1

Agnieszka Cena- Soroko
Jerzy Żurawski
JACO Ośrodek Oszczędzania Energii, Wrocław listopad 2004

Zasoby biomasy - prognozowanie wykorzystania biomasy w gminie

W wyniku pojawiających się problemów środowiskowych oraz wzrostu cen nośników energii
zainteresowanie wykorzystaniem odnawialnych źródeł energii w krajach Unii Europejskiej
ciągle wzrasta. Celem UE jest osiągnięcie w roku 2010 udziału 12% energii odnawialnej brutto,
w Polsce natomiast 7 % energii pochodzącej ze źródeł odnawialnych. Zasoby energii
odnawialnej są praktycznie nieograniczone lecz ich potencjał jest rozproszony. Wykorzystanie
jej wiąże się z koniecznością koncentracji związaną ze znacznie zwiększonymi nakładami
inwestycyjnymi.

Na dzień dzisiejszy koszty inwestycyjne wytwarzania energii odnawialnej są w polskich
warunkach wyższe niż koszty pozyskania i przetwarzania paliw kopalnych. Przyczyną są ciągle
sterowane globalnie ceny nośników energii oraz wewnętrzna polityka państwa.

Ważnym dla naszego kraju i województwa jest uzyskanie efektu gospodarczego poprzez
wykorzystanie OZE. Tworzenie nowych miejsc pracy, tworzenie nowego sektora usług - to
kolejny argument za odnawialnymi źródłami energii.

Rozproszona energia odnawialna to szansa nie tylko dla dolnośląskiego rolnictwa. Zgodnie ze
Strategią Energetyczna Dolnego Śląska, tzw. Generacja Rozproszona w zakresie źródeł małej i
średniej skali oparta jest w dużym stopniu o wykorzystanie odnawialnych źródeł
energetycznych. Wymagane prawem, opracowywane przez samorządy lokalne (gminy), plany
zaopatrzenia gminy w energię są wyzwaniem dla rozwoju własnych, lokalnych rozwiązań w
oparciu o zasadę Generacji Rozproszonej.

W województwie dolnośląskim istnieje duży potencjał wykorzystania energii z istniejących
zasobów: biomasy, energii geotermalnej oraz energii wodnej.

Biomasa

Biomasa może być używana na cele energetyczne w procesach bezpośredniego spalania
biopaliw stałych (drewna, słomy) i gazowych w postaci biogazu lub przetwarzana na paliwa
ciekłe (olej, alkohol). W warunkach polskich, w najbliższej perspektywie można spodziewać się
znacznego wzrostu zainteresowania wykorzystaniem biopaliw stałych - drewna , słomy, upraw
energetycznych.

Słoma

Szacuje się, że po zaspokojeniu potrzeb rolnictwa, do wykorzystania jako odnawialne źródło
energii można byłoby przeznaczyć 21 mln ton słomy, co pozwoliłoby na rezygnację ze spalania
około 12 mln ton węgla. (dane: Europejskie Centrum Energii Odnawialnej, Warszawa) Z 1 ha
pola można uzyskać, jako odpad z produkcji zboża, około 2-3 ton słomy. Jej wartość
energetyczna kształtuje się pomiędzy 12 do 15 GJ/t przy wartości opałowej węgla wynoszącej
26 GJ/t.
Powierzchnia użytków rolnych na Dolnym Śląsku wynosi ok. 1 mln., produkcja słomy wynosi
2,3 mln t, szacuje się, że około 352 tys. t słomy może być wykorzystane do celów energetycz-
nych, przynosząc dodatkowe dochody lub oszczędności gospodarstwom rolnym. Poniższa
tabela przedstawia zasoby słomy na podstawie danych GUS Z 2002 roku. Bilans ten
uwzględnia wykorzystywanie słomy zbóż (4 zboża) oraz rzepaku na cele gospodarcze oraz
konieczność pozostawienia słomy na użytkach rolnych. W bilansie tym nie uwzględniono
wykorzystywanie dotychczasowe słomy na cele energetyczne. Z obliczonej ilości słomy na cele
energetyczne (352 tys. t słomy) można uzyskać 5,6 mln GJ, co przy sprawności systemów

2

grzewczych na poziomie 50 % można ogrzać 18, 5 tys. domów jednorodzinnych lub około 3 tys
szkół. W tych obliczeniach nie uwzględniono ryzyka pozyskania słomy. Błąd w przypadku
określenia zasobów słomy dla elektrowni na 10 MW w Hradec Kralove spowodował, że
obecnie poszukiwana jest słoma na terenach polskich. W obliczeniach nie uwzględniono
ryzyka, które wynika z:
-

fizjografii terenów - najczęściej górzystych , gdzie trudno pozyskuje się słomę

-

nieprzewidywalności zbiorów wynikających ze zmian pogodowych

-

zmian ekonomicznych

Nie zostało więc określone ryzyko pozyskania słomy oraz zabezpieczenia ciągłości dostaw.

Brak ujęcia tych czynników powoduje wzrost cen paliwa oraz nieopłacalność budowy źródła
energetycznego na biomasę. Tworząc bilans określenie ryzyka jest podstawą do prognozowania
bilansu słomy.

Drewno

Lasy stanowią 28,4% powierzchni województwa (567 tys. ha), z tego lasy publiczne zajmują 550
tys. ha. Zakłada się dalszy wzrost lesistości. W 2002 r. w lasach publicznych pozyskano 2360 tys
m3 drewna z czego około 237 tys m3 sprzedano jako drewno opałowe. Ocenia się, że istnieją
jeszcze duże możliwości pozyskiwania drewna opałowego pozostawionego w lesie. W sektorze

Tabela 1. Ilość pozyskania energii cieplnej ze słomy zbóż oraz rzepaku w powiatach województwa
dolnośląskiego na podstawie danych GUS 2002 r.

Słoma na cele nieenergetyczne, t

Jednostki organizacyjne

woj. dolnośląskiego

Areały upraw,

ha

Ilość słomy, t

Na

przeoranie

Na zwierzęta

gospodarskie

Razem

Słoma na

cele

energetycz.,

t

Ilość energii ze

spalania zbóż,

GJ

Dolnośląskie

518231

2063989

695966

497288

1193255

352503

5602453

Powiat dzierżoniowski

16868

50199

21473

13078

34550

15649

247661

Powiat jaworski

25139

76253

33125

18753

51878

24375

393618

Powiat jeleniogórski

4651

13276

6724

9414

16138

-2862

Powiat kamiennogórski

3143

8698

4545

10227

14772

-6074

Powiat kłodzki

19981

58120

26871

25593

52463

5657

80099

Powiat lubański

9343

27762

12998

9099

22097

5665

91654

Powiat lwówecki

14043

41047

19479

14096

33575

7472

119204

Powiat strzeliński

27336

81919

34331

17629

51960

29958

478142

Powiat świdnicki

33877

101813

43939

25896

69835

31978

511312

Powiat wałbrzyski

2851

8454

4189

10617

14806

-6352

Powiat ząbkowicki

36153

104267

42195

33918

76113

28154

417559

Powiat zgorzelecki

12846

37585

16144

6558

22702

14883

238793

Powiat złotoryjski

22437

67239

29262

16201

45462

21776

349878

Powiat m. Jelenia Góra

774

2297

1161

1536

2697

-400

Powiat m. Wałbrzych

269

729

389

883

1272

-544

Powiat głogowski

15029

45035

21270

17427

38697

6338

101524

Powiat górowski

20366

59710

29425

29808

59233

477

2222

Powiat legnicki

30597

93422

42906

27822

70728

22694

372803

Powiat lubiński

17529

52607

24245

10697

34942

17665

291910

Powiat polkowicki

13176

39264

19123

15626

34750

4514

73811

Powiat wołowski

13697

40606

19886

12238

32124

8482

141330

Powiat m. Legnica

1566

4639

1894

2092

3987

652

8719

Powiat milicki

10936

31376

16178

30313

46491

-15115

Powiat oleśnicki

23862

69645

32756

29625

62381

7265

107928

Powiat oławski

15696

47589

20142

12309

32451

15138

241940

Powiat średzki

32865

101159

44238

18061

62300

38859

640358

Powiat trzebnicki

25706

75543

36093

31067

67160

8383

130189

Powiat wrocławski

43587

134240

58653

31927

90580

43660

713886

Powiat m. Wrocław

3848

11701

5109

1779

6888

4814

79009

3

komunalnym istnieje zaledwie kilka ciepłowni bazujących na odpadach pozyskiwanych w
gospodarce leśnej. Poniższe tabele przedstawiają możliwości pozyskiwania drewna w latach
2000 – 2010 na podstawie tabel opracowanych w 2003 r. przez Dyrekcję Generalną Lasów
Państwowych (Z. Laurow)

Przewidywany udział pozyskiwania drewna z lasów w stosunku do wydobycia węgla stanowi
tylko do około 3 %. Nadzieja pozyskania większej ilości drewna istnieje w plantacjach
energetycznych.

Tabela 3. Potencjalne możliwości produkcji drewna energetycznego i powiązanie produkcji z
wydobywaniem węgla w Polsce.

Wzrost zużycia drewna na cele energetyczne jest ograniczony. Zwiększenie ilości pozyskania go
wiżże się ze zmiana podejścia do gospodarki leśnej.

Inną cechą znamienną dotychczasowego wykorzystania biomasy stałej jest stosowanie
niestandaryzowanych i niekomercyjnych biopaliw odpadowych, o najniższej cenie rynkowej.
Jednakże, w miarę wyczerpywania się zasobów biomasy odpadowej, rozważać należy uprawę
specjalnych roślin energetycznych. Oparcie energetyki o biomasę zmusza do poszukiwanie
stałych i regularnych dostaw. Totez przyszłościa sa uprawy energetyczne Obecnie w Polsce
przeprowadza się próby upraw szybko rosnących roślin drzewiastych, głównie z gatunku
wierzby (Salix vinimalis). Zastosowanie roślin energetycznych jest jednak związane z

4

konecznościa dostosowania odpowiednich roślin do stanowiska oraz zwrócenie uwagę na
zmiany i zagrozenia ekosystemu.

Wierzba energetyczna
Większość plantacji to próbne przedsięwzięcia. Żadna nie działa na zasadzie komercyjnej
produkcji biomasy przeznaczonych wyłącznie na cele energetyczne. Plantacje dają możliwość
wykorzystania mało urodzajnych lub skażonych gleb pod uprawę, co stwarza możliwości
wdrażania alternatywnej produkcji rolnej na nieużytkach, gruntach odłogowanych lub gruntach
rekultywowanych. Niebezpieczeństwem jest natomiast wprowadzanie nowej monokultury upraw
stanowiących niebezpieczeństwo zachowania bioróżnorodności. Wspólną jednak cechą
wszystkich drzew i krzewów szybko rosnących są ich wysokie wymagania względem wody i
składników pokarmowych niezbędnych do szybkiego przyrostu masy.
Ekspertyza dr inż. Pawła Rutkowskiego dotycząca uprawy wierzby energetycznej na terenach
wchodzących w skład Zespołu Parków Krajobrazowych Województwa Śląskiego wykazuje, że
intensywna produkcja wierzby na cele energetyczne wymaga zarówno deszczowania, jak i
nawożenia, a więc z jednej strony podnosi koszty, a z drugiej strony powoduje większe zmiany
środowiskowe. Brak odpowiedniej na naszych terenach wody, wysoki wskaźnik posuchy oraz
susze w okresie w którym uprawom wierzby woda jest najbardziej niezbędna, powoduje, że
sytuacja ta całkowicie może zniszczyć plon w danym roku i spowodować konieczność
powtórnego zakładania plantacji. Istnieje zagrożenie obniżenia wód gruntowych w późniejszym
okresie wzrostu wierzby.
Niezależnie jednak od oceny ekonomicznej uprawy wierzby na cele energetyczne podkreśla się
przyrodnicze następstwa tego typu przedsięwzięcia:

•

całkowita eliminacja rodzimej flory i fauny z terenów plantacji

•

eliminacja flory może pociągać za sobą eliminację całych zbiorowisk objętych

ochroną w ramach dyrektywy siedliskowej oraz w ramach obszarów chronionych w sieci
Natura 2000. dlatego też, poza powierzchniami gruntów wymienionych wyżej (użytki
rolne) powinna być wykonana ekspertyza fitosocjologiczna

•

optymalnymi terenami do uprawy wierzb są tereny dolin rzecznych, z

ustabilizowanym poziomem wód gruntowych

•

Uprawa wierzby może powodować trwałe zmiany w budowie profilu, a także

wywierać wpływ na stosunki wodne danego obszaru

•

Nie widzi się przeszkód do zamiany dotychczas uprawianych gatunków na gruntach

ornych (żyto, ziemniaki, pszenica, buraki itp.) na uprawę wierzby. Dla wszystkich
pozostałych gruntów (łąk, pastwisk, dolin rzecznych i szeroko pojętych „nieużytków”)
jednoznaczną decyzję o wpływie potencjalnej plantacji wierzbowej na środowisko może
dać tylko wnikliwa ekspertyza każdego z takich obszarów.

Rumex tianshanicus x rumex patientia
Jest to roślina wieloletnia z Ukrainy. Uprawa utrzymuje się na siedlisku przez okres 15 -20 lat.
Pierwszy rok to wzrost dopiero drugi rok można wykaszać zdrewniałe w wysokości do 2 m
części rośliny. Roślina ta w odmianie energetycznej pozwala uzyskiwać okoł 15 – 20 t suchej
masy z 1 ha. Doświadczenia czeskie wykazują jednak plon w wysokości 10 t suchej masy /1 ha.
Zbiór słomy zbierany jest w lipcu , przed żniwami zboża i jest on możliwy konwencjonalnymi
maszynami. Wymagania stanowiska nie sa wysokie, szczególnie ze względu na zużycie wody.
W okresie wzrostu szczególnie pierwszego roku duże znaczenie ma odpowiednia wilgotność
wody.
Badania wykazały ,że pozyskiwana słoma przy wilgotności 12,51 % wilgotności posiadała
wartośc opałowa 16,77 GJ/t. Brak jest występowania chloru.
Na obsianie 1 ha potrzeba 5 kg nasion siewnych. Koszt 1 kg nasion wynosi 200 koron czeskich.

5

Korzyści z energetycznego wykorzystania biomasy
Biopaliwa, w szczególności odpady drzewne, zrębki, brykiety i pelety różnego pochodzenia
mogą być spalane w mieszaninie jak też współspalane z innymi paliwami stałymi: miałem
węglowym, torfem zarówno w konwencjonalnych kotłach rusztowych, paleniskach fluidalnych
oraz mogą być poddawane gazyfikacji w mieszaninie. W przypadku bezpośredniego spalania
mieszanie paliw odbywa się zwykle przed podaniem do paleniska. Natomiast w niektórych
systemach gazyfikacji paliwa podawane są oddzielnymi systemami. Domieszka biopaliw
stanowić może zwykle 10 - 15% całkowitej ilości paliwa. Ponadto technologie spalania odpadów
komunalnych pozwalają także na współ-spalanie biopaliw przez co uzyskiwane jest podniesienie
wartości opałowej paliwa i zwiększenie efektywności energetycznej procesu oraz przyczynia się
do zmniejszenia zanieczyszczenia efektu spalania.

Korzyści z wykorzystywania biomasy:
zalety wykorzystania słomy do celów energetycznych w skali gminy i kraju to:
-

redukcja emisji CO2, SO2, NOx

-

redukcja palenia słomy na polach

-

uniknięcie wielu pożarów i degradacji naturalnego środowiska

-

wykorzystanie lokalnego odnawialnego źródła energii

-

poprawa opłacalności produkcji rolniczej

-

dodatkowe miejsca pracy dla ludności lokalnej przy produkcji oraz dostawie paliwa

-

dopływ na lokalny rynek pieniędzy za produkcję biopaliwa

-

zwiększenie bezpieczeństwa energetycznego

korzyści inwestora to:
-

redukcja opłat za korzystanie ze środowiska

-

efektywne zagospodarowanie bioodpadów (bez konieczności ich utylizacji)

-

możliwość uzyskania pomocy finansowej z funduszy ekologicznych oraz unijnych

-

znaczne zmniejszenie kosztów produkcji 1 GJ

Produkcja biomasy to również nieprzewidywalność podaży na rynku jak i również duża
wahliwość cen na rynku uzależniona głównie od warunków klimatycznych. Wymaga się więc
opracowania programów wykorzystania biomasy na szczeblu gminnym w ramach planowania
lokalnego.

Ilościowe oszacowanie wykorzystania energii odnawialnej jest trudne, ponieważ informacje na
ten temat są dostępne jedynie za pośrednictwem specjalnych badań ankietowych. Szczególne
znaczenie ma zbilansowanie zasobów i określenie możliwości pozyskiwania odnawialnych
źródeł energetycznych. Brak dostępu do danych nie sprzyja prawidłowemu rozwojowi rynku
paliw ze źródeł odnawialnych.

korzyści z przeznaczenia gruntów nieużytkowanych rolniczo na biomasę, w celu
wytworzenia energii to:

-

aktywizacja obszarów wiejskich w wyniku powstania nowych miejsc pracy

-

poprawa gospodarki płodozmianowej (w perspektywie wzmożonej uprawy rzepaku)

-

uniezależnienie się od wahań cen oraz poprawa salda w bilansie handlu zagranicznego
surowcami pochodzenia rolniczego

-

stworzenie alternatywnego sposobu wykorzystania potencjału produkcyjnego rolnictwa

-

zagospodarowanie terenów nieużytkowanych oraz odłogów

Wnioski

Niedogodnością biomasy jest duża objętość paliwa. Koszt budowy kotłowni na biomasę jest 2,5
do 3 razy większy od tradycyjnej kotłowni na gaz i 2 do 2,5 raz większy od kotłowni na olej.

Województwo dolnośląskie przygotowuje się do wykorzystywania odnawialnych źródeł
energetycznych z uwzględnieniem zasad zrównoważonego rozwoju. Opracowane już

6

dokumenty Program Zrównoważonego Rozwoju i Ochrony Środowiska Województwa
Dolnośląskiego oraz Strategia Energetyczna Dolnego Śląska stanowią podstawę podejmowanych
proekologicznych

działań

służących

harmonijnemu,

zrównoważonemu

rozwojowi

gospodarczemu województwa. Odwołanie się do tych dokumentów ma znaczenie przy staraniu
się o środki unijne. Istotna jest również oszczędność wykorzystywania OZE oraz zmniejszenie
materiałochłonności i energochłonności produkcji. Oszczędność zużywania energii to również
prowadzenie działań termomodernizacyjnych w budynkach mieszkalnych i użyteczności
publicznej.

Wykorzystanie OZE na cele energetyczne winno być realizowane w aspekcie ochrony
środowiska, rozwoju gospodarczego z uwzględnieniem warunków fizjograficznych oraz
klimatycznych obszarów wiejskich. Brak polityki pozyskiwania biomasy na terenie gminy/
powiatu spowoduje zwiększanie cen taniego paliwa i nieopłacalność energetycznego
wykorzystywania biomasy.