola v tuhom stave, to všetko pri referenčnej teplote, výhrevnosť pri konštantnom objeme (net calorific value at constant volume) je absolútna hodnota špecifickej energie spaľovania v J na jednotku hmotnosti paliva uvoľnená jeho spálením v kyslíku pri konštantnom objeme a za podmienok, že celková voda reakčných splodín zostáva vo forme vodnej pary, v hypotetickom stave (pri 0,1 MPa), ostatné splodiny sú v stave ako pri spalnom teple, to všetko pri referenčnej teplote, Tab. 1 Slama Veličina Jednotka pšeničná slama jačmenná slama repková slama slnečnicová slama kukuričná slama láskavec (Amarantus) slama topinamburu Namerané a vypočítané hodnoty výhrevnosti vybraných druhov slamy Vzorka dodaná analytická bezvodá vlhkosť % 42,3 7,1 0 popol % 3,3 5,3 5,7 horľavina % 54,4 87,6 94,3 spalné teplo MJ.kg 1 10,20 16,42 17,67 výhrevnosť MJ.kg 1 8,41 15,04 16,37 vlhkosť % 35,5 7,0 0 popol % 3,7 5,3 5,7 horľavina % 60,8 87,7 94,3 spalné teplo MJ.kg 1 11,19 16,15 17,36 výhrevnosť MJ.kg 1 9,49 14,77 16,06 vlhkosť % 45,2 8,3 0 popol % 3,8 6,3 6,9 horľavina % 51,0 85,4 93,1 spalné teplo MJ.kg 1 9,73 16,30 17,78 výhrevnosť MJ.kg 1 7,92 14,92 16,49 vlhkosť % 15,0 8,5 0 popol % 11, 11,8 12,9 horľavina % 74,0 79,7 87,1 spalné teplo MJ.kg 1 12,16 13,09 14,31 výhrevnosť MJ.kg 1 10,82 11,84 13,16 vlhkosť % 13,3 8,7 0 popol % 4,0 4,2 4,6 horľavina % 82,7 87,1 95,4 spalné teplo MJ.kg 1 15,92 16,76 18,36 výhrevnosť MJ.kg 1 14,50 15,40 17,11 vlhkosť % 30,5 7,3 0 popol % 9,4 12,5 13,5 horľavina % 60,1 80,2 96,5 spalné teplo MJ.kg 1 11,31 15,09 16,28 výhrevnosť MJ.kg 1 9,77 13,86 15,14 vlhkosť % 12,7 7,2 0 popol % 10,0 10,6 11,4 horľavina % 77,3 82,2 88,6 spalné teplo MJ.kg 1 15,00 15,95 17,19 výhrevnosť MJ.kg 1 13,67 14,69 16,02 Hlavný rozdiel medzi hodnotami spalného tepla a výhrevnosťou sa vzťahujú na fyzikálny stav vody v reakčných splodinách. Kalorická hodnota paliva, používaná obecne pre praktické účely je výhrevnosť pri konštantnom tlaku pre palivo s určitým daným obsahom vody. Pri meraní spalného tepla jednotlivých druhov slamy sú získané tri hodnoty pri rôznych obsahoch vlhkosti. Prvá hodnota je z dodaných vzoriek v ktorých bol obsah celkovej vody od 13 do 45 %. Druhá hodnota je z analytických vzoriek v ktorých bol obsah vody 7 9 % a tretia hodnota je z bezvodej vzorky. Okrem nameraných hodnôt spalného tepla sú uvádzané hodnoty obsahu popola v % a horľaviny v % a vypočítané hodnoty výhrevnosti. Namerané a vypočítané hodnoty sú v (tab. 1). Z (tab. 1) je zrejmý pokles výhrevnosti s narastajúcim obsahom vody. Na (obr. 1) je znázornená závislosť výhrevnosti pšeničnej slamy od obsahu vody. Na (obr. 2) je porovnanie výhrevnosti rôznych druhov slamy. Ak by malo prísť v nasledujúcich rokoch ku skutočnému a viditeľnému nárastu využívania slamy na energetické účely vyžadovalo by si to zmenu ponímania slamy ako vedľajšieho produktu alebo dokonca ako odpadu na produkt vo forme tržného paliva Ako vyplýva z uvedených výsledkov, energetický potenciál fytomasy vyprodukovanej každoročne v poľnohospodárstve je značný a fytopalivo môže svojou výhrevnosťou konkurovať aj niektorým konvenčným palivám. Preto bude v budúcnosti dôležité zabezpečenie požadovanej vlhkosti v slame ako palive na úrovni %. Tak sa môže stať slama konkurenciou aj kvalitným uhľovodíkovým palivám. Agrobioenergia časopis Združenia pre poľnohospodársku biomasu číslo 4/

16 Separátor ako súčasť bioplynových staníc Richard Tóth, Agrovaria export-import s. r. o., Hlavná 49, Štúrovo, tel Separátory majú svoje opodstatnenie aj pri bioplynových staniciach. Ich produkt v konečnom dôsledku prináša ekonomické výhody. T akmer každý z investorov zamýšľajúcich sa nad zriadením bioplynovej stanice má presnú predstavu o vstupných materiáloch, ktoré bude pri prevádzke bioplynovej stanice používať. Podstatne menej sa však zaoberajú problematikou likvidácie biokalu, digestátu, fugátu čo sú všetko názvy pre vyhoreté palivo, ktoré na konci celého procesu vzniká. Najčastejším riešením likvidácie biokalu je vyvážanie na pole a jeho aplikácia v podobe tekutého organického hnojiva, čo však nie v každom prípade spĺňa všetky kritériá ochrany životného prostredia. Pritom tento materiál môže byť ekonomicky výhodným zdrojom živín ľahko prijateľným pôdou. Na začiatku Na základe zákona o zachovaní hmoty platí, že množstvu materiálu vloženého do fermentora sa priblíži aj množstvo na výstupe po rozložení vo forme biokalu. Najčastejšie materiály používané na plnenie fermentora sú: exkrementy zo živočíšnej výroby senáž, siláž, tráva Obr. 1 znehodnotené ovocie a zelenina odpad z mäsokombinátov Z hľadiska efektívneho využitia biokalu ako zdroja živín môžeme hovoriť iba v prípade, ak množstvo aplikovaného materiálu neprevyšuje požadované množstvo na jednotku plochy v závislosti na tom, pod akú plodinu aplikujeme tekutý biokal (napr. okopaniny, lúky, pastviny, vinohrad a iné). Keď sa nespracuje vystupujúci biokal z fermentora, riadená aplikácia je nemožná! Riešením sú moderné aplikátory. Takéto zariadenia však predpokladajú tekutý materiál bez väčších tuhých zložiek, v inom prípade dochádza k upchávaniu aplikátorov. Práve tento problém riešia separátory, ktoré zabezpečujú odlúčenie tekutiny od tuhých častíc. Na separáciu môžeme použiť už v živočíšnej výrobe dobre osvedčené valcové, alebo šnekové separátory (použitie šnekového separátora je veľmi citlivá záležitosť so zvláštnym zreteľom na rozdrobenosť biokalu). Svojím výkonom, nenáročnou obsluhou a nízkou energetickou náročnosťou sú však valcové separátory (obr. 1) výhodnejšie. A systém pracuje Obr. 2 Keďže sa vo fermentore materiál dôkladne premiešava a zároveň dochádza k vyhnívaniu, na výstupe dostávame tekutú, takmer homogénnu hmotu. Túto hmotu je potrebné čerpadlom dopraviť do separátora, z ktorého už priamo dostávame tekutú frakciu fugát a tuhý separát (obr. 2). S takto získanými materiálmi je prakticky jednoduchšia manipulácia a prispieva to aj k lepšej ekonomike prevádzky bioplynovej stanice. Fugát je vhodný na okamžitú aplikáciu ako tekuté hnojivo, alebo na dlhodobé skladovanie, kde už neprichádza k sedimentácii materiálu a následná aplikácia je bezproblémová. Ekonomicky najvýhodnejšie je ho používať namiesto vody na riedenie vstupného materiálu do fermentora. Tuhý separát je tiež ľahko skladovateľný a aplikovateľný, alebo využiteľný pre ďalšie účely napr. kompostovanie pri ktorom vzniká kvalitné hnojivo prírodného pôvodu. Aplikácia kompostu na ornú pôdu, rep. finalizácia kompostu do obchodnej siete, môžu znamenať výrazný zdroj príjmov z vedľajšej výroby v každom podniku. V niektorých podnikoch využívajú tuhý separát ako podsieľkový materiál v chove hospodárskych zvierat. Obr. 3 Realita Príkladom separácie biokalu môže byť bioplynová stanica na PD Kapušany pri Prešove (obr. 3) kde je separátor zaradený do technologického radu. V tomto prípade ako vstupy do fermentora sa používajú najmä kukuričná siláž, tráva a srvátka. Jedná sa o fermentor o objeme m 3. Denné vstupy predstavujú 5 t materiálu. Kogeneračná jednotka má elektrický výkon 120 kw, tvorba bioplynu predstavuje asi 800 m 3 za deň. Za týždeň sa vyprodukuje okolo 140 m 3 kalu, z čoho je odseparované približne 14 m 3 sušiny separátu. 18 Agrobioenergia časopis Združenia pre poľnohospodársku biomasu číslo 4/ 2007

17 Sušiareň s ohrievačom na spaľovanie slamy Ing. Ivan Jurík majiteľ firmy JUREX s. r. o. Bratislava S účasná situácia v Európskej únií vo využívaní alternatívnych a obnoviteľných zdrojov energie je naklonená týmto smerom nielen proklamatívne, ale aj finančne a teda sa pripravuje aj peňažná podpora z fondov EU a tiež aj z národného rozpočtu. Susedné Rakúsko už niekoľko rokov finančne podporuje rôzne formy využívania alternatívnych zdrojov je to však o sile ekonomiky možnosť dovoliť si zaplatiť dotácie. Celá téma využívania obnoviteľných zdrojov aj biomasy stojí a padá na niekoľkých otázkach, ktoré sú známe dnes: Investičné náklady na výstavbu takýchto zdrojov vo vzťahu na dĺžku odpisov Výrobná cena takto získanej energie a cena jej výkupu pri dodávaní do siete hlavne stabilita jej úrovne a technické problémy pri jej výkupe Počet dní ročného využitia takéhoto zdroja Veľkosť dotácie a spôsob ich zaúčtovania Cena biomasy dnes a v budúcnosti Legislatíva V EÚ sú podporované alternatívne zdroje energie. Počet dní ročného využitia zdroja napr. na biomasu je zaujímavý hlavne u sezónnych strojov ako sú sušičky zrnín a iných poľnohospodárskych plodín. Pri porovnaní s celoročne využiteľným zdrojom napr. bioplynová stanica je takáto investícia v nevýhode. Dá sa síce nájsť riešenie na kombinované využitie zdroja tepla aj pre iné účely investora napr. vykurovanie, avšak na rozhraní jesene a zimy nastane kolízia vo využití zdroja. Ak nie je problém ju odstrániť, potom má investor vyhraté. Pri nástupe zimy sa totiž ešte suší obvykle kukurica a už sa musí kúriť, prípadne temperovať. Nemá význam to riešiť zvýšeným výkonom zdroja ale skôr dvoma zdrojmi naviac si treba uvedomiť, že na sušenie potrebujeme horúci vzduch a na vykurovanie obvykle horúcu vodu. Cena biomasy v porovnaní s cenami ostatných palív u sušičiek hlavne v porovnaní s cenou zemného plynu a LPG, ako najčastejšími zdrojmi tepla v moderných sušiarňach. Postupnou výstavbou zariadení na spaľovanie slamy a jej využitím v bioplynových staniciach sa bude pravdepodobne jej cena zvyšovať. Je predpoklad, že aj ceny ušľachtilých palív budú rásť.je otázkou ako sa cenové nožnice roztvoria. Dobre budú na tom tí investori, ktorí budú mať prebytok slamy aj vtedy, keď budú slamu spaľovať pre svoje potreby. Legislatíva dnes zaostáva za skutočným stavom techniky. Už sú v prevádzke zariadenia na spaľovanie slamy biomasy, ale zatiaľ nie sú jednoznačne stanovené podmienky ich prevádzky a posudzovania z hľadiska dopadu na životné prostredie. Otázka posudzovania tuhých a plynných znečisťujúcich látok vznikajúcich pri prevádzke takýchto zariadení by sa mala doriešiť samostatným predpisom nie iba mechanickým uplatnením jestvujúcich predpisov a limitov, vzťahujúcich sa napr. na plynové horáky. Spaľuje sa úplne iné palivo, za úplne iných podmienok. Už sa vie, že slama obsahuje chlór, že vzniká za určitých podmienok horenia struska lepiaca sa o dno ohniska atď. Jurex pripravoval v súlade so súčasným trendom pre svojich zákazníkov využitie biomasy pri sušení zrnín od začiatku roka Predovšetkým bolo potrebné zvoliť nájsť vhodný výrobok, ktorý by nahradil zdroj tepla, ktorým sú na sušičkách Mathews Company plynové horáky. Ďalším krokom bolo zvolenie vhodnej koncepcie technického riešenia náhrady a následne spočítanie vzduchotechnických pomerov. Chceli sme zachovať výnimočnú výhodu sušičiek Mathews Company horák aj v chladiacej zóne resp. možnosť dostať horúci vzduch do chladiacej komory, čo nemá ani jedna zo štandardne predávaných sušičiek na Slovensku. Nemálo úsilia nás stálo aj presvedčiť výrobcu sušičiek, aby dodali sušičku bez plynových horákov jednalo sa totiž o dobré meno firmy, ktorá vyrába sušičky už viac ako 35 rokov a patrí medzi špičkové americké firmy v tomto segmente. Pri výbere dodávateľa zdroja tepla nám bol ponúknutý poľský výrobok, ktorý vy- Agrobioenergia časopis Združenia pre poľnohospodársku biomasu číslo 4/

18 hovoval jednak svojou konštrukciou a tiež cenou. Je to ohrievač typu NPA, kde je istý podiel ručnej práce, čo je však vyvážené jeho nízkou cenou v porovnaní s inými výrobkami. Ohrievač má trubkovo-šamotový výmenník tepla, ktorý zabezpečuje ohrev technologického vzduchu oddelene od horúceho vzduchu prechádzajúceho cez ohnisko. Technologický vzduch je tlačený jedným alebo dvoma/ podľa výkonu ohrievača/ ventilátormi cez výmenník. Ďalší ventilátor zabezpečuje cez frekvenčný menič proces horenia slamy v ohnisku tak, aby teplota na výstupe dosahovala vyrovnanú hodnotu. Výstupná teplota dosahuje max C a dá sa zvoliť podľa druhu sušeného zrna. Posledný ventilátor zabezpečuje odťah spalín z ohniska do komína. Je možné tento ventilátor vynechať, avšak potom je nutné postaviť podstatne vyšší komín, ktorý za každých poveternostných podmienok zabezpečí požadovaný ťah v ohnisku. Jurex t. č. postavil a sprevádzkoval už dve sušičky Mathews Company s ohrievačmi NPA spaľujúcimi slamu. Prvá sušička bola daná do prevádzky v auguste roku 2006 sušička MC ohrievač NPA 1200 v Lesenici. Merania výkonu, ktoré boli vykonané aj za účasti pracovníkov SPU Nitra preukázali, že pri dodržaní všetkých pokynov z návodov a pri použití slamy s vlhkosťou max. 15 % sušička dosiahla, dokonca mierne prekročila/ asi o 5 10 %/ deklarovaný výkon. Pre istú chybu v komunikácii nám prevádzkovateľ neposkytol bližšie údaje o spotrebe slamy. Druhá sušička bola daná do prevádzky v októbri 2007 v Poľnohospodárskom družstve Výrava v Českej republike. Tu je namontovaná sušička MC 570 a ohrievač NPA 600. V súčasnosti sa počas prevádzky zisťujú parametre, obsluha sa učí zaobchádzať s ohrievačom a sušičkou. Tento prevádzkovateľ používa kruhové balíky s priemerom 150 cm. Doterajšie skúsenosti z prevádzky ukazujú, ako je spaľovanie závislé od množstva nabalenej slamy v jednom balíku. Priemerná doba horenia jedného balíka slamy/ cca 250 kg/ je min. pri teplote sušiaceho vzduchu cca 100 C. Avšak doterajší extrém horenia jedného balíka sú tri hodiny. Pre vysvetlenie je treba uviesť, že spotreba slamy závisí od bežných fyzikálnych javov: teplota a vlhkosť vonkajšieho vzduchu, teplota sušiaceho vzduchu, vlhkosť slamy, jej kvalita a druh. Vlhkosť slamy by nemala prekročiť hodnotu 15 % výrobca odporúča do 13,5 %. Ohrievač má svoj ovládací panel, z ktorého sa ovláda celé zariadenie. Súčasťou panelu je aj silová výzbroj t. j. k panelu sa privedie jeden napájací kábel. V ohrievači je snímaná teplota teplého vystupujúceho vzduchu, teplota spalín do komína a teplota vo vnútri výmenníka. Správnym nastavením týchto troch veličín sa zabezpečí automatické udržiavanie výstupnej teploty a správne dávkovanie vzduchu do ohniska. Okamih kedy treba priložiť ďalší balík slamy zistí obsluha z údajov o teplotách v ohrievači a zabezpečí nové priloženie do ohniska. Naložením nového balíka do ohniska sa posúva popol dozadu do popolníka, odkiaľ je zboku ručne vymetaný. Správnym nastavením a manipuláciou so slamou sa dá predĺžiť aj interval čistenia trubiek výmenníka. Súčasne sa vo Výrave robia aj pokusy s predĺžením intervalu čistenia. Tento prevádzkovateľ vedie presnú evidenciu a po skončení skúšobnej prevádzky a kolaudácii celej stavby s ním pripravíme predvádzací deň resp. deň otvorených dverí pre budúcich záujemcov. Celá zostava sušičky a ohrievača je doplnená dvoma ventilátormi a tromi vzduchotechnickými klapkami. Jeden ventilátor pomáha zvýšiť tlak horúceho vzduchu do sušičky na požadovanú hodnotu a druhý ventilátor nasáva atmosférický vzduch, ktorým sa zrno chladí. Sústava klapiek zabezpečuje, aby sa na začiatku sušenia dostal horúci vzduch aj do chladiacej komory a aby sa teda zrno nemuselo pretáčať. Potom sa klapky prepnú a zapne sa aj chladiaci ventilátor a sušička pracuje kontinuálne t. j. hore suší a dole chladí sušička je kontinuálne doplňovaná vlhkým zrnom a zospodu sušičky kontinuálne vypadáva suché zrno. Vzduchotechnické potrubie medzi ohrievačom, ventilátorom a sušičkou je tepelne izolované, aby sa ani lacným teplom neplytvalo. Sušičke zostali zachované jej pôvodné funkcie t. j.: automatika doplňovania vlhkého zrna v závislosti na stave hladiny zrna v sušičke automatika udržiavania konštantnej vlhkosti zrna na výstupe kontinuálnou zmenou rýchlosti prechodu zrna cez sušičku. automatiku udržiavania rovnomernej teploty sušiaceho vzduchu zabezpečuje automatika ohrievača NPA Čo sa týka spalín dymu skúsenosti z prevádzky ohrievačov v obidvoch lokalitách sú také, že viditeľný dym vychádza z komína iba pri rozbehu ohrievača a pri prikladaní. Počas riadnej prevádzky nie je dym viditeľný voľným okom. Na priložených fotografiách je vidno ako sa do ohrievača prikladá slama, ako horí oheň pred zatvorením zavážacích dverí a celkové pohľady na zostavu sušičky, ohrievača a ventilátorov. Prvý zákazník používa hranaté balíky preto, lebo vlastní lis na hranaté balíky. Druhý zákazník má lis na valcové balíky, čím naloží naraz viac slamy do ohniska a preto neprikladá tak často. 20 Agrobioenergia časopis Združenia pre poľnohospodársku biomasu číslo 4/ 2007

19 Využitie energie z BIOMASY 1. časť doc.ing. Ivan Vitázek, CSc., Slovenská poľnohospodárska univerzita v Nitre Pod pojmom biomasa rozumieme všetku organickú hmotu, ktorá vznikla pomocou fotosyntézy, alebo hmotu živočíšneho pôvodu. T ýmto pojmom je často označovaná rastlinná biomasa využiteľná pre energetické účely ako obnoviteľný zdroj energie. Pôvodcom biomasy je poľnohospodárstvo, lesníctvo, potravinársky priemysel, výroba buničiny, spracovanie dreva a drevný odpad zo stavebníctva, pokiaľ biomasa ako drevný odpad neobsahuje halogénové zlúčeniny alebo ťažké kovy. Čistá biomasa je priradená do kategórie palív, ktoré majú hmotnostné podiely horľaviny h, popoľovín A a vody W (kg.kg 1 ) rovné jedna, tj.: h + W + A = 1 Biopalivo je palivo z biomasy. Biopalivá môžeme rozdeliť na pevné, kvapalné a plynné. V súčasnosti je chemická energia z biopalív uvoľňovaná najmä ich spaľovaním. Technológie vhodné pre výrobu tepla z biomasy sú rôzne. Výber tej najvhodnejšej záleží na jej dostupnosti, cene, spoľahlivosti, efektívnosti, vplyvu na životné prostredie a ďalších kritériách. Možnosti využitia energie z biomasy: Spaľovanie a chemické premeny (schéma) Chemické premeny Suché procesy pyrolýza Termická premena biomasy Najjednoduchšou metódou pre termickú premenu biomasy je spaľovanie. Spaľovanie je oxidačný proces, pri ktorom sa horľavé zložky paliva oxidujú vzdušným kyslíkom, pričom sa energetický obsah paliva mení na teplo. Kvalita paliva, ako zdroja energie závisí na akosti horľaviny a na obsahu balastu vlhkosti a popola. Získaná tepelná energia sa môže využiť pre vykurovanie, výrobu elektrickej energie alebo rôzne technologické procesy. Spaľovanie obyčajne nevyžaduje špeciálnu úpravu biomasy a je v súčasnosti technicky dostatočne vyriešené vo dvoch alternatívach: spaľovanie na rošte, spaľovanie vo fluidnej vrstve Časť horľaviny biomasy sa pri ohreve uvoľňuje v plynnej forme ako prchavý podiel V daf (kg.kg 1 ), zostatkom je potom koksový zvyšok. Hmotnostné podiely prvkov v horľavine (kg.kg hor. 1 ) sú potom: h h daf = = 1 A W = C daf + H daf + S daf + N daf + O daf = 1 Oproti pevným fosílnym palivám má biomasa výrazne vyšší podiel prchavej horľaviny V daf, ktorá horí dlhým svietivým plameňom a ovplyvňuje konštrukciu vlastného spaľovacieho zariadenia rovnako ako prípravu a dopravu biomasy do ohniska. Obsah prchavej zložky (vztiahnutej na množstvo horľaviny) je pri rašeline cca 70 % hm., dreve % hm., repkovej slame % hm. a pri obilnej slame až 88 % hm. Zložitejšou metódou je termochemická premena biomasy pri vyšších teplotách a pri nedostatku kyslíka. Produkty tohto procesu sú odlišné podľa prevádzkových podmienok, medzi ktoré patrí predovšetkým teplota, doba pobytu častíc v reakčnej zóne a ďalší spôsob spracovania. Ak sa teplota v reakčnej zóne pohybuje v rozsahu 800 až 900 C a doba pobytu častíc je dlhšia (sekundy až desiatky sekúnd), produktom je z väčšej časti plyn. Tento proces sa označuje ako splyňovanie. Ak je ako okysličovadlo použitý vzdušný kyslík, čo je najčastejšie, má surový plyn nízku výhrevnosť (4 až 6 MJ.m 3 ), obsahuje dechty, fenoly a tuhé častice. Pri teplotách v reakčnej zóne 450 až 550 C a veľmi krátkom zotrvaní suroviny (max. do 2 sekúnd) sú produktom najmä pary a aerosoly, v menšej miere potom plyn a tuhé častice. Tento proces sa nazýva rýchla pyrolýza. Produkty tohto procesu sa musia ihneď rýchlo ochladiť, čím vznikne veľký podiel kvapalnej fázy. Táto kvapalina má výhrevnosť 16 až 20 MJ.kg 1 a po ďalšej úprave sa môže použiť ako kvalitné kvapalné palivo. Splyňovanie biomasy Mokré procesy splyňovania chemické Na splyňovanie biomasy sú v súčasnosti používané dva základné spôsoby: splyňovanie v generátoroch s pevným roštom, splyňovanie vo fluidných generátoroch biologické kvasenie fermentácia Prvá metóda je jednoduchšia, menej investične náročná, ale použiteľná len pre malé tepelné výkony. Splyňovanie nastáva pri nižších teplotách (okolo 500 C) a pri atmosferickom tlaku vo vrstve biomasy. Vzduch, ako okysličovadlo, prúdi buď súprudne (smerom dole) Agrobioenergia časopis Združenia pre poľnohospodársku biomasu číslo 4/

20 Tab.1 Drevo Základné fyzikálno-chemické údaje dreva Hustota kg.m 3 q s kj.kg 1 q n kj.kg 1 w hm.% Chemické zloženie C H O N Dub 654, ,1 6,2 42,5 1,2 Smrek 623, ,0 6,2 41,9 0,9 w obsah vlhkosti, za optimálnu sa považuje 15 až 35 % Pozn: Spalné teplo je množstvo tepla, ktoré sa uvoľní pri dokonalom spálení hmotnostnej alebo objemovej jednotky horľavej látky v čistom kyslíku pri určitom tlaku. Vodu, ktorú spálená horľavá látka obsahovala, sa vylúči v kvapalnom stave. Tab. 2 Druh paliva Polená (mäkké drevo) Drevná štiepka Hodnoty výhrevnosti a objemovej hmotnosti vybraných materiálov Obsah vody [%] Výhrevnosť [MJ.kg 1 ] Objemová hmotnosť (voľne uložené) [kg.m 3 ] 0 18, , , , , , , , , , Slama (obilniny) 10 15, (balíky) Slama (repka) 10 16, (balíky) Triedený komunálny odpad Bioplyn alebo protiprúdne (hore) vzhľadom k postupnému pohybu splyňovaného paliva. Popolové zvyšky sa odvádzajú zo spodnej časti reaktora. cca 25 MJ.m 3 Nevýhodou tohto spôsobu je značná tvorba dechtových látok, fenolov a pod., odstraňovanie ktorých je potom najväčším problémom. Pri druhom spôsobe nastáva splyňovanie pri teplotách 850 až 950 C. Proces prebieha súbežne v dvoch základných smeroch: splyňovanie pri atmosferickom tlaku, splyňovanie v tlakových generátoroch pri tlaku 1,5 až 2,5 MPa V súčasnosti má prednosť splyňovanie pri atmosferickom tlaku. Výhrevnosť vyrobeného plynu je v rozmedzí 4 až 6 MJ.m 3, pričom je bez väčších úprav použiteľný na spaľovanie v klasických kotlových horákoch a po dodatočnom vyčistení i v spaľovacích turbínach a upravených spaľovacích motoroch. Rýchla pyrolýza Je jedným z novších procesov, ktorými sa mení biomasa na produkty vyššej energetickej úrovne, ako sú plyny, kvapaliny a pevné látky. Jej primárnym energetickým produktom je kvapalina bioolej, ktorý sa dá ľahko skladovať a prepravovať. Je to tmavohnedá kvapalina s hustotou asi 1,2 kg.dm 3 a s výhrevnosťou MJ.kg 1. Nevyhnutným krokom na obmedzenie obsahu vody v biooleji je predsúšanie biomasy na vlhkosť nižšiu ako 10 %. Správny priebeh pyrolýzneho procesu je daný extrémne rýchlym prívodom tepla do suroviny, udržovaním potrebnej teploty, krátkou dobou pobytu pár v reakčnej zóne a čo najrýchlejším ochladením vzniknutého produktu. Termodynamika spaľovania dendromasy Dendromasa sa vyznačuje vysokým obsahom vlhkosti a prchavej horľaviny, malým podie- dendromasa a vzduch [N 2, O 2] para [H 2O (g)] prchavé zložky [C xh y] oxidácia prchavých zložiek spaliny decht popol ohrev a sušenie termický rozklad oxidácia tuhej zložky [C] endotermické deje exotermické deje Obr. 1 Schéma priebehu spaľovania dendromasy 22 Agrobioenergia časopis Združenia pre poľnohospodársku biomasu číslo 4/ 2007

21 Tab. 3 Závislosť vlhkosti od doby sušenia pri voľnom sušení Doba sušenia Plnometre voľne skladované Plnometre uskladnené 3 mesiace po spílení pod ochrannou strechou Polená dlhé 33 cm uskladnené 3 mesiace po naštiepaní pod ochrannou strechou Polená dlhé 33 cm uskladnené ihneď po naštiepaní pod ochrannou strechou Š G Š G Š G Š G * mesiace mesiacov mesiacov rok ,5 roka roky ,5 roka * počiatočná vlhkosť, G guľatina, Š štvrťky lom uhlíka, nízkym obsahom popolovín a síry. To znamená, že výhrevnosť dendromasy pri spaľovaní závisí hlavne od obsahu vlhkosti a len v malej miere od obsahu popolovín. Základné fyzikálno-chemické údaje o tvrdom dreve dub a mäkkom dreve smrek sú uvedené v (tab.1) (IMRIš, I. a kol., 2004): Z hodnoty spalného tepla horľavej látky sa výpočtom stanoví výhrevnosť. Výhrevnosť je spalné teplo zmenšené o výparné teplo vody, uvolnenej a vzniknutej z paliva počas horenia. Hodnoty výhrevnosti vybraných materiálov i v závislosti od vlhkosti pri pevných látkach a ich objemová hmotnosť sú uvedené v (tab. 2). Potrebná doba voľného sušenia dendromasy pre dosiahnutie požadovanej vlhkosti pod 20 % (farebne vyznačené) je uvedená v (tab. 3). Produktom spaľovania dendromasy sú popol, decht a spaliny. Z termodynamického hľadiska pri spaľovaní dendromasy prebiehajú endotermické (sprevádzané pohlcovaním tepla) a exotermické (sprevádzané vydávaním tepla) deje. Obsah popola v masívnom dreve je 0,2 1,5 % a v kôre 3 7 %. Po dokonalom spálení dreva sa v popole nachádza asi 65 hm. % CaO, asi 22,3 hm. % iných oxidov, medzi ktoré patria hlavne Fe 2O 3, Al 2O 3, K 2O, MgO, P 2O 5, MnO 2 a zvyšok asi 12,7 hm. % tvoria oxidy kremíka. V stopových množstvách sa môžu v popole nachádzať aj ťažké kovy, ako napr. Zn, Cu, Pb, Cd, Ni, B a Hg. Dechty sú kvapalné zmesy uhľovodíkov, kyslíkatých, dusíkatých a sírnatých látok rôzneho zloženia a rôznej mólovej hmotnosti. Chemické zloženie dechtov závisí nie len od chemického zloženia paliva, ale aj od teploty a doby počas ktorej sa uvoľnený decht nachádza v karbonizačnom pásme. Medzi hlavné zložky dechtov patrí fenol, inden, na alén, metylna alén, acena ylén, fluorén a pyren. Spaliny obsahujú hlavne CO 2, vodnú paru a dusík, v menšej miere nezreagovaný alebo prebytočný kyslík a znečisťujúce splodiny horenia, medzi ktoré zaďujeme CO, oxidy dusíka NO x, oxid siričitý SO 2, organické zlúčeniny PAH polychlorované aromatické uhľovodíky, PCDD polychlorované dibenzo p-dioxíny a PCDF- dibenzofurany. Zo závislostí zloženia plynnej a pevnej fázy od teploty pri pyrolýze dendromasy vyplýva, že po odparení vlhkosti sa pri teplote nad 140 C začne termický rozklad suchá destilácia dendromasy, pri ktorej sa uvoľňujú prchavé zlúčeniny, medzi ktoré patria uhľovodíky, vodík, dusík a kyslík, ktorý reaguje s uhlíkom za vzniku CO 2 alebo CO, pričom dochádza Tab. 4 Vzorka Výsledky analýzy skúmaných vzoriek paliva Vlhkosť [hm.%] Prchavé zložky v sušine [hm.%] k zvyšovaniu obsahu uhlíka v pevnom zbytku tvorí sa polokoks (drevené uhlie). Naproti tomu sa po odparení vlhkosti pri oxidácii dendromasy na vzduchu z termodynamického hľadiska zoxiduje všetok uhlík a vodík na CO 2 a vodnú paru, bez toho, aby vznikli uhľovodíky, z ktorých časť tvorí nežiadúci decht. Pri vyšších teplotách sa začnú tvoriť oxidy dusíka (NO, NO 2). To znamená, že pri dokonalom spaľovaní dendromasy v prebytku vzduchu budú spaliny z termodynamického hľadiska obsahovať hlavne dusík, CO 2, vodnú paru a nezreagovaný kyslík, zatiaľ čo koncentrácie NO, NO 2, CO, H 2 a dechtov budú v spalinách veľmi nízke. Na základe uvedeného termodynamického rozboru je možné konštatovať, že pri spaľovaní dendromasy budú pri teplote nižšej ako je zápalná teplota prebiehať endotermické deje, pri ktorých sa odparí vlhkosť a uvoľnia prchavé zlúčeniny, zatiaľ čo pri teplote vyššej ako je zápalná teplota budú prebiehať exotermické deje, pri ktorých sa prchavé zlúčeniny a uhlík z polokoksu zoxidujú na CO 2 a vodnú paru. To znamená, že len od teploty bude závisieť, ktorý z uvedených dejov bude pri spaľovaní dendromasy na vzdu- Tuhá zložka (C) v sušine [hm.%] Popol [hm.%] DUB 7,5 78,82 20,89 0,29 SMREK 7,66 79,87 19,92 0,21 Agrobioenergia časopis Združenia pre poľnohospodársku biomasu číslo 4/

22 Tab. 5 Hmotnostné koncentrácie prvkov v popole z biomasy Obsah prvkov v popole Štiepka Kôra Slama Obilie Si [%] 4,0 11,0 7,0 17,0 16,0 30,0 16,0 26,0 Ca [%] 26,0 38,0 24,0 36,0 4,5 8,0 3,0 7,0 Mg [%] 2,2 3,6 2,4 5,6 1,1 2,7 1,2 2,6 K [%] 4,9 6,3 2,4 5,6 1,1 2,7 1,2 2,6 Na [%] 0,3 0,5 0,5 0,7 0,2 1,0 0,2 0,5 Zn [mg.kg 1 ] Cd [mg.kg 1 ] 3,0 6,6 1,5 6,3 0,1 0,9 0,1 0,8 chu prebiehať. V príspevku (IMRIš, I. a kol., 2004) sú uvedené výsledky štúdia vplyvu teploty na spaľovanie dendromasy vo vzduchu pre dve vzorky paliva, a to tvrdé drevo buk a mäkké drevo smrek. Obsah vlhkosti, prchavej zložky v sušine, tuhého C v sušine (obsah polokoksu) a popola vo vzorkách je uvedený v (tab. 4). Zo štúdia obrysov vzorky bukového dreva ohrievanej na vzduchu až na teplotu C vyplýva: v intervale teplôt od 20 do 260 C, v ktorom nastáva sušenie dreva, boli vzhľadom na nízku koncentráciu vlhkosti vo vzorke 7,5 % pozorované len malé obrysové zmeny; pri teplote 260 C sa okolo vzorky začal vytvárať dym a obrysy vzorky sa začali výrazne meniť až do teploty 400 C. To znamená, že sa uvoľňovala prchavá horľavina, ktorá pomaly oxidovala s okolitým vzduchom; pri teplote nad 400 C ostala na podložke len kompaktná čiastočka polokoksu neprchavá horľavina a popol; v intervale teplôt od 400 do C sa pomaly oxidovala neprchavá horľavina Tab. 6 Priemerné hodnoty prchavej horľaviny a spalného tepla Palivo Rašelina Repková slama Drevná hmota Obilná slama Prchavá zložka % hm. cca až 88 q s MJ.kg 1 21,5 17,8 18,5 17,3 Tab. 7 Obsah popolovin vo vybraných palivách z častice polokoksu, čo sa prejavilo postupným zmenšovaním obrysu častice; pri teplote nad C ostal na podložke popol s malým množstvom nezreagovaného uhlíka (nedopalom), ktorý vzhľadom na malé množstvo vzorky nebol analyzovaný, ale bol identifikovaný. Zo štúdia obrysov vzorky smrekového dreva ohrievanej na vzduchu až na teplotu C vyplýva: v intervale teplôt od 20 do 280 C, v ktorom nastáva sušenie dreva, boli vzhľadom na nízku koncentráciu vlhkosti vo vzorke 7,66 % pozorované len malé obrysové zmeny; pri teplote nad 280 C sa okolo vzorky začal vytvárať dym a obrysy vzorky sa začali výrazne meniť až do teploty 410 C. To znamená, že sa uvoľňovala prchavá horľavina, ktorá pomaly oxidovala s okolitým vzduchom; pri teplote 410 C sa vzorka začala rozpadať na vláknitý polokoks neprchavá horľavina a popol; v intervale teplôt od 410 do 500 C vláknitý polokoks rýchlo zoxidoval; Palivo Rašelina Repk. slama Drev. hmota Štiavec Obil. slama Hm. % 0, ,3 2 2,1 3 6 i viac pri teplote 500 C ostal na podložke popol s veľmi malým množstvom neprchavej horľaviny; v intervale teplôt od 500 do C sa pomaly oxidovalo veľmi malé množstvo neprchavej horľaviny, čo sa prejavilo veľmi malými obrysovými zmenami; pri teplote C ostali na podložke len jemné častice popola, v ktorom nebol identifikovaný nedopal uhlíka. Na základe získaných údajov je možné konštatovať, že horenie dendromasy ovplyvňuje niekoľko faktorov: vysoký obsah vlhkosti, ktorý môže byť až 50 hm.% hmotnosti dendromasy, pri teplote 80 až 120 C sa vlhkosť vysuší, vysoký podiel prchavej horľaviny, ktorý tvorí až 79,87 % hmotnosti sušiny, prchavá horľavina sa uvoľňuje v teplotnom intervale 260 až 410 C, homogénnu oxidáciu prchavej horľaviny ovplyvňuje difúzia kyslíka do vnútra plameňa, tvrdé drevo dub, tvorí pri teplote 400 C kompaktný polokoks s relatívne malým povrchom, z ktorého neprchavá horľavina oxiduje pomaly heterogénnym mechanizmom a aj pri teplote C sa v popole môže nachádzať nedopal uhlíka, mäkké drevo smrek, tvorí pri teplote 410 C vláknitý polokoks s veľkým reakčným povrchom a tak oxidácia prebieha veľmi rýchlo a prakticky je ukončená už pri teplote 500 C. Obsah popolovin proces spaľovania spravidla negativne zvlášť výrazne neoplyvňuje. Dôležitejším aspektom sú obsahy ťažkých kovov (As, Cd, Cr, Pb, Zn, Hg) limitované smernicami. 24 Agrobioenergia časopis Združenia pre poľnohospodársku biomasu číslo 4/ 2007

23 Tab. 8 Charakteristické teploty popola Palivo Rašelina Repk. slama Drev. hmota Štiavec Obil. slama Tepl. mäknutia Tepl. tavenia X X nad Tepl. tečenia X X nad Hmotnostné koncentrácie niektorých prvkov v popole biomasy sú uvedené v tab.5, v tab.6 sú uvedené priemerné hodnoty prchavej horľaviny a spalného tepla a v tab.7 je uvedený obsah popolovin pre tie isté palivá skôr v zariadeniach stredných a vyšších výkonov (dvojstupňové spaľovanie). Prebytok spaľovacieho vzduchu n << 1; 3. pyrolýznou technológiou pomocou tepla privedeného z vonkajšieho zdroja. Ad. 2) Splyňovanie biomasy nastáva teplom, vznikajúcim spaľovaním vysušenej vrstvy biomasy pri teplotách medzi C. Vzniknutý plyn obsahuje podľa typu biomasy objemovo % CO, % CO 2, 9 14 % H 2, 2,5 6 % CH 4, % N 2, malé množstvo vyšších uhľovodíkov, častice popola a dechtu komplikujúce čistenie plynu. Výhrevnosť plynu kolíše medzi 5,5 3,5 MJ.m 3. V prvom stupni je biomasa splyňovaná, v druhom stupni sú spaľované plynné produkty. Plyn pritom nemusí byť čistený. Niektoré popoly (napr. zo slamy) obsahujú pomerne vysoký obsah alkalických kovov. Tieto popoloviny v plameni menia svoje skupenstvo a prechádzajú do tekutého stavu. Vzniká reálne nebezpečie zanášania teplovýmenných plôch. V (tab. 8) sú uvedené medzné teploty pre vybrané palivá. Využiteľná tepelná energia biomasy sa uvoľňuje spaľovacím procesom, ktorý je možné riadiť v podstate trojakým spôsobom: 1. jednorázovým spaľovaním (jednostupňové spaľovanie) čistej biomasy v zariadeniach malého alebo stredného výkonu. Prebytok spaľovacieho vzduchu n > 1; 2. splyňovaním biomasy s následným spaľovaním vznikajúcich plynných a kvapalných produktov splyňovania, uplatňované Ad. 1) Jednostupňové spaľovanie biomasy nastáva vo fázach ohrevu a vysušovania paliva s odparením vlhkosti, uvoľnení prchavej horľaviny pri zvýšení ohrevu od cca 200 do 500 C. Horľavina vyhorí čiastočne v priestore nad palivom a so spalinami z horiaceho polokoksu postupuje spoločne v plameni do oblasti nižších teplôt. Pri ochladení horiacich uhľovodíkov v plameni pod teplotu asi 450 C sa rozpadajú za vzniku sadzí uvoľneného amorfného uhlíka, ktorý má vyššiu zápalnú teplotu. Ten sa potom môže usadzovať na chladnejších teplovýmenných plochách kotla. Dokonalé spálenie biomasy sa konštrukčne zaisťuje stupňovitým prívodom spaľovacieho vzduchu do jednotlivých fází priebehu spaľovania ako tzv. primárny, sekundárny alebo terciálny vzduch. Ad. 3) Pyrolýzou biomasy sa rozumie tepelný rozklad organických materiálov bez prístupu oxidačných činiteľov, t. j. O 2, CO 2, H 2O pri súčasnom privádzaní tepla z vonkajšieho zdroja. Pyrolýza prebieha ako nízkoteplotná pri 500 C alebo vysokoteplotná pri 800 C. Nastáva pritom uvoľnenie prchavej horľaviny a pri vyšších rozkladných teplotách klesá stabilita vysokomolekulárnych látok a dochádza k ich štiepeniu s uvoľňovaním látok nízkomolekulárnych. Tým vznikajú spravidla produkty: tuhý zbytok, pyrolýzny plyn a organický kvapalný produkt (pyrolýzny olej) použiteľné ako palivo a pyrolýzna voda. Čisto pyrolýzne zariadenia pre biomasu nie sú zatiaľ pre malé a stredné zdroje rozšírené z dôvodov technických a ekomických. (pokračovanie v ďalšom čísle) Z Domova Potenciál biomasy predstavuje 15 % z celkovej spotreby energie SR Bratislava (TASR) Najväčší technický potenciál spomedzi obnoviteľných zdrojov energie (OZE) má biomasa. Potenciál 120 peta Joulov (PJ) predstavuje 15 % z celkovej spotreby energie Slovenska. Biomasa má veľkú perspektívu pri výrobe tepla na vykurovanie najmä v centrálnych vykurovacích systémoch vo forme drevných štiepok a slamy a v domácnostiach vo forme peliet a brikiet, uvádza Stratégia energetickej bezpečnosti (SEB). Možnosťou využitia biomasy je podľa tohto materiálu aj výroba bioplynu. Bioplyn vyrobený z poľnohospodárskej biomasy je totiž možné využívať na výrobu elektriny a tepla. Najviac využívaným OZE na výrobu elektriny je v súčasnosti vodná energia. Technický potenciál na výrobu elektriny na báze vodnej energie predstavuje 24 PJ a je využitý na viac ako 55 %. Vyšší je potenciál slnečnej energie, nižší geotermálnej a veternej energie. Využívanie OZE v ostatných piatich rokoch v pomere k spotrebe narastalo. Podiel OZE na hrubej domácej spotrebe energie dosiahol v roku 2005 hodnotu 4,3 %. Optimistický scenár do roku 2030 predpokladá vyššie využívanie nielen biomasy, ale aj slnečnej a geotermálnej energie. Vychádza z predpokladu, že ceny ropy v roku 2015 narastú oproti roku 2007 o 100 %. Aj pri nižšom náraste cien fosílnych palív môžu OZE získať vyššiu podporu a pre rok 2020 je možné dosiahnuť 14% podiel na celkovej spotrebe. Podľa tohto optimistického scenára je možné dosiahnuť v roku 2010 podiel 6,4 %, v roku 2015 podiel 9,3 % a v roku 2030 by to mohlo byť 24 %. Agrobioenergia časopis Združenia pre poľnohospodársku biomasu číslo 4/

24 AGROBIOENERGIA A. B. E. Združenie pre poľnohospodársku biomasu, Rovinka 326 CENNÍK REKLAMY A INZERCIE plnofarebná tlač Rozsah inzercie Rozmery strán Cena v Sk predná strana obálky celá zadná strana obálky celá zadná strana obálky druhá a tretia strana obálky celá druhá a tretia strana obálky strany vnútorné oproti sebe strana vnútorná strany , strany Rozmery inzercie Príplatok za grafickú úpravu Podľa predložených podkladových materiálov a náročnosti spracovania max %. Zľava pri viacnásobnom uverejnení 2 zľava 5 % 3 zľava 10 % 4 zľava 15 % Pre členov Združenia A.B.E. zľava 50 %. Technické parametre Hustota rastra: 70 lpc (175 lpi), Digitálne dáta: PDF verzia 1.3 (t. j. Acrobat 4) bez priložených profilov, alebo EPS, PS, PRN súbor, (bitmapové obrázky s rozlíšením pre: far. obrázky a greyscale dpi, perovky dpi) ktorý obsahuje jednotlivé objekty len vo farebnom priestore CMYK (alebo greyscale pre jednofarebnú tlač). Vložené všetky použité písma. Výstup vygenerovať na stred tlačovej strany v oboch smeroch (horizontálne i vertikálne), zapnúť iba orezové značky (pasovacie značky, škály nie sú potrebné). Ak žiadate presné dodržanie farebnosti, je nevyhnutné dodať nátlačok simulujúci ISO coated. Kontakt celá strana 1 2 strany 1 2 strany vnútorná dvojstrana 1 4 strany Tel.: , pepich@sktc-106.sk, zacharda@sktc-106.sk. 26 Agrobioenergia časopis Združenia pre poľnohospodársku biomasu číslo 4/ 2007