background image

 

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 

background image

 

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.,   

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 

background image

 

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 

background image

 

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.  
 

background image

 

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  

background image

 

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.