Trendem jsou pelety, budoucnost využití biomasy je v rukou vědců

Zájem o biomasu jako zdroj tepla i elektrické energie neustále roste zejména v domácnostech. Tvrdí to nejen výrobci kotlů, jako například Viadrus nebo Atmos, ale dokládají to také oficiální čísla. Budoucnost energetického využití biomasy vnímají i vědci.

Současné technologie pro získávání energie z biomasy umožňují žádané využití především v lokálních energetických zdrojích, které mají účinnost od 70 procent výše. Této efektivity se zatím nedaří dosahovat ve velkých kotlech původně uhelných elektráren, kde skončí miliony tun dřeva a slámy a kde je zužitkována nejvýše čtvrtina energie. Neefektivní spalování biomasy a snad i výroba biopaliv ze zemědělských plodin by mohly skončit, pokud se naplní požadavek různých aktivistů a některých europoslanců, kteří usilují o úplný zákaz výroby bionafty z řepky a kukuřice už v roce 2030 a také o ukončení spalování biomasy v uhelných elektrárnách, pokud možno v ještě dřívějším termínu.

V Česku je biomasa poměrně zásadním zdrojem energie. Národní statistická zpráva, kterou koncem minulého roku zveřejnilo ministerstvo průmyslu a obchodu (MPO), uvádí, že se z ní v roce 2018 vyprodukovalo přes 124 milionů gigajoulů, přičemž celkem se z obnovitelných zdrojů získalo přes 191 milionů gigajoulů. Jen domácnosti si spalováním biomasy zajistily téměř 79 milionů gigajoulů, což je asi 41 procent energie celkově vyrobené ze všech obnovitelných zdrojů v roce 2018. Například fotovoltaické elektrárny se na celkovém čísle podílely pouhými 4,43 procenta. Vzhledem k tomu, že závazným cílem Evropské unie je dosáhnout podílu 32 procent energie z obnovitelných zdrojů do roku 2030, jsou tato čísla pro budoucí rozhodování signifikantní.

Množství vyrobené elektřiny z obnovitelných zdrojů v Česku stoupalo až do roku 2013, odkdy se už příliš nemění, výroba tepla s využitím obnovitelných zdrojů neustále roste. Statistiky mapující využití samotné biomasy ukazují několik zajímavých trendů. V roce 2003 se z ní ve firmách vyrobilo necelých 18 milionů gigajoulů energie, v domácnostech bezmála 47 milionů gigajoulů. Čísla v obou segmentech následně každoročně rostla až do roku 2017. Poté využití biomasy pro výrobu energie mimo domácnosti, tedy ve firmách, kleslo, zato v domácnostech stále stoupalo. Zatímco v roce 2018 si domácnosti z biomasy zajistily téměř 79 milionů gigajoulů energie, průmysl necelých 46 gigajoulů.

Pelety jsou v domácnostech stále oblíbenější

Nejčastějším zdrojem pro výrobu energie z biomasy ve firmách byla štěpka a odpad, dále celulózové výluhy, pelety a brikety, používaly se také neaglomerované rostlinné materiály a kapalná biopaliva. Palivové dříví se nevyužívalo k produkci elektřiny, pro získání tepla hrálo ve firmách spíše podřadnější roli.

Zato výrazně větší uplatnění mělo při produkci tepla pro domácnosti. Ovšem odhady spotřeby biomasy v domácnostech zdaleka nejsou tak přesné, jako je tomu u firem, protože data jsou těžko dostupná. Do biomasy využívané jako zdroj tepla v domácnostech statistika zahrnuje vše, co je ze dřeva a čím lidé topí. "Pelety a brikety představují zatím pouze menší část této spotřeby, nicméně i jejich spotřeba stále roste," konstatuje mimo jiné loňská zpráva MPO.

V roce 2003 domácnosti spotřebovaly 6,5 milionu prostorových metrů rovnaných (prmr) palivového dřeva a 21 tisíc tun briket a pelet, v roce 2018 to bylo 10,5 milionu prmr palivového dřeva a 203 tun briket a pelet. Sice pomalu, ale jistě se pelety, které se vyrábí z čistých pilin, tedy z přirozeného odpadu z pilařských provozů, v Česku stávají stále oblíbenějším ekologickým palivem domácností. Tvrdí to alespoň David Grendysa, marketingový manažer společnosti Viadrus, která je největším českým výrobcem topenářské techniky.

"Je zřejmé, že využití biomasy se v oboru topenářství stává jedním z hlavních trendů," konstatuje Grendysa. Viadrus proto během posledních dvou let kompletně změnil svůj výrobní program. Reagoval tak nejen na poptávku trhu, ale i na zpřísňující se ekologické podmínky stanovené Evropskou unií. Nyní se specializuje hlavně na kotle na biomasu.

"Naše vývojové oddělení posledních čtyřiadvacet měsíců věnovalo veškeré úsilí návrhům produktů splňujících ty nejpřísnější emisní předpisy včetně německé normy BImSchV 2. Výsledkem je nový kotel Viadrus U22 Economy, jehož výrobu jsme zahájili loni v srpnu. Tento litinový zplyňovací kotel na kusové dřevo splňuje nejvyšší, pátou emisní třídu. Vyhovuje nejen všem aktuálním, ale i budoucím legislativním požadavkům, k jejichž zpřísnění dojde v roce 2022," popisuje Grendysa.

Další novinkou Viadrusu na spalování biomasy je automatický litinový kotel Viadrus U22 Economy Pellet určený na dřevní pelety. Jeho velkou výhodou je především vysoká účinnost, až 92,1 procenta, a automatický provoz. "Zájem o kotle na biomasu neustále roste. Je to proto, že naši zákazníci smýšlejí ekologicky. Navíc ve třetí vlně kotlíkových dotací dostaly podporu kotle na tuhá paliva pouze ve variantě spalující biomasu. My je můžeme rozhodně doporučit, protože topení biomasou je levné, ekologické a přiměřeně pohodlné. Pro vytápění se využívají hlavně dřevní pelety a kusové dřevo. Velkou výhodou je i jednoduché ovládání kotlů," říká manažer z Viadrusu.

Že jsou kotle na biomasu uživatelsky přívětivé, udává jako možný důvod, proč si je lidé vybírají, také Miroslava Chlebounová, mluvčí Krajského úřadu Moravskoslezského kraje, kde se masivně využívají kotlíkové dotace pro dosažení maximálního snížení prašnosti z domácích topenišť. "Tahat uhlí už asi lidi děsí," poznamenává Chlebounová.

I tady se lze opřít o statistiku, která uvádí, že v první výzvě kotlíkových dotací z roku 2015 volilo v Moravskoslezském kraji kombinovaný kotel na biomasu a uhlí 1173 domácností a kotel čistě na biomasu třetí generace 336 žadatelů. Ve druhé výzvě už se poměr měnil na 1160 ku 1114. A ve třetí vlně dotací si kotel na biomasu třetí generace pořídilo dokonce 1469 lidí.

Biomasu považují do budoucna za jeden z nejdůležitějších zdrojů energie v Česku i mnohé ekologické organizace. I když je tato v podstatě konzervovaná energie slunečního záření historicky pravděpodobně nejdéle využívaná, zásadní pokrok v technologiích pro výrobu elektřiny a produkci tepla z tohoto zdroje sledujeme až v posledních letech. Jako bychom si dříve plně neuvědomovali její zásadní výhody, k nimž vedle šetrnosti k životnímu prostředí a přírodním zdrojům patří možnost snadného uložení a pozdějšího využití energie bez závislosti na aktuálním počasí, denní či roční době.

Podle Kateřiny Zumrové, která se využíváním biomasy zabývala ve své diplomové práci na Přírodovědecké fakultě Univerzity Karlovy, lidé zatím biomasu ve větším rozsahu nevyužívají, protože jim chybí informace. "Obyvatelé Česka se nachází ve fázi objevování nového a snaží se sami zjistit co nejvíce a pokud možno využívat i tyto zdroje energie. Vypovídají o tom zvyšující se počty návštěvníků na různých veletrzích a konferencích, zvyšování prodeje kotlů na využívání biomasy, budování bioplynových stanic, rozšiřování soběstačnosti obcí nebo zájem o dotační pobídky státu," píše ve své práci Zumrová.

Podle Petra Cankaře ze společnosti Atmos, české rodinné firmy z Bělé pod Bezdězem, která se zabývá výrobou kotlů na pevná paliva, je v celé Evropě stále hlavním trendem energetického využití biomasy spalování kusového dřeva, nově na scénu přicházejí dřevěné pelety. "Poptávka po kotlích na dřevo roste s ohledem na kůrovcovou kalamitu," doplňuje Cankař.

I proto jsou mezi technologickými novinkami firmy kotle malých výkonů na dřevo a na pelety určené pro rodinné domy a rekreační objekty. Kompaktní automatické kotle D10PX s účinností nad 90 procent jsou konstruovány pro elektronicky řízené spalování pelet s automatickým zapalováním paliva.

Zkoumá se zvýšení efektivity využití

Budoucnost pelet potvrzují i akademičtí pracovníci, jejichž současné výzkumy budou udávat směr využití biomasy. "Ve stoupající míře se obchoduje s peletami zejména z ligno-celulózové biomasy pro termické metody využití, tedy pro spalování, zplyňování a pyrolýzu. Výzkum v této oblasti se zaměřuje na zlepšení skladovatelnosti například termickou úpravou, torifikací. Torifikována je buď sypká biomasa s následnou peletizací, nebo jsou torifikovány pelety. Hygroskopická a nestabilní biomasa se stává stabilnější a hydrofobní. Objemová hmotnost vzrůstá, přepravní náklady klesají," objasňuje jeden z trendů Jiří Rusín, vedoucí laboratoře anaerobní digesce na Institutu environmentálních technologií VŠB − Technické univerzity Ostrava.

K těm dalším trendům ve výzkumu podle něj patří například objevování nových odrůd cíleně pěstované biomasy s vyššími výtěžky sušiny a potažmo i biometanu při nižší spotřebě vody a nutrientů a zároveň při potřebě menší pěstební plochy. Vědci se také snaží zpracovat co nejvíce obtížně využitelného bioodpadu kompostováním a anaerobní digescí s výrobou bioplynu a případně i hnojiva. Protože každý samostatný způsob využití biomasy je zdrojem meziproduktů a vedlejších produktů či dokonce odpadů, aktuálně se objevuje tendence podporovat biorafinerie, ve kterých se uplatňuje více technologických procesů a postupů se vzájemným provázáním přes meziprodukty. Vhodně navržená biorafinerie přináší zvýšenou efektivitu využití biomasy, tedy využití uložené energie slunce při nižších emisích. "Tyto závody se ale vyplácí až od dosti velkého měřítka a investice a schopnost prosazení záměru hrají zásadní roli," doplňuje Rusín. Jeho tým ve spolupráci s firmami i partnery z dalších univerzit pracuje na několika možnostech zvýšení efektivity využití biomasy procesem anaerobní digesce v bioplynových stanicích.

Nejrůznějších technologií k energetickému využití biomasy se vyvíjí, testuje a v poloprovozech už zkouší tisíce po celém světě. Ověřují se všechny procesy, kterými lze energii z biomasy získat, tedy spalování, zplyňování a pyrolýza, biochemická konverze, jako jsou anaerobní, aerobní nebo alkoholová fermentace, i fyzikálně-chemická konverze. Která z nich si vydobude největší místo v našich každodenních životech, je dnes těžké předpovědět. Každopádně jsou výsledky výzkumů signálem, že energetické využití biomasy má budoucnost, aniž by se musely pálit tuny dřeva s minimální výtěžností nebo zabírat zemědělská půda a používat plodiny, kterými se mohou nakrmit lidé.