Biomasa – definice, rozdělení, využití, rizika, trendy

Biomasa je veškerá organická hmota v koloběhu živin v biosféře. Jsou to všechny organismy (živočichové, rostliny, houby, bakterie a sinice), živé i mrtvé, od největších po mikroskopické.

Energetická biomasa

Pro výrobu energie a paliv je důležitá jen energeticky využitelná biomasa (energetická biomasa nebo zkráceně pouze biomasa). Biomasu lze považovat za nashromážděné sluneční záření, sice s nízkou účinností, ale s téměř nulovými ztrátami při dlouhodobé akumulaci.

Rozdělení druhů biomasy

Biomasu dělíme dle přílohy č. 1 k vyhlášce č. 482/2005 Sb., o stanovení druhů, způsobů využití a parametrů biomasy při podpoře výroby elektřiny z biomasy v platném znění, na tři hlavní druhy:

• zemědělskou biomasu – fytomasu pěstovanou na zemědělské půdě
• lesní biomasu – dendromasu a
• zbytkovou biomasu - vedlejší produkty zemědělského a zpracovatelského průmyslu

Zemědělská biomasa

Energetickou konverzí (dle vyhlášky č. 482/2005 Sb., - Skupina 1 a 2) je možné zužitkovat:

• cíleně pěstované energeticky využitelné plodiny, které mohou být:
  • jednoleté: hořčice, světlice, laskavec, konopí seté,
  • víceleté: topinambur, křídlatka, šťovík,
• ozimé a jarní pro nepotravinářské účely (obiloviny, kukuřice, olejniny a přadné rostliny),
• rychle rostoucí dřeviny pěstované na zemědělské půdě (vrba, topol, akát),
• energetické trávy: ozdobnice, rákos, chrastice, psineček.
• část vedlejších zemědělských produktů (sláma olejnin, obilovin), kterých je díky snižování stavu skotu dostatek nebo
• nespotřebované seno z údržby luk a pastvin.

Energetický potenciál zemědělské biomasy je stanoven ve 2 variantách s ohledem na potravinovou bezpečnost a to:

• pro maximální možný energetický potenciál i s ohledem na potravinovou bezpečnost (159,4 PJ)
• dle dat pro potravinovou bezpečnost poskytnutých MZe (108,8 PJ).

Přínosy pěstování fytomasy:

• údržba krajiny, zadržení vody v krajině
• šetrný přístup k životnímu prostředí
• efektivní nakládání se zemědělskými odpady a přebytky
• snížení nezaměstnanosti
• využití tradiční zemědělské techniky

Zemědělská biomasa je nejkomplexnější složkou potenciálu biomasy ČR. Využití fytomasy pěstované na zemědělské půdě podporuje restrukturalizaci našeho zemědělství při přechodu od potravinářských komodit k alternativním technickým nebo energetickým plodinám.

Dalším pozitivním efektem pěstování alternativních plodin je zajištění energetické soběstačnosti zemědělských oblastí, cílená regionální spotřeba vyprodukovaných finančních zdrojů a zvýšení atraktivity obcí.

Využití přínosů pěstování fytomasy:

Přínosy produkce lze využít pouze po zvládnutí relativně náročné logistiky a velkého množství a rozmanitosti zpracovatelských technologií.

Lesní biomasa

Lesní biomasu (dle vyhlášky č. 482/2005 Sb., - Skupina 3) tvoří:

• palivové dřevo
• zbytková dendromasa z lesnictví a dřevařského průmyslu (zbytková dřevní hmota z těžby dřeva, probírek, prořezávek, odřezky a zbytky z dřevozpracujícího průmyslu). Z této části biomasy jsou vyráběny dřevní pelety.

Energetický potenciál dendromasy je 42,5 PJ (primární energie; kalkulováno s obsahem vody 15%).

Podmínky využívání lesní biomasy v České republice

České lesy jsou od nepaměti z větší části hospodářsky využívány v souladu se základními principy - trvale udržitelné hospodaření a ochrana přírody a životního prostředí. Trvalým cílem lesnických odborníků je vystihnout „bezpečný“ potenciál energetické lesní biomasy.

Současné kalkulace potenciálu lesní biomasy vychází z ekologických i ekonomických důvodů pouze z hodnot mýtních těžeb, které podmiňují ponechání 20 % lesní biomasy na těžené ploše. Z kalkulací jsou vyloučeny lesy ochranné a lesy hospodářské, které rostou na nevhodných a zejména chudých stanovištích.

Využití těžebních zbytků  

Nejen k výrobě dřevních pelet, by se mělo soustředit převážně na hospodářské lesy (podle zákona o lesích č. 289/1995 Sb.). Za určitých podmínek je možné využít i dřevní hmotu z některých lesů zvláštního (tj. některé lesy vojenské, lázeňské, vodohospodářské), ale při zabezpečení jejich prioritní funkce.

Podmínky využití dendromasy

Při využívání lesní biomasy je nutno zohlednit vysoké manipulační a dopravní nároky a lokální dostupnost zdroje. I přesto u nás trh s lesními biopalivy - dřevními peletami již existuje, nicméně není zdaleka ustálený.

Zbytková biomasa

Zbytková biomasa (viz vyhláška č. 482/2005 Sb., Skupina 4 a 5) je podstatnou částí potenciálu energetické biomasy. Tvoří ji zbytky, vedlejší produkty a odpad ze zpracování primárních zdrojů rostlinné nebo živočišné biomasy.

Hlavní objem zbytkové biomasy pochází z dřevovýroby a průmyslu výroby papíru a buničiny. Dále také ze zpracování masa, ostatního potravinářského a lihovarnického průmyslu a z třídění komunálního odpadu. Další složkou je zbytková biomasa z rostlinné i živočišné zemědělské výroby, tj. sláma a exkrementy chovaných zvířat. Samostatně lze uvést čistírenské kaly a kaly ze specifických výrob, pokud jsou kategorizovány jako biomasa.

Rizika při využívání biomasy

Zvyšování produkce biomasy vyžaduje rozšíření produkčních ploch nebo zvýšení intenzity výroby biomasy. Proto je nezbytný velký objem finančních investic, jejichž návratnost může být zpočátku riziková, neboť v současnosti získávání energie z biomasy (např. spalováním dřevních pelet) jen s obtížemi ekonomicky konkuruje klasickému spalování tradičních paliv - uhlí, zemního plynu.

Problematické zůstává i využití zdrojů biomasy z hlediska vzdáleností a rozmístění zdrojů od spotřebitelů energie. To způsobuje komplikace s akumulací, transportem a distribucí získané energie.

Energetické využití biomasy

• přímé spalování - tepelná nebo elektrická energie
• kogenerace - elektrická energie a teplo
• výroba bioplynu
• výroba kapalných biopaliv

Neenergetické – materiálové využití biomasy

Materiálové využití zahrnuje veškerou zbytkovou i cíleně pěstovanou biomasu určenou jako surovinu pro průmyslovou výrobu:

• papíru a buničiny
• stavebních hmot (výroba stavebních desek, cihel apod.)
• chemickou a farmaceutickou
• v nových odvětvích, která budou materiály na bázi biomasy nahrazovat část produkce výrobků z ropy (např. „plasty“ na bázi rostlinného škrobu)

Současný stav a očekávané trendy

Jednou z cest jak v budoucnu vyjasnit situaci a zmírnit rizika využívání biomasy je přijetí kvalitní ekologické legislativy. Již přijatý Akční plán pro biomasu přispěl ke sjednocení názoru na využívání potenciálu biomasy v ČR. Přičemž je kladen důraz na vzájemnou koordinaci rozdílných strategií a plánů v jednotlivých sektorech, kde je biomasa využívána v souvislosti s potřebami potravinové bezpečnosti a principy udržitelného rozvoje.

Neenergetické využívání biomasy bude nabývat na významu v závislosti na poptávce na trhu, neboť v tomto průmyslovém odvětví nejsou obvyklé dotace či pobídky. Zatímco v současnosti se zde zpracovává hlavně lesní a zbytková dřevní biomasa, do budoucna se bude zvyšovat podíl zemědělské biomasy.

Je nutné dlouhodobě zachovávat a rozšiřovat stávající rozsah průmyslové výroby na bázi biomasy, především v papírenském průmyslu a průmyslu stavebních materiálů.

Do budoucna je důležité sledovat trendy ve využívání biomasy s vyšší přidanou hodnotou, vyhledávat perspektivní a strategicky významné oblasti. Ty pak podporovat formou vědecko-výzkumných projektů s důrazem na aplikovaný výzkum a zapojení vysokých škol, průmyslových podniků a zemědělských subjektů.