Agroporadenstvo

Trávna fytomasa ako alternatívny zdroj energie

03-04-2014

Ing. Miriam Kizeková, PhD. a Ing. Daša Obrcianová a doc. Ing. Ľubomír Gonda, CSc. - CVRV - Výskumný ústav trávnych porastov a horského poľnohospodárstva; Ing. Radoslava Kanianska, CSc.- Univerzita Mateja Bela; Ing. Tatiana Guštafíková - Slovenská agentúra životného prostredia | [email protected]

Fytomasa nevyužívaných trávnych porastov predstavuje značný energetický potenciál. V roku 2004 sa uskutočnil prieskum nevyužívaných TTP na 5 poľnohospodárskych podnikoch v Zvolenskej a Liptovskej kotline a v Nízkych Tatrách. Podľa prieskumu, TTP tvorili v priemere 60 % poľnohospodárskej pôdy (Tabuľka 1), pričom sa 23 % TTP nevyužívalo na produkčné účely a boli vystavené sekundárnej sukcesii.

Tabuľka 1: Zastúpenie TTP na 5 poľnohospodárskych podnikoch

Subjekt číslo	Štruktúra pôdneho fondu [ ha ]			Produkčne nevyužívané plochy TTP
Subjekt číslo	PP spolu	z toho TTP	TTP [%]	[ha]	[%]
1.	4 546	2 352	52	515	22
2.	1 438	956	66	340	36
3.	871	546	63	226	41
4.	2 566	1 225	48	222	18
5.	1 558	1 507	97	212	14
Spolu	10 979	6 586	60	1 515	23

Súčasťou prieskumu bolo stanovenie produkcie fytomasy a dendromasy a následne výpočet potencionálnej produkcie energie z nevyužívaných TTP v monitorovaných podnikoch. Z výsledkov laboratórnych rozborov a prepočtov sa zistilo, že z nevyužívaných TTP sa v danom roku mohlo využiť 561 497 GJ tepelnej energie, čo predstavuje približne ročnú spotrebu tepla v 500 domácnostiach.

Tabuľka 2: Potenciálne energetické zhodnotenie produkčne nevyužívaných plôch TTP

Subjekt číslo	Výmera TTP [ha]	Fytomasa ( 18 % sušina)			Dendromasa (50 % sušina)		Spolu
Subjekt číslo	Výmera TTP [ha]	Energeticky využiteľné zásoby [t]	Produkcia bioplynu [m³]	Tepelná energia [GJ]	Energetický využiteľné zásoby [t]	Tepelná energia [GJ]	Tepelná energia [GJ]
1.	515	9 476	900 220	22 505	24 991	194 635	217 140
2.	340	5 559	528 105	13 203	54 839	54 839	68 042
3.	226	2 458	233 472	5 837	7 152	55 796	61 633
4.	222	4 409	418 855	10 471	16 257	125 748	136 219
5.	212	4 978	472 910	11 823	9 244	66 956	87 779
Spolu	1 515	26 880	2 553 562	63 839	65 193	497 658	561 497

Energetický potenciál trávnej fytomasy a sa môže premeniť na energiu nielen vo forme bioplynu, ale aj na výrobu tuhých biopalív. Biopalivá však musia spĺňať fyzikálno-chemické a mechanické ukazovatele kvality definované normami DIN 51731 a ÖNORM M 7135.

Hodnoteniu chemických a fyzikálno-technických vlastností tuhých biopalív vyrobených z fytomasy nevyužívaných trávnych porastov sa venoval CVRV - VÚTPHP Banská Bystrica v rámci projektu APVV "Analýza materiálových tokov v manažmente prírodných zdrojov so zameraním na využitie poľnohospodárskej biomasy na energetické účely", v ktorom okrem hlavných partnerov: Slovenskej agentúry životného prostredia a Výskumného ústavu pôdoznalectva a výskumu pôdy, spolupracoval s Výzkumním ústavem zemědělské techniky Praha a Technickou univerzitou vo Zvolene.

Fytomasa z trávnych porastov, v ktorých dominovala krmovinársky nehodnotná metlica trstnatá bola spracovaná na pelety a brikety, a tie boli následne podrobené hodnoteniu fyzikálno-mechanických vlastností a porovnávaniu týchto vlastností s ďalšími tuhými biopalivami.

Pelety vyrobené zo sena metlice trsnatej nedosahovali hodnoty požadované normou ÖNORM M 7135. Hustota bola nižšia ako 1 kg/dm³ a oter naopak prekračoval maximálne dovolenú hodnotu 2,3 % (Tabuľka 3). Pri použití ďalších rastlinných materiálov sa hodnoty sledovaných parametrov zmenili a lepšie hodnoty hustoty boli zaznamenané pri peletách vyrobených zmiešaním sena metlice trsnatej s repkovou slamou v pomere 1:1.

Obr. 1

Tabuľka 3: Fyzikálno-mechanické vlastnosti peliet

Zloženie pelety	Oter [%]	Hustota [kg/dm³]
seno metlice	3,8	950
seno metlice 50% + repková slama 50%	3,5	1150
pšeničná slama 33% + repková slama 69%.	3,9	1080

Zdroj: VÚZT Praha

Podobne ako pri peletách, aj pri hodnotení fyzikálno-mechanických vlastností brikiet sa potvrdilo, že brikety vyrobené výlučne zo sena metlice trsnatej nedosahujú hodnoty stanovené normou ÖNORM M 7135, kde hustota by mala byť vyššia ako 1 kg/dm³ a odrol po 24 hodinách by nemal presiahnuť 10%. Ukazovatele kvality sa zlepšili kombinovaním sena metlica s amarantovvou rezankou v pomere 1:1 (Tabuľka 4). Takéto zmesné biopalivo preukazovalo po briketách vyrobených z konopného pazderia takmer najlepšie hodnoty hustoty (925 (kg/dm³) a odrolu po 24 hodinách (7 %).

Tabuľka 4: Fyzikálno-mechanické vlastnosti brikiet

Typ brikety	Priemer sita [mm]	Hustota [kg/dm³]	Pevnosť v ohybe [kpa]	Odrol po 24 h [%]
Pšeničná slama 70 % + piliny 30 %	15	645	335	13
Metlica 50 % + amarantus rezanka 50 %	15	925	650	7
Kukuričná slama šrotovaná	15	826	720	6
Metlica	15	607	250	19
Metlica	10	607	317	16
Pšeničná slama 70 % + drevná štiepka 30 %	-	660	384	15
Kukuričná slama rezanka	-	708	657	14
Amarantus rezanka	-	771	687	8
Konopné pazderie	-	981	657	9

Zdroj: VÚZT Praha

Obr. 2

Z výsledkov hodnotenia fyzikálno-mechanických vlastností tuhých biopalív vyrobených z fytomasy nevyužívaného TTP je zreteľný výrazný vplyv kombinovaných biomateriálov na hodnotené parametre. Výsledky súčasne naznačujú, že aj fytomasu z krmovinársky nehodnotných trávnych porastov je možné využiť na energetické účely a súčasne takýmto "energetickým využívaním" podporiť mimoprodukčné funkcie trávnych porastov.

Použitá literatúra:
Gonda, Ľ. a kol. 2010. Poľnohospodárska biomasa - obnoviteľný prírodný zdroj. Banská Bystrica : CVRV - VÚTPHP Banská Bystrica. 2010. ISBN: 978-80-89417-21-6, 126s.
Hutla, P. 2010. Využitie rastlinnej biomasy pre produkciu štandardizovaných tuhých palív. In Agrobioenergia, 2010, ISSN 1336-9660, roč. 5, č. 3. s. 8-9.
Rusňák, P., Šmidová, E. 2010. Laboratórne analýzy biomasy a biopalív v Technickom a skúšobnom ústave pôdohospodárskom. In Agrobioenergia, 2010, ISSN 1336-9660, roč. 5, č. 3. s. 23 -25.

Poďakovanie. Príspevok bol podporený z projektu APVV-0174-07 Analýza materiálových tokov v manažmente prírodných zdrojov so zameraním na využitie poľnohospodárskej biomasy na energetické účely.

Vystavené 13.9.2011