Energetické plodiny

Které plodiny se označují jako energetické a s čím se pojí? Tato problematika s rostoucí oblibou alternativních zdrojů vyvstává na důležitosti.

Energetické plodiny (někdy nazývané „biomasa“) jsou vyrobeny ze surovin, které mohou nabídnout energii. Nejčastěji se jedná o kukuřici, obiloviny, dřevní pelety a palivové dříví. Tyto produkty mají značný ekologický a environmentální přínos, protože jsou obnovitelné.

Energetické plodiny mohou být použity jako palivo pro otopný systém, teplovzdušné čerpadlo, elektrické generátory a více.

Výhody energetických plodin spočívají v tom, že mohou ušetřit náklady na spotřebu energie, mohou snížit emise CO₂ a jsou obnovitelné. Nevýhody těchto produktů spočívají v tom, že mají krátkou životnost a může to být nákladné je získávat. Také zpracování a sklizeň energetických plodin může být dost pracné a může způsobit eutrofizaci a znečištění vodních zdrojů.

Energetickými plodinami jsou označované rostliny, které se pěstují pro energetické využití. Výsledná sklizeň se nazývá biomasa. Ta se dále používá pro přímé spalování, anaerobní digesci, zplynování či výrobu kapalných biopaliv atd.

Energetické plodiny mohou mít dřevinný i bylinný charakter. Jde-li o dřevinné plodiny je důležitým předpokladem, aby patřily mezi rychle rostoucí dřeviny.

Má-li být pěstování plodin efektivní, musí být vybrány takové rostliny a dřeviny, které se pro energetické využití hodí nejlépe. Pěstování energetických plodin v ČR má velký potenciál, což je dáno přebytkem zemědělské půdy, která aktuálně není používána k produkci rostlin. Nutné je však najít plodiny, jimž se budou v našich klimatických podmínkách dobře dařit.

Energetické plodiny se sklízejí jednou ročně u jednoletých a víceletých rostlin je to jednou za tři až pět let.

Energetické plodiny se v České republice sklízejí běžnými zemědělskými stroji. Rostliny se nechají proschnout a poté se lisují do velkých balíků. U dřevin se dále plodiny drtí na hrubé kousky.

Pěstování energetických rostlin je upraveno právními předpisy Ministerstva zemědělství a Ministerstva životního prostředí.

Obecné předpoklady energetických plodin

Obecné předpoklady, které je třeba zohlednit při pěstování a využívání energetických plodin:

1. Růst plodiny musí být vhodný pro příslušnou lokalitu.

2. Rostlina by měla být schopna odolat chorobám, škůdcům a stresovým podmínkám, které by mohly bránit jejímu produktivnímu růstu.

3. Rostliny musí být schopné vyvinout kvalitní rostlinný materiál, který se dá využít pro energetické účely a bude vyhovovat daným požadavkům.

4. Potřebné množství a kvalita půdy a vody musí být zajištěny pro dosažení optimální úrody.

5. S rostlinami by se mělo snadno pracovat.

6. Rostliny by měly být schopné produkovat dostatečné množství biomasy (snadno a za krátkou dobu).

7. Velikost a tvar plodin mohou výrazně ovlivnit celkovou energetickou produkci.

Konkrétní výběr plodin a přístupů závisí na místních podmínkách, dostupných zdrojích a energetických potřebách dané oblasti.

Energetické plodiny by měly také splňovat následující předpoklady:

• velký obsah sušiny: Mají-li plodiny v době sklizně velký obsah vody, jsou pro energetické využití nevhodné.
• vysoká výhřevnost: Musí se vyplatit je pěstovat. Z praktických i ekologických důvodů je také nutné, aby měly nízký obsah popela.
• nenáročnost na vodu a živiny: Důležitým předpokladem jsou minimální finanční náklady.

Při pěstování energetických plodin je důležité zohlednit udržitelnost a environmentální dopady. Plodiny by měly být pěstovány s ohledem na ochranu půdy, vody a biodiverzity. Je třeba minimalizovat použití chemických hnojiv a pesticidů a preferovat ekologicky udržitelné metody pěstování.

Výhody a nevýhody energetických plodin

Hlavními výhodami energetických plodin je získání obnovitelného zdroje energie, šetrnost vůči životnímu prostředí a velká perspektiva do budoucna.

Nezanedbatelnou výhodou však je i zachování zemědělské půdy, která i nadále plní svůj účel. Neleží ladem, ani není poškozovaná výstavbou různých objektů.

Další výhodou energetických rostlin, především těch víceletých, je protierozní efekt. Ornice se díky nim udrží tam, kde má. Není nutné pole zatravňovat.

Další výhody:
1. Jsou zdrojem obnovitelné energie: Energetické plodiny jsou obnovitelným zdrojem energie, který snižuje používání nerozpustných paliv.

2. Zajišťují větší rozmanitost a propojení mezi farmami: Pěstování energetických plodin propojuje farmáře, ekonomiku a životní prostředí v krajině.

3. Odstraňují CO₂ ze vzduchu: V případě některých energetických plodin, například jako je kukuřice, dochází ke zvýšení adsorpce oxidu uhličitého z ovzduší.

4. Může podporovat zachování biodiverzity: Zavedením energetických plodin do programu šetrného zemědělství je možné podpořit biodiverzitu, protože poskytují úživné mikroorganismy, které mohou snášet sucho a poskytují živné prostředí růstu pro rozmanité druhy.

5. Podporují produktivitu: Energetické plodiny pomáhají farmářům zvýšit jejich výnosy a sílu pronájmu, protože zvyšují produktivitu jejich pozemků a doplňují jejich odbyt.

Nevýhody pěstování energetických plodin lze spatřovat ve vysokých investičních nákladech při zakládání plantáže a vysoké sklizňové vlhkosti (dle konkrétní plodiny).

Další nevýhody:

1. Plodiny pro energetický průmysl používají velké množství půdy pro jejich pěstování a produkci, což může být na úkor lokálních komunit.

2. Pěstování energetických plodin může znečistit životní prostředí. Chemikálie a pesticidy, které se používají při pěstování často unikají a působí škody místnímu ekosystému.

3. Místní vlády a ekonomické organizace musí investovat prostředky a čas do řízení a dohlížení na výrobu energie z plodin.

4. Nesprávně implementované energetické projekty také mohou ohrozit místní ekosystémy a způsobit nedostatečnou podporu zodpovědných zemědělců.

5. Někteří zemědělci se mohou soustředit na výrobu energetických plodin na úkor produkce potravin.

S ohledem na náklady je efektivnější upřednostnit pěstování vytrvalých bylinných rostlin před rychle rostoucími dřevinami. Odpůrci energetických plodin uvádějí také jako nevýhodu riziko tzv. potravinové bezpečnosti. Některé energetické plodiny byly totiž původně vyráběné pro potravinářství, což může vést ke zvyšování cen potravin.

Druhy energetických plodin

Energetické plodiny musí být schváleny, alespoň v případě, že zemědělec chce pěstovat ty, které se k tomuto účelu zatím nepoužívají. V současné době se však pěstují rozmanité druhy energetických plodin.

Podle jejich charakteru se dělí do několika skupin:

Lignocelulózové energetické plodiny

1. suché biologické materiály, které se získávají z rostlinných zdrojů, jako jsou dřevo, kukuřičná sláma, piliny a další
2. obsahují potenciální formy energie, které lze využít pro výrobu
3. lze je zpracovat do biopaliv, jako je bionafta, syntetický benzin a biodiesel
4. materiály pro výrobu plastů a dalších chemikálií
5. označují se jako obnova energie, protože po jejich využití mohou být jednoduše recyklovány a použity znovu
6. jsou nízkou zátěží pro životní prostředí (vysoké výnosy, nízké náklady)
7. možnost využívat pro jejich pěstování i méně kvalitní půdu
8. patří sem dřeviny (vrby, olše, akáty…), obiloviny, travní porosty (sloní tráva, trvalé travní porosty a chrastice), čirok, šťovík krmný, křídlatka, sléz topolovka, konopí seté atd.

Olejnaté energetické plodiny

1. jedná se obvykle o slunečnici, kukuřici, řepku, sóju nebo palmu olejnou
2. schopnost stát se alternativou k fosilním palivům, která jsou často producenty skleníkových plynů a dalších škodlivých emisí
3. může jít o drahou, avšak efektivní volbu pro výrobce elektrické energie, zejména pro menší nezávislé výrobce, jako jsou farmáři
4. použití jako pohonné hmoty pro automobily

Škrobnato-cukernaté energetické plodiny:

1. kombinace škrobu a cukru (nebo přírodního cukru)
2. patří sem brambory, cukrová řepa, kukuřice, obilí, topinambur
3. jsou dobrým zdrojem energie

Dále se pro výrobu biomasy používají i zbytky ze zemědělské prvovýroby. Zbytky ze zemědělské prvovýroby zahrnují stravu, odpadní produkty a zbytky zemědělských plodin (zeleninový odpad, kůra listových zelenin, kompostovaný odpad ze sje, škrob papriček, sláma atd). Dalšími zemědělskými zbytky jsou slupky ovoce a oříšky.

Důležitou součástí zbytků zemědělské prvovýroby jsou také obalové materiály, jako jsou karton a plast pro přepravu produktů. Mezi ně patří především obilná sláma, kukuřičná řepka, travní porosty atd. Biomasa je dále vyráběná z komunálního odpadu a odpadů ze živočišné výroby.