prognozowanie wykorzystania biomasy w gminie.pdf

Agnieszka Cena- Soroko

Jerzy ņurawski

JACO OĻrodek Oszczħdzania Energii, Wrocþaw listopad 2004

Zasoby biomasy - prognozowanie wykorzystania biomasy w gminie

W wyniku pojawiajĢcych siħ problemw Ļrodowiskowych oraz wzrostu cen noĻnikw energii

zainteresowanie wykorzystaniem odnawialnych Ņrdeþ energii w krajach Unii Europejskiej

ciĢgle wzrasta. Celem UE jest osiĢgniħcie w roku 2010 udziaþu 12% energii odnawialnej brutto,

w Polsce natomiast 7 % energii pochodzĢcej ze Ņrdeþ odnawialnych. Zasoby energii

odnawialnej sĢ praktycznie nieograniczone lecz ich potencjaþ jest rozproszony. Wykorzystanie

jej wiĢŇe siħ z koniecznoĻciĢ koncentracji zwiĢzanĢ ze znacznie zwiħkszonymi nakþadami

inwestycyjnymi.

Na dzieı dzisiejszy koszty inwestycyjne wytwarzania energii odnawialnej sĢ w polskich

warunkach wyŇsze niŇ koszty pozyskania i przetwarzania paliw kopalnych. PrzyczynĢ sĢ ciĢgle

sterowane globalnie ceny noĻnikw energii oraz wewnħtrzna polityka paıstwa.

WaŇnym dla naszego kraju i wojewdztwa jest uzyskanie efektu gospodarczego poprzez

wykorzystanie OZE. Tworzenie nowych miejsc pracy, tworzenie nowego sektora usþug - to

kolejny argument za odnawialnymi Ņrdþami energii.

Rozproszona energia odnawialna to szansa nie tylko dla dolnoĻlĢskiego rolnictwa. Zgodnie ze

StrategiĢ Energetyczna Dolnego ĺlĢska, tzw. Generacja Rozproszona w zakresie Ņrdeþ maþej i

Ļredniej skali oparta jest w duŇym stopniu o wykorzystanie odnawialnych Ņrdeþ

energetycznych. Wymagane prawem, opracowywane przez samorzĢdy lokalne (gminy), plany

zaopatrzenia gminy w energiħ sĢ wyzwaniem dla rozwoju wþasnych, lokalnych rozwiĢzaı w

oparciu o zasadħ Generacji Rozproszonej.

W wojewdztwie dolnoĻlĢskim istnieje duŇy potencjaþ wykorzystania energii z istniejĢcych

zasobw: biomasy, energii geotermalnej oraz energii wodnej.

Biomasa

Biomasa moŇe byę uŇywana na cele energetyczne w procesach bezpoĻredniego spalania

biopaliw staþych (drewna, sþomy) i gazowych w postaci biogazu lub przetwarzana na paliwa

ciekþe (olej, alkohol). W warunkach polskich, w najbliŇszej perspektywie moŇna spodziewaę siħ

znacznego wzrostu zainteresowania wykorzystaniem biopaliw staþych - drewna , sþomy, upraw

energetycznych.

Sþoma

Szacuje siħ, Ňe po zaspokojeniu potrzeb rolnictwa, do wykorzystania jako odnawialne Ņrdþo

energii moŇna byþoby przeznaczyę 21 mln ton sþomy, co pozwoliþoby na rezygnacjħ ze spalania

okoþo 12 mln ton wħgla. (dane: Europejskie Centrum Energii Odnawialnej, Warszawa) Z 1 ha

pola moŇna uzyskaę, jako odpad z produkcji zboŇa, okoþo 2-3 ton sþomy. Jej wartoĻę

energetyczna ksztaþtuje siħ pomiħdzy 12 do 15 GJ/t przy wartoĻci opaþowej wħgla wynoszĢcej

26 GJ/t.

Powierzchnia uŇytkw rolnych na Dolnym ĺlĢsku wynosi ok. 1 mln., produkcja sþomy wynosi

2,3 mln t, szacuje siħ, Ňe okoþo 352 tys. t sþomy moŇe byę wykorzystane do celw energetycz-

nych, przynoszĢc dodatkowe dochody lub oszczħdnoĻci gospodarstwom rolnym. PoniŇsza

tabela przedstawia zasoby sþomy na podstawie danych GUS Z 2002 roku. Bilans ten

uwzglħdnia wykorzystywanie sþomy zbŇ (4 zboŇa) oraz rzepaku na cele gospodarcze oraz

koniecznoĻę pozostawienia sþomy na uŇytkach rolnych. W bilansie tym nie uwzglħdniono

wykorzystywanie dotychczasowe sþomy na cele energetyczne. Z obliczonej iloĻci sþomy na cele

energetyczne (352 tys. t sþomy) moŇna uzyskaę 5,6 mln GJ, co przy sprawnoĻci systemw

grzewczych na poziomie 50 % moŇna ogrzaę 18, 5 tys. domw jednorodzinnych lub okoþo 3 tys

szkþ. W tych obliczeniach nie uwzglħdniono ryzyka pozyskania sþomy. BþĢd w przypadku

okreĻlenia zasobw sþomy dla elektrowni na 10 MW w Hradec Kralove spowodowaþ, Ňe

obecnie poszukiwana jest sþoma na terenach polskich. W obliczeniach nie uwzglħdniono

ryzyka, ktre wynika z:

- fizjografii terenw - najczħĻciej grzystych , gdzie trudno pozyskuje siħ sþomħ

- nieprzewidywalnoĻci zbiorw wynikajĢcych ze zmian pogodowych

- zmian ekonomicznych

Nie zostaþo wiħc okreĻlone ryzyko pozyskania sþomy oraz zabezpieczenia ciĢgþoĻci dostaw.

Tabela 1. IloĻę pozyskania energii cieplnej ze sþomy zbŇ oraz rzepaku w powiatach wojewdztwa

dolnoĻlĢskiego na podstawie danych GUS 2002 r.

Sþoma na cele nieenergetyczne, t

Sþoma na

cele

energetycz.,

IloĻę energii ze

spalania zbŇ,

Jednostki organizacyjne

woj. dolnoĻlĢskiego

Areaþy upraw,

IloĻę sþomy, t

przeoranie

Na zwierzħta

gospodarskie

Razem

518231

2063989

695966

497288

1193255

352503

5602453

16868

25139

4651

3143

19981

9343

14043

27336

33877

2851

36153

12846

22437

aaa

774

269

15029

20366

30597

17529

13176

13697

1566

10936

23862

15696

32865

25706

43587

3848

Brak ujħcia tych czynnikw powoduje wzrost cen paliwa oraz nieopþacalnoĻę budowy Ņrdþa

energetycznego na biomasħ. TworzĢc bilans okreĻlenie ryzyka jest podstawĢ do prognozowania

bilansu sþomy.

Drewno

Lasy stanowiĢ 28,4% powierzchni wojewdztwa (567 tys. ha), z tego lasy publiczne zajmujĢ 550

tys. ha. Zakþada siħ dalszy wzrost lesistoĻci. W 2002 r. w lasach publicznych pozyskano 2360 tys

m3 drewna z czego okoþo 237 tys m3 sprzedano jako drewno opaþowe. Ocenia siħ, Ňe istniejĢ

jeszcze duŇe moŇliwoĻci pozyskiwania drewna opaþowego pozostawionego w lesie. W sektorze

komunalnym istnieje zaledwie kilka ciepþowni bazujĢcych na odpadach pozyskiwanych w

gospodarce leĻnej. PoniŇsze tabele przedstawiajĢ moŇliwoĻci pozyskiwania drewna w latach

2000 Î 2010 na podstawie tabel opracowanych w 2003 r. przez Dyrekcjħ GeneralnĢ Lasw

Paıstwowych (Z. Laurow)

Przewidywany udziaþ pozyskiwania drewna z lasw w stosunku do wydobycia wħgla stanowi

tylko do okoþo 3 %. Nadzieja pozyskania wiħkszej iloĻci drewna istnieje w plantacjach

energetycznych.

Tabela 3. Potencjalne moŇliwoĻci produkcji drewna energetycznego i powiĢzanie produkcji z

wydobywaniem wħgla w Polsce.

Wzrost zuŇycia drewna na cele energetyczne jest ograniczony. Zwiħkszenie iloĻci pozyskania go

wiŇŇe siħ ze zmiana podejĻcia do gospodarki leĻnej.

InnĢ cechĢ znamiennĢ dotychczasowego wykorzystania biomasy staþej jest stosowanie

niestandaryzowanych i niekomercyjnych biopaliw odpadowych, o najniŇszej cenie rynkowej.

JednakŇe, w miarħ wyczerpywania siħ zasobw biomasy odpadowej, rozwaŇaę naleŇy uprawħ

specjalnych roĻlin energetycznych. Oparcie energetyki o biomasħ zmusza do poszukiwanie

staþych i regularnych dostaw. Totez przyszþoĻcia sa uprawy energetyczne Obecnie w Polsce

przeprowadza siħ prby upraw szybko rosnĢcych roĻlin drzewiastych, gþwnie z gatunku

wierzby (Salix vinimalis). Zastosowanie roĻlin energetycznych jest jednak zwiĢzane z

konecznoĻcia dostosowania odpowiednich roĻlin do stanowiska oraz zwrcenie uwagħ na

zmiany i zagrozenia ekosystemu.

Wierzba energetyczna

WiħkszoĻę plantacji to prbne przedsiħwziħcia. ņadna nie dziaþa na zasadzie komercyjnej

produkcji biomasy przeznaczonych wyþĢcznie na cele energetyczne. Plantacje dajĢ moŇliwoĻę

wykorzystania maþo urodzajnych lub skaŇonych gleb pod uprawħ, co stwarza moŇliwoĻci

wdraŇania alternatywnej produkcji rolnej na nieuŇytkach, gruntach odþogowanych lub gruntach

rekultywowanych. Niebezpieczeıstwem jest natomiast wprowadzanie nowej monokultury upraw

stanowiĢcych niebezpieczeıstwo zachowania biorŇnorodnoĻci. WsplnĢ jednak cechĢ

wszystkich drzew i krzeww szybko rosnĢcych sĢ ich wysokie wymagania wzglħdem wody i

skþadnikw pokarmowych niezbħdnych do szybkiego przyrostu masy.

Ekspertyza dr inŇ. Pawþa Rutkowskiego dotyczĢca uprawy wierzby energetycznej na terenach

wchodzĢcych w skþad Zespoþu Parkw Krajobrazowych Wojewdztwa ĺlĢskiego wykazuje, Ňe

intensywna produkcja wierzby na cele energetyczne wymaga zarwno deszczowania, jak i

nawoŇenia, a wiħc z jednej strony podnosi koszty, a z drugiej strony powoduje wiħksze zmiany

Ļrodowiskowe. Brak odpowiedniej na naszych terenach wody, wysoki wskaŅnik posuchy oraz

susze w okresie w ktrym uprawom wierzby woda jest najbardziej niezbħdna, powoduje, Ňe

sytuacja ta caþkowicie moŇe zniszczyę plon w danym roku i spowodowaę koniecznoĻę

powtrnego zakþadania plantacji. Istnieje zagroŇenie obniŇenia wd gruntowych w pŅniejszym

okresie wzrostu wierzby.

NiezaleŇnie jednak od oceny ekonomicznej uprawy wierzby na cele energetyczne podkreĻla siħ

przyrodnicze nastħpstwa tego typu przedsiħwziħcia:

caþkowita eliminacja rodzimej flory i fauny z terenw plantacji

eliminacja flory moŇe pociĢgaę za sobĢ eliminacjħ caþych zbiorowisk objħtych

ochronĢ w ramach dyrektywy siedliskowej oraz w ramach obszarw chronionych w sieci

Natura 2000. dlatego teŇ, poza powierzchniami gruntw wymienionych wyŇej (uŇytki

rolne) powinna byę wykonana ekspertyza fitosocjologiczna

optymalnymi terenami do uprawy wierzb sĢ tereny dolin rzecznych, z

ustabilizowanym poziomem wd gruntowych

Uprawa wierzby moŇe powodowaę trwaþe zmiany w budowie profilu, a takŇe

wywieraę wpþyw na stosunki wodne danego obszaru

Nie widzi siħ przeszkd do zamiany dotychczas uprawianych gatunkw na gruntach

ornych (Ňyto, ziemniaki, pszenica, buraki itp.) na uprawħ wierzby. Dla wszystkich

pozostaþych gruntw (þĢk, pastwisk, dolin rzecznych i szeroko pojħtych ánieuŇytkwÑ)

jednoznacznĢ decyzjħ o wpþywie potencjalnej plantacji wierzbowej na Ļrodowisko moŇe

daę tylko wnikliwa ekspertyza kaŇdego z takich obszarw.

Rumex tianshanicus x rumex patientia

Jest to roĻlina wieloletnia z Ukrainy. Uprawa utrzymuje siħ na siedlisku przez okres 15 -20 lat.

Pierwszy rok to wzrost dopiero drugi rok moŇna wykaszaę zdrewniaþe w wysokoĻci do 2 m

czħĻci roĻliny. RoĻlina ta w odmianie energetycznej pozwala uzyskiwaę okoþ 15 Î 20 t suchej

masy z 1 ha. DoĻwiadczenia czeskie wykazujĢ jednak plon w wysokoĻci 10 t suchej masy /1 ha.

Zbir sþomy zbierany jest w lipcu , przed Ňniwami zboŇa i jest on moŇliwy konwencjonalnymi

maszynami. Wymagania stanowiska nie sa wysokie, szczeglnie ze wzglħdu na zuŇycie wody.

W okresie wzrostu szczeglnie pierwszego roku duŇe znaczenie ma odpowiednia wilgotnoĻę

wody.

Badania wykazaþy ,Ňe pozyskiwana sþoma przy wilgotnoĻci 12,51 % wilgotnoĻci posiadaþa

wartoĻc opaþowa 16,77 GJ/t. Brak jest wystħpowania chloru.

Na obsianie 1 ha potrzeba 5 kg nasion siewnych. Koszt 1 kg nasion wynosi 200 koron czeskich.

KorzyĻci z energetycznego wykorzystania biomasy

Biopaliwa, w szczeglnoĻci odpady drzewne, zrħbki, brykiety i pelety rŇnego pochodzenia

mogĢ byę spalane w mieszaninie jak teŇ wspþspalane z innymi paliwami staþymi: miaþem

wħglowym, torfem zarwno w konwencjonalnych kotþach rusztowych, paleniskach fluidalnych

oraz mogĢ byę poddawane gazyfikacji w mieszaninie. W przypadku bezpoĻredniego spalania

mieszanie paliw odbywa siħ zwykle przed podaniem do paleniska. Natomiast w niektrych

systemach gazyfikacji paliwa podawane sĢ oddzielnymi systemami. Domieszka biopaliw

stanowię moŇe zwykle 10 - 15% caþkowitej iloĻci paliwa. Ponadto technologie spalania odpadw

komunalnych pozwalajĢ takŇe na wspþ-spalanie biopaliw przez co uzyskiwane jest podniesienie

wartoĻci opaþowej paliwa i zwiħkszenie efektywnoĻci energetycznej procesu oraz przyczynia siħ

do zmniejszenia zanieczyszczenia efektu spalania.

KorzyĻci z wykorzystywania biomasy:

zalety wykorzystania sþomy do celw energetycznych w skali gminy i kraju to:

- redukcja emisji CO2, SO2, NOx

- redukcja palenia sþomy na polach

- unikniħcie wielu poŇarw i degradacji naturalnego Ļrodowiska

- wykorzystanie lokalnego odnawialnego Ņrdþa energii

- poprawa opþacalnoĻci produkcji rolniczej

- dodatkowe miejsca pracy dla ludnoĻci lokalnej przy produkcji oraz dostawie paliwa

- dopþyw na lokalny rynek pieniħdzy za produkcjħ biopaliwa

- zwiħkszenie bezpieczeıstwa energetycznego

korzyĻci inwestora to:

- redukcja opþat za korzystanie ze Ļrodowiska

- efektywne zagospodarowanie bioodpadw (bez koniecznoĻci ich utylizacji)

- moŇliwoĻę uzyskania pomocy finansowej z funduszy ekologicznych oraz unijnych

- znaczne zmniejszenie kosztw produkcji 1 GJ

Produkcja biomasy to rwnieŇ nieprzewidywalnoĻę podaŇy na rynku jak i rwnieŇ duŇa

wahliwoĻę cen na rynku uzaleŇniona gþwnie od warunkw klimatycznych. Wymaga siħ wiħc

opracowania programw wykorzystania biomasy na szczeblu gminnym w ramach planowania

lokalnego.

IloĻciowe oszacowanie wykorzystania energii odnawialnej jest trudne, poniewaŇ informacje na

ten temat sĢ dostħpne jedynie za poĻrednictwem specjalnych badaı ankietowych. Szczeglne

znaczenie ma zbilansowanie zasobw i okreĻlenie moŇliwoĻci pozyskiwania odnawialnych

Ņrdeþ energetycznych. Brak dostħpu do danych nie sprzyja prawidþowemu rozwojowi rynku

paliw ze Ņrdeþ odnawialnych.

korzyĻci z przeznaczenia gruntw nieuŇytkowanych rolniczo na biomasħ, w celu

wytworzenia energii to:

- aktywizacja obszarw wiejskich w wyniku powstania nowych miejsc pracy

- poprawa gospodarki pþodozmianowej (w perspektywie wzmoŇonej uprawy rzepaku)

- uniezaleŇnienie siħ od wahaı cen oraz poprawa salda w bilansie handlu zagranicznego

surowcami pochodzenia rolniczego

- stworzenie alternatywnego sposobu wykorzystania potencjaþu produkcyjnego rolnictwa

- zagospodarowanie terenw nieuŇytkowanych oraz odþogw

Wnioski

NiedogodnoĻciĢ biomasy jest duŇa objħtoĻę paliwa. Koszt budowy kotþowni na biomasħ jest 2,5

do 3 razy wiħkszy od tradycyjnej kotþowni na gaz i 2 do 2,5 raz wiħkszy od kotþowni na olej.

Wojewdztwo dolnoĻlĢskie przygotowuje siħ do wykorzystywania odnawialnych Ņrdeþ

energetycznych z uwzglħdnieniem zasad zrwnowaŇonego rozwoju. Opracowane juŇ

Plik z chomika:

Inne pliki z tego folderu:

Inne foldery tego chomika: