Úvod / Pôdohospodárstvo podľa tém / Obnoviteľné zdroje energie / Biopalivá

Prítomnosť a budúcnosť biopalív prvej generácie aj z aspektu repky olejky

14-10-2021
RNDr. Ján Hecl, PhD. | jan.hecl@nppc.sk
NPPC - Výskumný ústav agroekológie Michalovce

Fosílne energetické zdroje Zeme sú obmedzené, preto musí ľudstvo zaistiť, ako ich nahradiť z obnoviteľných zdrojov. Stenčujúce sa zásoby ropy (za predpokladu súčasného objemu ťažby vystačia známe zásoby ropy na ďalších 43 rokov) a významná úroveň znečistenia životného prostredia podnecuje výskumných pracovníkov a odborníkov k hľadaniu  nových riešení.

Jedným zo sektorov, ktorý významne prispieva k znečisteniu životného prostredia je sektor dopravy a preto v tomto sektore dochádza k zmiešavaniu klasických palív (benzín a nafta) s určitým podielom biopalív. Doprava je zodpovedná za 15 % svetovej produkcie emisie skleníkových plynov a 23 % celkových emisií CO2. Biopalivá sa ukazujú vhodnou alternatívou ako znížiť  závislosť od klasických ropných produktov a ako znížiť emisie CO2. Všetko sa to začalo Kjótskym protokolom z roku 1997 o znižovaní emisií skleníkových plynov. Na jeho základe sa EÚ zaviazala znížiť emisie uhlíka do roku 2010 oproti roku 1990 o 8 %.  Takže problematika biopalív sa stala súčasťou energetickej politiky EÚ.  Postupne sa menili pravidlá, Únia si dávala vyššie ciele v znížení emisií a  v roku 2003 bola vydaná Smernica európskeho parlamentu a rady č. 2003/30/ES o podpore používania biopalív alebo iných obnoviteľných palív v doprave. Texty ďalších smerníc však už konštatovali, že pestovanie biopalív prvej generácie (teda primárne z potravinových plodín) je uhlíkovo pomerne náročné a neúmerne zaťažuje pôdu, znižuje druhovú rozmanitosť. Takže ďalšia smernica z roku 2015 už sa vymedzila proti biopalivám prvej generácie  a odporúča využívať biopalivá druhej generácie (slama, rôzne energetické byliny, odpad z poľnohospodárstva,    lignoceluózové rastliny). Smernica hovorí, že do roku 2020 sa biopalivá prvej generácie mohli podieľať na 10 percentnom znížení emisií v doprave najviac 7 percentami a zvyšné 3 % musí tvoriť elektromobilita, alternatívne  pohony, alebo biopalivá druhej generácie.  Každá členská krajina si však mohla sama zvoliť, do akej miery podporí biopalivá, a do akej miery rozvoj elektromobility alebo biopalív druhej generácie. Súčasným cieľom EÚ je znížiť emisie do roku 2030 o 40 % v porovnaní s rokom 1990. Európska komisia však nedávno v upravenom návrhu európskeho klimatického predpisu predložila ambicióznejší cieľ, a to zníženie emisií o minimálne 55 %. Poslanci EP posunuli latku ešte vyššie – navrhujú zníženie emisií do roku 2030 až o 60 %. Tento ambiciózny cieľ bude znamenať aj väčšie využívanie obnoviteľných zdrojov energie (OZE), ktorý má byť  38 až 40 % na koncovej spotrebe energie do roku 2030. Musíme si uvedomiť, že biopalivá dnes predstavujú jediný reálny nástroj, akým môžeme splniť dohodnutú úroveň znižovania emisií a povinný podiel obnoviteľných zdrojov v doprave. Na Slovensku od 1. januára 2020 platí, že  motorová nafta s objemom biodieslu má ho v litri minimálne 6,9 %, motorový benzín s objemom bioetanolovej zložky ma ho v litri minimálne 9,0 % a od roku 2019 sa zavádza povinný podiel pokročilých biopalív (II. a III. generácie) na úrovni 0,1 % pre rok 2019,  0,5 % pre roky 2020 až 2024, až po 0,75 % pre roky 2025 až 2030. V sektore dopravy poskytujú biopalivá dobrú príležitosť ako znížiť emisie. Okrem obnoviteľnej povahy sa považujú za neutrálne skleníkové plyny, pretože uvoľňujú predtým absorbovaný CO2. Existujú dva typy biopalív: pre benzínové motory ako prímes sa používa etanol, a pre naftové motory - bionafta. Najbežnejšími surovinami na výrobu bionafty sú rastliny bohaté na tuk. Ich zdrojom sú organické suroviny (napr. obilniny, olejniny, tuk alebo odpad s organickými látkami).

Na základe východiskových surovín pre výrobu bionafty a výrobných metód môžeme rozlišovať medzi tromi generáciami surovín na jej výrobu (tabuľka 1):

Tabuľka 1: Rozdelenie biopalív na tri generácie

Tabuľka 1

Technické limity produkcie biopalív 1. generácie (t. j. biopalív vyrábaných z konvenčných plodín, resp. na báze premeny jednoduchých cukrov) sú už vyčerpané, je obmedzená výmera kukurice na bioetanol vo svete. Riešením sú biopalivá druhej generácie  možno i v kombinácii s 3. generáciou, ktoré nemajú požiadavku na ornú pôdu určenú na výrobu potravín, tie sa budú vyrábať z morských rias a siníc. Vstupná surovina zohráva najdôležitejšiu úlohu v hodnotovom reťazci bionafty. Jej  obsah oleja má preto mimoriadny význam. V závislosti od suroviny sa pohybuje medzi 15 % (sója) až 70 % (mikroriasy).

Tabuľka 2 poskytuje prehľad v súčasnosti používaných surovín  na výrobu  bionafty a obsah ich oleja.

Tabuľka 2: Obsah oleja v hlavných surovinách na výrobu bionafty

Tabuľka 2

Vďaka svetovým  politikám o znížení emisií skleníkových plynov sa svetová výroba bioetanolu za desaťročie 2008 - 2018 zvýšila o 67 %, zo 67 na 110,4 miliárd litrov. V rovnakom období sa výroba bionafty zvýšila viac ako trojnásobne, z 12 na 41 miliárd litrov. V súčasnosti tvoria biopalivá asi 3,4 % celkových pohonných látok na celom svete. Na globálnej produkcii biopalív dominujú USA a Brazília, ktoré v roku 2018 vyrobili 69 % všetkých biopalív a za nimi nasleduje Európa (EÚ-28) s 9 %  podielom.  Najväčší svetoví producenti  bionafty sú: EÚ s podielom 31 %, USA 19 %, Indonézia 16 %, Brazília 13 %, Argentína 5 % a  zvyšok sveta 13 %.  Pre USA, Argentínu a Brazíliu je hlavnou surovinou pre výrobu bionafty sója,  aj keď je  jej obsah oleja  relatívne  nízky (iba cca 18 %),  ale sojový extrahovaný šrot, ktorý  sa získava pri lisovaní oleja alebo pri extrakcii oleja organickým rozpúšťadlom, je hodnotným krmivom pre veľké počty hospodárskych zvierat chovaných v týchto krajinách. Základom  výroby indonézskej bionafty je  palmový olej  a európskej  - repkový olej. EÚ vyrobila 14 600 miliónov litrov bionafty a USA vyprodukovali 9 031 miliónov litrov, zatiaľ čo indonézska a brazílska výroba predstavovala 7 380 a 5 800 miliónov litrov celkovej svetovej výroby (údaje z roku 2019).To že EÚ je najväčším svetovým producentom bionafty vyplýva aj z podielu naftových automobilov v Európe, ktorý tvoril 42,3 % vozového parku (údaje za rok 2019),  kým v USA je to zanedbateľných cca 5 %. Veľká časť sveta používa na stanovenie podielu množstva bionafty v zmesi palív označenie faktor B; 100 % bionafta sa označuje ako B100, 20 % bionafta - ako B20,  5 % bionafta -  ako B5, 2 % bionafta - ako B2. Cieľom EÚ v oblasti zmiešavania bionafty do roku 2020 bola hodnota  B7 (7 % bionafta), čo Slovensko spĺňa.

Obr.

A tu sa dostávame k tak v poslednej dobe kontraverznej téme pestovania repky na bionaftu či na potravové účely.  Je veľa zástancov jednej aj druhej alternatívy. Najčastejšie sa z repky vyrába jedlý olej, krmivo pre hospodárske zvieratá a prvá generácia biopalív. Namiesto otázky, či nie je repka na poliach zastúpená až príliš (výmera repky ozimnej a jarnej  146,9 tis. ha v roku 2020 predstavovala cca 11 % z celkovej výmery ornej pôdy Slovenska) by teda malo zaznieť skôr to, prečo sa farmári prikláňajú k jej pestovaniu. V  porovnaní so špeciálnou rastlinnou výrobou je obchodovateľná za veľmi dobré ceny, má jednoduchý agrotechnický postup a veľmi dobre sa pestuje na veľkých výmerách. Navyše, pri jej pestovaní nie je potrebné také množstvo výkonu fyzickej práce ako pri pestovaní zeleniny alebo ovocia. Obhajcovia repky tiež zdôrazňujú, že práve táto plodina prospieva pôde tým, že má hlbšie korene, a tak pomáha zadržiavať vodu v krajine a pôsobí aj proti erózii. A napokon, repka farmárom pomáha stabilizovať ich príjmy, lebo jej cena sa drží na slušných úrovniach práve preto, že ju kupujú popri výrobcoch jedlých olejov a tukov aj producenti biopalív. Odporcovia pestovania repky hovoria, že s pestovaním energetických plodín (kde patrí aj pestovanie repky), ktoré tvoria  základ pre výrobu  biopalív prvej generácie, je spojená celá  rada praktík, ktoré nie sú šetrné k životnému prostrediu (veľké pôdne celky a množstvo ochranných chemických prostriedkov proti jej škodcom a chorobám). Na Slovensku sa spracuje vyše 200 tis. ton repkového semena, čo je  trochu menej ako polovica toho, čo sa tu dopestuje. Z toho sa vyrobí vyše 90 tis. ton oleja a cca 100 tis. ton repkových šrotov (ide o  prímes do krmiva pre hospodárske zvieratá, ktorá je bohatá na bielkoviny). Olej sa ďalej spracúva u biopalinárov na metylester repkového oleja a ten sa primiešava do nafty, aby sa  znížili emisie (do 70 % v porovnaní s fosílnym palivom) a zároveň, aby SR splnila cieľ obnoviteľnej energie. Repka sa na Slovensku pestuje na ôsmich percentách poľnohospodárskej pôdy, čo predstavuje jedenásť percent ornej pôdy. Priemer jej výmery v krajinách EÚ-28 je 6,3 %. V susednej Českej republike sa pestuje až na 16 % ornej pôdy. Samostatnou kapitolou je veľkosť parciel, na ktorých sa pestuje repka olejná. Na Slovensku sú (nielen pri pestovaní repky) priemerne najrozľahlejšie polia v EÚ. Priemerná veľkosť poľa na Slovensku je 12 ha, pričom priemer EÚ je 3,9 ha. Hlavným dôvodom rozľahlých monokultúr bola kolektivizácia a rozorávanie medzí v Československu v období tzv. budovania socializmu. Veľké rozlohy monokultúrnych polí zhoršujú stav životného prostredia v poľnohospodárskej krajine a znižujú hodnotu poskytovaných ekosystémových služieb. Problémom je aj nízka diverzita pestovaných plodín s dominantnou pšenicou a kukuricou. Zmena v nastavení Spoločnej poľnohospodárskej politiky by mohla priniesť podporu zelených prvkov v poľnohospodárskej krajine, znižovanie výmer monokultúrnych polí, pestovanie plodín šachovnicovým spôsobom alebo diverzifikáciu pestovaných plodín. Zdravý agroekosystém totiž potrebuje rôznorodosť, striedanie plodín, úseky kvitnúcich trávnatých porastov aj nelesnú drevinovú vegetáciu.

A ako vyzerá svetová produkcia repky? Po sóji, pestovanej v najväčšom množstve v oboch Amerikách, je repka druhou najpestovanejšou olejnatou rastlinou na svete. Podľa OSN pre výživu a poľnohospodárstvo v roku 2017 predstavovala svetová produkcia olejnatých semien (repka, slnečnica, sója, ľan) 479 miliónov ton.  Sója mala najväčší podiel na produkcii olejnín na svete v roku 2017 (73 %), zatiaľ čo repka olejná bola klasifikovaná na druhom mieste s podielom 16 %. Netreba zabúdať, že z repky sa nevyrába len olej na kuchynské použitie. Časť sa využíva na výrobu biopaliva a zvyšky po lisovaní sú v podobe repkového extrahovaného šrotu a pokrutín určené na kŕmenie hospodárskych zvierat. Pestovanie repky zaberá na svete okolo 33 miliónov hektárov pôdy. Z nich sa ročne zozbiera okolo cca 60 - 70 miliónov ton  semien, pričom treba spomenúť, že najproduktívnejšia je európska pôda, na ktorej sa pestujú ozimné odrody. Na našom kontinente získavame z jedného hektára asi tri tony repky, v Ázii však asi len polovicu z toho. Európska únia je najväčším svetovým producentom repky (34 % svetovej produkcie, teda 19 – 20 miliónov ton ročne). Po nej nasleduje Kanada, Čína, India, Austrália a Ukrajina. Najväčšími producentmi repky (2018) v EÚ sú: Francúzsko, Nemecko, Poľsko, Rumunsko, Veľká Británia, Česká republika, Maďarsko , Dánsko a Slovensko.  Rok 2020 nebol dobrým rokom pre repku olejnú v celej Európe. Nepriaznivé počasie, zvyšujúce sa zákazy prípravkov na ochranu rastlín a  škodcovia prispeli k nižšej  úrode. Úroda repky v roku 2020 v EÚ  predstavovala už druhý rok po sebe najnižšiu produkciu od roku 2006 v objeme 16,8 mil. ton (čo predstavuje  stratu objemu o 16 % oproti päťročnému priemeru). Preto je potrebné dovážať repku olejnú do EÚ, aby bolo možné, okrem iného, uspokojiť potreby pri lisovaní oleja. Celková potreba dovozu sa odhaduje na 6 mil. t, čo je o 1,6 mil. t viac ako priemerný objem dovozu repky olejnej za posledných päť rokov. Dovoz pochádza predovšetkým z Ukrajiny, Austrálie a Kanady. Za predpokladu dobrých poveternostných podmienok počas zberu úrody 2021/2022 všetkých olejnín sa očakáva nárast v porovnaní s úrodou 2020/21 o 9 %. V porovnaní s päťročným priemerom však bude tento nárast dosť malý.  Pri pestovaní plodín  (a hlavne repky olejnej)  na výrobu biopalív by sme mali vyhodnocovať všetky aspekty pre jej pestovanie alebo obmedzenie pestovania. Aspekty môžeme rozdeliť do 3 skupín:

  • ekonomická udržateľnosť v zásade znamená ekonomickú konkurencieschopnosť s nákladmi na iné zdroje energie,
  • sociálna udržateľnosť znamená spravodlivý prístup k rôznym problémom, ako sú ekologické zdroje, potraviny alebo zdravotná bezpečnosť,
  • environmentálna udržateľnosť  (udržateľnosť životného prostredia), ktorá zahŕňa napríklad kvalitu pôdy  a vody, skleníkové plyny a biodiverzitu.

Tieto ukazovatele sú dôležité, ak sa majú merať nie iba výhody, ale aj nevýhody výroby bionafty. V prípade bionafty by sa tieto tri piliere mali analyzovať spoločne. Ale musíme si uvedomiť, že ani celkový ústup EÚ od biopalív prvej generácie repku z našich polí neodstráni.

Záver: Repka je pre farmára a  aj pre našu spoločnosť plodina s mnohými pozitívami, hlavne ako surovina na výrobu repkového oleja. Z bežných olejov má repkový najnižší obsah nasýtených mastných kyselín, ktoré zvyšujú "zlý" cholesterol a tiež patrí k najlepším zdrojom kyseliny alfa-linolénovej z radu omega-3, ktorá zvyšuje "dobrý" cholesterol. Okrem toho obsahuje viac tokoferolov než slnečnicový, takže je stabilnejší – znesie vyššie teploty a po otvorení fľaše dlhšie vydrží. Nezanedbateľné sú však aj iné vyššie uvedené prínosy pestovania repky. Jednoducho sa však dá povedať, že repka je plodina ako každá iná plodina, a bude sa pestovať, keď bude o ňu záujem a trh si ju bude žiadať, a podľa toho budú aj jej plochy narastať alebo klesať.

Poďakovanie

Táto publikácia vznikla vďaka podpore v rámci Operačného programu Integrovaná infraštruktúra pre projekt: Dopytovo-orientovaný výskum pre udržateľné a inovatívne potraviny, Drive4SIFood 313011V336, spolufinancovaný zo zdrojov Európskeho fondu regionálneho rozvoja.

Zoznam použitej literatúry je u autora príspevku.