W Polsce biomasa przeznaczona na cele energetyczne pochodzi głównie z upraw leśnych oraz dedykowanych upraw energetycznych roślin drzewiastych (wierzba, topola). Wobec zaleceń UE dotyczących ograniczenia wycinki lasów do celów energetycznych należy poszukiwać innych rozwiązań, takich jak trawy wieloletnie o dużej zawartości włókna, które są względnie tanie w uprawie.
Czytaj również: Słomka ze słomy. Zastąpi plastik?
Obok ciepłowni przemysłowych i elektrociepłowni w Polsce działa około 400 lokalnych ciepłowni, które wytwarzają prawie 50% ciepła systemowego. Dla nich i innych producentów energii rolnictwo staje się kluczowym partnerem w transformacji, w której koniecznością jest wyeliminowanie węgla i gazu ziemnego. Jest to nie tylko możliwe, ale i korzystne dla wszystkich uczestników rynku biomasy. Tak postępują już inne kraje, np. Dania ma dobrze rozbudowane lokalne zakłady energetyczne wykorzystujące biomasę nawet w 90% (wiatraki czy fotowoltaika pozwalają uzyskać 20-30% energii).
Trawy wieloletnie jako biomasa agro
Stabilnym i najbardziej przewidywalnym paliwem dla lokalnej energetyki może być biomasa agro z roślin wieloletnich pozyskiwana z pola. Według badań IUNG-PIB w Polsce pod uprawy roślin energetycznych można wykorzystać około 0,5 mln ha gruntów o niskiej wartości i nieużytków rolnych. Przełoży się to na roczny plon biomasy w wysokości ok. 8-9 mln t.
Rośliny wieloletnie nie wymagają corocznej uprawy, co wpływa pozytywnie na glebę (np. wzbogacenie w materię organiczną), sekwestrację węgla oraz bioróżnorodność mikroorganizmów w glebie. Rośliny wieloletnie są efektywne w wykorzystaniu wody dzięki głębokiemu systemowi korzeniowemu, co sprzyja pobieraniu wody i składników z głębszych warstw gleby. Są też odporne na stresy środowiskowe i mogą rosnąć na terenach marginalnych. Koszty produkcji biomasy roślin wieloletnich są niskie, a ich głównymi składowymi są nakłady na założenie plantacji, pielęgnację i zbiór.
Jakie gatunki roślin wieloletnich rosną w Polsce?
Trawy strefy gorącej (C4)
- Proso rózgowe. Nadaje się do celów energetycznych, wytworzona z niego biomasa znajduje zastosowanie w produkcji bioetanolu, jest spalana w kotłach grzewczych przy produkcji cieplnej i elektrycznej. Ponadto biomasa wegetatywna stanowi pełnowartościową paszę dla zwierząt w formie zielonki czy siana. Proso rózgowe jest rośliną wieloletnią, dostarcza dużego plonu biomasy od 12 do 25 t z ha. Biomasa tego gatunku charakteryzuje się, w stosunku do innych roślin energetycznych, stosunkowo wysoką wartością opałową. Z powodzeniem można ją uprawiać we wszystkich regionach kraju, zwłaszcza na glebach piaszczystych, ubogich i skażonych.
Uzyskana corocznie biomasa prosa rózgowego o wilgotności około 15-20% nadaje się do prasownia i brykietowania. Badania wykazały, że ciepło spalania wynosi około 17-18 MJ/kg i jest wyższe niż innych polowych roślin energetycznych, a zbliżone do wierzby i miskantusa.
Proso rózgowe jest rośliną mało wymagającą, stosunkowo łatwą w uprawie, a przede wszystkim tańszą od pozostałych np. wierzby, miskantusa. - Miskant olbrzymi. Nie ma zbyt dużych wymagań glebowych, plantacje mogą być zakładane na glebach IV i V klasy. Rośliny wykształcają silnie rozwijający się system korzeniowy, co wpływa na ich odporność na okresowe niedobory wody. Plonowanie miskanta wzrasta w ciągu pierwszych lat od posadzenia, potem stabilizuje się na określonym poziomie. Szacunkowe plony wahają się od 8-18 t suchej masy z ha. Zbiory tego gatunku, jak i innych traw wieloletnich szlaku C4 prowadzi się pod koniec zimy (luty-marzec).
- Spartina preriowa. Bardzo dobrze zimuje w naszych warunkach klimatycznych i może rosnąć na glebach ubogich, piaszczystych np. wydmach, nieużytkach, toleruje duże niedobory w glebie.
W naszych warunkach nie wytwarza nasion. Plantacje można zakładać w oparciu o sadzonki wytworzone z kultur tkankowych lub podział starych kęp. Zbiór biomasy należy przeprowadzić wczesną wiosną, w mroźne suche dni. Plon biomasy podsuszonej spartiny z 1 ha waha się około od 15 do 26 t. Wartość opałowa wynosi około 15-16 MJ/kg.
Trawy strefy umiarkowanej (C3)
Inne gatunki traw wieloletnich na cele energetyczne, które można z powodzeniem uprawiać na glebach uboższych to:
- Perz wydłużony. Można go uprawiać we wszystkich rejonach kraju, zwłaszcza na glebach skażonych, piaszczystych. Jest odporny na zasolenie gleby. Atuty tej rośliny: małe potrzeby wodne, nie wymarza nawet w temp. -20oC. Koszty założenia plantacji są stosunkowo niewielkie (ok. 2500 zł/ha w porównaniu z miskantem – ok. 20 tys. zł). Powietrznie sucha biomasa o wilgotności około 20% dobrze się sprasowuje i nadaje do belowania. Plony biomasy z 1 ha wynoszą od 10-15 t i stanowi to około 150-220 GJ z ha.
- Kostrzewa trzcinowata. Gatunek ten nabiera coraz większego znaczenia gospodarczego i jest uważany za przyszłościowy. Dobrze toleruje długotrwałą suszę i jest uważany za gatunek najbardziej odporny. Biomasę do spalania (w postaci pelletu czy brykietu) należy kosić już w sierpniu kombajnem lub kosiarką na pokos. Uzyskiwany plon biomasy 6-12 t suchej masy z ha. Wartość opałowa od 14-15,5 MJ/kg.
- Stokłosa bezostna. Rośnie na stanowiskach suchych, preferuje gleby o nieco słabszej wartości rolniczej, próchniczne. Uprawa (zasiew, pielęgnacja) tego gatunku jest stosunkowo prosta, podobna do uprawy pozostałych traw. Biomasę z przeznaczeniem do spalania można kosić już w końcu lipca i sierpnia, w fazie brunatnienia dokłosia źdźbeł kwiatostanów kombajnem lub kosiarką na pokos. Możliwe do uzyskania plon suchej biomasy to 8-15 t z ha. Ciepło spalania słomy waha się od 15-17 MJ/kg.
Chcesz wiedzieć więcej? Czytaj Magazyn Biomasa:
Tekst: dr hab. inż. Danuta Martyniak, Instytut Hodowli i Aklimatyzacji Roślin, Państwowy Instytut Badawczy w Radzikowie
Zdjęcia: dr hab. inż. Danuta Martyniak
Newsletter
Bądź na bieżąco z branżą OZE
