Niekoľko poznámok k porovnaniu energetického využitia biomasy v Rakúsku, ČR a SR

Úvod
Biomasa je vo svetovom meradle najväčším zdrojom obnoviteľnej energie. Bioenergetické zásobovanie sa môže rýchlo a významne zvyšovať, rast získava z veľkého zdroja globálnej energie, ktorý ho dlhodobo zásobuje [1].

Na biomasu pripadá z celkovo technicky využiteľného potenciálu najväčší - 46 % s energetickou hodnotou 40 453 TJ/r- Tab.1 [2] V podmienkach SR je reálne využívať na energetické účely lesnú biomasu vrátane energetických porastov, poľnohospodársku biomasu, odpady z drevospracujúceho a potravinárskeho priemyslu a odpadovú biomasu z priemyselnej a komunálnej sféry.

Zdroj	Tech. využiteľný potenciál, TJ	Súčasné využitie, TJ	Dostupný potenciál, TJ	Ekonomický potenciál, TJ	Trhový potenciál, TJ
Biomasa	40 453	12 683	27 770	11 868	2 932
Geotermálna energia	22 680	1 224	21 456	8 424	4 355
Veterná energia	2 178	0	2 198	505	150
Slnečná energia	18 720	25	18 695	4 460	1 270
Malé vodné elektrárne	3 722	727	2 995	749	299
Celkom	87 753	14 659	73 114	26 006	9 006

Tab.1 - Potenciál rôznych typov obnoviteľných energetických zdrojov SR do roku 2010 [2]

I. Energia z biomasy

Obr.1 - Energetické lesy (topoľ)

I.1 Lesná biomasa
Jedná sa o [2]:

biomasu z ťažby dreva, palivové drevo, energetické porasty.

Lesná biomasa sa výhodne využíva pre energetické účely. Ide hlavne o zbytkové drevo a drevnú hmotu, ktorú nie je možné využiť inak, napr. zvyšky po ťažbe, tenčina stromov, kalamitné drevo, prerezávky apod. Spaľovať sa môžu priamo kusy dreva, resp. drevné štiepky, brikety, či pelety vyrobené z lesnej biomasy.

Čím viac je lesná biomasa upravená, tým vyšší stupeň technológie je možné využívať, tým nižšiu má vlhkosť a vyššiu výhrevnosť. Perspektívou je pestovanie energetických lesov (topoľ, agát, vŕba,...pozri obr.1).

Obr.2 - Biomasa z poľnohospodárstva

I.2 Poľnohospodárska biomasa
Jedná sa o [2]:

zvyšky z pestovania a spracovania plodín, drevná biomasa z ovocných sadov a viníc, biomasa na výrobu bionafty, exkrementy hospodárskych zvierat (výroba bioplynu), odpady z potravinárskeho priemyslu.

Biomasa z poľnohospodárskeho priemyslu (slama, rastlinné zvyšky) sa získava z pestovania poľnohospodárskych plodín (repka olejná, kukurica, obilniny), z potravinárskeho priemyslu (lisovanie olejov, ovocných plodov..,), Obr.2. Využiteľnou surovinou z viníc je orez viniča pestovaného na cca 25 000 ha a využiteľnou surovinou je tiež repka olejná na výrobu bionafty.

Najperspektívnejším zdrojom poľnohospodárskej biomasy sú exkrementy hospodárskych zvierat, ktoré je možné spracovávať na výrobu bioplynu, ktorý poháňa kogeneračné jednotky [7], [8].

Obr.3 - Odpad z drevospracujúceho priemyslu

I.3 Odpady z drevospracujúceho priemyslu
Jedná sa o [2]:

odpadovú biomasu po mechanickom spracovaní dreva, odpadovú biomasu po chemickom spracovaní dreva.

Drevospracujúci priemysel tvorí cca 40 % podiel na celkovom technicky využiteľnom potenciály biomasy (odpady po mechanickom spracovaní dreva, piliny, kôra a čierne lúhy), obr. 3.

Obr.4 - TKO

I.4 Odpadová biomasa z priemyslu a komunálnej sféry
Jedná sa o [2]:

komunálny drevný odpad, tuhý komunálny odpad - TKO, obr.4, kaly z čistiarní odpadových vôd.

Výskyt TKO v SR sa pohybuje na úrovni cca 300 kg/obyv./rok, pričom je potrebné uviesť, že väčšina TKO na Slovensku sa spaľuje a zostatok sa skládkuje. Skládkový plyn sa v SR nevyužíva. Čiastočne sa využíva len kalový plyn, produkovaný na ČOV [3], [5].

II. Porovnanie energetického využitia biomasy v Rakúsku, ČR a SR

Porovnanie energetického využívania biomasy v Rakúsku, ČR a SR vychádza z lit. [4] a nasledujúcich zjednodušených predpokladov:

z Rakúska si vyberáme oblasť najpodobnejšiu ČR a SAR a to Štajersko (Steiermark), ktoré zaberá cca 20 % rozlohy Rakúska, predpokladáme, že územná poloha a klimatické podmienky v sledovaných oblastiach sú približne rovnaké, uvedené prepočty sú len fiktívne a na teoretickej báze a nečinia si nárok na presnosť, pre porovnanie bol vybraný rok 2000.

Na základe údajov z lit. [4],[5] a ďalších a na základe horeuvedených zjednodušujúcich predpokladov, bola získaná Tab. 2, kde sú prepočítané údaje o energetickom využití biomasy v jednotlivých vybraných regiónoch.

Výpočty sa opierajú hodnoty získané v roku 2000 z historickej zeme Štajersko [4]:

- priemerný výkon	10,9 kW/km2,
- priemerný výkon	0,149 kW/obyv.,
- priemerný výkon na jeden zdroj	1 011 kW,
- spádové územie	92 km2/1 kotolňa.

Ak prepočítame tieto ukazovatele zo Štajerska na Českú a Slovenskú republiku, malo by byť v týchto krajinách inštalovaných, pozri Tab.2.

ZÁKLADNÉ ÚDAJE	ŠTAJERSKO		ČESKO		SLOVENSKO
Počet obyvateľov, tis.	1 200		10 330		5 370
Rozloha, km2	16 386		78 864		49 000
Fiktívne porovnanie	Reálne	Vypočítané	Reálne	Vypočítané	Reálne	Vypočítané
Celkový výkon podľa plochy republiky, MW	179		74,3	859	86,82	534
Celkový výkon podľa počtu obyvateľov, MW	179		74,3	1539	86,82	800
Celkový počet zdrojov podľa spádového územia, ks	177		24	857	24	528
Celkový počet zdrojov podľa počtu obyvateľov, ks	177		24	1522	24	791

Tab.2 - Porovnanie energetického využitia biomasy v roku 2000

Na obr. 5, resp. 6 sú horeuvedené hodnoty spracované pomocou geografického informačného systému - GIS, ktoré prehľadne poukazujú na rozloženie energetického využitia biomasy v Štajersku a na Slovensku. Nasledujúci obr. 7 porovnáva stav využívania biomasy v Štajersku v roku 2000 so súčasným stavom v Čechách resp. na Slovensku a s vypočítanými hodnotami.

Obr.5 - Energetické využitie biomasy v Štajersku (Rakúsko), [10]
Zdroj: www.lev.at

Obr.6 - Energetické využitie biomasy v SR

Obr.7 - Grafické porovnanie využitia biomasy (A - reálne, B - vypočítané) v Štajersku, Česku a Slovensku

Záver
Množstvo vyprodukovanej biomasy na Zemi za jeden rok predstavuje asi 2.10¹⁴ kg, čo zodpovedá energetickému ekvivalentu približne 90 TW/r. Inými slovami, množstvo energie uloženej v biomase je cca 7,5 krát väčšie ako je celosvetová spotreba energie.

V súčasnosti energetické využívanie biomasy na Slovensku výrazne zaostáva za potenciálnymi možnosťami - energetickými, ekonomickými a environmentálnymi. Využiteľný ročný potenciál biomasy v SR je viac ako 35 PJ, avšak podiel zhodnocovanej biomasy na celkovej spotrebe primárnych palivovo-energetických zdrojov SR je v súčasnosti len cca 1% [11].

Naviac, moderné vykurovacie zariadenia spaľujúce biomasu, ako je kusové drevo, štiepky, drevný odpad, brikety alebo pelety, ponúkajú medzičasom rovnaký ak nie vyšší štandard ako zariadenia na iné druhy fosílnych palív [12],[13].

Tento príspevok vznikol aj za podpory grantovej agentúry VEGA, konkrétne grantov č.1/9262/02, č.1/9398/02 a č.1/0555/03.

Literatúra:
[1] Rezolúcia prijatá prvou svetovou konferenciou o peletách, Štokholm, 4.9. 2002, publikované Alternativní energie, 6, 2002, str. 23
[2] Vargová, I.: Atlas využívania obnoviteľných energetických zdrojov na Slovensku. Energetické centrum, Bratislava, 2002, 124 str.
[3] Horbaj, P. - Imriš, I.: Quo vadis palivá a energetika?, Technická univerzita v Košiciach, 2000, 88 str.
[4] Peterka, J.: Biomasové srovnání. Alternatívni energie, 5, 2002, str. 4-5
[5] Ladomerský, J. et.al.: Energetika a životné prostredie. ES TU Zvolen, 1999, 255 str.
[6] Peavy, H. S. et al.: Environmental engineering. McGeaw - Hill, Singapore, 1985, 379 str.
[7] Horbaj, P.: Model of the kinetics of biomass pyrolysis. Drevársky výskum, 4, 1997, str. 15-23
[8] Košíková, B. - Bučko, J.: Biotechnológie a využitie biomasy. ES TU Zvolen, 1999, str. 217
[9] Tuček, J.: GIS - teorie a praxe. Computer Press, Praha, 2000, 424 str.
[10] www.lev.at [11] www.oteple.sk
[12] www.tzb-info.cz
[13] www.biom.cz