Ing. Milan Oravec, CSc. NLC Zvolen POTENCIÁL DREVNEJ BIOMASY, EKOLOGICKÉ A EKONOMICKÉ DOPADY JEJ ENERGETICKÉHO VYUŽITIA Ing. Milan Oravec, CSc. NLC Zvolen

CHARAKTERISTIKA PALIVOVEJ DREVNEJ BIOMASY DREVNÁ BIOMASA je produkt, pozostávajúci zo zdrevnatenej rastlinnej hmoty alebo časti zdrevnatenej rastlinnej hmoty, pochádzajúcej z pôdohospodárstva, drevospracujúceho priemyslu alebo z iných zdrojov, napr. komunálna sféra, ktorú možno využiť na výrobu energie. PRODUCENTI PALIVOVEJ DREVNEJ BIOMASY Lesné hospodárstvo – priemyselne nezužitkovateľné alebo obtiažne zužitkovateľné časti stromovej biomasy vo forme štiepok a palivového dreva. Drevospracujúci priemysel – technologicky obtiažne zužitkovateľné odpady po mechanickom opracovaní dreva vo forme kusových odpadov, štiepok, pilín, brikiet a peliet, hoblín a brúsneho prachu a po chemickom spracovaní dreva – čierne lúhy. Poľnohospodárstvo – drevná biomasa, rastúca na nevyužívaných trvalých trávnych porastoch, radových výsadbách, orez z ovocných sadov a viníc.

Ostatné zdroje – drevná biomasa z brehových porastov, vetrolamov, radové výsadby v okolí cestných komunikácií, komunálnej zelene, komunálny drevný odpad, drevný odpad z ostatných odvetví.

ENERGETICKÉ VLASTNOSTI PALIVOVEJ DREVNEJ BIOMASY veľký podiel prchavej horľaviny – 80 %, napr. uhlie cca 45 % malý podiel nespáliteľných tuhých častí – pod 1 %, napr. uhlie cca 15 % zanedbateľný obsah síry a ťažkých kovov malá hustota energie – 3,3 až 12,2 GJ.m-3, napr. uhlie cca 20 GJ. m-3 a zemný plyn 0,034 GJ. m-3 výhrevnosť sušiny drevnej biomasy 19,4 až 20,7 GJ.t-1 veľký vplyv obsahu vody (vlhkosti) na výhrevnosť paliva a voľbu technológie energetického využitia špecifické nároky na skladovanie – pri zvolení vhodnej technológie sa dosiahne energetická účinnosť porovnateľná so zemným plynom a uhlím Výhrevnosť bežne používaných druhov drevnej biomasy: Štiepky z lesného hospodárstva a poľnohospodárstva 9 až 12 GJ.t-1 Štiepky, piliny a hobliny z porezu dreva v drevospracujúcom priemysle – 10 až 13 GJ.t-1 Palivové drevo a kusový drevný odpad po 12-mesačnom skladovaní – 13 až 15,5 GJ.t-1 Brikety a pelety – 17 až 18,5 GJ.t-1

SMERY ENERGETICKÉHO VYUŽITIA DREVNEJ BIOMASY Výroba tepla priamym spaľovaním, napr. blokové a centrálne kotolne v komunálnej sfére, pôdohospodárstve, drevospracujúcom priemysle a v ostatných odvetviach hospodárstva ( 0,1 až 100 MWt) za účelom vykurovania objektov, prípravy TUV a výroby technologického tepla Výroba tepla čiastočným splynovaním a priamym spaľovaním na vykurovanie rodinných domov a malých objektov (0,01 až 0,1 MWt) Kombinovaná výroba tepla a elektrickej energie v energetike, drevospracujúcom priemysle a veľkých centrálnych kotolniach (1 až 500 Mwe) Výroba kvapalných palív Využitie tepla pri aeróbnom rozklade drevnej biomasy.

ARGUMENTY PRE RÝCHLEJŠÍ ROZVOJ ENERGETICKÉHO VYUŽITIA OBNOVITEĽNÝCH ZDROJOV ENERGIE V ŠTÁTOCH EU Zvýšenie energetickej sebestačnosti štátov a zníženie rizík súvisiacich s vývojom cien a bezpečnosťou zásobovania fosílnymi palivami Riešenie problému nadprodukcie potravín alternatívnym využitím nelesných pôd na produkciu energeticky využiteľnej drevnej biomasy Podpora hospodársky menej rozvinutých regiónov v dôsledku útlmu poľnohospodárskej produkcie – udržateľnosť hospodárskeho rozvoja (zamestnanosť) Zvýšenie miery vplyvu na vývoj cien palív a energie, zlepšenie obchodnej bilancie štátov Zlepšenie situácie v oblasti životného prostredia napr. zmenšením nárastu podielu skleníkových plynov v ovzduší, redukcia emisií oxidov síry a ťažkých kovov, zachovanie hygieny prírodného prostredia a kultúrneho rázu krajiny a pod. Zvýšenie miery komplexného spracovania drevnej biomasy s cieľom zvýšiť ekonomickú efektívnosť.

CIEĽ EU Dosiahnuť podiel elektriny, vyrobenej z obnoviteľných energetických zdrojov, na celkovej spotrebe elektriny na úrovni 21 % a podiel energie vyrobenej z obnoviteľných zdrojov na jej celkovej spotrebe na úrovni 12 % .

PODIEL DREVNEJ BIOMASY NA SPOTREBE PRVOTNÝCH ENERGETICKÝCH ZDROJOV VO VYBRANÝCH ŠTÁTOCH EU Fínsko 16 % Švédsko 14 % Rakúsko 12 % Švajčiarsko 6 % SRN 4 % Taliansko (sever) 6 % Česko 3 % Maďarsko 3,2 %

KĽÚČOVÉ FAKTORY VEDÚCE K ROZŠÍRENIU POUŽÍVANIA OBNOVITEĽNÝCH ENERGETICKÝCH ZDROJOV VRÁTANE DREVNEJ BIOMASY V ŠTÁTOCH EU Stanovenie minimálnych priamych a nepriamych podporných opatrení, vedúcich k zlepšeniu využívania OEZ Dobudovanie a stabilizácia trhu s palivovou biomasou v rámci EU Rozvoj alternatívneho využívania nelesných pôd Diverzifikácia využívania neobnoviteľných a obnoviteľných energetických zdrojov v rámci jednotlivých štátov a ich regiónov Komplexné riešenie ekologických, technologických ekonomických a sociálnych aspektov využívanie OEZ s využitím výsledkov výskumu a vývoja v týchto štátoch.

ŠTRUKTÚRA SPOTREBY PRIMÁRNYCH ENERGETICKÝCH ZDROJOV NA SLOVENSKU, PJ Rok 1994 2004 Tuhé palivá 235 (32 %) 155 (20 %) - v tom drevná biomasa 6 (0,8 %) 18 (2,3%) Kvapalné palivá 135 (18 %) 168 (21 %) Plynné palivá 198 (27 %) 255 (32 %) Teplo 159 (21 %) 184 (23 %) Elektrina 17 (2 %) 28 (4 %) Prvotné energetické zdroje celkom 744 790 Konečná spotreba PEZ 506 505

HLAVNÉ PRÍČINY ZAOSTÁVANIA ENERGETICKÉHO VYUŽÍVANIA DREVNEJ BIOMASY NA SLOVENSKU Nezáujem štátu o využívanie obnoviteľných energetických zdrojov, okrem vodnej energie od roku 1990 Veľmi pomalé prijímanie legislatívnych opatrení podporujúcich využívanie OEZ Absencia alebo nepoužívanie priamych a nepriamych finančných mechanizmov podporujúcich využívanie OEZ Pomalá liberalizácia cien základných palív a energie Ignorovanie OEZ (okrem vodnej energie) v doterajších štátnych a regionálnych energetických koncepciách Závislosť na dovozoch technológií a cenový diferenciál medzi domácimi a zahraničnými cenami palív a energie Nedostatok vlastných finančných zdrojov u potenciálnych užívateľov, resp. nevýhodnosť bankových úverov Nedostatok informácií a negatívne skúsenosti zo zle pripravených a realizovaných projektov Nedostatočná podpora vedecko-výskumných a odborných aktivít

ROZVOJ ENERGETICKÉHO VYUŽITIA DREVNEJ BIOMASY OD ROKU 1990 Väčšina veľkých a stredných drevospracujúcich podnikov, a tiež lesníckych organizácií, vybudovala alebo rekonštruovala svoje energetické zdroje na využitie drevnej biomasy z vlastnej produkcie z dôvodu rýchlej návratnosti investícií. Vyrobené teplo a elektrická energia sa využíva na vlastnú spotrebu a časť tepla sa dodáva do komunálnej sféry (Ružomberok, Zvolen) Po náraste cien zemného plynu pre obyvateľov sa výrazne zvýšil záujem o palivové drevo V komunálnej sfére sa doteraz vybudovalo na spaľovanie drevnej biomasy len cca 6 kotolní.

ZDROJE PALIVOVEJ BIOMASY NA SLOVENSKU Zdroj Súčasne Energetický Súčasný Energetický využívané ekvivalent, ročný ekvivalent, množstvo, PJ potenciál, PJ tis. ton ročne tis. ton Lesné hospodárstvo 520 5,0 2270 21,6 v tom: tenčina a nezužitkovaná hrubina korún stromov 40 0,4 1450 13,8 palivové drevo 480 4,6 480 4,6 pne a korene 0 0 40 0,4 alternatívne sortimenty 0 0 300 2,8 Drevospracujúci priemysel 920 13,1 1750 22,1 suché kusové odpady 120 2,0 280 4,6 suché jemnozrnné odpady 70 1,2 120 2,0 vlhké kusové odpady 210 2,1 520 5,2 vlhké jemnozrnné odpady 60 0,6 310 3,1 kvapalné odpady 460 6,4 520 7,2 Poľnohospodárstvo 0 0 170 1,6 Ostatné zdroje 20 0,2 230 2,4 Celkom 1460 18,3 4420 47,7

ZDROJE DREVNEJ BIOMASY V ĆASOVOM HORIZINTE ROKOV 2013 – 2015 Nárast využiteľného potenciálu v dôsledku: Rastu zásob dreva v lesoch SR a ročných ťažieb dreva, zmenou sortimentovej štruktúry dreva Zvýšenie spracovateľských kapacít drevospracujúceho priemyslu, alebo ich využitie Produkcia palivovej drevnej biomasy na nelesných pôdach Zdroj Ročne využiteľné Energetický množstvo, ekvivalent, tis. ton PJ Lesné hospodárstvo 2560 24,3 Drevospracujúci priemysel 2080 26,3 Poľnohospodárstvo (nelesné pôdy) 820 7,8 Ostatné zdroje 250 2,6 Celkom 5710 61

NÁKLADY NA VÝROBU ENERGIE Z DREVNEJ BIOMASY HLAVNÉ NÁKLADOVÉ POLOŽKY Nákup paliva Dopravné náklady (ak nie sú zahrnuté v cene paliva) Prevádzkové náklady energetického zdroja (odpisy, údržby a opravy, energie a voda, mzdové náklady a odvody z miezd, ostatné náklady súvisiace s výrobou)

Palivové štiepky v čerstvom a čiastočne NÁKUPNÉ CENY DREVNEJ BIOMASY V ROKU 2005 A NÁKLADY NA PALIVOVÚ ZLOŽKU NA 1 GJ TEPLA NA VÝSTUPE ZO ZDROJA Palivo Cena Náklady Sk.t-1 Sk.GJ-1 Palivové štiepky v čerstvom a čiastočne preschnutom stave vrátane dopravy 1150 – 1500 151 – 187 Palivové drevo v čerstvom a čiastočne preschnutom stave vrátane dopravy do 20 km 650 – 930 86 – 116 Kusový odpad z drevospracujúcich závodov, vlhký 290 – 510 35 – 61 Piliny a hobliny z drevospracujúcich závodov, vlhké 450 – 750 56 – 94 Pelety 3100 – 3500 215 – 243 Pozn.: Palivové drevo a kusový odpad je pri tepelných zdrojoch s výkonom nad 100 kW nutné štiepkovať s nákladmi 140 až 500 Sk.t-1, t. j. 18 až 62 Sk.GJ -1 vyrobeného tepla.

DOPRAVNÉ NÁKLADY NA DREVNÚ BIOMASU NA VZDIALENOSŤ 40 km: Palivo Náklady Sk.t-1 Sk.GJ-1 Palivové štiepky, vlhké 250 – 330 33 – 43 Palivové drevo, vlhké 160 – 220 20 – 28 Kusové odpady, vlhké 170 – 230 22 – 30 Piliny, vlhké 350 – 440 44 – 55 Pozn.: podmienkou je využitie veľkokapacitných dopravných prostriedkov.

NÁKLADY NA SKLADOVANIE A MANIPULÁCIU S PALIVOM Palivo Náklady Sk.t-1 Sk.GJ-1 Palivové štiepky, vlhké 16 – 175 2 – 23 Palivové drevo, vlhké 12 – 168 2 – 21 Kusové odpady, vlhké 14 – 172 2 – 22 Piliny, vlhké 20 – 183 3 – 24 Pelety 10 – 15 1 – 2 Pozn.: Najmenšie náklady vznikajú ak prevádzkovateľ vlastní vhodné priestory v areáli energetického zdroja.

PREVÁDZKOVÉ NÁKLADY ENERGETICKÉHO ZDROJA Inštalovaný výkon, MW 2 4 6 Investičné náklady, mil. Sk 19,2 32,1 43,0 Ročné prevádzkové náklady, mil. Sk 3,3 5,6 6,7 Ročné náklady na palivo, mil. Sk 8,6 13,8 17,0 Celkové ročné náklady, mil. Sk 11,9 19,4 23,7 Ročná výroba tepla, tis. GJ 58 98 125 Náklady na 1 GJ, Sk 205 198 189 Ročná úspora nákladov v porovnaní so zemným plynom, mil. Sk 4,7 9,1 12,3 Pozn.: V ročných prevádzkových nákladoch sú zahrnuté odpisy, údržby a opravy zdroje, energie a voda, mzdy a odvody z miezd.

HLAVNÉ ZÁSADY PRÍPRAVY A REALIZÁCIE PROJEKTOV NA VYUŽITIE DREVNEJ BIOMASY Okrem analýzy súčasných a perspektívnych potrieb potencionálneho užívateľa je rozhodujúce hodnotenie množstva, kvalitatívnej štruktúry, stability dodávok a ekonomickej náročnosti využiteľných zdrojov paliva v spádovej oblasti pripravovaného projektu, vrátane alternatívnych riešení Rovnako dôležitý je návrh postupov dopravy, skladovania a manipulácie s palivom s cieľom minimalizácie nákladov a zabezpečenie plynulosti prevádzky zdroja Voľba technologického zariadenia musí zodpovedať kvalite disponibilnej biomasy Inštalovaný výkon kotla (kotlov) musí byť volený tak, aby sa eliminovala prevádzka pod 50 % menovitého výkonu (energetická účinnosť, emisie, poškodenie)

HLAVNÉ ZÁSADY PRÍPRAVY A REALIZÁCIE PROJEKTOV NA VYUŽITIE DREVNEJ BIOMASY Riadiaci systém a ostatné periférne vybavenie riešiť tak, aby sa minimalizoval negatívny vplyv obsluhy Čím väčší je energetický zdroj a jeho výkonové využitie, tým možno dosiahnuť priaznivejšie ekonomické a ekologické prínosy a možnosť zväčšenia zásobovanej oblasti Pri malých energetických zdrojoch, resp. pri zdrojoch s malým výkonovým využitím hrozí riziko „cenového stropu“ pri nákupe paliva

EKONOMICKÉ A EKOLOGICKÉ DOSLEDKY Z ROZVOJA POUŽITIA PALIVOVEJ DREVNEJ BIOMASY NA SLOVENSKU V prípade zvýšenia ročného objemu využívanej palivovej biomasy na úroveň 4,5 mil. ton sa dosiahne: Podiel drevnej biomasy na krytí spotreby prvotných energetických zdrojov na úrovni 6 – 7 % Ročné úspory na dovozoch zemného plynu 7, 35 mld. Sk (155 USD.1000 m-3), ktoré môžu byť použité v prospech dodávateľov drevnej biomasy Pri produkcii, doprave, energetickom využití a súvisiacich činnostiach sa dlhodobo vytvorí minimálne 1500 pracovných miest Bude potrebné vybudovať energetické zdroje s inštalovaným tepelným výkonom cca 1400 MW a s elektrickým výkonom cca 120 MW s nákladmi v súčasných cenách 17 mld. Sk, z čoho približne 7 mld. Sk môžu predstavovať výkony tuzemských dodávateľov Na nákup zariadení na výrobu štiepok bude potrebné investovať v súčasných cenách približne 2 mld. Sk.

EKONOMICKÉ A EKOLOGICKÉ DOSLEDKY Z ROZVOJA POUŽITIA PALIVOVEJ DREVNEJ BIOMASY NA SLOVENSKU Dôjde k redukcii emisíí skleníkových plynov, oxidov síry, dusíka a ťažkých kovov Alternatívnym využitím nelesných pôd o rozlohe 50 tis. ha sa udrží kultúrny ráz a hygiena krajiny a vytvorí (udrží) sa cca 1500 pracovných miest.

Ďakujem za pozornosť