CELKOVÉ ENERGETICKÉ HODNOTENIE PREŠOVSKÉHO A KOŠICKÉHO KRAJA PREŠOVSKÝ KRAJ Zdroje elektrickej energie Na území kraja nie sú žiadne významnejšie zdroje el. energie. V prevádzke sú štyri teplárne, ktoré v prevažnej miere vyrábajú el. energiu pre vlastnú potrebu a pre odberateľov materských akciových spoločností a jedná vodná elektráreň. Prevádzkovateľ a miesto zdroja Typ zdroja Inštalovaný výkon MW Výroba el. energie v roku 2002 (Gwh) Bukocel a.s. Hencovce TG parná turbína 25 44,8 Chemes a.s. humenné TG parná turbína 24 71 Chemosvit a.s. Svit TG parná turbína 18,4 24 Vihorlat s.r.o. TG parná turbína 18,0 20,7 VSE a.s. Košice Domaša TG vodná turbína 12,4 - Zdroj: Prevádzkovateľ Malú časť elektrickej energie vytvárajú malé vodné elektrárne a to 1,5 % celkovej spotreby. Celková výroba elektrickej energie v kraji Typ zdroja Rok (Gwh) 2000 2001 2002 Závodné teplárne parná turbína 170,0 166,4 160,5 Zdroj: Prevádzkovateľ Celková spotreba palív na výrobu el. energie v kraji Rok Tuhé palivá Kvapalné palivá Plynné palivá tis. t GJ tis. t GJ tis. t GJ 2000 52,4 913 925 0,11 4 467 152 167 506 314 2001 50,4 937 568 0,008 325 15 184,8 517 314 2002 57,6 996 457 - - 14 351,6 489 986 Zdroj: Prevádzkovateľ Zásobovanie teplom Významnými zdrojmi tepla v kraji sú teplárne priemyselných podnikov, Teplárne Chemes a.s. Humenné, Chemosvit a.s. Svit a Vihorlat s.r.o. Snina. Zásobujú obyvateľstvo teplom na kúrenie a prípravu teplej úžitkovej vody. Výhrevňa Spravbytu a.s. Prešov pokrýva v meste Prešov čiastočne územné centralizované zásobovanie teplom. V uplynulom období stúpol počet plynofikovaných obcí. Zvýšený stupeň plynofikácie obci spôsobil, že sa začal dominantne na vykurovanie rodinných domov využívať zemný, ktorý nahrádza doteraz prevažne používané pevné fosílne paliva (uhlie, koks). Vo vidieckych sídlach je na vykurovanie domov používané aj palivové drevo. V oblasti zásobovania teplom v rokoch 1996 2005 nedošlo k výrazným zmenám výkonových kapacít priemyselných zdrojov tepla ako aj zdrojov tepla, ktoré zásobujú bytovo-komunálnu sféru. Vzhľadom k tomu nedošlo ani k výraznému nárastu v oblasti spotreby jednotlivých druhov používaných palív. Zvýšená spotreba zemného plynu pre individuálnu bytovú výstavbu priamo úmerne súvisí s rozvojom plošnej plynofikácie. Teplo pre bytovo komunálnu sféru vyrába v prevažnej miere decentralizovaným spôsobom z kotolní na báze zemného plynu o výkone od 3 9 MW. V meste Prešov a Humenné je zavedený centralizovaný spôsob vykurovania. V Humennom na báze pevných fosílnych palív. zásobovanie teplom z centrálnych zdrojov je viazané na väčšie obytné celky sídliska.
Celková výroba tepla pre bytovo komunálnu sféru vyrobená významnými výrobcami tepla je na úrovni: 4300 4500 TJ/rok Celková spotreba tepla v kraji je: cca 20 000 25 000 TJ/rok Z toho priemyselná spotreba je: 7 100 TJ/rok a ostatné odvetvia spotrebujú cca 2 200 TJ/rok Skladba palív na výrobu tepla: Zemný plyn 85 % Uhlie, koks 14 % Obnoviteľné zdroje (palivové drevo) 1 % Počet b.j. v hromadnej zástavbe je: 117 041 a pri ā 40 GJ/r/b.j. (ÚK + TUV) je spotreba tepla celkom: 4 700 TJ/rok. Takmer 100% využíva na vykurovanie zemný plyn. Počet rodinných domov je 108 967 (112 895 b.j.) čo pri 80 100 GJ na RD je spotreba tepla: 9 030 11 300 TJ/r. Z nich viac ako 70 % využíva na vykurovanie zemný plyn. Do sektoru domácnosti v kraji bolo v r. 2003 dodaných cca 250 mil. m 3 zemného plynu. KOŠICKÝ KRAJ Zdroje elektrickej energie Hlavným zdrojom sú elektrárne Vojany I a II, Tepláreň VSŽ Košice a Vodná elektráreň Ružín. ostatné zdroje zohrávajú menšiu úlohu pri zásobovaní kraja, podieľajú sa na krytí celkovej spotreby kraja. Prevádzkovateľ a miesto zdroja Typ zdroja Inštalovaný výkon MW Slovenské elektrárne, a.s., Vojany tepelná elektráreň EVO I 660 Slovenské elektrárne, a.s., Vojany tepelná elektráreň EVO II 660 VSŽ, a.s. Košice tepláreň VSŽ 183 Tepláreň Košice, a.s., Košice TEKO 121 Slovenské elektrárne, a.s., Dobšiná vodná elektráreň Dobšiná 2x12 Slovenské elektrárne, a.s., Ružín vodná elektráreň Ružín 60 Slovenské elektrárne, a.s., Domaša vodná elektráreň Domaša 12 Zdroj: Prevádzkovateľ Celková výroba elektrickej energie v území kraja podľa zdrojov Typ zdroja Rok (Gwh) 2000 2001 Elektráreň Vojany 2 585 2 754 TEKO 422 449 VE Dobšiná, o.z. (PVE Dobšiná, PVE Ružín, VE Domaša) 115 119 Zdroj: SE a.s.
Celková spotreba palív na výrobu el. energie v kraji Rok Tuhé palivá Kvapalné palivá Plynné palivá GJ GJ GJ 1998 17 600 232 362 113 12 214 419 1999 15 843 308 261 704 12 939 724 2000 15 650 404 321 588 12 573 658 Zdroj: Prevádzkovateľ (SE a.s. a závodné teplárne) Zásobovanie teplom Spôsob výroby tepla je takmer identicky ako v Prešovskom kraji. Najväčším výrobcom tepla v Košickom kraji je TEKO Košice, ktorý takmer 80 % pokrýva potrebu tepla v meste Košice (10% priemysel). Celkové množstvo vyrobeného tepla dodávaného TEKO do sústavy centralizovaného zásobovania teplom v meste Košice pre bytovú komunálnu sféru je: 4 000 TJ/r Celková spotreba tepla v kraji je: cca 51 500 TJ/r Z toho priemyselná spotreba je 25 000 TJ/r a ostatné odvetvia spotrebujú cca 2 000 TJ/r. Počet b.j. v hromadnej zástavbe je: 148 973 a pri 40 GJ/r/b.j. (ÚK + TUV) je: spotreba tepla celkom 5 960 TJ/r Počet rodinných domov je 101 154 (103 985 b.j.) čo pri 80 100 GJ na RD je: spotreba tepla 8 100 10 100 TJ/r Viac ako 86 % využíva na vykurovanie zemný plyn. KVANTIFIKÁCIA DISPONIBILNÝCH ZDROJOV BIOMASY V RIEŠENOM ÚZEMÍ Zdroje drevného paliva Potencionálnymi zdrojmi energeticky využiteľného dreva je lesná biomasa (zvyšky po ťažbe dreva), odpady z drevospracujúcich prevádzok a perspektívne biomasa z energetických lesov. Lesná biomasa Na energetické využitie možno z lesnej ťažby uvažovať s menejhodnotnou, tradičnými technológiami nezúžitkovateľnou hmotou, ktorá sa doteraz vôbec nespracúva a väčšinou sa po poťažbovej úprave pracovísk bez úžitku spaľuje priamo na rúbanisku. Je to hmota tenčiny stromov do 7 cm, odpadová hrubina stromov a biomasa z prerezávok. Zužitkovanie lesnej biomasy je limitované terénnymi a biologickými pomermi stanovišťa. Terénne pomery dané priechodnosťou a sklonom sú limitujúce z hľadiska vhodnosti technologických postupov sústreďovania a spracovania biomasy, biologické z dôvodu rizika degradácie stanovišťa jednorázovým odčerpaním živín. Z technologického hľadiska je reálne uvažovať so spracovávaním zvyškov po ťažbe z priechodných terénov so sklonmi do 40 %. Spracovávanie odpadovej hmoty z exponovanejších stanovíšť je neefektívne vzhľadom na vysoké náklady na jej sústreďovanie. V lesnom hospodárstve sa čoraz väčší dôraz dáva nielen na trvalosť drevnej produkcie, ale aj na udržateľnosť funkcií lesných ekosystémov v krajine. Otázka odčerpávania živín z lesných ekosystémov pri ťažbe drevnej hmoty a následne spracovaním ťažbových odpadov sa tak stáva mimoriadne aktuálnou. Z dôvodu nevyhnutnosti udržania, alebo i zvýšenia úrodnosti lesných pôd, je potrebné ťažbu biomasy obmedziť len na stanovištia, kde je to z tohto hľadiska únosné. Vo všeobecnosti je potrebné považovať za nevhodné pre odber biomasy tie stanovištia, ktoré sú prirodzene veľmi chudobné na živiny, najmä na Ca, Mg, K (kyslé, silne nenasýtené pôdy), ďalej tie, na ktorých sú pôdy textúrou, skeletnatosťou, alebo vodným režimom extrémne (piesočnaté, silne skeletnaté pôdy), ale aj tie, ktoré síce majú dostatok až nadbytok niektorých živín najmä Ca a Mg, ale na ktorých je deficitná iná živina (K, P), ktorej dostatok v pôde závisí práve na jej kolobehu v lesnom ekosystéme, a ktorej doplňovanie
zvetrávaním je minimálne (pôdy na čistých karbonátových pôdotvorných substrátoch, najmä nevyvinuté skeletnaté pôdy). Kalkulácie množstiev ťažbových zvyškov sa vypracovali z údajov aktuálnych Lesných hospodárskych plánov (LHP) a výškach ťažieb v hospodárskych lesoch pre štátny a neštátny sektor. Z týchto údajov a z hodnôt podielov menejhodnotnej lesnej biomasy z celkového objemu ťažby spracovaných pri predchádzajúcich analýzach sa vypočítalo celkové množstvo biomasy. Odpady z drevospracujúcich prevádzok Významným zdrojom energeticky zužitkovateľného dreva sú odpady z drevospracujúcich prevádzok. Výťažnosť pri poreze guľatiny je priemerne 60 až 62 % a zvyšok sú odpady, z ktorých cca 65 % tvoria odrezky a 35 % piliny. V prípade, že sa na píle rezivo aj ďalej spracováva napr. na hranolky, vznikajú ďalšie odpady a potom ich celkový podiel je až do 70 % zo spracovávanej guľatiny. Vo veľkých drevospracujúcich podnikoch ako sú napr. Kronospan Prešov, Bukocel Vranov n/t, sú technologicky spracovateľné odpady zúžitkované na výrobu veľkoplošných aglomerovaných materiálov a ďalšie na výrobu energie. Odpady z menších prevádzok sú odpredávané rôznym odberateľom. V súčasnosti ich väčšinou nakupujú drevokombináty, v neplynofikovaných oblastiach obyvateľstvo a piliny odoberajú poľnohospodárske podniky na podstielku. Potenciál odpadovej lesnej biomasy Na základe vyššie uvedeného je podľa údajov LVÚ teoreticky možné ročné využiteľné množstvo biomasy z lesa (tenčina do priemeru 7 cm, odpadová hrubina vzniknutá pri ťažbe, biomasa z prerezávok a pod.) a drevospracujúcich prevádzok následovná: Okres Biomasa (t) z lesa z drevosprac. prev. spolu Bardejov 11 287 23 310 34 597 Humenné 10 347 28 320 38 667 Kežmarok 3 088 12 980 16 068 Levoča 223 9 620 9 843 Medzilaborce 7 592 10 790 18 382 Poprad 2 426 24 670 27 096 Prešov 7 045 17 130 24 175 Sabinov 3 501 4 690 8 191 Snina 10 791 44 850 55 641 Stará Ľubovňa 1 877 23 300 25 177 Stropkov 8 010 6 790 14 800 Svidník 6 523 8 240 14 763 Vranov nad Topľou 9 773 5 240 15 013 Prešovský kraj Spolu 82 483 219 930 302 413 Zdroj LVÚ Zvolen, rok 2003-2004 Z tohto bilancovaného množstva využiteľnej biomasy v drevnej hmote je možné vyrobiť ročne cca 2 800 TJ pri výhrevnosti H = 11 MJ/kg. Okres Biomasa (t) Z lesa Z drevospracujúcich Spolu prevádzok Gelnica 1 992 18 390 20 382 Košice + Košice-okolie 13 521 26 840 40 361 Michalovce 1 103 6 140 7 243 Rožňava 5 419 15 610 21 029 Sobrance 7 318 2 100 9 418 Spišská Nová ves 1 129 39 470 40 599 Trebišov 3 605 4 850 8 455 Košický kraj spolu 34 087 113 400 147 487 Zdroj LVÚ Zvolen, rok 2003-2004
Z tohto bilancovaného množstva využiteľnej biomasy v drevnej hmote je možné vyrobiť ročne cca 1 300 TJ pri výhrevnosti H = 11 MJ/kg. SPÔSOBY ZHODNOTENIA DREVNÉHO ODPADU Dnes je problém drevných odpadov riešený hlavne spaľovaním a skládkovaním. Je to preto, že v súčasnosti sú to ekonomicky najefektívnejšie spôsoby zneškodňovania odpadov. Pri spaľovaní odpadu je prioritnou úlohou zneškodňovanie zbavenie sa odpadu bez využitia jeho energetického potenciálu. Pri skládkovaní riešenie nie je konečne, z environmentálneho hľadiska ide len o odsunutie problému. Drevný odpad je možné zhodnotiť tak materiálovo ako aj energeticky. Energetické zhodnotenie drevného odpadu Pri energetickom zhodnotení odpadu sa najčastejšie využívajú tieto formy využitia drevného odpadu: - palivové drevo - energetická štiepka - zhutnený odpad Sortiment palivového dreva má normou stanovené kvalitatívne parametre. Vznikli pri manipulácii s drevom z časti kmeňov a konárov, ktoré nevyhovujú kvalitatívnym požiadavkám na sortiment vyššej akosti. Energetická štiepka má z hľadiska budúcnosti zaujímavý spôsob energetického využitia drevného odpadu. Energetická štiepka sa spravidla vyrába z menej hodnotného odpadového dreva. Jej perspektíva sa javí v budúcnosti pri energetickom zhodnocovaní plantáži z rýchlorastúcich drevín. Zhutnený odpad sa získava úpravou dreveného odpadu a jeho zhutnením pri vysokom tlaku a teplote bez pridania spojiva. Známe sú technológie kompaktovania, peletovania a briketovania. Palivá na báze biomasy PALIVO Vlhkosť - obsah Výhrevnosť Popol Účinnosť Hustota vody [%] [kj.kg -1 ] [%] spaľovnia [%] [kg.m -3 ] A. Dendromasa 0 18 560 0,3 1,5 70-92 smrek buk 0 18 560 310 400 10 16 400 330 420 1. Palivové drevo 20 14 280 350 450 (SM, BK) 30 12 180 370 480 40 10 100 390 510 50 8 100 410 530 Kôra 48 40 10 500 12 100 1,5 300 2. Dendropalivo 8 40 19 000 10 100 0,3 1 75 92 SM BK a. štiepky drevo 10 16 400 160 180 (dĺžka l: 5-50 mm 20 14 280 180 200 šírka š: 5-30 mm 30 12 180 200 220 hrúbka h: 5-15 mm 40 10 100 215 235 b. brikety drevo (φ: 50-100 mm; l: 30-300) 8 10 19 000 17 500 700-1400 c. pelety drevo (φ: 5-12 mm; l: 5-30) 8 10 19 000 17 500 600-1200 d. piliny / prach (φ:0,5-5,0mm / 0,004-0,5) 8 10 17 600 15 000 120-180
B. Fytomasa 0 16 500 18 500 2 7 70 92 30-600 1. Obilná slama 15 14 300 2 7 30 2. Fytopalivo slama 8 20 16 000 12 300 2 7 40-600 a. sekaná slama 15 20 14 300 12 300 2 7 40-60 b. lisované balíky 10 20 15 500 12 300 2 7 60-160 c. brikety 8 16 000 16 300 8 10 300-600 C. Fosílne palivo 1. Uhlie hnedé 15 30 10 000 16 000 15 20 50 70 650-900 2. Zemný plyn 34 000 kj.m 3 85 96 0,829 TECHNOLÓGIE PRÍPRAVY PALIVA Technológia prípravy závisí od druhu používaného paliva. Navrhované kotly sú konštruované na spaľovanie štiepok alebo pilín, prípadne ich zmesi. V súčasnosti je na trhu niekoľko druhov a typov štiepkovačov, ktorých uplatnenie a využívanie závisí od konkrétnych pomerov pri ich uplatňovaní. Voľba štiepkovača je závislá predovšetkým od terénnych pomerov, výkonových a kapacitných nárokov a pod. Štiepkovanie Štiepky sa budú vyrábať najmä z piliarskych odrezkov, prípadne tenších menejkvalitných sortimentov dreva. Vzhľadom na potrebné množstvo a spracovávanú surovinu na výrobu štiepok z domácich strojov je vhodná sekačka S 800, ktorú vyrába LVÚ Zvolen. Je to osvedčená sekačka, ktorá sa vyrába vyše 10 rokov a pracuje v rôznych podmienkach na Slovensku. Základné technické parametre sekačky S-800 Priemer sekacieho disku 830 mm Počet sekacích nožov/protinožov 3 (2)/1 ks Vstupný otvor do sekačky 265 285 mm Max. priemer sekaného dreva 180 mm Dĺžka štiepok nastaviteľná 5 25 mm Otáčky sekacieho disku 900 1 000 ot.min -1 Pohonný motor elektromotor 40 kw traktor s trojbodovým závesom 50 kw Hmotnosť sekačky 900 kg Sekačka môže byť používaná ako mobilná, upevnená na trojbodovom závese traktora poháňaná cez kardan motorom traktora, alebo ako stabilné zariadenie, poháňané elektromotorom. Pri prevádzke v lese sekačka pracuje na rúbanisku, približovacej linke alebo na odvoznom mieste. Na pracovisku je surovina sústreďovaná pred sekaním alebo súbežne počas práce sekačky. Obsluha (obyčajne je dvojčlenná) ručne dávkuje drevo do vstupného otvoru medzi dva vertikálne podávacie valce. Štiepky sú vyfukované priamo do odvozného prostriedku alebo na skládku. V tabuľke je uvedená výkonnosť sekačky S-800 pri spracovávaní rôznych druhov drevných surovín. Najväčšia výkonnosť a zároveň najmenšia spotreba nafty na mernú jednotku je pri sekaní piliarskych odrezkov. Veľmi nízka výkonnosť pri sekaní ťažbových zvyškov (konáre uhádzané na hromady), je spôsobená vysokou pracnosťou pri vkladaní konárov do sekačky. Výkonnosť sekania sekačkou S-800 Druh sekaného dreva t.h -1 Výkonnosť Spotreba nafty pri sekaní prm.h -1 liter.t -1 liter.prm -1 Celé stromy listnaté 2,33 8,74 2,18 0,59 Piliarske odpady 3,53 11,46 1,84 0,57 Zvyšky po list. ťažbe 0,79 2,60 5,97 1,80
Sekačka S-800 Ako alternatívu možno navrhnúť sekačku Junkkari HJ 10 SLT. Je to fínska sekačka, ktorá sa v posledných rokoch začala importovať na Slovensko. Technickými parametrami a výkonnosťou je porovnateľná s S-800. Základné technické parametre sekačky Junkkari HJ 10 SLT. Priemer sekacieho disku 800 mm Počet sekacích nožov 4 ks Vstupný otvor do sekačky 260 260 mm Max. priemer sekaného dreva 250 mm Dĺžka štiepok nastaviteľná 5 18 mm Otáčky sekacieho disku 540 1 000 ot.min -1 Požadovaný príkon 50 kw Hmotnosť sekačky 650 kg Výkonnosť 7 20 prm.h -1 KVALITATÍVNE PARAMETRE PALIVA - ŠTIEPKY Pre zabezpečenie deklarovaných parametrov kotlov je potrebné dodržiavať kvalitatívne ukazovatele paliva. Kvalita drevného paliva, predovšetkým štiepok, ktoré sú v moderných kotloch najviac používané, je daná najmä vlhkosťou a rozmermi zrnitosťou. Na Slovensku zatiaľ neexistuje trh s palivovou biomasou a jednotlivé prípady dodávok štiepok na výrobu energie sa uskutočňujú na základe dohody medzi výrobcom a odberateľom pričom sa kvalita väčšinou nezohľadňuje. V niektorých krajinách, kde je energetické zužitkovanie biomasy rozšírené platia pre obchodovanie s ňou záväzné štandardy, podľa ktorej sú rozdelené do kvalitatívnych tried na základe vlhkosti a podielu jednotlivých veľkostných frakcií. Zatriedenie je následne podkladom pre stanovenie ceny štiepok. V súčasnosti sa pracuje na jednotnom štandarde pre energetickú biomasu v rámci Európy a návrh normy sa pripravuje aj na Slovensku.
Vlhkosť Vyťažené drevo má relatívnu vlhkosť (pomer medzi hmotnosťou vody vo vzorke a hmotnosťou vzorky v čerstvom stave) medzi 40 až 50 %. Takýto vysoký obsah vody majú väčšinou aj odpady piliny a odrezky vznikajúce pri poreze dreva na pílach. Vlhkosť má rozhodujúci vplyv na výhrevnosť dreva. Obr.4
Zníženie vlhkosti a tým zlepšenie kvality paliva možno dosiahnuť niekoľkomesačným skladovaním pred jeho zužitkovaním. Pokles vlhkosti je pritom závislý od druhu a formy suroviny. Rozdielne sa prejavuje skladovanie dreva na jeho fyzikálne vlastnosti vo forme pilín, štiepok alebo celých kusov na krytých alebo nekrytých skládkach. Obr.8 V tabuľkách je uvedený priebeh poklesu vlhkosti dreva v závislosti od doby skladovania. Piliny Druh suroviny, Počiatočná Počet mesiacov skladovania Doba skladovania skladovanie vlhkosť 1 2 3 4 5 6 Relatívna vlhkosť (%) 62,30 62,28 61,95 61,18 60,55 60,26 60,23 Ihličnaté - krytá 99,97 99,43 98,20 97,19 96,72 96,68 skládka Relatívna vlhkosť (%) 53,41 52,46 51,88 51,84 51,64 51,21 50,76 Zmes drevín - krytá 98,22 97,14 97,06 96,69 95,88 95,04 skládka Listnaté tvrdé - Relatívna vlhkosť (%) 29,15 28,33 25,77 24,77 23,98 23,79 23,15 krytá skládka 97,19 88,40 84,97 82,26 81,16 79,42 Ihličnaté - nekrytá Relatívna vlhkosť (%) 69,61 67,78 69,45 68,49 66,53 67,02 66,91 skládka 97,37 99,77 98,39 95,57 96,28 96,12 Listnaté tvrdé - Relatívna vlhkosť (%) 31,09 24,30 27,21 26,20 24,23 21,80 25,88 nekrytá skládka 78,16 87,52 84,27 77,93 70,12 83,24 Štiepky Druh suroviny, skladovanie Listnaté tvrdé - nekrytá skládka Listnaté mäkké - nekrytá skládka Listnaté mäkké - krytá skládka Ihličnaté - krytá skládka Kusové drevo Druh suroviny, skladovanie List. tvrdé - metrové, nekrytá skládka List. tvrdé - metrové, krytá skládka List. mäkké - metrové, nekrytá skládka List. mäkké - metrové, krytá skládka Ihličnaté metrové, nekrytá skládka Ihličnaté metrové, krytá skládka List. mäkké - tenčina, nekrytá skládka Doba skladovania Počiatočná Počet mesiacov skladovania vlhkosť 1 2 3 4 5 6 Relatívna vlhkosť (%) 37,47 30,33 29,96 24,47 29,57 25,13 27,63 80,94 79,96 65,31 78,92 67,07 73,74 Relatívna vlhkosť (%) 51,75 51,62 46,27 41,14 39,78 31,40 24,90 99,75 89,41 79,50 76,87 60,68 48,12 Relatívna vlhkosť (%) 51,59 49,15 43,61 39,35 29,43 26,08 21,35 95,27 84,53 76,27 57,04 50,55 41,38 Relatívna vlhkosť (%) 39,37 38,66 33,86 31,69 31,22 25,63 23,31 98,20 86,00 80,49 79,30 65,10 59,05 Doba skladovania Počiatočná Počet mesiacov skladovania vlhkosť 1 2 3 4 5 6 Relatívna vlhkosť (%) 39,15 32,35 31,42 27,66 30,00 27,81 33,85 82,63 80,25 70,65 76,63 71,03 86,46 Relatívna vlhkosť (%) 37,78 32,72 17,66 16,52 13,53 15,64 18,29 86,61 46,74 43,73 35,81 41,40 48,14 Relatívna vlhkosť (%) 54,40 53,07 50,70 41,11 33,22 32,66 28,27 97,56 93,20 75,57 61,07 60,04 51,97 Relatívna vlhkosť (%) 49,94 49,71 46,21 31,86 30,40 28,41 22,72 99,54 92,53 63,80 60,87 56,89 45,49 Relatívna vlhkosť (%) 52,28 45,52 29,98 25,73 23,42 24,92 34,53 87,07 57,35 49,22 44,80 47,67 66,04 Relatívna vlhkosť (%) 49,37 42,21 37,56 31,15 22,77 15,65 18,86 85,50 76,08 63,09 46,12 31,70 38,20 Relatívna vlhkosť (%) 51,39 49,33 44,99 36,00 35,28 16,32 19,88 95,99 87,55 70,05 68,65 31,76 38,68
Najmenší pokles vlhkosti je pri skladovaní pilín. V skládkach s vysokou počiatočnou vlhkosťou sa v priebehu skladovania obsah vody znížil len nepatrne o necelé 4 až 5 %. Väčší pokles vlhkosti, cca o 20 %, bol pri pilinách s nižšou počiatočnou vlhkosťou. Pri štiepkach bol najväčší pokles vlhkosti pri mäkkých listnatých, tu sa obsah vody znížil na krytej skládke takmer o 60 % na nekrytej o necelých 52 %. Menší pokles vlhkosti o necelých 30 až 40 % bol na krytej skládke ihličnatých štiepok a nekrytej skládke štiepok z tvrdých listnáčov. Najväčšie poklesy vlhkosti sú pri skladovaní kusového dreva. V krytých skládkach tenčiny z mäkkých listnáčov sa obsah vody znížil až o vyše 70 %. Významné zníženie vlhkosti, o vyše 50 až 60 %, bolo zaznamenané vo všetkých krytých skládkach kusového dreva. Z uvedených výsledkov vyplýva, že vhodným spôsobom skladovania dreva sa dá značne znížiť jeho vlhkosť. Všeobecne platí, že pred štiepkovaním je drevo potrebné niekoľko mesiacov nechať preschnúť (v jarnom a letnom období) a vyrobené štiepky potom až do zužitkovania skladovať na krytých skládkach. Problematickejšie je skladovanie pilín, pri nich je pokles vlhkosti najmenší a pri vyšších počiatočných hodnotách môže časom dochádzať k hnilobným, rozkladným procesom. Riešením je skladovanie a zužitkovanie pilín v zmesi so štiepkami s občasným prehádzaním skládok lyžicou nakladača. Skladovanie odrezkov Skladovanie pilín Zrnitosť Štiepky sú zmesou rozmerovo heterogénnych kúskov dreva. Veľkosť štiepok je od niekoľkých milimetrov až po vyše desaťcentimetrové kusy. Požadovaná veľkosť štiepok závisí od spôsobu ich spracovania, napríklad na výrobu buničiny sú vhodné iné rozmery štiepok ako na výrobu aglomerovaných materiálov. Aj v súvislosti s energetickým zúžitkovaním štiepok je zrnitosť dôležitý kvalitatívny parameter. Viacerí významní výrobcovia spaľovacích zariadení okrem maximálnej prípustnej vlhkosti predpisujú aj maximálnu veľkosť štiepok. Napríklad firma Kohlbach pre niektoré typy kotlov požaduje rozmery štiepok do 3 cm, Fröling pre kotly rady FV maximálne 3 cm, Rendl pre kotly Biocomfort rozmery do 4 cm, Variomat pre kotly rady SV maximálne 40mm, firma AKM pre kotly VWD štiepky do 50 mm... Nadrozmerné štiepky sú nežiadúce najmä pri spaľovaní v kotloch menších výkonov. Dopravníky a dávkovače, ktoré do nich dopravujú štiepky majú malé dimenzie a väčšie kusy dreva sa v nich zasekávajú. Zrnitosť udáva podiel jednotlivých veľkostných frakcií vo vzorke a je závislá od druhu sekačky a sekaného dreva. V tabuľkách sú rozbory zrnitosti štiepok vyrobených na sekačkách S 800, Junkkari HJ 10 SLT a stacionárnej bubnovej sekačke.
BIOMASA Z ENERGETICKÝCH LESOV Energetické lesy sú charakteristické extrémne krátkou rubnou dobou ťažba v 3 4 ročných intervaloch a veľkou hustotou rastlín s dôrazom na maximálnu produkciu dendromasy (nadzemná časť bez asimilačných orgánov). Nový porast vyrastá po každej stínke z pôvodných pňov. Cyklov stínka a následná vegetatívna obnova je v energetických lesoch obyčajne päť. Po poslednej stínke nasleduje vyklčovanie pňov a koreňovej sústavy, celoplošná príprava pôdy a vysadenie nového porastu. V stredoeurópskych podmienkach majú najväčší praktický význam topole, stromové a krovité formy vŕb a agát biely. V niektorých krajinách sú energetické lesy pestované už niekoľko desaťročí (Brazília), no väčšinou sa začína s ich vysádzaním v malom, skúšobnom rozsahu, až v deväťdesiatych rokoch, ako s možnosťou využívania prebytočnej poľnohospodárskej pôdy. V Európe sú energetické lesy najviac rozšírené vo Švédsku, kde je vyše 16 000 ha, najmä vŕbových plantáží. Pestujú kríkovité druhy vŕb, dorastajúce do výšky 5 7 m. Vŕba je hlavnou energetickou drevinou aj v Dánsku a Veľkej Británii. Vo Veľkej Británii začali energetické lesy vysádzať začiatkom deväťdesiatych rokov ako demonštračné objekty na juhu Anglicka. V strednej Európe (Rakúsko, Nemecko) sa na experimentálnych plantážach pestujú najmä topole, v južnej Európe (Taliansko) agáty. V tabuľke sú uvedené základné biometrické charakteristiky pre energetické dreviny, ktoré sú v Európe najrozšírenejšie. Európske rýchlorastúce lesy Drevina Vŕba Topoľ Agát Počet rastlín na hektár (ks) 18 25 000 10 15 000 8 12 000 Rubná doba (roky) 3 4 1 3 2 4 Priemer d 1,3 (mm) 15 30 20 50 20 40 Priemerná výška (m) 3,5 5,0 2,5 7,5 2,0 5,0 Priemerná zásoba (čerstvé t.ha -1 ) 30 60 20 45 15 40 Vlhkosť (%) 50 55 50 55 40 45 Oblasť pestovania Škandinávia, V. Británia stredná Európa južná Európa Technické prostriedky a technológie používané v energetických lesoch Odlišné podmienky pestovania v porovnaní s bežnou lesnou prevádzkou, druh a veľkosť stromov vyžadujú používať aj odlišné ťažbové technológie a mechanizmy. Technologický postup ťažby dreva v energetických lesoch sa skladá z operácií: stínka, približovanie, štiepkovanie, odvoz. V prevádzke sa používa viacero alternatív technológií, ktoré sa líšia najmä miestom štiepkovania v poraste alebo mimo porastu (na odvoznom mieste alebo na mieste spracovania) a približovaním a odvozom celé stromky alebo štiepky. Na obr. sú základné schémy technologických postupov v energetických lesoch.
Obr. 1. stínka stínač hŕbkovač štiepkovanie v poraste mobilným štiepkovačom s kontajnerom odvoz štiepky mobilným štiepkovačom s kontajnerom na miesto spracovania alebo medziskládku odvozné miesto (OM) 2. stínka stínač hŕbkovač približovanie (a odvoz) celé stromy vývozná súprava na OM alebo miesto spracovania štiepkovanie štiepkovač na OM alebo mieste spracovania 3. stínka a približovanie stínač približovač celé stromy na OM štiepkovanie štiepkovač na OM 4. stínka, štiepkovanie a približovanie stínač štiepkovač štiepky na OM V prípade, že miestom štiepkovania je OM, alebo sú štiepky z porastu približované na OM nasleduje ešte fáza odvozu štiepok na miesto spracovania. Pri zakladaní porastov a ťažbe biomasy sa používa viacero mechanizmov. Buď sú to špeciálne vyvinuté stroje pre energetické porasty, alebo upravené poľnohospodárske zariadenia. Na výsadbu sadeníc sa v Európe používa najmä švédsky sadzací stroj Salix Maskiner. Na ťažbu je zo stínačov najrozšírenejší švédsky Fröbbesta Cuttings Harvester, zo stínačov štiepkovačov poľnohopodárska rezačka Claas Jaguar Forage Harvester a kombajn na zber cukrovej trstiny Austoft Sugar Cane Harvester.
Ťažba energetického porastu kombajnom Austoft Sugar Cane Harvester Ťažba energetického porastu rezačkou Claas Jaguar Forage Harvester Pestovanie energetických lesov na Slovensku Na Slovensku sa problematika pestovania energetických lesov overuje výskumne a zatiaľ nie sú žiadne prevádzkové skúsenosti. V rámci rôznych projektov bolo v deväťdesiatych rokoch vysadených viacero pokusných plôch rýchlorastúcich drevín, väčšinou vŕb a topoľov. Na plochách sa sleduje vhodnosť jednotlivých klonov pre rôzne stanovištia. Z topoľov sa pestujú najmä domáce čierne, biele a sivé topole, euroamerické hybridy, americké čierne topole, interamerické hybridy a balzamové topole. Na optimálnych stanovištiach (svieže, na živiny bohaté pôdy, kde hladina podzemnej vody ovplyvňuje koreňový systém v priebehu celého vegetačného obdobia) spĺňajú požadované kritériá euroamerické hybridy klony: I-214, Pannonia a Gigant a interamerický hybrid 79/41. Priemerný ročný hmotnostný prírastok týchto klonov je minimálne 15 t.ha -1 v suchom stave. Domáce čierne topole na týchto stanovištiach trpia chorobami hubového pôvodu a zaostávajú v raste. Na priemerných stanovištiach (zóna koreňového systému je nepravidelne a krátku dobu ovplyvnená podzemnou vodou) sú na zakladanie energetických porastov vhodné euroamerické klony: I- 39/61, Pannonia a topoľ biely Palárikovo. Priemerný hmotnostný prírastok pri nich je minimálne 10 t.ha -1. Podmienkou zakladania energetických porastov na týchto stanovištiach je celoplošná príprava a ošetrovanie pôdy. V prípade potreby sa vykonáva hnojenie. Na okrajových stanovištiach (hladina podzemnej vody je mimo zóny koreňového systému) sú vhodné klony: Baka (topoľ čierny), Palárikovo (topoľ biely) a Blanc du Poit (euroamerický hybrid). Tieto klony sú vhodné aj na zakladanie enrgetických porastov na menej úrodných poľnohospodárskych pôdach, ktoré sú nevhodné na pestovanie poľnohospodárskych plodín v nížinných a pahorkatinných oblastiach. Ich priemerný ročný prírastok je minimálne 6 t.ha -1. V rámci selekcie vŕb sa overujú stromové a krovité formy. Na typických vŕbových stanovištiach (napr. skupina lesných typov Saliceto alnetum) sa dosahujú najlepšie výsledky s pestovaním stromových foriem Salix alba 9 a Salix alba 6, ktoré sú autovegetatívnym potomstvom výberových stromov z inundácie Dunaja. Introdukované klony z Talianska a Rumunska na týchto stanovištiach trpia hubovými chorobami. Z krovitých foriem sú vhodné klony Salix viminalis Gabčíkovo a Salix purpurea Gabčíkovo. Priemerný ročný hmotnostný prírastok v suchom stave majú minimálne 15 t.ha -1. Vyselektované vŕby znášajú dobre dlhodobé záplavy, rýchlo sa regenerujú po mechanických poškodeniach a netrpia na hubové choroby. Na brehových porastoch sú najväčšie možnosti zakladania vŕbových energetických porastov. Vhodné sú klony Salix alba Gabčíkovo 9, Salix viminalis Gabčíkovo, Salix rubra a Salix aquatica gigantea. Priemerný ročný hmotnostný prírastok v suchom stave je minimálne 10-15 t.ha -1.
Na dlhodobo podmáčaných pôdach so stagnujúcou vodou sa najlepšie výsledky dosahujú s klonom Salix viminalis Gabčíkovo. Priemerný ročný hmotnostný prírastok v suchom stave je okolo 10 t.ha -1. Na optimálnych topoľových stanovištiach (napr. skupina lesných typov chrastnicová brestová jasenina s topoľom 941, vlhká brestová jasenina s hrabom 951) produkujú vyselektované klony vŕb Salix alba 6, Salix alba 9, Salix alba 23 a Salix viminalis Gabčíkovo minimálne 15 t.ha -1 dendromasy v suchom stave ročne. Aplikáciou silvotechnických postupov je možné produkciu ešte zvýšiť o 15-20 %. V podhorských oblastiach sa ako perspektívna drevina na pestovanie energetických porastov ukazuje krovitá vŕba Salix viminalis Gabčíkovo. Z ďalších drevín je pre pestovanie energetických porastov v našich podmienkach zaujímavý agát biely. Agát biely ako najrozšírenejšia introdukovaná drevina sa vyznačuje intenzívnym rastom, netrpí na hubové choroby a má bohatú koreňovú a pňovú výmladnosť. Na sviežich a na živiny bohatých pôdach produkcia dendromasy z výmladkov je nad 10 t.ha -1 ročne v suchom stave. V intenzívnych agátových kultúrach je to od 12 do 15 ton. Kvantitatívne a kvalitatívne parametre z výskumných plôch potvrdzujú, že agát je jednou z najvhodnejších drevín na zalesňovanie poľnohospodárskych pôd v nížinných a pahorkatinných oblastiach, nevhodných na pestovanie poľnohospodárskych plodín. Na zakladanie energetických porastov sa zásadne používajú vyselektované klony topoľov a vŕb. Porasty sa zakladajú vo veľmi hustých sponoch. Najlepšie sa osvedčili spony: 1,5 0,4 m, 1,0 1,0 m, 1,2 1,0 m a 1,5 1,0 m. Na výsadbu sa používajú osové odrezky (0,2 0,6 m). V priebehu prvého vegetačného obdobia sa pravidelne vykonáva okopávanie a mechanické prepracovanie pôdy. Podľa potreby sa vykonáva hnojenie. Rubná doba sa v závislosti od stanovišťa, sponu a klonu pohybuje od 3 do 6 rokov. Na zakladanie energetických porastov s agátom sa využíva bohatá pňová a koreňová výmladnosť. Ťažba sa vykonáva mimo vegetačného obdobia. Výchovné zásahy sa nevykonávajú. Rubná doba je od 4 do 8 rokov. Intenzívne kultúry s agátom sa zakladajú len na optimálnych stanovištiach s jdnoročnými sadenicami v spone 1,0 1,0 m. Na výsadbu sa používajú len uznané klony. Mechanické prepracovanie pôdy sa vykonáva prvé dva roky po výsadbe. Rubná doba je od 3 do 5 rokov. POROVNANIE ENERGETICKÝCH NÁKLADOV JEDNOTLIVÝCH ZDROJOV ENERGIE Podľa cenovej hladiny v roku 2005 vychádza náklad na výrobu 1GJ vztiahnutý na palivo najvýhodnejšie pre drevnú štiepku o výhrevnosti 11 MJ /kg a jednotkovej cene 1 300 Sk/t s dopravou. Porovnanie nákladov na výrobu 1 GJ pri použití rôznych palív v kotolni o inštalovanom výkone 150 kw/h a ročnej výrobe tepla 1300 GJ Druh paliva Výhrevnosť Jednot. cena v Sk Cena v Sk za 1 GJ Spotreba paliva za rok v kg/m 3 Stále platby v Sk za mes. Náklady v Sk za rok Pelety (MJ/kg) 18,0 4,00 247 80 247 320 988 Zemný plyn (MJ/kg) 33,4 9,11 303 43 247 728 402 713 Peopán (MJ/kg) 46,3 33,70 792 30 546 300 1 032 990 Štiepka (MJ/kg) 11 1 300 140 140-182 000 Aj napriek tomu, že jednotkový náklad na výrobu 1 GJ tepla z drevnej štiepky je najnižší uplatňovanie biopalív z dôvodu vysokých investičných nárokov na technológiu oproti iným palivám (zemný plyn, propán, bután) bez dotácií z rôznych fondov EÚ ako aj SR je veľmi obtiažne. Z lokálneho hľadiska takéto systémy pre obce prinášajú ďalšie výhody: - obec môže sama ovplyvňovať cenu tepla, - vzniknú ďalšie pracovné príležitostí rieši sa sociálna otázka,
- pri získavaní biopalív sa podporuje lokálne, či regionálne podnikanie, - peniaze za teplo zostávajú v rozpočte obce (úplne po splatení pôžičky, inak čiastočne), - biopalivo je vyrobené z obnoviteľnej energie a tá by mala rásť pravidelne. Jedným z podstatných bodov, ktoré môžu výrazne a prospešne pomôcť k rozvoju používania biopalív je liberalizácia a diferenciácia cien palív. Pre ilustráciu uvedieme niekoľko príkladov možnosti využitia biopalív v tepelných zdrojoch, ktoré slúžia na dodávku tepla pre verejné účely (školy, obecný úrad, kultúrne domy a pod.). Tieto boli predmetom riešenia v štúdii v roku 2003- SAŽP Prešov a LVÚ Zvolen. Obec Vernár Súčasnú kotolňu, ktorá vykuruje základnú školu a kultúrny dom na báze pevných fosílnych palív (uhlie, koks) sa uvažuje nahradiť jednou kotolňou na spaľovanie drevnej štiepky resp. drevnej štiepky a pilín. Ročná spotreba tepla pre objekty je 1 359 GJ a spotreba drevného paliva je uvažovaná 145 t. V kotolni bude nainštalovaný jeden kotol o výkone 250 kw. Uvažované je so skladovými priestormi o objeme cca 120 m 3 s minimálne 30 m 2 plochy s vyhrňacími dopravníkmi. Pre takýto zdroj tepla sú následovné uvažované náklady: Investičné náklady Položka náklady (tis. Sk) kotolňa + sklad paliva 1070 kotol 690 teplovody 300 ostatné investície 420 inžinierska a projektová činnosť 226 investičné náklady spolu 2706 Ročné náklady na výrobu tepla bez nákladov na palivo Nákladová 8 ročná návratnosť 10 ročná návratnosť 15 ročná návratnosť položka celkom (tis.sk) náklady na 1 GJ celkom (tis.sk) náklady na 1 GJ celkom (tis.sk) náklady na 1 GJ odpisy 338 248,7 271 199,4 180 132,4 opravy a údržby 40 29,4 40 29,4 32 23,5 mzdy 28 20,6 28 20,6 28 20,6 dane a iné 58 42,7 58 42,7 58 42,7 energie 25 18,4 25 18,4 25 18,4 spolu 489 359,8 422 310,5 323 237,6 Ročné náklady na palivo druh palivo doprava spolu (tis.sk) (tis.sk) (tis.sk) štiepky 174 46 220 štiepky + piliny 120 46 166 Súčasný náklad na 1 GJ - 240 Sk. Novonavrhovaný stav na 1 GJ - 162 Sk.
Celkové ročné náklady na výrobu tepla s dotáciou, palivo štiepky Výška dotácie 8 ročná návratnosť 10 ročná návratnosť 15 ročná návratnosť celkom (tis.sk) náklady na 1 GJ celkom (tis.sk) náklady na 1 GJ celkom (tis.sk) náklady na 1 GJ 0 607 446,7 540 397,4 441 324,5 10 % 570 419,4 510 375,3 421 309,8 20 % 533 392,2 481 353,9 402 295,8 30 % 496 365,0 451 331,9 382 281,1 40 % 460 338,5 422 310,5 363 267,1 50 % 423 311,3 392 288,4 343 252,4 60 % 386 284,0 363 267,1 323 237,7 70 % 349 256,8 333 245,0 304 223,7 80 % 312 229,6 304 223,7 284 209,0 90 % 275 202,4 274 201,6 264 194,3 100 % 269 197,9 269 197,9 261 192,1 Celkové ročné náklady na výrobu tepla s dotáciou, palivo zmes štiepok a pilín Výška dotácie 8 ročná návratnosť 10 ročná návratnosť 15 ročná návratnosť celkom (tis.sk) náklady na 1 GJ celkom (tis.sk) náklady na 1 GJ celkom (tis.sk) náklady na 1 GJ 0 584 429,7 517 380,4 418 307,6 10 % 547 402,5 487 358,4 398 292,9 20 % 510 375,3 458 337,0 379 278,9 30 % 473 348,1 428 314,9 359 264,2 40 % 437 321,6 399 293,6 340 250,2 50 % 400 294,3 369 271,5 320 235,5 60 % 363 267,1 340 250,2 300 220,8 70 % 326 239,9 310 228,1 281 206,8 80 % 289 212,7 281 206,8 261 192,1 90 % 252 185,4 251 184,7 241 177,3 100 % 246 181,0 246 181,0 238 175,1 Porovnanie navrhovaného riešenia so súčasným stavom Súčasné ročné náklady na palivo (koks) sú 326 tis. Sk. Z uvedených hodnôt vyplýva, že ročné náklady na palivo budú v alternatíve spaľovania štiepok nižšie o 240 tis. Sk, v alternatíve spaľovania zmesi štiepok a pilín o 263 tis. Sk. Obec Mlynky V súčasnosti sú v prevádzke v blízkosti seba 3 kotolne, ktoré zásobujú teplom Základnú školu, Detský domov a Redukačný ústav. Všetky zdroje v súčasnosti spaľujú plyn propán. V novonavrhovanom spoločnom zdroji o výkonedo 800 kw sa predpokladá výroba tepla na úrovni 3 900 4 000 GJ pri spotrebe drevného paliva 420 t. Na palivo sa vyžadujú skladové priestory o objeme 350 m 3 a minimálne 60 m 2 plochy s vyhrňovacími dopravníkmi. Pre takýto zdroj tepla sú následovné uvažované náklady: Investičné náklady Položka náklady (tis. Sk) kotolňa + sklad paliva 1900 kotol 1600 teplovody 800 ostatné investície 2018 inžinierska a projektová činnosť 442 investičné náklady spolu 6760
Mlynky Detský domov Mlynky Redukačný detský ústav, Základná škola Ročné náklady na výrobu tepla bez nákladov na palivo Nákladová 8 ročná návratnosť 10 ročná návratnosť 15 ročná návratnosť položka celkom (tis.sk) náklady na 1 GJ celkom (tis.sk) náklady na 1 GJ celkom (tis.sk) náklady na 1 GJ odpisy 845 215,6 676 172,5 451 115,1 opravy a údržby 106 27,0 106 27,0 85 21,7 mzdy 56 14,3 56 14,3 56 14,3 dane a iné 162 41,3 162 41,3 162 41,3 energie 80 20,4 80 20,4 80 20,4 spolu 1249 318,6 1080 275,5 834 212,8 Ročné náklady na palivo druh palivo doprava spolu (tis.sk) (tis.sk) (tis.sk) štiepky 504 94 598 štiepky + piliny 261 94 355 Súčasný náklad na 1 GJ na úrovni 700 Sk (je to priemer z troch zdrojov). Novonavrhovaný stav na 1 GJ - 155 Sk. Celkové ročné náklady na výrobu tepla s dotáciou, palivo štiepky Výška dotácie 8 ročná návratnosť 10 ročná návratnosť 15 ročná návratnosť celkom (tis.sk) náklady na 1 GJ celkom (tis.sk) náklady na 1 GJ celkom (tis.sk) náklady na 1 GJ 0 1695 432,5 1526 389,4 1280 326,6 10 % 1603 409,0 1452 370,5 1231 314,1 20 % 1511 385,6 1379 351,9 1182 301,6 30 % 1419 362,1 1305 333,0 1133 289,1 40 % 1327 338,6 1231 314,1 1083 276,3 50 % 1234 314,9 1158 295,5 1034 263,8 60 % 1142 291,4 1084 276,6 985 251,3 70 % 1050 267,9 1010 257,7 936 238,8 80 % 958 244,5 937 239,1 887 226,3 90 % 866 221,0 863 220,2 838 213,8 100 % 850 216,9 850 216,9 829 211,5 Celkové ročné náklady na výrobu tepla s dotáciou, palivo zmes štiepok a pilín Výška dotácie 8 ročná návratnosť 10 ročná návratnosť 15 ročná návratnosť celkom (tis.sk) náklady na 1 GJ celkom (tis.sk) náklady na 1 GJ celkom (tis.sk) náklady na 1 GJ 0 1604 409,3 1435 366,2 1189 303,4 10 % 1512 385,8 1361 347,3 1140 290,9 20 % 1420 362,3 1288 328,7 1091 278,4 30 % 1328 338,9 1214 309,8 1042 265,9 40 % 1236 315,4 1140 290,9 992 253,1 50 % 1143 291,7 1067 272,3 943 240,6 60 % 1051 268,2 993 253,4 894 228,1 70 % 959 244,7 919 234,5 845 215,6 80 % 867 221,2 846 215,9 796 203,1 90 % 775 197,8 772 197,0 747 190,6
100 % 759 193,7 759 193,7 738 188,3 Porovnanie navrhovaného riešenia so súčasným stavom Súčasné ročné náklady na palivo (propan) sú 2 978 tis. Sk. Z uvedených hodnôt vyplýva, že ročné náklady na palivo budú v alternatíve spaľovania štiepok nižšie o 2 626 tis. Sk, v alternatíve spaľovania zmesi štiepok a pilín o 2 717 tis. Sk. Pri stanovení nákladov na výrobu tepla u vyššie uvedených zdrojov sa uvažovalo následovne. V nákladoch na výrobu tepla sú započítané fixné položky: odpisy, náklady na údržbu, mzdy kuriča, poistné, dane, revízie, primeraný zisk (25 Sk.GJ -1 ), úroky z investičného úveru; a variabilné položky: energie (elektrina, voda, technolog. hmoty) a náklady na palivo. Náklady na poistné, dane, revízie, primeraný zisk sú v tabuľkách výpočtov zahrnuté spoločne do položky dane a iné. Náklady na údržbu sa počítali z ročných odpisov vo výške 20 % pre kotol a sklad paliva, 10 % kotolňa, teplovody a ostatné položky pri 8 ročnej návratnosti; pri 10 ročnej dobe návratnosti sa počítalo s rovnakou výškou ročných nákladov na údržbu ako pri 8 ročnej. Pri 15 ročnej návratnosti vo výške 30 % pre kotol a sklad paliva, 15 % kotolňa, teplovody a ostatné. Položka kotolňa + sklad paliva v investičných nákladoch zahrňuje stavebné úpravy pri rekonštrukcii, zásobník paliva s vyhrňovacími a šnekovými dopravníkmi pre týždňovú zásobu a sklad paliva pre mesačnú zásobu. Pri výpočtoch nákladov sa uvažuje s inštaláciou kotlov Kurri vo všetkých kotolniach okrem kotolní s výkonom menším ako 150 kw. Ceny kotlov sú prevzaté z ceníkov pre Slovensko platné pre rok 2003. Položka ostatné investície v investičných nákladoch zahrňuje úpravňu vody, obehové čerpadlá, rozvod potrubia, armatúry, nátery, tepelné izolácie, doplnkové konštrukcie, objektové regulačné stanice, vonkajšie rozvody a meranie tepla, rozvod silnoprúdu, dymovody a komín. Množstva možnej produkcie biopalív z dendromasy v Prešovskom a Košickom kraji Potenciálne najväčším producentom drevnej štiepky na území oboch krajov sú Lesy SR š.p. Vo svojom programe plánujú výrazne zvýšiť výrobu štiepky v odštepnom závode (OZ) Vranov nad Topľou až na úroveň 20 25 000 t/r. V roku 2005 v tomto OZ vyrobili 1 000 t drevnej štiepky prevažne z tvrdého dreva. Ďalším významným subjektom výroby energetickej štiepky je s.r.o. BIOPal, ktorá vznikla v rámci Gemerského regionálného združenia vlastníkov neštátnych lesov Rožňava, ktorého členom sú aj Mestské lesy Košice. Obidva subjekty uvažujú s výrobou 10 15 000 ton štiepky. Zo subjektov, ktorí spracovávajú drevnú hmotu (píly) je potrebné uviesť fy PÍLA v.p.w.g., s.r.o. Kapušany a Beky s.r.o. Snina. Spoločnosť s.r.o. Pelet zipser Spišská Nová Ves má nainštalovanú technologickú linku na výrobu peliet o kapacite 20 000 ton za rok, ktorej výkon v roku 2006 plánuje plne využiť. Medzi potenciálnych producentov drevnej štiepky možno zaradiť rôzne ťažiarske spoločnosti, urbárske a pozemkové spoločenstvá, ktoré sú však územne roztrúsené a prospešne sa javí vytvorenie organizačných a logistických zložiek v jednotlivých regiónoch s cieľom využitia odpadovej suroviny na výrobu štiepky. Pilierske spoločnosti, ktoré spracovávajú drevnú hmotu v jednotlivých regiónoch Prešovského a Košického kraja (Gemerský, Spišský, Podtatranský, Šarišský, Zemplínsky) v drvivej miere predávajú odpadovú hmotu firme Kronospan Prešov, ktorá ich využíva na výrobu veľkoplošných aglomerovaných dosiek. Vstupom subjektu s dobrým podnikateľským zámerom na báze trhových podmienok je možné predpokladať využitie tejto odpadovej suroviny na výrobu energetickej štiepky.
Prehľad o súčasných producentoch biopalív Názov Druh paliva Poznámka Lesy SR š.p. 20 000 energetická štiepka Mestské lesy Košice 15 000 energetická štiepka prebieha prieskum využitia BIOPal Rožňava 10 000 energetická štiepka prebieha prieskum využitia PÍLA- v.pw.g. s.r.o. Kapušany 15 000 energetická štiepka 90% vývoz do Maďarskej republiky Beky s.r.o. Snina 12 000 energetická štiepka prevážny odber Teplárenskou spoločnosťou Snina Pelet zipser s.r.o. S.N.V. 20 000 pelety Súčasné využitie biopalív v energetike a pri výrobe tepla v Prešovskom a Košickom kraji Rezort energetiky v tomto území reprezentujú Slovenské elektrárne a.s. Vojany (EVO I a EVO II) a Tepláreň Košice. Tieto subjekty sú významnými výrobcami elektrickej energie a na jej výrobu energetickú štiepku nevyužívajú. Z firiem, ktorých výrobná činnosť je zameraná na spracovanie dreva využívajú drevný odpad Bukocel a.s. Hencovce a Kronospan Prešov. Bukocel a.s. Hencovce na výrobu tepla a el. energie využíva vlastnú odpadovú kôru (20 450 t r. 2005) a piliny a štiepky od Bukóza Holding (10 950 t r. 2005) v celkovom množstve 35 134 t. V Kronospane Prešov na výrobu pary využívajú odpadové drevo, kôru a piliny v množstve 3 226 t r. 2005. Na výrobu tepla pre mesto Dobšiná, ktorého prevádzku tepelného hospodárstva zabezpečuje spoločnosť Raden s.r.o. Košice slúži tepelný zdroj spaľujúci drevnú štiepku o celkovom inštalovanom výkone 950 kw. Dodávka tepla pre sociálne zariadenie Predná Hora je zabezpečená z kotolne o výkone 2 x 350 kw a spaľuje drevné pelety. Zoznam zdrojov, ktorí spaľujú odpadovú hmotu, piliny, kôru (odpadové drevo) vznikajúca pri spracovaní dreva 1. AG Stroj Kuková 1 163 kw 2. Beky Snina 1 163 kw 3. Belholz Malý Šariš 582 kw 4. Drevotes Plaveč 440 kw 5. Eurodreveník Žehra 330 kw 6. HM Systém Vranov nad Topľou 698 kw 7. Medzevská drevárska Fabrika 1 163 kw 8. Pilex podolínec 1 047 kw 9. Strojárne Kružlov 1 500 kw 10. Tatraponk Levoča 698 kw 11. Udava Udavské 814 kw
CELKOVÉ ENERGETICKÉ HODNOTENIE PREŠOVSKÉHO A KOŠICKÉHO KRAJA PREŠOVSKÝ KRAJ Zdroje elektrickej energie Na území kraja nie sú žiadne významnejšie zdroje el. energie. V prevádzke sú štyri teplárne, ktoré v prevažnej miere vyrábajú el. energiu pre vlastnú potrebu a pre odberateľov materských akciových spoločností a jedná vodná elektráreň. Prevádzkovateľ a miesto zdroja Typ zdroja Inštalovaný výkon MW Výroba el. energie v roku 2002 (Gwh) Bukocel a.s. Hencovce TG parná turbína 25 44,8 Chemes a.s. humenné TG parná turbína 24 71 Chemosvit a.s. Svit TG parná turbína 18,4 24 Vihorlat s.r.o. TG parná turbína 18,0 20,7 VSE a.s. Košice Domaša TG vodná turbína 12,4 - Zdroj: Prevádzkovateľ Malú časť elektrickej energie vytvárajú malé vodné elektrárne a to 1,5 % celkovej spotreby. Celková výroba elektrickej energie v kraji Typ zdroja Rok (Gwh) 2000 2001 2002 Závodné teplárne parná turbína 170,0 166,4 160,5 Zdroj: Prevádzkovateľ Celková spotreba palív na výrobu el. energie v kraji Rok Tuhé palivá Kvapalné palivá Plynné palivá tis. t GJ tis. t GJ tis. t GJ 2000 52,4 913 925 0,11 4 467 152 167 506 314 2001 50,4 937 568 0,008 325 15 184,8 517 314 2002 57,6 996 457 - - 14 351,6 489 986 Zdroj: Prevádzkovateľ Zásobovanie teplom Významnými zdrojmi tepla v kraji sú teplárne priemyselných podnikov, Teplárne Chemes a.s. Humenné, Chemosvit a.s. Svit a Vihorlat s.r.o. Snina. Zásobujú obyvateľstvo teplom na kúrenie a prípravu teplej úžitkovej vody. Výhrevňa Spravbytu a.s. Prešov pokrýva v meste Prešov čiastočne územné centralizované zásobovanie teplom. V uplynulom období stúpol počet plynofikovaných obcí. Zvýšený stupeň plynofikácie obci spôsobil, že sa začal dominantne na vykurovanie rodinných domov využívať zemný, ktorý nahrádza doteraz prevažne používané pevné fosílne paliva (uhlie, koks). Vo vidieckych sídlach je na vykurovanie domov používané aj palivové drevo. V oblasti zásobovania teplom v rokoch 1996 2005 nedošlo k výrazným zmenám výkonových kapacít priemyselných zdrojov tepla ako aj zdrojov tepla, ktoré zásobujú bytovo-komunálnu sféru. Vzhľadom k tomu nedošlo ani k výraznému nárastu v oblasti spotreby jednotlivých druhov používaných palív. Zvýšená spotreba zemného plynu pre individuálnu bytovú výstavbu priamo úmerne súvisí s rozvojom plošnej plynofikácie. Teplo pre bytovo komunálnu sféru vyrába v prevažnej miere decentralizovaným spôsobom z kotolní na báze zemného plynu o výkone od 3 9 MW. V meste Prešov a Humenné je zavedený centralizovaný spôsob vykurovania. V Humennom na báze pevných fosílnych palív. zásobovanie teplom z centrálnych zdrojov je viazané na väčšie obytné celky sídliska.
Celková výroba tepla pre bytovo komunálnu sféru vyrobená významnými výrobcami tepla je na úrovni: 4300 4500 TJ/rok Celková spotreba tepla v kraji je: cca 20 000 25 000 TJ/rok Z toho priemyselná spotreba je: 7 100 TJ/rok a ostatné odvetvia spotrebujú cca 2 200 TJ/rok Skladba palív na výrobu tepla: Zemný plyn 85 % Uhlie, koks 14 % Obnoviteľné zdroje (palivové drevo) 1 % Počet b.j. v hromadnej zástavbe je: 117 041 a pri ā 40 GJ/r/b.j. (ÚK + TUV) je spotreba tepla celkom: 4 700 TJ/rok. Takmer 100% využíva na vykurovanie zemný plyn. Počet rodinných domov je 108 967 (112 895 b.j.) čo pri 80 100 GJ na RD je spotreba tepla: 9 030 11 300 TJ/r. Z nich viac ako 70 % využíva na vykurovanie zemný plyn. Do sektoru domácnosti v kraji bolo v r. 2003 dodaných cca 250 mil. m 3 zemného plynu. KOŠICKÝ KRAJ Zdroje elektrickej energie Hlavným zdrojom sú elektrárne Vojany I a II, Tepláreň VSŽ Košice a Vodná elektráreň Ružín. ostatné zdroje zohrávajú menšiu úlohu pri zásobovaní kraja, podieľajú sa na krytí celkovej spotreby kraja. Prevádzkovateľ a miesto zdroja Typ zdroja Inštalovaný výkon MW Slovenské elektrárne, a.s., Vojany tepelná elektráreň EVO I 660 Slovenské elektrárne, a.s., Vojany tepelná elektráreň EVO II 660 VSŽ, a.s. Košice tepláreň VSŽ 183 Tepláreň Košice, a.s., Košice TEKO 121 Slovenské elektrárne, a.s., Dobšiná vodná elektráreň Dobšiná 2x12 Slovenské elektrárne, a.s., Ružín vodná elektráreň Ružín 60 Slovenské elektrárne, a.s., Domaša vodná elektráreň Domaša 12 Zdroj: Prevádzkovateľ Celková výroba elektrickej energie v území kraja podľa zdrojov Typ zdroja Rok (Gwh) 2000 2001 Elektráreň Vojany 2 585 2 754 TEKO 422 449 VE Dobšiná, o.z. (PVE Dobšiná, PVE Ružín, VE Domaša) 115 119 Zdroj: SE a.s.
Celková spotreba palív na výrobu el. energie v kraji Rok Tuhé palivá Kvapalné palivá Plynné palivá GJ GJ GJ 1998 17 600 232 362 113 12 214 419 1999 15 843 308 261 704 12 939 724 2000 15 650 404 321 588 12 573 658 Zdroj: Prevádzkovateľ (SE a.s. a závodné teplárne) Zásobovanie teplom Spôsob výroby tepla je takmer identicky ako v Prešovskom kraji. Najväčším výrobcom tepla v Košickom kraji je TEKO Košice, ktorý takmer 80 % pokrýva potrebu tepla v meste Košice (10% priemysel). Celkové množstvo vyrobeného tepla dodávaného TEKO do sústavy centralizovaného zásobovania teplom v meste Košice pre bytovú komunálnu sféru je: 4 000 TJ/r Celková spotreba tepla v kraji je: cca 51 500 TJ/r Z toho priemyselná spotreba je 25 000 TJ/r a ostatné odvetvia spotrebujú cca 2 000 TJ/r. Počet b.j. v hromadnej zástavbe je: 148 973 a pri 40 GJ/r/b.j. (ÚK + TUV) je: spotreba tepla celkom 5 960 TJ/r Počet rodinných domov je 101 154 (103 985 b.j.) čo pri 80 100 GJ na RD je: spotreba tepla 8 100 10 100 TJ/r Viac ako 86 % využíva na vykurovanie zemný plyn. KVANTIFIKÁCIA DISPONIBILNÝCH ZDROJOV BIOMASY V RIEŠENOM ÚZEMÍ Zdroje drevného paliva Potencionálnymi zdrojmi energeticky využiteľného dreva je lesná biomasa (zvyšky po ťažbe dreva), odpady z drevospracujúcich prevádzok a perspektívne biomasa z energetických lesov. Lesná biomasa Na energetické využitie možno z lesnej ťažby uvažovať s menejhodnotnou, tradičnými technológiami nezúžitkovateľnou hmotou, ktorá sa doteraz vôbec nespracúva a väčšinou sa po poťažbovej úprave pracovísk bez úžitku spaľuje priamo na rúbanisku. Je to hmota tenčiny stromov do 7 cm, odpadová hrubina stromov a biomasa z prerezávok. Zužitkovanie lesnej biomasy je limitované terénnymi a biologickými pomermi stanovišťa. Terénne pomery dané priechodnosťou a sklonom sú limitujúce z hľadiska vhodnosti technologických postupov sústreďovania a spracovania biomasy, biologické z dôvodu rizika degradácie stanovišťa jednorázovým odčerpaním živín. Z technologického hľadiska je reálne uvažovať so spracovávaním zvyškov po ťažbe z priechodných terénov so sklonmi do 40 %. Spracovávanie odpadovej hmoty z exponovanejších stanovíšť je neefektívne vzhľadom na vysoké náklady na jej sústreďovanie. V lesnom hospodárstve sa čoraz väčší dôraz dáva nielen na trvalosť drevnej produkcie, ale aj na udržateľnosť funkcií lesných ekosystémov v krajine. Otázka odčerpávania živín z lesných ekosystémov pri ťažbe drevnej hmoty a následne spracovaním ťažbových odpadov sa tak stáva mimoriadne aktuálnou. Z dôvodu nevyhnutnosti udržania, alebo i zvýšenia úrodnosti lesných pôd, je potrebné ťažbu biomasy obmedziť len na stanovištia, kde je to z tohto hľadiska únosné. Vo všeobecnosti je potrebné považovať za nevhodné pre odber biomasy tie stanovištia, ktoré sú prirodzene veľmi chudobné na živiny, najmä na Ca, Mg, K (kyslé, silne nenasýtené pôdy), ďalej tie, na ktorých sú pôdy textúrou, skeletnatosťou, alebo vodným režimom extrémne (piesočnaté, silne skeletnaté pôdy), ale aj tie, ktoré síce majú dostatok až nadbytok niektorých živín najmä Ca a Mg, ale na ktorých je deficitná iná živina (K, P), ktorej dostatok v pôde závisí práve na jej kolobehu v lesnom ekosystéme, a ktorej doplňovanie