Komerční prezentace
Registrace uživatele

Přihlašte se k odběru informací, novinek, získejte přístup do diskuzního fóra.

Vesmír č. 10
Vesmír č. 10
Toto číslo vychází
2. 10. 2017
Novinky
Zdarma jedno celé číslo Vesmíru v pdf.
• Říjnové číslo Vesmíru
reklama

Dřevem místo uhlím

Publikováno: Vesmír 96, 336, 2017/6

V posledních desetiletích se i v energetice objevuje více pojmů, které jsou spíše ideologické než odborné. Environmentální aktivisté kupř. označují zdroje vodní, solární, větrné a biomasu za čisté, zelené a ekologické. Naopak ty fosilní a jaderné zdroje za špinavé a neekologické. Velice často však vůbec není jasné, co tyto pojmy reálně znamenají.

Ve skutečnosti má totiž každý zdroj negativní ekologické dopady. Jejich míra pak často závisí na podmínkách, ve kterých se buduje, a také na velikosti zdroje. Instalace velkých fotovoltaických polí na orné půdě určitě nemusí být příliš ekologická a značné dopady na životní prostředí může mít i velká větrná turbína či jejich pole. Významné ekologické škody může způsobit také rozsáhlá přehrada a velká hydroelektrárna.

V posledních letech se však stále více projevují negativní dopady spojené s prosazováním dalšího „čistého“ zdroje. Jde o biomasu, která figuruje jako důležitý čistý ekologický zdroj ve většině energetických koncepcí prosazovaných environmentálními hnutími. I v koncepcích Energetická (r)evoluce a Chytrá energie našich Greenpeace a Hnutí Duha určených pro Česko je významným předpokládaným zdrojem elektřiny právě využití biomasy.

Spalování biomasy vede k jisté emisi škodlivin a produkuje se při něm i oxid uhličitý. Emise škodlivin jsou však menší než u uhlí. Zároveň se stejné množství oxidu uhličitého pohltí, když opětovně naroste odpovídající množství biomasy. Proto jsou zdroje elektřiny využívající spalování biomasy formálně považovány za zdroje s nulovými emisemi CO2. Je však třeba připomenout, že je otevřenou otázkou, jak to odpovídá realitě. Zvláště když se jedná o spalování vzrostlých stromů, které rostou desítky let. V takovém případě se případné uzavření přírodního cyklu oxidu uhličitého uskuteční právě až za desítky let.

Velká Británie a Dánsko si stanovily velmi vysoké cíle ve snižování emisí oxidu uhličitého. Velká Británie sice využívá a v budoucnu předpokládá i nadále využívat jadernou energii. Ovšem budování nových zdrojů, a to i těch jaderných, se velmi zdrželo. Velká Británie přijala zákon požadující rychlé snižování emisí oxidu uhličitého. Jeho splnění je možné pouze v případě, že se zavřou všechny uhelné bloky a nebude se nějak významněji zvyšovat počet plynových elektráren. Proto se začala v uhelné elektrárně Drax v hrabství Severní Yorkshire spalovat biomasa. Nejdříve se dřevěné pelety pouze přidávaly k uhlí. Podíl biomasy se postupně zvyšoval, až uhelná elektrárna přešla na spalování dřeva úplně. V roce 2015 byl podíl využití biomasy 35 %, v roce 2016 přešla na 70 % výroby s využitím pelet a postupně se dostává na zmíněných 100 %. Celkový výkon elektrárny Drax je 4000 MWe, to jsou Dukovany a Temelín dohromady.

Pro produkci půl milionu tun pelet je potřeba milion tun dřeva. Velkou část hmotnosti čerstvého dřeva totiž tvoří voda a při výrobě pelet je třeba dřevní hmotu dobře vysušit. Pro roční produkci zmíněného milionu tun dřeva je potřeba intenzivně obhospodařovaná lesní plocha zhruba 1000–1700 km2.1) Drax bude potřebovat ročně přibližně 7,5 milionu tun biomasy v podobě pelet, což znamená spotřebu dřeva z území o rozloze mezi 15 000 a 25 000 km2. Velká Británie přišla o většinu svých lesů v době nástupu průmyslové revoluce, proto musí potřebnou dřevní hmotu dovézt. Kvůli tomu vznikly obří zásobníky pelet a dopravují se miliony tun dřeva z celého světa.

Stejným směrem se ubírá Dánsko. To jadernou energetiku nevyužívá a z obnovitelných zdrojů se spoléhá převážně na větrné turbíny. Ovšem tyto na počasí závislé intermitentní zdroje mohou zajistit necelou polovinu potřeby elektřiny, další část musí zajistit převážně fosilní zdroje, tedy uhlí a plyn. A právě uhelné elektrárny se předělávají na biomasu.

Dánská firma Dong Energy tak přechází ve svých elektrárnách postupně od uhlí k dřevní hmotě. Od roku 2003 používá pelety a dřevní štěpku v elektrárnách Herning a Avedøre. Postupně se na dřevo převádí například i elektrárna Asnæs se třemi bloky o výkonu 147 MWe, 270 MWe a 640 MWe. Firma nahrazuje uhlí dřevem a od roku 2003 snížila spotřebu uhlí z 6,2 milionu tun ročně na pouhých 1,7 milionu tun v loňském roce ve zbývajících dvou elektrárnách na uhlí. Do roku 2023 chce již spalovat pouze biomasu. Pokud bude spotřebovávat okolo 7 milionů tun dřevní hmoty, bude potřeba pro udržitelné zásobování vyčlenit 14 000–24 000 km2 lesa. Dánsko má sice jistý podíl biomasy ze zemědělského odpadu a produkce potravin. Orná půda tvoří téměř 60 % jeho rozlohy a zemědělská výroba je proto hodně rozvinutá. Ovšem ta už se nyní plně spotřebuje hlavně pro účely vytápění. I Dánsko tak dováží potřebnou dřevní hmotu ze zahraničí. Většinou to zatím bylo z Estonska, Litvy, Lotyšska a Ruska. Postupně se však také stále více obrací na Ameriku.

S využitím biomasy pro náhradu uhlí má zkušenosti i německá firma RWE, která začala spalovat pelety z USA ve své elektrárně v nizozemském Ameru. Po možnosti využít přeměnu uhelných elektráren na spalování biomasy, aby byly splněny cíle ve snižování emisí oxidu uhličitého, pokukuje i Německo. Vidí v ní možnost, jak pokrýt německou potřebu stabilních energetických zdrojů a dosáhnout snížení emisí za přijatelnou cenu. Zatímco ve Velké Británii a Dánsku je počet uhelných bloků přece jen omezený, Německo jich má v současné době 50 GWe. Pokud tyto začnou masivně přecházet na biomasu, bude to znamenat radikální zvýšení dovozu dřevní hmoty do Evropy.

Také energetické koncepce Greenpeace a Hnutí Duha plánují pro Česko velice intenzivní energetické využití biomasy. To by mělo celkově dosáhnout až 290 PJ. Spalování biomasy by mělo zajistit i 2500 MWe výkonu a to opravdu není možné pouze ze zemědělského a dřevařského odpadu. Pokrytí zmíněných potřeb 290 PJ by i při využití nejvýnosnější plodiny, kterou je ozdobnice čínská, vyžadovalo téměř 1,3 milionů hektarů, což reprezentuje 16 % výměry Česka. Ale zmíněnou výnosnost dostanete jen velmi intenzivním využitím dostatečně kvalitní půdy. I z toho je vidět, že splnění plánů zelených aktivistů není s největší pravděpodobností možné bez intenzivního dovozu biomasy. Tu musí dovážet i zmíněné Dánsko, přestože je jeho podíl orné půdy daleko větší než u nás. Česko má kvůli své geografii ornou půdu pouze na 36 % území.

Pokud tedy opravdu bude muset biomasa nahrazovat velkou část jaderných a fosilních zdrojů v produkci elektřiny, bude nezbytné dovážet dřevo ze zahraničí. Dánsko je relativně malé a Velká Británie plánuje velkou část potřeb zajistit z jaderných bloků. Jejich potřeba dovozu dřevěných pelet je sice velká, ale přece jen omezená. Nemožnost zajistit snížení emisí oxidu uhličitého pomocí větrných a fotovoltaických zdrojů už zjišťuje Německo. To si uvědomilo zvláště v období od října loňského do února letošního roku, kdy většinou foukalo velmi málo a fotovoltaika v zimním období standardně téměř nic nedodávala. Stále více tak pokukuje po biomase. Není proto vůbec vyloučeno, že místo dovozu černého uhlí začne dovážet dřevěné pelety. Německo má zmíněných 50 GWe uhelných elektráren (hnědo a černouhelných). Kdyby se i jen část z nich přeorientovala na biomasu, mohl by vzniknout větší ekologický problém, než byl dopad růstu spotřeby palmového oleje (dotovaná produkce biopaliv pro evropská auta urychlila ničení pralesů v Indonésii).

Striktní zákon prosazující rychlé snížení emisí schválený ve Velké Británii je u nás Hnutím Duha a Greenpeace dáván za vzor. Je však otázka, zda dovoz dřeva ze zámoří a jeho spalování ve velkých elektrárnách, ke kterému tento zákon vede, nejsou ve skutečnosti ekologicky škodlivější než spalování uhlí. To nemluvím o situaci, kdy by toto spalování pelet mělo nahradit výrobu elektřiny v jaderných blocích, jejichž uzavření v Německu prosadily právě zelené aktivistické skupiny.

Poznámky

1) Vycházím z hodnot hektarových zásob dříví, které se v ČR pohybují od 100 do 600 m3, při hmotnosti dřevin mezi 400 až 1200 kg/m3. V závislosti na rychlosti obnovy biomasy vyprodukuje milion tun dřeva les o rozloze 14 km2 (obnovní doba 120 let) až 166 km2 (obnovní doba cca 4 až 6 let – plantáž rychlerostoucích dřevin). Pro dlouhodobě udržitelnou každoroční produkci milionu tun dřeva je tedy zapotřebí 14 × 120 = 1680 km2 až 166 × 6 = 996 km2 lesa. Zdroj: Nikl M. et al., Ústav pro hospodářskou úpravu lesů Brandýs nad Labem. On-line: 1url.cz/VtTkP.

Fakta o produkci a využití pelet

Evropa je největším producentem i spotřebitelem pelet. V posledních letech jejich spotřeba roste hlavně kvůli využívání pro produkci elektřiny. V roce 2014 se vyrobilo v Evropě necelých 13,5 milionu tun pelet. Dřevo pro ně pocházelo hlavně ze severu Evropy (Švédska, Finska, Pobaltí), ale také z Německa a Francie. Celková potřeba však byla o téměř 6 milionů tun vyšší, proto musely být chybějící pelety dovezeny ze Severní Ameriky (asi 5 milionů tun), z Ruska a okolí (asi 1 milion tun).

V čele využívání pelet pro produkci elektřiny je Velká Británie, následuje Dánsko a Belgie. Mezi tyto státy se zařadila z mimoevropských pouze Jižní Korea. Již v roce 2014 Velká Británie spálila pro produkci elektřiny téměř 5 milionů tun pelet. S intenzivním nárůstem spotřeby pelet v evropských energetických zdrojích roste i dovoz této komodity přes moře hlavně z USA a Kanady. Pokud by se Německo a další evropské státy spoléhající se v současnosti na uhlí přeorientovaly na pelety, znamenalo by to radikální zvýšení jejich dovozu. Převod byť jen 15 % současných uhelných zdrojů by každý rok vedl k potřebě 200 milionů tun pelet. K produkci této hmoty by pak bylo třeba vyčlenit velmi intenzivně obhospodařované lesy o celkové rozloze Norska a Černé Hory, tedy plochu nejméně 400 000 km2 (v maximu až 670 000 km2).

Soubory

článek ve formátu pdf: V201706_336-337.pdf (467 kB)

Diskuse

Počet příspěvků: 3