Využití zbytkové lesní biomasy pro energetické účely Ing. Silvie Petránková Ševčíková Seminář: VYUŽÍVANIE BIOMASY NA ENERGETICKÉ ÚČELY 19. – 20.10.2011 hotel RELAX INN Šoporňa VŠB - Technická univerzita Ostrava, Výzkumné energetické centrum

Zbytková lesní biomasa Nejčastějším zdrojem - pilařské a dřevozpracující provozy- odpadní produkt poskytují piliny a odřezky různého rozměru. Dalším zdrojem - odpadní dřevní biomasa z výchovných a mýtních těžeb v lesních porostech.

Zbytková dřevní biomasa z výchovných a mýtních těžeb větve, asimilačními orgány, špičky stromů odřezky pařezy a kořeny VŠB - Technická univerzita Ostrava, Výzkumné energetické centrum - 3 - 3

Využitelnost zbytkové lesní biomasy Využitelný objem závisí na – druhu těžby, stanovištích a terénních poměrech, volbě technologie V EU – 60-80% při využití lesní mechanizace V ČR – 35-65 %

Místa pro zpracování těžebních zbytků na místě těžby na „odvozním místě“ na „skladu“

Technologie zpracování těžebních zbytků těžební zbytky z mýtných těžeb klasická metoda výroby lesní štěpky metoda svazkování těžebních zbytků pařezy a kořeny dřevní hmota z probírek vyvážecí soupravou se štípací hlavicí v celých délkách, neodvětvené při sortimentní metodě harvestorem a vyvážecí soupravou klasickou metodou svazkování a přiblížení v celých délkách, neodvětvené VŠB - Technická univerzita Ostrava, Výzkumné energetické centrum - 6 - 6

VŠB - Technická univerzita Ostrava, Výzkumné energetické centrum Klasická metoda provedení těžby a sortimentace dříví tak, aby usnadnil i následné vyvážení klestu klest rozhazován po ploše, nebo kladen pod harvestor a přejížděn => prudce se snižuje jeho kvalita pro zpracování VŠB - Technická univerzita Ostrava, Výzkumné energetické centrum - 7 - 7

VŠB - Technická univerzita Ostrava, Výzkumné energetické centrum Vyvážení klest po těžbě je vyvážen na odvozní místo optimální případ - klest vyvezen jako první, pak dříví celý proces (vyvážení, štěpkování a odvozu), může trvat i několik měsíců v některých případech asi 30% těžebního odpadu ponecháno na pasekách VŠB - Technická univerzita Ostrava, Výzkumné energetické centrum - 8 - 8

VŠB - Technická univerzita Ostrava, Výzkumné energetické centrum Štěpkování klest vyvezený na hromadách se následně štěpkuje nebo drtí přímo do kamionů nebo kontejnerů skladování štěpky na zemi - třeba dbát zvýšené opatrnosti při nakládce ideální tvar hromady štěpky „obrácenému kornoutku na zmrzlinu“ VŠB - Technická univerzita Ostrava, Výzkumné energetické centrum - 9 - 9

VŠB - Technická univerzita Ostrava, Výzkumné energetické centrum Doprava štěpka speciální velkoobjemové kamionech typu walkingfloor průměrná dopravní vzdálenost - do 80 km jedním směrem průměrně se přepravuje 80 prms, 22-23 tun z lesa se štěpka vyváží na deponii nákladními automobily s velkou průchodností terénem VŠB - Technická univerzita Ostrava, Výzkumné energetické centrum - 10 - 10

Faktory ovlivňující výši přepravních nákladů: množství přepraveného materiálů – t/hod forma a objem přepravované biomasy – t/m3 vzdálenost na kterou je biomasa přepravována – km rychlost přepravy (závisí na druhu použitého dopravního prostředku) – km/hod kapacita přepravního prostoru - m3 spotřeba paliva v závislosti na vzdálenosti a druhu dopravního prostředku – l/km VŠB - Technická univerzita Ostrava, Výzkumné energetické centrum - 11 -

Objemové rozdíly různých materiálů o stejné hmotnosti Slash - klestí VŠB - Technická univerzita Ostrava, Výzkumné energetické centrum - 12 -

VŠB - Technická univerzita Ostrava, Výzkumné energetické centrum Přeprava dřevní štěpky traktorovou soustavou hodnota jednotky Spotřeba paliva 3 l Dopravní vzdálenost 2800 m Doba dopravního cyklu 25 min Průměrná dopravní výkonnost 9,9 t.km.h-1 Hodinová spotřeba paliva 7,2 l.h-1 Měrná spotřeba paliva 0,719 l.tkm-1 Náklady na přepravu 25,17 CZK tkm-1 VŠB - Technická univerzita Ostrava, Výzkumné energetické centrum - 13 -

Odhad výše emise CO2 dle různých druhů přepravy Způsob přepravy Gram CO2 na tunu a km Vnitrozemská lodní doprava 30,9 Vlak 22,8 Silniční doprava 123,1 Nákladní vozy (velkoobjemové) 397,4 Každých 10 km navýšení dopravy = 4 Kč/GJ ! Produkce emisní zátěže: 1610 g CO2 na jeden kilometr !!! VŠB - Technická univerzita Ostrava, Výzkumné energetické centrum - 14 -

Svazkování potěžebních zbytků lisování do formy balíků o délce přibližně 3 metry, průměru 60 – 70 cm a váze cca 300 - 500 kg tato technologie v ČR zatím nenašla velké uplatnění (malé objemy těžby, vysoká pořizovací cena) VŠB - Technická univerzita Ostrava, Výzkumné energetické centrum - 15 - 15

VŠB - Technická univerzita Ostrava, Výzkumné energetické centrum Pařezy a kořeny hlavním nevyužitým zdrojem pro výrobu štěpky tvoří více jak 20 % suché biomasy stromu, pařezy se vyzvedávají pomocí bagru se štípacími kleštěmi pařezy jsou vyvezeny na odvozní místo vyvážečkou, kde jsou sušeny pařezové dříví dobré kvality je v zimním období nejlepším lesním palivem pro teplárny největším problémem jsou nečistoty – kameny, písek a hlína VŠB - Technická univerzita Ostrava, Výzkumné energetické centrum - 16 - 16

VŠB - Technická univerzita Ostrava, Výzkumné energetické centrum Zpracování pařezů a kořenů VŠB - Technická univerzita Ostrava, Výzkumné energetické centrum - 17 - 17

VŠB - Technická univerzita Ostrava, Výzkumné energetické centrum Lesní hmota z probírek 1 využití kombinace harvestoru a vyvážečky s kumulativní štípací hlavici - umožňuje vytěžit a svázat hned několik stromů naráz celá operace probíhá „na stojato“, stromy nepadnou na zem v případě použití samostatného harvestoru jsou stromy položeny na hromadu, v případě použití kombinace harvestoru a vyvážečky jsou stromy uloženy přímo do vyvážecí klece VŠB - Technická univerzita Ostrava, Výzkumné energetické centrum - 18 - 18

VŠB - Technická univerzita Ostrava, Výzkumné energetické centrum Lesní hmota z probírek 2 porost se rozčlení vyklizovacími linkami cca 2,5 m širokými po 15 - 20 m následuje směrové kácení vyznačených stromů, svazkování a vyklizení k vývozní lince vyváží se malou vyvážecí soupravou (5 t) nebo na laně traktoru na odvozní místo štěpkování či drcení se provádí až na odvozním místě výhodou této metody je zpřístupnění porostu, zbytky větví a vršků stromů jsou vyklizeny, kmeny jsou vyklízeny v celých délkách, neodvětvují se, nedochází tak k poškození ostatních stromů VŠB - Technická univerzita Ostrava, Výzkumné energetické centrum - 19 - 19

VŠB - Technická univerzita Ostrava, Výzkumné energetické centrum Ukázky těžby a vyvážení lesní biomasy VŠB - Technická univerzita Ostrava, Výzkumné energetické centrum - 20 - 20

Limitující faktory pro zpracování těžebních zbytků svažitost terénu únosnost terénu kamenitost přibližovací vzdálenost odvozní vzdálenost na místo spotřeby

VŠB - Technická univerzita Ostrava, Výzkumné energetické centrum Kvalita paliva uplatňovat těžbu přizpůsobenou požadavkům na palivo, používat modifikovanou vyvážečku, vyvážet klest v době, kdy je nejsušší, udržovat v celém sortimentu klestu co nejnižší vlhkost, drtit klest těsně před dodávkou, přizpůsobit palivo požadavkům uživatele, udržovat klest a štěpku bez nečistot, tedy kamenů, hlíny a rašeliny, informovat všechny zainteresované osoby o tom, jaký význam má správné zacházení pro kvalitu. VŠB - Technická univerzita Ostrava, Výzkumné energetické centrum - 22 - 22

Základní faktory ovlivňující cenu lesních zbytků hodnota vstupního materiálu přibližování zpracování manipulace doprava skladování

Náklady při produkci lesní štěpky v Kč/prms resp. Kč/t platba vlastníkovi lesa 20 70,6 vyvážení 80 282,4 štěpkování/drcení 100 353 doprava mezisklad 30 106 nakládka 10 35,3 skladování doprava odběratel 80 km 60 211,8 marže 10 % 32 113 celkem 352 1138 VŠB - Technická univerzita Ostrava, Výzkumné energetické centrum - 24 - 24

Překážky rozvoje trhu s lesní biomasou stále ještě nízká výkupní cena snížená poptávka po štěpce obsahující jehličí nízký počet zdrojů OZE, velké dopravní vzdálenosti rostoucí cena pohonných hmot sezonnost, ztížená skladovatelnost štěpky některé elektrárny mají obtíže s frakcí při přejímkách štěpky přístup některých vlastníků lesů nebo jejich zástupců VŠB - Technická univerzita Ostrava, Výzkumné energetické centrum - 25 - 25

Konec pohádky o dřevní štěpce 1 V roce 2009 byla Invicta Bohemica zpracována studie, která vyhodnotila všechny existující, realizované a plánované projekty v teplárenství na dřevní biomasu. Hlavním cílem bylo posoudit, jaká je disproporce mezi skutečným a požadovaným množstvím tohoto paliva. Výsledky: V polovině roku 2009 bylo ve velkých a středních teplárenských zdrojích V ĆR spalováno cca 850 tis, tun dřevní biomasy, ve stadiu zahájené realizace bylo celkem 13 zdrojů s potřebou cca 650 tis. tun ročně, které využijí veškerý ještě volný potenciál DŠ v ČR. Dále bylo plánováno dalším 24 investic, které by potřebovaly dalších cca 2,1 mil, tun!! Obrovský převis poptávky vznikne ve všech regionech ČR!! Aktualizace v říjnu 2010 s těmito závěry: Několik významných projektů již bylo zprovozněno (Plzeňská teplárenská, Žatecká teplárenská, Dalkia Krnov, Energetika Jitex Písek) a zhruba polovina volné DŠ -cca 350 tis, tun je tak již aktuálně spalována.

Konec pohádky o dřevní štěpce 2 Z plánovaných projektů bylo sice několik odloženo, nebo zásadně zredukováno - celkově se jedná o cca 500 tis. tun, ale objevily se nové s potřebou cca 300 tis. tun, celkově tedy převis klesl jen mírně. Představuje téměř 2 miliony tun dřevní biomasy ročně!! Převis poptávky již nyní zvedá ceny dřevní štěpky do úrovně kolem 125 Kč/GJ a v řadě regionů dochází k velkému překrývání svozových vzdáleností jednotlivých zdrojů. Nejmarkantnější je tato situace na jihozápadě Čech, kde již nenajdete v lese ani klacek na opékání buřtů!! Se zahájením provozu u 6ti dalších zdrojů v realizaci dojde k definitivnímu „vyluxování“ veškeré zbývající volné dřevní biomasy a přetlak poptávky nastane na celém území ČR. Již nyní se dostávají do problémů výtopenské zdroje, které musí promítnout cenu štěpky pouze do cen tepla a tak budou některé z nich brzy odstaveny (např. Jindřichův Hradec, Hartmanice) .

Konec pohádky o dřevní štěpce 3 Z výše uvedeného je zjevné, že je nejvyšší čas, aby začal být počet zdrojů na dřevní biomasu regulován a to nějakou formou autorizace na výrobu, jinak dojde k vzájemnému vykrádání svozových oblastí, drancování lesů a dalšímu enormnímu růstu ceny paliva To povede ke ztrátě ekonomického smyslu této činnosti a v některých případech také ke ztrátě neodepsaných investic. Měla by být podporována pouze kombinovaná výroba elektřina a tepla z biomasy s kompletní spotřebou vyrobeného tepla v městských, bytových a průmyslových objektech. Neměly by být podporovány formou zeleného bonusu nové zdroje pouze na výrobu elektřiny + tzn. fakticky elektrárny na biomasu, které by přetlak poptávky ještě výrazně zvýšily. Navíc problém vysoké výkupní ceny – viz. FVE je dostatečným mementem.

Děkuji za pozornost. Inovační centrum pro zdroje tepla Vysoká škola bánská – Technická univerzita Ostrava 17. listopadu 15/2172 708 33 Ostrava – Poruba Česká republika Tel.: +420 59 732 3857 Fax: +420 59 732 4295 E-mail: iczt@vsb.cz, www.iczt.cz Inovačné centrum zdrojov tepla Katedra energetickej techniky Strojnícka fakulta Žilinská univerzita v Žiline Univerzitná 8215/1 010 26 Žilina Slovenská republika Tel.: +421 915 997 250 e-mail: tatiana.sagova@fstroj.uniza.sk e-mail: marian.mikulik@fstroj.uniza.sk www.iczt.sk VŠB - Technická univerzita Ostrava, Výzkumné energetické centrum