Řepka olejná jako obnovitelný zdroj energie a její moderní využití

Ochrana životního prostředí a omezené zdroje fosilních paliv nutí lidstvo hledat nové energetické zdroje. Takové, které budou obnovitelné a jejichž užití bude šetrné k životnímu prostředí. Za jeden z takových obnovitelných přírodních energetických zdrojů lze považovat řepku olejnou. Jedná se o zemědělskou plodinu s alternativním využitím. Semeno lze použít buď k výrobě jedlých tuků a olejů nebo k výrobě paliva pro vznětové motory - bionafty. Řepkovou slámu lze spalovat za účelem získání tepelné energie. Rovněž řepkové výlisky, vzniklé při výrobě oleje nebo bionafty, mohou sloužit jako kvalitní palivo nebo hodnotné krmivo pro hospodářská zvířata.

Objektivní nutnost hledání a využití obnovitelných přírodních zdrojů

Jedním z předpokladů hospodářského rozvoje země a s ním spojeného růstu životní úrovně je dostatečné zásobování energií. Hlavním zdrojem energie v současné době jsou fosilní paliva, tedy neobnovitelné přírodní zdroje. Uhlí, ropa a zemní plyn kryjí potřebu energie v Evropě z více než 80 %. Získávání energie z fosilních paliv je relativně levné, patří však mezi lidské aktivity, které nejvíce poškozují životní prostředí.

Rostoucí spotřeba energie v protikladu k jejím omezeným tradičním zdrojům a zhoršující se životní prostředí nutí lidstvo hledat nové, alternativní zdroje energie. Takové, které budou šetrné k životnímu prostředí a které se neustále obnovují. V současné době je za takový obnovitelný přírodní zdroj energie považována energie vodních toků, slunečního záření, větru, vnějšího prostředí, biomasy a energie termálních vod.

Předností obnovitelných přírodních zdrojů je, že jejich využívání k energetickým účelům nezatěžuje příliš životní prostředí a nehrozí nebezpečí jejich nenávratného vyčerpání. Nevýhodou jsou však značné investiční nároky, takže energie z nich získaná je často dražší, než energie vyrobená z tradičních zdrojů. Z tohoto důvodu pak spotřebitel, pro kterého jsou většinou prioritní ekonomická hlediska, dává přednost energii levnější, i když si je vědom toho, že poškozuje životní prostředí.

V posledních letech je věnována značná pozornost možnostem využití biomasy jako obnovitelného energetického zdroje. Souvisí to s možností racionálního využívání dalšího přírodního zdroje - zemědělské půdy. V dobách, kdy klesá zájem o zemědělskou produkci, určenou pro výrobu potravin, je třeba hledat možnosti alternativního využití půdy v takové podobě, která by umožnila její vrácení k původnímu účelu bez zbytečné časové prodlevy a dodatečných finančních nároků.

Čtěte také: Řepka v českém zemědělství

Proto je třeba hledat plodiny, které by tomuto požadavku vyhovovaly, v lepším případě takové, které dávají možnost alternativního využití k potravinářským i energetickým účelům. Jednou z takovýchto plodin je řepka olejná. Semena mohou sloužit jako surovina pro výrobu jedlých tuků a olejů nebo pro výrobu paliva pro pohon vznětových motorů a biologicky odbouratelných maziv, sláma může být použita k vytápění jako zdroj tepelné energie.

Využití řepky olejné jako zdroje energie

Využití řepky k výrobě bionafty (metylesteru)

Impulsem k využití řepky pro výrobu bionafty byla nutnost restrukturalizace zemědělské výroby po r. 1990, kdy bylo nutno najít možnosti využití stávajících ploch zemědělské půdy k nepotravinářským účelům v důsledku poklesu poptávky po potravinách z domácích zdrojů. V r. 1992 schválila vláda tehdejší ČSFR “Návrh celostátního využití řepky pro výrobu bionafty a maziv”.

Na podporu výroby bionafty stát poskytl návratné bezúročné půjčky na vybudování výroben až do výše 80 % investičních nákladů. V letech 1992 - 95 bylo k tomuto účelu vynaloženo 807 mil. Kč. Kromě toho jsou výrobci osvobozeni od daně z příjmu po dobu 5 let od zahájení provozu. V současné době je v ČR evidováno 18 výrobců bionafty s celkovou kapacitou výroby 62 000 tun, což představuje možnost zpracování cca 225 000 t řepkového semene. Při průměrném ha-výnosu 2,5 t by pro řepku k nepotravinářským účelům mohlo být vyčleněno minimálně 90 000 ha orné půdy (s ohledem na možné zaorávky cca 95 000 ha).

Objem vyrobené produkce bionafty je závislý jednak na možnostech nákupu suroviny (řepkového semene), jednak na spotřebitelském zájmu. Možnosti nákupu jsou dány zejména finančními možnostmi výrobce, tj. jakou cenu je schopen pěstiteli nabídnout. Od této skutečnosti se pak odvíjí možnost využití výrobní kapacity, s tím spojené náklady na výrobu 1 tuny bionafty a od nich odvozená cena, která by měla zajistit rentabilní výrobu a zároveň by měla konkurovat klasické motorové naftě.

Spotřebitelský zájem je pak v zásadě ovlivněn jednak cenou, která by měla být nižší, než je tomu u klasické motorové nafty, jednak možností bionaftu jako palivo ve vznětových motorech používat. Jak již bylo uvedeno, je energie získaná z obnovitelných přírodních zdrojů často dražší, nežli z fosilních paliv. Je tomu tak i v případě bionafty.

Čtěte také: Řepka a životní prostředí v ČR

U výrobce, který je nucen řepkové semeno nakupovat, se náklady v závislosti na ceně vstupní suroviny a na možnostech odprodeje vedlejších výrobků (výlisků, glycerinu, mastných kyselin) blíží 20 Kč za 1 kg čistého metylesteru. Ke zvýšení spotřebitelského zájmu stát použití bionafty daňové zvýhodnil, a to tak, že sazba spotřební daně je nulová a sazba daně z přidané hodnoty činí pouze 5 %.

Ke zvýšení spotřeby bionafty by mohlo přispět legislativní opatření ministerstva životního prostředí, které by upravovalo používání bionafty v chráněných krajinných oblastech, v pásmech hygienické ochrany vod, v městské a vodní dopravě. Samozřejmé by však mělo být využití v lesním hospodářství a v zemědělství. Zavedení této povinnosti však brání stávající konstrukční řešení vznětových motorů, které odpovídá vlastnostem motorové nafty. To vede k tomu, že někteří výrobci motorů používání bionafty nedoporučují, případně přímo zakazují.

Bionafta jako palivo pro vznětové motory má své výhody a nevýhody. Výhody spočívají v jejích ekologických vlastnostech (velmi dobrá biologická odbouratelnost, nižší obsah škodlivin ve výfukových plynech, nižší kouřivost, nezvyšuje obsah CO2 v ovzduší, zdravotní nezávadnost ve styku s pokožkou). Pozitivní ekologické vlastnosti však uživateli nepřinášejí žádný efekt, kdežto její motorické vlastnosti uživatele ekonomicky znevýhodňují.

Negativní vlivy čisté bionafty významně řeší tzv. bionafta druhé generace (směsná vícekomponentní bionafta, aditivovaná bionafta). Je tvořena 1/3 metylesteru a 2/3 komponentů na ropné bázi, které jsou upraveny tak, aby odpovídaly požadavkům biologické odbouratelnosti. Dle odborníků na paliva a maziva si směsná bionafta zachovává značnou část ekologických předností metylesteru (velmi dobrá biologická odbouratelnost, snížená kouřivost, menší obsah škodlivin ve výfukových plynech), zvýšila se její výhřevnost, dá se použít bez potřebných úprav motoru.

Jak je patrno z výše uvedeného, lze za hlavní překážky využívání bionafty označit jednak konstrukční řešení vznětových motorů, které zohledňuje především převážně používané palivo, tj. klasickou motorovou naftu, jednak rostoucí výrobní cenu čistého metylesteru řepkového oleje (základu bionafty, která se v současnosti pohybuje okolo 22,- Kč za 1 kg. Je však třeba podotknout, že směsná bionafta je v důsledku nižšího obsahu čisté bionafty levnější a v současné době ve výši 15 - 17 Kč za 1 litr je schopna konkurovat klasické naftě.

Čtěte také: Kontroverze kolem řepky

Jak již bylo naznačeno, jsou vedlejším produktem při výrobě bionafty řepkové výlisky, surový glycerin a mastné kyseliny. Řepkové výlisky se svými vlastnostmi blíží sojovému extrahovanému šrotu, takže představují kvalitní bílkovinné krmivo. Získaný glycerin je velmi kvalitní a používá se ve farmacii a kosmetice. Mastné kyseliny jsou využitelné v chemickém průmyslu.

Přes veškeré problémy, které se zatím při využívání bionafty jako alternativního paliva vyskytují, je v Evropě patrná tendence ke zvyšování její výroby a tím i k většímu využití řepky jako obnovitelného energetického zdroje. Zatímco v r. 1996 činila v EU výrobní kapacita bionafty 550 tis. tun, pro rok 1998 je to již 1286 tis. tun. V našich podmínkách by roční výroba 100 tis. tun bionafty nahradila 4-5 % celkové spotřeby motorové nafty v národním hospodářství. Stávající výrobní kapacita však zatím není plně využívána. V r. 1997 bylo dle Sdružení pro výrobu bionafty vyrobeno 27 598t metylesteru řepky.

Využití řepky k výrobě tepla

Pro výrobu tepla z řepky lze využít jednak řepkové slámy, která je vedlejším produktem při sklizni semene, jednak řepkových výlisků, které jsou vedlejším produktem při zpracování semene na olej. Protože však výlisky jsou hodnotným krmivem, zbývá jako zdroj tepelné energie sláma.

PETŘÍKOVÁ (1996) uvádí, že výhřevnost řepkové slámy činí 17,484 MJ.kg-1. Při ha-výnosu 4,74t to představuje tepelný potenciál 82,87 GJ z jednoho hektaru řepky. Činí-li průměrná výhřevnost u nás používaného hnědého uhlí 11,1 MJ.kg-1 (KOČ, 1997), pak lze slámou z 1 ha řepky nahradit cca 7,5 t hnědého uhlí, což v podstatě představuje spotřebu na zimní sezónu pro jeden rodinný domek.

Obdobně jako používání bionafty k pohonu motorů, má i využití řepkové slámy k výrobě tepla své problémy. Nízká objemová hmotnost zvyšuje náklady na dopravu a skladování. Řešením je lisování, briketování nebo peletování, to však znamená zvýšení ceny slámy jako paliva.

Při minimálním zpracování pro účel spalování je však řepková sláma palivem levnějším nežli hnědé uhlí. Ve srovnání s fosilními palivy prakticky neobsahuje síru, její spalování nezvyšuje obsah CO2 v ovzduší (pouze se vrací to, co bylo odebráno rostlinou), rovněž obsah dusíku je minimální a únik oxidů dusíku lze řídit průběhem procesu spalování. Z tohoto hlediska splňuje řepková sláma ekologické požadavky na ochranu ovzduší.

Dosavadní poznatky svědčí o tom, že využití řepkové slámy pro účely vytápění u nás má zatím spíše lokální charakter. Jedná se zejména o zemědělské podniky pěstující řepku nebo o lokální venkovské výtopny. Přesto řepková sláma představuje v ČR značný tepelný potenciál, uvážíme-li, že se řepka ročně pěstuje na téměř 230 tis. ha orné půdy (v přepočtu to představuje cca 1,725 mil. t hnědého uhlí).

Agrivoltaika a řepka

Agrivoltaika představuje ekologicky přínosný způsob, jak zvýšit výrobu elektřiny z obnovitelných zdrojů. Její hlavní výhodou je, že umožňuje na stejné ploše současně vyrábět solární energii a pěstovat zemědělské plodiny. Podle nejnovějších výzkumů by zejména ve střední Evropě mohla agrivoltaika pokrýt až 68 % současné poptávky po energii v regionu a zároveň překvapivě zvýšit i zemědělské výnosy. Jde o to, že některé druhy plodin mají významný prospěch ze stínu, který poskytují fotovoltaické panely.

Podle datových analýz globálního think tanku EMBER by země střední Evropy mohly postupně vybudovat až 180 GW agrivoltaického výkonu. Celkově by agrivoltaika dokázala ve střední Evropě vyrobit 191 TWh čisté elektřiny, což je téměř trojnásobek současné výroby obnovitelné energie v daném regionu. Ta podle zdroje ember-energy.org nyní činí přibližně 73 TWh.

Pro využití potenciálu agrivoltaiky hraje obecně klíčovou roli legislativní a vládní podpora. V České republice nyní nově definuje výrobu elektřiny z agrivoltaiky legislativa z konce roku 2024. Tento zákon stanovuje, že fotovoltaická zařízení technicky umožňují zemědělskou výrobu, a objasňuje, že developeři nemusí měnit určení pozemku nebo územní plán oblasti, aby mohli realizovat agrivoltaické projekty.

Některé evropské země mají směrnice, které agrivoltaiku podporují. V Německu, Rakousku, Francii, Itálii nebo Nizozemsku předpisy umožňují využívat půdu jak pro zemědělství, tak pro fotovoltaiku, aniž by to mělo vliv na zemědělské dotace. V Polsku studie o vlivu agrivoltaiky na pěstování pšenice zjistila, že finanční příjem z jednoho hektaru by mohl být díky souběžné výrobě elektřiny až 12krát vyšší než při samotném pěstování pšenice.

Společnost Greenbuddies dokončila největší projekt svého druhu v Evropě, pozemní agrivoltaickou elektrárnu o výkonu 5,6 megawatt-peaků (MWp) u švédského města Hova. Na projektu ve Švédsku se podílejí výzkumníci z místních univerzit, kteří studují integraci solární energie do švédské energetické sítě a současně maximalizaci využití půdy.

Greenbuddies v současnosti pracuje na agrivoltaických projektech ve Švédsku, Nizozemsku, Rakousku, Německu a Belgii. V Německu Greenbuddies dokončili instalaci střešní fotovoltaické elektrárny o výkonu 0,75 MWp na již déle fungujícím skleníku. V Rakousku aktuálně společnost instaluje agrivoltaický systém o výkonu 1,81 MWp na borůvkovém poli. Tento projekt zahrnuje 4 764 speciálních bifaciálních solárních panelů s průhlednými pruhy, které propouštějí část světla. Panely v tomto řešení jsou instalovány ve výšce 3 metrů. Navíc jsou zde integrovány speciální háky, které podporují mřížový systém a umožňují zavlažování plodin pod nimi.

Greenbuddies je partnerem pro kompletní řešení projektů solárních elektráren a bateriová uložiště. Je to česká společnost, která realizuje projekty již v 18 zemích Evropské unie. Za posledních 7 let dokončila více než 1 GWp fotovoltaických elektráren a nainstalovala více než 2 500 000 fotovoltaických modulů. V rámci České republiky navíc úspěšně získala více než 35 MWp stavebních povolení a přes 550 MWp projektů má v přípravné fázi. A čísla stále rostou.

Řepka olejná v českém zemědělství

Řepka olejná je nejvýznamnější olejninou České republiky a její podíl na v ČR zpracovávané produkci olejnin je asi 95%. Řepka se po roce 1989 stala nejvýznamnější transformační plodinou českého zemědělství, neboť nahradila úbytek ploch krmných plodin a udržuje bilanci humusu v půdě, včetně ozdravujících účinků na půdu. Nicméně již více než patnáct let se v Česku stabilně pěstuje na ploše zhruba 350 až 400 tisíc hektarů, a to hlavně z důvodu optimalizace osevního postupu. Pro zemědělce je řepka olejka významná tržní komodita.

Řepka je ale důležitá i jako plodina v osevním postupu. Na poli je jedenáct měsíců v roce, nejdéle z jednoletých plodin, čímž omezuje větrnou a vodní erozi. Po sklizni obohacuje půdu o množství rostlinných zbytků a zlepšuje půdní strukturu. Řepka jako plodina vhodně doplňuje obilnářské osevní postupy. Po sklizni zůstane v půdě množství zbytků, což zlepšuje její strukturu.

Řepka olejná je na druhém místě ve světové produkci olejnatých semen ( za sójou ). Největší plochy řepky jsou v Číně, Indii, Kanadě a EU. řepkový olej je významnou surovinou pro chemický průmysl (oleochemie) a jako zdroj obnovitelné energie místo fosilních paliv - tzv.

Řepka je vynikající předplodinou pro obilniny zejména pro ozimou pšenici, a je žádaným přerušovačem obilních sledů, zvyšuje úrodnost půdy, odpleveluje, snižuje potřebu minerálních hnojiv a je alternativním zdrojem za organická hnojiva (asi 10 - 15t sušiny z kořenů, listů a slámy, 10 - 20t zelené biomasy naroste z výdrolu - celkem tato hmota nahrazuje 40 - 60t hnoje).

Pěstování řepky je úspěšné i v sírou imisně zatížených oblastech, protože řepka spotřebuje při výnosu semen 3,5t.ha-1 asi 80 - 90kgS.ha-1.

Z pohledu výživy je řepkový olej dobrou volbou. Mezi odborníky totiž převládá názor, že právě řepkový olej je z hlediska skladby mastných kyselin a jejich vzájemného poměru jedním z nejvhodnějších olejů pro lidskou spotřebu. Řepka je významná i po výživu hospodářských zvířat. Díky šlechtění jsou dnes řepková semena vhodným zdrojem nejen mastných kyselin, ale i kvalitních bílkovin, zatímco problematické glukosinoláty byly významně sníženy.

Řepka (stejně jako například brambory, cukrová řepa nebo konopí) již přes deset let slouží i jako obnovitelný zdroj energie. Z řepky se vyrábí tzv. Budoucnost řepky jako suroviny pro bionaftu je stále otevřená.

Výrobci bionafty v ČR

Následující tabulka uvádí přehled výrobců bionafty v České republice s jejich roční kapacitou a rokem uvedení do provozu.

Zdroj: Sdružení pro výrobu bionafty

tags: #řepka #obnovitelné #zdroje #energie

Oblíbené příspěvky:

• Efektivní metody pro čištění odpadu
• Odpad v ČR
• Efektivní kompostování s promíchávačem pro malotraktor
• Ekologie a Česká republika
• Chov králíků a klima