Wierzba energetyczna.

Sposób na biedę?

Spośród nowych - niekopalnych - źródeł energii, wierzba okazuje się - wśród wielu roślin energetycznych - najbardziej obiecującą. Dziś widać już wyraźnie, że z wielu nośników energii odnawialnej, biomasa w ogóle, a biomasa wierzbowa w szczególności staje się bardzo rozwojowym i ekonomicznie efektywnym kierunkiem produkcji rolnej.

ZASTOSOWANIE WIERZB DRZEWIASTYCH

Wierzby drzewiaste pomimo dużego znaczenia jakie odgrywają w zadrzewieniach krajobrazowych są stosunkowo mało znane i ostatnio rzadko stosowane do celów gospodarczych.

Najobszerniej zostały opisane w monografii wydanej przez PAN Instytut Dendrologii w Kórniku koło Poznania w roku 1990. W tej krótkiej ulotce chcielibyśmy Państwu przybliżyć znaczenie i możliwość wykorzystania wierzb drzewiastych do zadrzewień, fitomelioracji, odwodnienia terenu oraz dla potrzeb energetycznych. Wykorzystanie wierzb drzewiastych dla potrzeb energetycznych będzie coraz bardziej popularne i popierane przez władze Polski oraz kraje Unii Europejskiej.

Wierzby drzewiaste możemy stosować w różnego typu zadrzewieniach, zarówno na terenach podmokłych i zalewowych, także na terenach suchych i kamienistych, czy też na terenach podlegających erozji.

Najbardziej typowym zastosowaniem wierzb drzewiastych jest sadzenie ich w miejscach wilgotnych, także w miejscach zalewanych i zatapianych. Wierzby drzewiaste mogą być sadzone w wielu różnych celach. Najważniejsze z nich są następujące cele:

1. Produkcja drewna dla celów gospodarczych i energetycznych;

2. Ochrona brzegów różnych zbiorników wodnych, potoków i rzek oraz rowów;

3. Ochrona brzegów przed falą powodziową, opóźnianie spływu fali powodziowej;

4. Ochrona osad i pól przed wiatrami oraz gruntów rolnych przed erozją;

5. Wzbogacenie i ożywienie krajobrazów;

6. Odwodnienie i osuszanie terenów podmokłych i bagiennych;

7. Baza pokarmowa dla zwierzyny płowej - polepsza jakość poroża;

8. Materiał na faszynę do utrwalania brzegów zbiorników wodnych i rzek;

9. Wykorzystanie kilku gatunków na żywopłoty i żywokoły do ogrodzeń;

10. Oczyszczalnie ścieków komunalnych stosując tzw. "wierzbę ekologiczną";

11. Przemysł famaceutyczny do produkcji salicyny z kory wierzby;

12. Do celów ozdobnych poprzez szczepienie i dobór form ozdobnych;

Wierzby drzewiaste działają jak pompy wodne i dzięki temu mają duże znaczenie fitomelioracyjne w obniżeniach terenu, w depresjach i na polderach. Wierzby drzewiaste wyparowują najwięcej wody spośród drzew liściastych rosnących w naszym kraju. Przykładem tutaj może być wierzba biała Salix alba, której 1 m² liści wyparowywuje 159 litrów wody.

Od dawien dawna stosuje się wierzby drzewiaste do umacniania i utrwalania brzegów zbiorników wodnych oraz potoków i rzek. Dzięki elastyczności pędów, łatwości ukorzeniania i regeneracji wierzby drzewiaste nadają się w sposób szczególny do ochrony gruntów powyżej linii brzegowej przed uderzeniami fal. Wierzby drzewiaste posadzone na brzegach górskich potoków zmniejszają prędkość wody od 18 % do 70 %.

Wierzby drzewiaste stosuje się także w skrajnie trudnych warunkach, jakie występują wokół wielkich zbiorników wodnych, gdzie poziom wody w pobliżu zapory podnosi się w okresie wiosny o 3 - 4 m, a fale osiągają wysokość do 2 m. Wierzba biała i Wierzba krucha mają zastosowanie przy rekultywacji wyeksploatowanych i osuszonych dołów potorfowych. Omawiane wierzby drzewiaste są także pomocne do walki z piaskiem, niesionym przez wody powodziowe. Powodują one często zmniejszenie prędkości wody i szybkie osadzanie piasku. Wierzby drzewiaste można także stosować dla ochrony przed silnymi, słonymi wiatrami w rejonach nadmorskich.

Wierzby drzewiaste z kilku powodów nadają się znakomicie do zakładania pasów wiatrochronnych, gdyż są one odporne na działanie wiatru, łatwo je mnożyć a ich system korzeniowy pomimo, że jest głęboki nie wpływa niekorzystnie na rośliny uprawiane na gruntach rolnych. W wielu krajach są sadzone jako zasłony przeciwwietrzne w celu ochrony sadów.

Wierzby drzewiaste sadzi się także w ramach rekultywacji terenów przemysłowych i w strefach ochronnych wokół fabryk ze względu na odporność na różnego rodzaju zanieczyszczeń środowiska oraz ze względu na ich pionierski charakter na terenach zakwaszonych i na terenach z brakiem wody oraz substancji organicznej. Podobne zastosowanie mogą znaleźć wierzby drzewiaste na silnie toksycznych wysypiskach śmieci.

Reasumując nasza firma działająca od 1993 roku specjalizuje się w produkcji różnych gatunków i odmian wierzb drzewiastych używanych do różnych celów. Posiadamy także dwie sprawdzone odmiany wierzby wiciowej Salix viminalis "gigantea" oraz Salix viminalis "0 82". Obie wierzby cechują się bardzo dużym przyrostem rocznym oraz dużą produkcją masy drzewnej wykorzystywanej do celów energetycznych.

Aktualnie problem hodowli wierzby do celów energetycznych jest mocno nagłaśniany w prasie fachowej oraz w dziennikach ogólnopolskich. Przykładem może być ciekawy artykuł Krystyny Forowicz "Energia - zrównoważony rozwój - pieniądze na wierzbie" opublikowany w "Rzeczpospolitej" w dziale "Człowiek i ekologia " Nr:015/76 z dnia 31-03-2003 roku. Streszczenie artykułu także podamy na naszej stronie internetowej.

Wstęp

Ostatnio temat energii pochodzącej ze źródeł odnawialnych stał się w Polsce bardzo modny. Temat roślin energetycznych, z których można uzyskać energię odnawialną ma ścisły związek z wejściem naszego kraju do Unii Europejskiej od maja 2004 roku. Temat ten budzi zainteresowanie i ogromne emocje wśród rolników i firm z tym związanych.

Pierwsze doświadczenia w produkcji brykietu z trocin i zrębków miały miejsce w USA ponad 30 lat temu. W Europie energią odnawialną zajmowały się różne kraje, a wśród nich: Austria, Dania, Niemcy, Szwecja i inne. Fascynacja energią odnawialną trwa tam od ponad 20 lat. Wybierając dla siebie zamianę konwencjonalnych źródeł energi, z takich jak: węgiel brunatny i kamienny, gaz ziemny i biogaz, olej opałowy, na energię odnawialną z biomasy musimy postawić sobie pytanie czy decyzje o proponowanym rozwiązaniu nie powstały wyłącznie pod wpływem informacji zasłyszanej w mediach. Wdrażanie odpowiedniej i właściwej technologii wytwarzania i przetwórstwa biomasy w gminie, w powiecie rozpoczęte teraz wymaga ogromnej pracy i zaangażowania środków finansowych. Efekt takich działań będzie widoczny po pewnym czasie - najwcześniej po 3-5 latach. Widoczna w ostatnich latach bieda i bezrobocie na wsi zmusza rządzących do poszukiwania i wskazywania produkcji alternatywnych w stosunku do produkcji żywności i paszy dotychczas realizownych w rolnictwie. W ostatnim okresie odbyło się wiele konferencji, seminariów i szkoleń na których informowano o możliwościach uprawy wierzby energetycznej. Powszechne zainteresowanie produkcją paliw z roślin, czyli biopaliw wynika m.in. z:

• możliwości odtwarzania źródeł surowcowych;

• możliwości uaktywnienia gospodarczego terenów wiejskich, prowadzącej do znaczącej redukcji bezrobocia na wsi;

• możliwości ograniczenia emisji trujących substancji do atmosfery, co ma duże znaczenie dla ochrony środowiska;

• możliwości wykorzystania ziem leżących odłogiem;

• możliwości wykorzystania ziem skażonych i osadów ściekowych;

• możliwość wykorzystania biomasy uprawianej na cele energetyczne do uaktywnienia lokalnej społeczności w gminach i w powiatach do działań w zakresie tworzenia nowych wartości na rynku usług i pracy;

I. Wierzba energetyczna - wieloletnie źródło odnawialnej energii

Rodzaj Salix - Wierzba i rodzaj Populus - Topola należą do rodziny Salicaceae. W ocenie różnych autorów znanych jest ponad 300 gatunków wierzb oraz ponad 40 gatunków topoli. W wyniku licznych doświadczeń ustalono, że dla celów energetycznych najlepsze wyniki osiąga wierzba wiciowa Salix viminalis oraz jej liczne krzyżówki. Wierzba ta często znana jest pod nazwą wierzba konopianka. Istnieje także możliwość wykorzystania do celów energetycznych innych wierzb, a wśród nich: Salix rigida, Salix amygdalina, Salix pentandra, Salix dasyclados i innych. Z literatury wynika, że selekcja i przebadanie wielu perspektywicznych form jest największe w odniesieniu do wierzby wiciowej Salix viminalis, a znacznie mniejsze w odniesieniu do pozostałych gatunków. Wybrane formy lub odmiany wierzby, w hodowli nazywane "klonami" powinny pochodzić z pewnego źródła oraz muszą spełniać następujące oczekiwania plantatora:

• możliwość łatwego rozmnażania wegetatywnego;

• możliwość szybkiego wzrostu i dużej produkcji w sezonie wegetacyjnym;

• możliwość szybkiej odbudowy karpy po wycince pędów dla celów energetycznych;

• możliwość produkcji przez dłuższe okresy do 20 - 30 lat - bez konieczności ponownego zakładania nowych plantacji;

• mieć dużą odporność na choroby i szkodniki owadzie oraz na warunki klimatyczne, głównie: mróz i przymrozki;

• mieć dużą plastyczność w odniesieniu do gleby - produkcja na glebach rolnych, pdmokłych, a także na osadach ściekowych;

• mieć dobrą produktywność i wydajność oraz wysoką jakość drewna dla celów energetycznych;

W toku wieloletnich badań nad wierzbą wiciową Salix viminalis wyodrębniono kilka "klonów" charakteryzujących się dobrymi osiągami potrzebnymi dla celów energetycznych. Wg badań Stefana Szczukowskiego i Janusza Budnego z Uniwersytetu Warmińsko-Mazurskiego w Olsztynie najbardziej przydatnymi i znanymi "klonami" są m.in.:

• Salix viminalis 082 - Plon świeżej biomasy ton/ha - rośliny dwuletnie: 74,13 / rośliny trzyletnie: 144,48

• Salix viminalis var. gigantea - Plon świeżej biomasy ton/ha - rośliny dwuletnie: 60,30 / rośliny trzyletnie: 114,28

• Salix viminalis 052 - Plon świeżej biomasy ton/ ha - rośliny dwuletnie: 70,30 / rośliny trzyletnie: 126,21

• Salix viminalis 051 - Plon świeżej biomasy ton/ha - rośliny dwuletnie: 59,98 / rośliny trzyletnie: 107,44

• Salix viminalis "Piaskówka" - Plon świeżej biomasy ton/ha - rośliny dwuletnie: 52,34 / rośliny trzyletnie: 102,03

Z własnych badań popartych wieloletnią praktyką wynika, że także dużą produkcję biomasy dają testowane "klony" sprowadzone z Danii. Czteroletnie badania wykazały, że plon świeżej biomasy w ton/ha wynosi - rośliny dwuletnie: 76,15 i waha się od 62,52 do 86,12 / rośliny trzyletnie: 146,22 i waha się od 147,15 do 148,18. Uzyskiwana wydajność jest zależna od ilości wysadzonych sadzonek, tzn mniejsza jeżeli wysadzono 20.000 sztuk i większa jeżeli wysadzono 60.000 sztuk.

II. Celowość zakładania plantacji roślin energetycznych

W oparciu o opracowanie dr inż. Sławomira Niecko i mgr inż. Jerzego Romanowskiego w artykule, pt. "Działania AWRSP OT Gdańsk w zakresie wykorzystania odnawialnych źródeł energii" celowość zakładania plantacji energetycznych wynika z następujących przesłanek:

• duża gęstość (koncentracja energii);

• bardzo niska zawartość w spalinach dwutlenku siarki i innych substancji szkodliwych;

• niska zawartość popiołu;

• produkcja bez udziału lepiszcza bez żadnych szkodliwych substancji;

• możliwość zastosowania w różnych typach kotłów i kominków;

• źródło w pełni odnawialne;

• korzystna alternatywa dla węgla;

• stosowanie pozwala obniżyć tzw."niską emisję";

• najmniejszy koszt wytworzenia jednostki energii cieplnej w porównaniu z innymi paliwami;

• brak opłat dla podmiotów gospodarczych za emisję zanieczyszczeń do powietrza;

• umożliwia szybki rozwój technologiczny i wzrost podaży wysokosprawnych kotłów do spalania biomasy i kominków grzewczych;

• eliminuje konieczność wydatków na wzrastające ceny drewna opałowego, paliw kopalnych i oleju opałowego;

• ogranicza stały wzrost opłat za emisję zanieczyszczeń do powietrza oraz składowanie popiołów;

• stwarza możliwość zagospodarowania gruntów wyłączonych z tradycyjnej produkcji rolniczej oraz gruntów marginalnych;

• stawarza możliwość tworzenia na obszarach wiejskich dodatkowych miejsc pracy.

Zachęcanie rolników do produkcji wierzby energetycznej ma sens wówczas, kiedy będzie gwarancja jej sprzedaży po cenach co najmniej równoważnych do cen innych upraw rolnych. Wydaje się, że gwarancją jest ciągły rozwój energetyki odnawialnej oraz poparcie tych działań przez organy rządowe, samorządowe i przez Unię Europejską.

III. Technologia uprawy wierzby energetycznej

Wierzbę wiciową - Salix viminalis można uprawiać na wielu różnych typach gleb. Gatunek ten cechuje się dużą plastycznością i znosi gleby o pH od 4,5 do 7,6 - odczyn wyższy niż 7,6 jest źle tolerowany. W odniesieniu do gleb rolniczych najkorzystniejszymi są gleby klasy: III, IV i V oraz tereny podmokłe. Projektując zakładanie uprawy wierzby wiciowej Salix viminalis koniecznym jest dobranie odpowiedniego genetycznie "klonu", który da maksymalną produkcję w krótkim czasie. Wierzbę wiciową Salix viminalis rozmnaża się wegetatywnie za pomocą sztobrów (zrzezów), tj. odcinków pędów sprawdzonych genetycznie "klonów". Sztober wg norm branżowych powinien mieć długość 23 cm oraz grubość od 0,7 - 1,5 cm. Nasza firma przygotowuje sztobry w dwóch klasach wg normy: BN-67/9123-02:

 kl. I o długości 23 cm - pakowane w wiązki po 50 sztuk i później w worki po 2.500 sztuk w cenie 0,20 zł/szt + 3%Vat;

 kl. II o długości 20 cm - pakowane w wiązki po 50 sztuk i później w worki po 2.500 sztuk w cenie 0,15 zł/szt + 3 % Vat;

 inne o długościach i grubości uzgodnionej z kupującym po wcześniejszym ustaleniu ceny za 1 sztukę;
Sztobry w górnej części są znakowane farbą ochronną ze środkami grzybobójczymi. Sprzedaż sztobrów prowadzimy od listopada do maja. Produkowane przez nas sztobry przechowywane są w warunkach kontrolowanych (chłodnie, zimne doły - lodownie). Technologia uprawy gleby podobna jest do technik stosowanych w rolnictwie. Przy zakładaniu plantacji wierzby energetycznej musimy pamiętać o prawidłowym wykonaniu następujących etapów prac:

1. Przygotowanie gleby - konieczne zabiegi

Przystępując do przygotowania gleby szczególną uwagę należy zwrócić na:

• terminowe odchwaszczenie gleby: może być chemiczne lub mechaniczne, zastosować Randoup - dawka 3 l/300 l wody/ha;

• sprawdzenie i dostosowanie składników pokarmowych i pH gleby dla potrzeb uprawy wierzby;

• wykonanie prawidłowej uprawy gleby poprzez: talerzowanie, bronowanie, koszenie i zebranie chwastów, oprysk herbicydami i oprysk przeciwko pędrakom;

Przygotowując glebę musimy wiedzieć, że:

• szczególnie ważnym jest: dobra upraw gleby, pulchność gleby, korzystne pH;

• najkorzystniejszym przygotowaniem gleby jest wykonanie tych prac jesienią;

• trzeba pamiętać, że największym żagrożeniem dla uprawy są chwasty wieloletnie i pędraki;

• ważną czynnością jest nawożenie przed sadzeniem sztobrów w dawce: do 20 kg azotu, 18 kg fosforu i 20 kg potasu;

2. Przygotowanie sadzonek i sadzenie - dobór materiału do nasadzeń

• szczególnie ważne jest pozyskanie lub zakup materiału zdrowego i dostosowanego do gleby;

• trzeba pamiętać, że zakupione lub pozyskane sztobry wymagają ochrony przed wysuszeniem, trzymać w piwnicy lub chłodni;

• zbiór pędów na sadzonki powinien być wykonany od drugiej połowy listopada do pierwszej marca;

• pozyskane sztobry muszą być oznakowane w górnej części, aby ułatwić sadzenie oraz kolorami różne "klony" wierzby;

3. Sadzenie - metodyka i sposób sadzenia

• wierzbę wiciową Salix viminalis w zależności od celu produkcji: na opał, na płytki do produkcji płyt wiórowych, do produkcji metanolu, sadzimy w ilości od 20.000 do 60.000 sztuk;

• w celu zachowania możliwości przejazdu ciągnikiem odstęp pomiędzy rzędami powinien wynosić 70 cm;

• stosowane w rolnictwie przedłużki do wyznaczenia redlin stosowane do uprawy ziemniaków mają podobny rozstaw;

• rzędy trzeba wyznaczać prostopadle do drogi dojazdowej, tak aby nie niszczyć roślin;

• lepsze wyniki można uzyskać poprzez moczenie sztobrów od 24 do 48 godzin przed sadzeniem;

• sadzenie może być wykonane ręcznie lub sadzarkami, szacuje się, że 1 pracownik może posadzić do 10 ar, a cztery osoby sadzarką 1 ha w ciągu 10 godzin, przy czym muszą być dwie grupy pracowników;

• udatność uzyskiwana jest na poziomie 80-95 %, zależy od dokładności sadzenia i przechowywania sztobrów;

• mechanizację prac ułatwia wprowadzenie ścieżek technologicznych. Jan Wiesław Dubas i inni podają, że najkorzystniejsze jest sadzenie co 70 cm, tzn na pasie roboczym 12 metrów założyć 17 rzędów oraz sadzić co 45 - 48 cm w rzędzie, później ścieżka technologiczna dla ciągnika 280 cm oraz ponownie 17 rzędów, ścieżka technologiczna 280 cm itd;

• inne warianty nasadzeń:
  >> rząd od rzędu 100 cm, sadzenie co 50 cm - ilość sztobrów: 20.000 sztuk/ha, co 33 cm - ilość sztobrów 30.000 szt/ha;
  >> rząd od rzędu 90 cm, sadzenie co 50 cm - ilość sztobrów: 22.200 sztuk/ha, co 33 cm - ilość sztobrów 33.300 szt/ha;
  >> rząd od rzędu 80 cm, sadzenie co 50 cm - ilość sztobrów: 25.000 sztuk/ha, co 33 cm - ilość sztobrów 37.500 szt/ha;

4. Prace pielęgnacyjne i ochronne:

Przy wykonaniu tych prac trzeba pamiętać, że posadzona wierzba wiciowa Salix viminalis musi się dobrze ukorzenić i nie lubi w tym okresie nadmiaru chwastów. Charakterystyczną cechą tego okresu uprawy jest szybki i dynamiczny wzrost chwastów oraz powolny wzrost wierzby, dlatego trzeba:

• ograniczyć przyrost chwastów mechanicznie przez motyczenie lub chemicznie poprzez oprysk;

• możliwości chemicznego zwalczania chwastów po założeniu uprawy są ograniczone, można stosować:
  >> do zwalczania perzu i trawy: Targa Super 5 EC - 4 l/300 l wody/ha, Fusilade Super EC - 1,5 l / 300 l wody/ ha
  >> do zwalczania rumianku, rumianu i pokrzywy: Lontrel 300 - 0,6 do 0,8 l/300 l wody/ha;
  Po opadnięciu liści na plantacji wierzby wiciowej Salix viminalis można stosować inne środki mniej selektywne, tylko po konsultacji ze specjalistami - ważne!!!
  >> Azotop dawka 2 - 4 kg/300 l wody/ha stosuje się przeciwko chwastom dwuliściennym wiosną przed puszczeniem liści wierzby;
  >> Bladex 50 WP, Bladex 500 SC dawka 3 - 5 kg/300 l wody/ha stosuje się przeciwko chwastom dwuliściennym zimą i wiosną przed puszczeniem liści wierzby;
  >> Casaron (granulat) - dawka 40 - 60 kg/ 300 l wody/ ha lub równomiernie na powierzchnię zimą (ważne)

Przy pielęgnacji w drugim i trzecim roku produkcji jest znacznie mniej chwastów, można ograniczyć się do stosowania herbicydów podanych wyżej.
Nawożenie w drugim roku zwiększamy do dawki: N P K 90 : 30 : 80 kg/ha
Nawożenie w trzecim roku zwiększamy do dawki: N P K 80 : 30 : 80 kg/ha
Przyjmuje się generalnie, że do wyprodukowania 10 ton suchej masy wierzby potrzeba: 60 kg/ha azotu, 8 kg/ha fosforu oraz 43 kg/ha potasu.
W nawożeniu można wykorzystać osady ściekowe, ale trzeba pamiętać o pH oraz o zawartości azotu, fosforu i potasu oraz pierwiastków metali ciężkich. - prace z zakresu ochrony: najczęściej występującymi chorobami na plantacjach wierzby to choroby grzybowe, a wśród nich: Melampsora sp - rdza liściowa wierzby, Pseudomonas salicyperda - bakteryjne więdnięcie pędów, Venturia salicyperda - parch wierzby, Glomerella cingulata - antraknoza. Wymienione choroby nie są groźne w skali gospodarczej, lokalnie można je zlikwidować przy użyciu Dithane i Captanu z dodatkiem Miedzianu.
Ważnieszymi szkodnikami wierzby są: Phyllodecta vittellinae - jątrewka wiklinówka, Phyllobius oblongus - naliściak pączkojad, Chlorophanus viridis - zieleńczyk zielony, Melasoma saliceti - rynnica wierzbowa, Earias chlorana - niekreślanka wierzbówka, Pontania viminalis - naroślarz wiklinowiec, Pterocomma salicis - mszyca wierzbowa oraz Cavariella aegopodii - mszyca wierzbowo-marchiowa. W przypadku konieczności zwalczania większość tych szkodników można zniszczyć przy użyciu Karate.

5. Zbiór biomasy

Zbioru biomasy wyprodukowanej wierzby wiciowej Salix viminalis lub innych gatunków dokonuje się po zakończeniu okresu wegetacji, które w warunkach Polski następuje około 15 listopada i trwa do drugiej połowy marca. Uwagi:

• pędy po pierwszym roku muszą być scięte na wysokości 5 - 10 cm, ścięcie powoduje rozrost i zwiększenie ilości pędów;

• ścinki pędów dokonujemy ręcznie lub mechanicznie;

• produkcja masy drzewnej na jednej plantacji może się odbywać do 25 - 30 lat;

• wycięte pędy można przechowywać w stertach lub pryzmach, musi być dobry dojazd w warunkach zimowych;

• stosując maszyny ścinamy i zrębkujemy pędy na przyczepy podobne do przyczep do przewozu kukurydzy;

• przy ścince można wykorzystać pilarki spalinowe - wówczas ręcznie wykonujemy snopki wierzbowe;

IV. Plon suchej masy oraz niektóre wartości energetyczne i chemiczne drewna wierzbowego

Dane wg badań na UW-M w Olsztynie - Szczukowski Stefan i Budny Janusz ( WODR - Olsztyn - 2003)

• zbiór w cyklu jednorocznym stosuje się przy bardzo gęstych nasadzeniach w ilości 60.000 sztuk/ha; Plon s.m. wynosi przeciętnie 14,81 tony/ha/rok (waha się od 12,82 - 20.000 sztuk/ha sztobrów do 16,71 - 60.000 sztuk/ha sztobrów)

• zbiór w cyklu dwurocznym i trzyletnim stosuje się przy nasadzeniach 20.000 - 40.000 sztuk/ha; Plon s.m. wynosi przeciętnie w cyklu dwuletnim 16,07 tony/ha/rok (waha się od 14,50 - 20.000 szt/ha sztobrów do 17,65 - 60.000 szt/ha sztobrów) oraz przeciętnie w cyklu trzyletnim 21,47 tony/ha/rok (waha się od 21,47 - 20.000 szt/ha sztobrów do 21,40 - 60.000 szt/ha sztobrów)

• zawartość wody w drewnie - wartość kaloryczna do zawartości popiołu: cykl 1-roczny - 53,15%, cykl 2-letni - 50,14%, cykl 3-letni - 45,98 %

• zawartość kaloryczna drewna: cykl 1-roczny - 18,56 MJ x kg-1 s.m., cykl 2-letni - 19,25 MJ x kg^-1 s.m., cykl 3-letni - 19,56 MJ x kg^-1 s.m.

• zawartość popiołu: przeciętnie: 1,51 %, w tym cykl co 1-rok - 1,89 %; cykl co 2-lata - 1,37 %; cykl co 3-lata - 1,28 %

• zawartość celulozy: przeciętnie 49,84% s.m., w tym cykl co 1-rok - 45,58% s.m., cykl co 2-lata - 48,02 % s.m., cykl co 3-lata - 55,94 % s.m.;

• zawartość ligniny: przeciętnie: 13,24 % s.m., w tym cykl co 1-rok - 13,34 % s.m., cykl co 2-lata - 12,58 % s.m., cykl co 3-lata - 13,79 % s.m.;

• zawartość hemicelulozy: przeciętnie: 13,86 % s.m., w tym: cykl co 1-rok - 13,53% s.m., cykl co 2-lata - 13,39 % s.m., cykl co 3-lata - 13,96 % s.m.;

• efektywność energetyczna upraw wierzbowych:
  >> nakłady energetyczne na uprawę roślin wierzby: w cyklu 1-rok - 12,19 GJ/ha, w cyklu 2-letnim - 18,40 GJ/ha, w cyklu 3-letnim - 30,10 GJ/ha;
  >> plon suchej masy z ha: w cyklu 1-rok - 14,81 ton/ha, w cyklu 2-letnim - 32,13 ton/ha, w cyklu 3-letnim - 64,42 ton/ha;
  >> energetyczność produkcji zrębków: w cyklu 1-rok - 0,83 GJ/t s.m., w cyklu 2- letnim - 0,57 GJ/t s.m., w cyklu 3-letnim 0,47 GJ/t s.m.;
  >> wartość energetyczna plonu: w cyklu 1-rok - 274 GJ/ha, w cyklu 2 - letnim - 618,44 GJ/ha, w cyklu 3-letnim - 1.261,69 GJ/ha;
  >> efektywność energetyczna: w cyklu 1- rok - 22,49 , w cyklu 2 - letnim - 33,57, w cyklu 3 - letnim - 41,99

[wartość energetyczna jest wyrażona stosunkiem wartości energetycznej plonu do nakładów energetycznych poniesionych na uprawę] dla porównania efektywność energetyczna uprawy rzepaku wynosi 3,53 oraz pszenicy ozimej 3,56 do 4,98;

V. Opłacalność uprawy wierzby energetycznej

Temat opłacalności uprawy wierzby energetycznej został omówiony w kilku różnych opracowaniach i tak wg Szczukowskiego Stefana i Budnego Janusza w opracowaniu "Wierzba krzewiasta - roślina energetyczna" opłacalność produkcji wierzby przy obsadzie 40.000 sztuk/ha wynosi:

Pozycja	Cykl 1-roczny	Cykl 2-letni	Cykl 3-letni
Koszt produkcji	1191,9 zł/ha	2556,9 zł/ha	4279,9 zł/ha
Plon biomasy	31,82 ton/ha	63,50 ton/ha	120,66 ton/ha
Koszt produkcji 1 tony w złotych	37,46 zł	40,27 zł	35,47 zł
Cena za 1 tonę zrębków [ rok 2002 ]	80 zł/tonę	80 zł/tonę	80 zł/tonę
Zysk z 1 tony w złotych	42,54 zł	39,73 zł	44,53 zł
Zysk z 1 ha w złotych	1.353,60 zł	2.523,10 zł	5.372,90 zł
Zysk z 1 ha/rok w złotych	1.353,60 zł	1.261,50 zł	1.790,90 zł

Jesteśmy producentami sadzonek wierzby krzewiastej
(salix viminalis) przeznaczanej do celów energetycznych.

Wierzba krzewiasta Salix Viminalis jest rośliną wieloletnią , rosnąca na prawie każdym gruncie doskonale zaadoptowaną do naszych warunków klimatycznych i glebowych idealnie nadają się do tego celu grunty leżące odłogiem z przyczyn ekonomicznych. Z wyjątkiem szczególnej troski w 
I-szym roku o niezachwaszczenie plantacji nie wymaga prawie żadnych zabiegów agrotechnicznych w trakcie dalszej uprawy. Posiada niespotykane przyrosty masy drewna w cyklu rocznym , ok.14-krotnie większe niż las rosnący w stanie naturalnym.Wartość energetyczna wierzby krzewiastej jest porównywalna z miałem węglowym , co przy jej całkowicie ekologicznych parametrach procesu spalania oraz możliwej przemysłowej , odnawialnej produkcji czyni ją paliwem przyszłości.Średni , jednoroczny zbiór biomasy z plantacji przemysłowej pozyskany ze specjalnych , wyselekcjonowanych odmian wierzby krzewiastej Salix Viminalis wynosi od 30 do 40 ton / ha .

 

Wartość opałowa

Paliwo	Wartość kaloryczna	Koszt jednostki ciepła przy zakupie paliwa
	GJ/t lub GJ/1m^3	zł/t lub zł/1m^3	zł/GJ
Olej opałowy	43,0	1490,00	34,65
Gaz ziemny  GZ 50	38,0	1003,00	26,39
Węgiel kamienny	26,0	392,78	15,71
Miał węglowy	21,0	229,60	10,93
Wierzba krzewiasta (sucha masa s.m.)	19,36	160,00	8,26

UPRAWA ORAZ PRODUKTYWNOŚĆ WIERZB ENERGETYCZNYCH NA GRUNTACH ROLNICZYCH

Wstęp
Charakterystyka botaniczna rośliny
Wymagania klimatyczno-glebowe
Wybór i przygotowanie stanowiska
Dobór gatunków
Sadzenie
Pielęgnacja i nawożenie roślin
Produktywność roślin
Zbiór roślin
Zastosowanie
Znaczenie gospodarcze

Wstęp

Z prognoz zmian intensywności wykorzystania rolniczej przestrzeni produkcyjnej wynika, iż polskie rolnictwo stanowić będzie w coraz szerszym zakresie źródło surowców dla przemysłu i lokalnej energetyki. Pewną alternatywą są szybko rosnące krzewiaste wierzby, których biomasa m oże być wykorzystana do chemicznego przetwórstwa (celuloza, metanol) oraz jako odnawialne, ekologiczne paliwo.

Uprawa wierzb krzewiastych na plantacjach polowych może dać rolnikom wiele korzyści ze względu na:

• niskie nakłady pracy;

• niską energochłonność uprawy (małe zapotrzebowanie na nawozy i pestycydy);

• wysoką produktywność;

• możliwość wykorzystania dużych powierzchni gleb do uprawy;

• możliwość zastosowania standardowych maszyn do uprawy gleby, sadzenia i z drobnymi adaptacjami do zbioru biomasy;

• nieograniczony rynek (przyszłościowo);

• bezpieczna uprawa dla środowiska (integracja celów społecznych: rolnictwa i środowiska).

Charakterystyka botaniczna rośliny

Rodzaj wierzba (Salix L):

• należy do rodziny wierzbowatych (Salicaceae);

• obejmuje ponad 300 gatunków;

• występuje jako drzewa, krzewy i krzewinki.

Krzewiaste gatunki wierzby, tworzące długie elastyczne pędy,nazywane wikliną.

W zależności od tempa wzrostu i innych cech mogą one być wykorzystywane na różne cele.

W praktyce istotne znaczenie ma wierzba konopianka (Salix viminalis). Wykorzystywana jest bardzo często na cele koszykarskie. Jednak w ostatnich latach szybko rosnące formy, mające wysoki potencjał produkcyjny biomasy, coraz szerzej wykorzystywane są na cele energetyczne.

OGÓLNA CHARAKTERYSTYKA ROŚLINY

Wierzba jest rośliną:

• dwupienną;

• owadopylną.

Liście:

• pojedyńcze;

• całkowite;

• ułożone najczęściej skrętolegle;

• pierzasto unerwione;

• blaszki liściowe mają zróżnicowane kształty(od okrągłych do równowąskich, o brzegach całych lub ząbkowanych.

Kwiaty:

• zebrane w kwiatostany, zwane są kotkami;

• są one cienkie, walcowate, krótko osadzone;

• rozwijają się wczesną wiosną, przed rozwojem liści lub rzadziej równocześnie z liśćmi;

Dzięki obecności pączków wzrostowych na korzeniach, w strefie przyłodygowej, gatunki z rodziny Salix mają zdolność wytwarzania nowych pędów w kolejnych okresach wegetacji.

W tej prezentacji używane określenia "wierzba" i "wiklina" są synonimami i dotyczą szybko rosnących form należących do gatunku Salix Viminalis, wykorzystywanych na cele energetyczne.

Wymagania klimatyczno-glebowe

Z opracowanej przez Światową Organizację Meteorologiczną (WNO) komputerowej prognozy wzrostu i produktywności wierzb krzewiastych na plantacjach polowych wynika, że w Polsce istnieją korzystne warunki do produkcji drewna z wierzb. W analizie tej przyjęto średnio 210 dni okresu wegetacyjnego w Gdańsku i 215 dni w Krakowie. Suma opadów w Polsce wynosi średnio od 500 do 700mm. Na podstawie tej symulacji ustalono, że średnia produktywność wierzb krzewiastych w warunkach polskich może wynieść ok.14 ton suchej masy drewna z 1 ha w ciągu roku.

Plantacje wierzby energetycznej mogą być lokalizowane w rejonach, w których gleby od marca do końca października są dostatecznie uwilgotnione.

Wiklina reaguje szczególnie wyraźnie na przebieg warunków atmosferycznych od połowy czerwca do końca sierpnia (w tym okresie przypada maksymalny przyrost masy roślinnej). Opady i umiarkowanie wysoka temperatura w tym okresie wpływają na wysokość plonów prętów wikliny. Susza powoduje spadek plonowanie nawet o 50%. Jest ona szczególnie niebezpieczna w okresie przyjmowania się zrzezów. Oprócz wody dostarczonej z opadów deszczu, duże znaczenie dla wikliny ma wilgoć nagromadzona w glebie po zimie oraz odpowiedni poziom wody gruntowej.

Zalecane rodzaje gruntów pod uprawę wierzb z rodziny salix viminalis to:

• grunty użytkowane rolniczo (płużnie) o klasach bonitacji III do IV;

• gleby aluwialne napływowe oraz mady;

• gleby nadmiernie wilgotne, ale nie zabagnione (obecnie wykorzystywane jako użytki zielone);

• grunty niższych klas bonitacji (V), pod warunkiem ich nawadniania i nawożenia np. osadami ściekowymi;

• gleby zanieczyszczone przez przemysł np. metalami ciężkimi.

Wybór i przygotowanie stanowiska

Przed założeniem plantacji należy uwzględnić:

- właściwe jej rozplanowanie w terenie, które umożliwi zmechanizowanie prac polowych tj.

• sadzenie;

• nawożenie;

• pielęgnacja;

• zbiór.
  - wydzielenie dróg technologicznych i miejsc na uwrocia sprzętu zmechanizowanego;
  - istniejące przeszkody naturalne , jak na przykład linie wysokiego napięcia ( trzyletnie rośliny osiągają 5-6 m wysokości);
  - wykonanie analizy glebowej tj.

• ustalenie zasobności gleby i wielkości potrzebnego nawożenia mineralnego;

• odczyn gleby (pH) powinien być zawarty w granicach 5,5 ? 7,5.

Przygotowanie stanowiska pod przyszłą plantację wierzb krzewiastych powinno rozpocząć się w roku poprzedzającym sadzenie. Gleba pod polową plantację energetyczną powinna być przygotowana tak jak pod inne rośliny rolnicze: zboże, rzepak, czy okopowe.

W zależności od poziomu kultury rolnej i od przedplonu, najczęściej powinny być wykonane następujące zabiegi:

• odchwaszczenie;

• dostosowanie składników pokarmowych gleby do potrzeb wierzby;

• prawidłowe uprawienie gleby.

Bardzo ważnym jest sadzenie wierzby w odchwaszczonej glebie, ponieważ walka po posadzeniu jest utrudniona i bardzo kosztowna.

Jeżeli przeznaczona pod wierzbę glebę była odłogowana lub są to użytki zielone, najczęściej stosuje się następujące zabiegi:

• koszenie i zebranie chwastów;

• na chwasty szczególnie wieloletnie jak: perz, ostrożeń czy powój należy zastosować Roundup w dawce 4-8 litrów na hektar;

• talerzowanie;

• bronowanie;

• głęboka orka przed zimą.

Bardzo ważny zabiegiem jest zimowa głęboka orka przy użyciu pługa z przedpłużnikiem na głębokość nie mniejszą niż 35-40 cm. Orka ta miesza wysiane wcześniej nawozy fosforowo- potasowe z warstwą orną gleby.

Dobór gatunków

Do uprawy na plantacjach energetycznych wykorzystywane są różne gatunki szybko rosnących wierzb krzewiastych:

• salix viminalis;

• salix amigdalina;

• salix dacyclados;

• etc.

Najodpowiedniejszymi do uprawy w Polsce są różne formy z gatunku Salix viminalis - wierzba konopianka i jej wewnątrz i między gatunkowe krzyżówki.

Klony wykorzystywane do zakładania plantacji energetycznych powinny charakteryzować się między innymi:

• intensywnym wzrostem roślin;

• szybkim odrostem pędów po zbiorze;

• odpornością na choroby i szkodniki;

• dobrą mrozoodpornością;

• korzystną morfologią pędów;

• dobrą jakością drewna;

• rozmnażać się wegetatywnie.

Najodpowiedniejsze formy wg. Katedry Hodowli Roślin i Nasiennictwa Uniwersytetu Warmińsko-Mazurskiego w Olsztynie zostały przedstawione w tabeli.

Nazwa klonu	Numer klonu w kolekcji UWM
Salix viminalis x S. dasyclados ssp. Baltica	1001
Salix viminalis selecta x S. americana	1019
Salix viminalis HS 7/55 klon 22	1023
Salix viminalis x S. viminalis lanceolata	1033
Salix viminalis cul. Piaskówka	1040
Salix viminalis x S. amigdalina	1046
Salix viminalis var. gigantea	1047
Salix viminalis var. regalis	1048
Salix viminalis 082	1054

Przy doborze klonów zwracać należy uwagę min. na:

• rodzaj gleby;M

• przeznaczenie surowca wierzbowego;

• częstość zbiorów surowca wierzbowego;

• warunki fizjograficzne upraw wierzby;

• poziom wód gruntowych;

• nasłonecznienie;

• długość okresu wegetacyjnego;

• itp.

Dobór odpowiednich klonów wierzby Salix viminalis do warunków jej uprawy gwarantuje wysokie plony.

Sadzenie

Sadzenie odbywa się:

• wczesną wiosną i wówczas sadzenie powinno odbywać się tak wcześnie jak to jest tylko możliwe;

• jesienią, po zakończeniu okresu wegetacji, kiedy uwilgotnienie gleby jest bardzo dobre. Przed sadzeniem wiosennym pole powinno być całkowicie przygotowane jesienią.

Wierzbę rozmnaża się wegetatywnie za pomocą zrzezów (sztobrów, sadzonek) tzn. kawałków pociętego pędu, które po wysadzeniu do gleby ukorzeniają się, tworząc nowe rośliny.

Materiałem nasadzeniowym są zrzezy (sztobry), charakteryzujące się:

• długość 20-25cm;

• grubość od 5 do 15mm;

• najlepiej sadzonki wykonane z odrostów jednorocznych lub dwuletnich.

Wcześniej przygotowane sadzonki powinny być przechowywane w chłodni w temperaturze ok. 4oC w warunkach dużej wilgotności. Na 4 dni przed sadzeniem zrzezy wyjmuje się z chłodni (lub zimnej piwnicy) po czym korzystnie jest umieścić je w wodzie (unikając całkowitego zanurzenia) na okres 2-3 dni w celu pobudzenia ich wzrostu.

Sadzonki powinny znajdować się jak najbliżej miejsca sadzenia i muszą być zabezpieczone przed nasłonecznieniem i działaniem silnego wiatru, ponieważ ograniczy to ich wysuszanie.

Gęstość sadzenia uzależniona jest następujących czynników:

• wielkość i przeznaczenie plantacji (plantacja mateczna, zbiór na biomasę;)

• rozstawu kół maszyn rolniczych, zwłaszcza ciągników i maszyn towarzyszących przy sadzeniu, pielęgnacji oraz zbiorze z plantacji;

• cykl pozyskiwania biomasy ( co roku, co dwa lata lub co trzy lata).

W warunkach Polski wysadza się od 20 do 60 tys. sadzonek na 1 hektar.

Najczęściej jest to 40 tys. sztuk sadzonek na jeden hektar w rozstawie 0,75m międzyrzędzia i 0,33m odległości w rzędzie. Zrzezy sadzi się równo z glebą lub ich wierzchołki mogą wystawać 1-3 cm nad powierzchnię.

W Szwecji sadzi się zrzezy w równoległych rzędach. Odległość między rzędami wynosi 0,75 m, następnie 1,25 m, znów dwa rzędy w odległości 0,75 m, odstęp 1,25 m itd. (sadzenie pasowe). Odległość między zrzezami w rzędzie wynosi 0,50 m, co daje obsadę około 15 000 zrzezów na hektar (przy powyższym sposobie sadzenia zakłada się zbiór roślin w cyklach 3-letnich).

Przy sadzeniu należy pamiętać o biegunowości sadzonek. Posadzenie niezgodne z właściwym kierunkiem wzrostu opóźnia rozpoczęcie wegetacji o około 3 tygodnie.Wierzbę sadzić można ręcznie lub maszynowo.

Pielęgnacja i nawożenie roślin

PIELĘGNACJA

W pierwszym roku plantacja wierzby krzewiastej jest narażona na dużą konkurencję ze strony chwastów, dlatego zwalczanie ich w pierwszym roku wegetacji roślin jest podstawowym zbiegiem uprawowym.

Duże zachwaszczenie plantacji wierzb krzewiastych w pierwszym roku jest najczęstszą przyczyną niepowodzenia uprawy tego gatunku w kolejnych latach!

Po zasadzeniu zrzezów (zanim zaczną rozwijać się pędy, 1-3 dni po sadzeniu) należy zastosować herbicydy doglebowe:

Nazwa środka	Dawka środka w kg/ha
Azotop	1,5-2,5
Bladex 50 WP	2,0-5,0
Bladex 500S.C.	3,0-4,0

Jeśli chemiczna walka z chwastami nie daje zadawalających wyników i wystąpi zachwaszczenie wtórne trzeba zastosować pielęgnację:
- mechaniczną, maszynami do uprawy międzyrzędziowej;
- ręczną.

Bardzo ważne jest, aby mechaniczne zwalczanie chwastów rozpocząć zanim chwasty rozwiną silny system korzeniowy. Najczęściej w okresie wegetacji wymagane jest dwukrotne spulchnienie międzyrzędzi w celu zniszczenia chwastów.

Po zakończeniu pierwszego okresu wegetacji plantacje należy skosić zimą w celu stymulowania wzrostu i rozkrzewienia roślin w następnych latach uprawy (pozyskane pędy nadają się do produkcji zrzezów). Z jednego ha wierzby w pierwszym roku można uzyskać materiał do posadzenia na ok.5-7 ha nowej plantacji.

W dalszych latach użytkowania na dobrze prowadzonej plantacji szybko rosnących wierzb krzewiastych chwasty nie stanowią zagrożenia dla roślin.W okresie wegetacji na chwasty jednoliścienne można stosować nalistne herbicydy selektywne np. Fusilade Super EC, Targa 10 EC, Targa Super 5 EC.

Zarówno w pierwszym roku uprawy jak i po ścięciu wierzba narażona jest na zniszczenie przez zwierzynę łowną. W celu zabezpieczenia przed zgryzaniem części zewnętrzne plantacji o szerokości 7-10m należy spryskiwać repelentem STOP Z w rozcieńczeniu 3 %.

NAWOŻENIE ROŚLIN

Przy ustalaniu wysokości nawozów mineralnych pod wiklinę należy uwzględnić:

• zasobność gleby;

• skład mechaniczny;

• pH gleby;

• przedplon.

Pierwszy rok uprawy

Pierwszy rok traktowany jako faza wstępna. Należy zadbać o właściwy rozwój systemu korzeniowego i rozkrzewienia się roślin.

Należy pobrać próbki glebowe celem określenia zawartości makro i mikroelementów w glebie i uzupełnić braki składników pokarmowych. W tym okresie należy bardzo ostrożnie dawkować nawozy.

Nawożenie mineralne NPK zastosować w proporcji 30:10:30 kg/ha.

Panuje pogląd, że w pierwszym roku po wysadzeniu nawożenie plantacji wikliny na glebach zasobniejszych w składniki mineralne jest w zasadzie zbędne. Dawniej plantacje zakładano przeważnie na oborniku, nie stosując nawożenia mineralnego w pierwszym roku uprawy. Obecnie zaleca się stosowanie nawozów zielonych (głównie mieszanek roślin strączkowych ) uprawianych jako przedplon.

Zarówno do przygotowania gleby przed sadzeniem, jak i w dalszych latach dobrym nawozem może być osad ściekowy. Zawsze jednak należy stosować osad o badanym składzie, który jest dopuszczalny do zastosowania w rolnictwie.

Po pierwszym roku uprawy pędy powinny być wycięte w okresie zimowym, co będzie stymulowało rozkrzewienie roślin w drugim i następnych latach wegetacji.

Drugi rok uprawy

W drugim roku rośliny należy nawozić intensywnie NPK odpowiednio 80:30:80 kg/ha.W tym czasie składniki pokarmowe pobierane z gleby są wykorzystywane przez rośliny do tworzenia dużej liczby pędów, liści i korzeni.

Trzeci i dalsze lat uprawy

Nawozy NPK zastosować w ilości 80:30:80 kg/ha. Po opadnięciu liści i uformowaniu się warstwy ściółki, zapotrzebowanie na nawożenie mineralne jest nieco niższe, ponieważ część składników pokarmowych roślin przyswajają z rozkładającej się biomasy liści.

Produktywność wierzby krzewiastej

W pierwszy roku po wysadzeniu:

• zrzezy ukorzeniają się;

• wytwarzają 1-3 pędy nadziemne;

• pędy osiągają wysokość od 1 do 2,5m wysokości;

• grubość pędów 7-13mm.

W drugim roku uprawy:

• rośliny wytwarzają nieporównywalnie od pierwszego większą liczbę pędów (od kilku do kilkunastu ), jest to efekt ścięcia roślin po pierwszym okresie wegetacji;

• wysokość roślin 2,6-3,0m

• średnia grubość pędów 13mm

W trzecim roku uprawy (pędy dwuletnie na trzy letniej karpie):

• rośliny uzyskały wysokość 3,3- 4,5m

• średnia grubość pędów 20mm

Wysokość trzyletnich pędów na czteroletniej karpie wahała się od 5,5 do 6,0m, a średnia grubość pędu wynosiła 30mm.

Plon suchej masy drewna wierzby w jednym z badań wyniósł średnio 17,5 t/ha/rok.

Plon drewna wzrastał wraz z opóźnianiem terminu zbioru. Najwyższy był on przy zbiorze roślin co 3-lata (21,55 t/ha/rok). Plon suchej masy drewna u badanych form był zróżnicowany, najwyższy plon dała Salix viminalis 082 (średnio 21,72 t/ha/rok). Produktywność użytych w doświadczeniu form była najwyższa, gdy zbierano je w cyklu 3-letnim. Plon suchej masy drewna w tej kombinacji zawarty był w przedziale od 18,55t/ha/rok do 26,44t/ha/rok w zależności od klonu.

Pozyskiwanie drewna rozpoczyna się zwykle po dwóch latach uprawy i może odbywać się w cyklach: jednorocznych, dwuletnich lub trzyletnich.

Całkowity okres użytkowania karpy określa się na około 30 lat. Po tym okresie glebę należy rekultywować.

Zbiór wierzby krzewiastej

Do zbioru wierzby krzewiastej w powyższych rotacjach przystępujemy:

• po zakończeniu okresu wegetacji;

• gdy z pędów opadną liście;

• w praktyce przypada to od 15 listopada i trwa do końca marca, czyli do rozpoczęcia przez rośliny nowego okresu wegetacji .

Pędy powinny być ścinane na wysokości 5-10 cm nad powierzchnią gleby.

Na wiosnę niskie karpy wypuszczają nowe pędy, które można eksploatować w powyższych cyklach zbioru. Produkcja na plantacji krzewiastych wierzb może przebiegać bez większych zakłóceń przez okres 20-30 lat.

Zbiór uzależniony jest od dalszego przeznaczenia:
- zbiór na sadzonki;
- zbiór na biomasę.

Do zbioru roślin w cyklach jednorocznych można wykorzystać silosokombajny do zbioru kukurydzy współpracujące z ciągnikami, które rozdrabniają materiał na zrębki (zbiór na biomasę), lub ścinanie przy użyciu sekatorów, pił spalinowych, kosiarek listwowych (zbiór na sadzonki).

Do zbioru roślin w cyklach dwu- lub trzyletnich można użyć kombajnu do zbioru kukurydzy Class Jaguar ze zmodyfikowanym aparatem tnącym. Kombajn ten rozdrabnia pędy na 3-5 cm zrębki, które są następująco wydmuchiwane do pojemnika znajdującego się na kombajnie lub na przyczepę ciągniętą przez ciągnik jadący obok kombajnu (tak jak przy zbiorze kukurydzy).Inne maszyny stosowane do zbioru wierzb krzewiastych ścinają i wiążą całe rośliny w wiązki.Na plantacjach niewielkich obszarowo rośliny szybko rosnących wierzb krzewiastych mogą być pozyskiwane ręcznie przy użyciu pił łańcuchowych niezależnie od cyklu zbioru. Tak pozyskana biomasa może być przechowywana w stertach a następnie rozdrabniana za pomocą rębarek do drewna.

Zastosowanie

PRZEMYSŁ I ENERGETYKA

• Produkcja celulozy,

• Produkcja metanolu,

• Produkcja biomasy dla celów energetycznych,

• Produkcja ekranów akustycznych, mat drogowych itp.

• Architektura ogrodowa: ogrodzenia, altany itp.

OCHRONA GLEBY

• Rekultywacja terenów przemysłowych,

• Tworzenie stref ochronnych wokół zakładów przemysłowych,

• Tworzenie stref ochronnych wokół wysypisk śmieci,

• Rekultywacja skarp piaskowni,

• Wstrzymanie erozji wzgórz pozbawionych naturalnej roślinności.

OCHRONA WODY

• Tworzenie stref ochronnych wokół oczyszczalni ścieków,

• Tworzenie plantacji w celu degradacji osadów z oczyszczalni,

• Utrwalanie i umacnianie brzegów zbiorników wodnych,

• Tworzenie hydrobiologicznych oczyszczalni ścieków.

OCHRONA POWIETRZA

• Tworzenie stref ochronnych wokół dróg i autostrad.

Znaczenie gospodarcze

Formy drzewiaste wierzby mogą być wykorzystywane w bardzo różny sposób.

Drewno wierzbowe znajduje zastosowanie do:

• wyroby sklejki;

• płyt pilśniowych i wiórowych;

• mas celulozowych.

Tarcica wierzby:

• elementy konstrukcji mebli;

• opakowania drewniane;

• wyroby papiernicze;

• garbniki;

• środki lecznicze (kwas salicylowy);

• rysownice;

• narzędzia rolnicze;

• sprzęt gospodarstwa domowego;

• galanteria drzewna (np. zapałki)

Długie wiązki gałęzi wierzbowych, nazywane faszyną, oraz nieokorowane wałki o średnicy około 8-10mm, mają zastosowanie w budownictwie wodnym do umacniania brzegów kanałów, rzek i potoków, wałów przeciwpowodziowych itp.

Krzewiaste wierzby sadzi się w ramach rekultywacji terenów przemysłowych i stref ochronnych wokół fabryk, nie tylko ze względu na tolerancję na zanieczyszczenia, ale również na pionierski charakter tych gatunków, zdolnych do opanowania terenów charakteryzujących się często silnym zakwaszeniem, brakiem wody i substancji organicznej. Podobne zastosowanie mogą znaleźć wierzby na silnie toksycznych wysypiskach śmieci i odpadów.

Nasadzenia wierzbowe, poza wartościami użytkowymi, wpływają korzystnie na mikroklimat otoczenia:

• powstrzymują erozję gleby;

• umacniają i upiększają krajobraz;

Salix Viminalis polecany jest ostatnio w ochronie środowiska na terenach przemysłowych skażonych metalami ciężkimi, przy rekultywacji gleb, przy drogach szybkiego ruchu, budynkach mieszkalnych i inwentarskich.

Oprócz tego plantacje wiklinowe spełniają funkcję biologicznych oczyszczalni ścieków, które odprowadzane na pola wiklinowe są biologicznie rozkładane i oczyszczane.

Drewno wierzbowe jest bogate w celulozę. W drewnie pędów jednorocznych Salix Viminalis stwierdzono 49,2% celulozy, natomiast w 3-letnich pędach 51,6%. Potwierdzają to wyniki badań przeprowadzonych w Irlandii Płn. Wskazują one możliwości wykorzystania pędów Salix viminalis do produkcji masy celulozowej, z której można otrzymać dobre jakościowo tektury faliste i niższej jakości papier gazetowy i maszynowy. Przydatność tego drewna wzrasta, gdy pozyskuje się pędy w dłuższych cyklach rotacji (3-4 letnie).

Dawniej drewna wierzbowego używano do wyrobu czółen, koryt, kabłąków oraz obręczy do beczek. Drewno to było też często używane jako materiał budowlany oraz szalunkowy w postaci żerdzi. Jako lekki materiał służyło też często do wyrobu palet malarskich i protez.

Obecnie coraz większe znaczenie nabiera uprawa wierzby na cele energetyczne. Wykorzystanie wierzby jako źródła energii, to nowy dochodowy kierunek produkcji rolniczej.

Wierzbowy surowiec energetyczny ma tę właściwość, że jest w zasadzie niewyczerpalnym i samoodtwarzjącym się źródłem, w odróżnieniu od surowców kopalnianych, których zasoby są ograniczone. Ponadto spalane drewno jest znacznie mniej szkodliwe dla środowiska niż produkty np. spalania węgla.

1 kg brykietu ze zrębków wierzby krzewiastej kalorycznie odpowiada 0,8 kg węgla kamiennego, a kosztuje połowę mniej !!!

Literatura:

1. Dr inż. Anna Grzybek, Biomasa jako alternatywne żródło energii, Warszawa 2002r

2. Prof. dr hab. Józef Tworkowski, Uprawa wierzb krzewiastych na gruntach rolniczych.

Prof. dr hab. Stefan Szczukowski; Dr inż. Mariusz Stolarski, Energia cieplna z wierzb krzewiastych.

WIERZBA ENERGETYCZNA

Salix viminalis

Wierzba energetyczna została wyhodowana w Szwecji, która przoduje w jej uprawie. Jest potentatem w tzw. "plantacjach lasów energetycznych". Najbardziej sprzyjające warunki klimatyczne do uprawy rośliny są w Polsce, gdzie odnotowuje się najwyższe roczne przyrosty masy tego gatunku.

W ciągu kilku ostatnich lat spadła opłacalność produkcji rolnej. A po przystąpieniu Polski do Unii Europejskiej powstaną limity wielkości produkcji niektórych tradycyjnych upraw rolniczych. Aby zaradzić temu rolnik powinien pomyśleć o uprawach nie żywnościowych takich jak uprawy roślin przemysłowych: włóknistych, oleistych i energetycznych. Przy czym te ostatnie mają największe szanse na zbyt, przy rosnących cenach paliw kopalnianych i coraz bardziej ostrzejszych normach ochrony środowiska.

Wierzba energetyczna jest rośliną krzewiastą osiągającą wysokość do 8 metrów. Rośnie na prawie wszystkich rodzajach gleby. I co najważniejsze jest materiałem odnawialnym corocznie przez 25 lat.

Cechą charakterystyczną jest niezwykle silny wzrost, osiągający 3 metry w jednym sezonie przy dużej wilgotności gleby. Wierzba musi być rosadzana, więc nie ma możliwości niekontrolowanego rozrostu na sąsiednie pola. Jest rośliną łatwo przystosowującą się do różnych warunków siedliskowych. Najlepsze warunki to lekko kwaśny odczyn gleby. Uprawa wierzby daje rolnikowi możliwość prowadzenia opłacalnej gospodarki produkcyjnej, gdyż 50 ha plantacja może dać dochód rzędu 100 tys. do 120 tys. zł rocznie. Uprawa wierzby na cele energetyczne to nie wszystko. Plantacje można wykorzystać do ochrony ziemi, wody i powietrza. Jest najefektywniejszą z roślin wykorzystywaną do oczyszczania gleby z metali ciężkich, związków toksycznych poprzez wbudowanie ich w swoją biomase. Plantacje wierzby mogą bez szkody dla środowiska utylizować osady ściekowe z lokalnych oczyszczalni, a zwiazki w nich zawarte nie przedostają się do wód gruntowych, gdyż jej korzenie wychwytują ponad 80% zanieczyszczeń. Jest stosowana jako zielony pas ochronny wokół uciążliwych dla środowiska zakładów przemysłowych, autostrad i wysypisk śmieci, a także jako ekran dźwiękochłonny, który posiada bardzo dobre parametry (zmniejsza hałas nawet o 27dB). Wierzba ma zastosowanie również w przemyśle drzewnym (przy produkcji płyt), celulozowym i papierniczym.

Porównanie kosztów :

PALIWO

WARTOŚĆ OPAŁOWA

KOSZT JEDNOSTKI CIEPŁA PRZY ZAKUPIE PALIWA Z UWZGLEDNIENIEM SPRAWNOŚCI SPALANIA

	GJ / t	ZŁ / t	ZŁ / GJ
Olej opałowy	43,0	1600	42,76
Gaz ziemny	38,0	1003	30,33
Węgiel kamienny	24,0	430,0	29,87
Miał węglowy	19,0	340,0	29,82
Zrębki wierzby (30% wilgotności)	12,0	160,0	16,66

PALETY

naturalny surowiec opałowy

PELETY - to granulki przypominające swym wyglądem suchą paszę dla zwierząt. Pelety nie zawierają w sobie żadnych chemicznych dodatków typu kleje, lakiery. Są to elementy o kształcie cylindrycznym, o średnicy 6-10 mm i długości 20-30 mm powstałe ze sprężenia trocin, ścinki, wiórów i innych odpadków powstałych przy obróbce drewna. Oznacza to, że z niepotrzebnych drewnianych resztek powstaje pełnowartościowy materiał opałowy.

Produkcja pellet opanowana została kilkadziesiąt lat temu w przemyśle spożywczym, gdzie produkuje się tzw. paszę granulowaną. Technologia ta bez większych modyfikacji została przeniesiona do energetyki, do produkcji paliwa z biomasy. Produkcja polega na poddaniu dowolnej biomasy trzem kolejnym procesom: suszeniu, mieleniu i prasowaniu. Suszenie powinno być dostosowane do surowca. Mielenie (kruszenie) z kolei jest wszędzie bardzo podobne - w młynie kulowym dającym suchą biomasę rozmieloną na proszek. Prasowanie odbywa się w urządzeniu rotacyjnym, jakie zostało wynalezione do produkcji paszy granulowanej. Peletyzacja nazywana jest też granulacją, aglomerowaniem lub produkcją minibrykietów. Proces ten polega na zagęszczaniu, prasowaniu i wysokociśnieniowym formowaniu materiałów sypkich i włóknistych. Aglomeracja jest tu procesem łączenia pylastego materiału w kształt cylindrycznych minibrykietów o pożądanym kształcie, składzie chemicznym i strukturze. Ciśnienie elementu roboczego maszyny na materiał przyjmuje zwykle wartość 15-60 Mpa.

Orientacyjne parametry techniczne pelet :

Parametr	Wartość
wartość opałowa	18,5 MJ/kg
popiół	ok. 0,6 %
siarka	ok. 0,02 %
chlor	ok. 0,01 %
ciężar właściwy	ok. 0,75 kg/dm^3

Porównanie zalet i wad proponowanego przez nas paliwa z innymi paliwami, takimi jak węgiel, olej opałowy czy gaz wypada zdecydowanie na korzyść Pelet.

Oto kilka podstawowych zalet naszego paliwa:

- tania, pozyskiwana w okolicy energia opałowa

- wspaniałe wartości opałowe

- zużywanie wyłącznie naturalnych, odnawialnych surowców

- brak składników chemicznych

- wysoka jakość produkcji podlegająca stałej kontroli

- wprowadzenie ekologicznego obiegu surowców - przyczynienie się do oczyszczenia atmosfery - brak dodatkowej emisji CO2

- wytworzenie pełnowartościowego, naturalnego nawozu po spaleniu pellet

- materiał opałowy z bilansem energetycznym znacznie korzystniejszym

niż olej opałowy lub gaz

- wygodna dostawa i komfort składowania

Porównanie kosztów :

PALIWO

WARTOŚĆ OPAŁOWA

KOSZT JEDNOSTKI CIEPŁA PRZY ZAKUPIE PALIWA Z UWZGLEDNIENIEM SPRAWNOŚCI SPALANIA

	GJ / t	ZŁ / t	ZŁ / GJ
Olej opałowy	43,0	1600	42,76
Gaz ziemny	38,0	1003	30,33
Węgiel kamienny	24,0	430,0	29,87
Miał węglowy	19,0	340,0	29,82
PELETY	19,4	390,55	20,56

Trzebinia. Szansa w wierzbie energetycznej

Możliwość uprawy wierzby energetycznej w gminach zachodniej Małopolski oraz jej potencjalnego wykorzystania jako surowca energetycznego w elektrowniach i elektrociepłowniach Południowego Koncernu Energetycznego będzie przedmiotem konferencji, która rozpocznie się 2 lipca o godz. 11.00 w Dworze Zieleniewskich w Trzebini.

Wierzba energetyczna jest już wykorzystywana jako surowiec energetyczny w wielu państwach Unii Europejskiej, w tym między innymi w Niemczech, Austrii, Danii i Szwecji. Po wejściu Polski do wspólnoty europejskiej również w naszym kraju pojawi się zapotrzebowanie na tanie surowce służące do produkcji czystej energii. Będzie to wynikało z dyrektyw Unii Europejskiej zobowiązujących państwa członkowskie do systematycznego zwiększania ilości produkowanej energii ze źródeł odnawialnych oraz możliwości pozyskania przez polskich inwestorów dotacji na realizację inwestycji służących do produkcji czystej energii.
 Ze względu na bliskość licznych elektrowni i elektrociepłowni Południowego Koncernu Energetycznego przyszli producenci wierzby energetycznej z gmin zachodniej Małopolski mogliby stanowić dla koncernu zaplecze oferujące tani i ekologiczny surowiec energetyczny. Ponadto pozwoliłoby to zagospodarować dość powszechne w zachodniej Małopolsce odłogi i nieużytki rolnicze, a ponadto powstałyby nowe miejsca pracy, co przy wysokiej stopie bezrobocia byłoby bardzo cenne.

Biomasa otrzymywana z wierzby energetycznej jest bardzo tanim źródłem energii cieplnej. Koszt wyprodukowania 1 GJ energii z wierzby energetycznej wynosi około 19 zł. Wyprodukowanie takiej samej ilości energii z węgla kosztuje 33 zł, z gazu ziemnego - 34 zł., a z oleju opałowego aż 50 zł.
Na podkreślenie zasługuje również fakt, że wierzba energetyczna stosunkowo łatwo przystosowuje się do różnych warunków siedliskowych. Roślina należy do gatunku krzaczastych, szybko rośnie i osiąga wysokość do 8 m. Jest łatwa w uprawie, gdyż poza pierwszym sezonem nie wymaga pielęgnacji i zabiegów agrotechnicznych. Obsługa plantacji polega na ścinaniu krzewów i rozdrabnianiu ich na mniejsze części. Wierzba energetyczna jest rośliną odnawialną i surowiec można z niej pozyskiwać przez okres do 30 lat. Z 1 ha można każdego roku uzyskać około 10-15 ton suchej biomasy.
 Z inicjatywą zorganizowania konferencji wystąpiły władze samorządowe gminy Trzebinia. W tej sprawie w ostatnich miesiącach prowadzono konsultacje z przedstawicielami Wojewódzkiego Funduszu Ochrony Środowiska i Gospodarki Wodnej w Krakowie, Południowego Koncernu Energetycznego w Katowicach oraz samorządowcami z gmin powiatu chrzanowskiego, oświęcimskiego, olkuskiego, miechowskiego i krakowskiego.

WIERZBA ENERGETYCZNA

wierzba wiciowa rozwiązuje wiele kłopotów związanych z ochroną środowiska   z   jakimi   borykają   się  na swoim terenie zakłady przemysłowe   i urzędy administracji państwowej.  Ta charakteryzująca się ponadczasowymi właściwościami  odmiana   SALIX VIMINALIS,   jest  owocem  wieloletnich badań laboratoryjnych   krajów  skandynawskich.    Otrzymano  ją  krzyżując  ze  sobą kilkadziesiąt  odmian  i  gatunków  wierzby  pochodzących z różnych regionów świata. Powstała sadzonka łączy w sobie najlepsze ich cechy, takie jak: odporność na ekstremalne warunki klimatyczne i choroby małe wymagania glebowe odrost jednoroczny średnio sięga wysokości 3 m

SADZONA JEST W CELU POPRAWY ARCHITEKTURY KRAJOBRAZU ORAZ OCHRONY:

POWIETRZA » zielona ściana dla celów przeciwwiatrowych i śnieżnych » powstrzymywanie zapylenia » ograniczenie rozprzestrzeniania się spalin i hałasu » produkcja przyjaznego środowisku opału WODY » gruntowo-korzeniowa utylizacja ścieków » jako strefa buforowa wzdłuż brzegów rzeki, jezior  » ochrona wód gruntowych oraz ujęć wody pitnej GLEBY » rekultywacja zdegradowanych terenów przemysłowych,    hałd, wysypisk śmieci » przeciwdziałanie erozji gruntów rolnych » redukcja zawartych w glebie metali ciężkich    i substancji skażających

PRĄD Z MARCHEWKI I INNE

Ile kalorii ma marchewka? Zastanawia się nad tym każdy, kto jest na diecie. Czy komuś przyszłoby jednak do głowy, że za pomocą energii uzyskanej z marchewki można oświetlić pokój?

Jak podaje "New Scientist" z 10.10.2002 naukowcy z University West of England w Bristolu skonstruowali ogniwo elektryczne zasilane resztkami pożywienia. Podobne bakteryjne ogniwa paliwowe (MFC) znano już w przeszłości, były jednak mało wydajne i bardzo kosztowne. Na szczęście Chrisowi Melhuishowi i jego współpracownikom udało się zbudować proste urządzenie, którego koszt wynosi tylko 10 funtów.

Na razie ogniwa można zasilać tylko kostkami cukru, które nie pozostawiają prawie żadnych odpadków. Naukowcy mają jednak zamiar sprawdzić wydajność energetyczną ogniwa przy użyciu marchewki.

W środku baterii o wielkości walkmana, kolonia bakterii Escherischia Coli produkuje enzymy rozkładające węglowodany, uwalniając atomy wodoru. Ogniwo zawiera także substancje chemiczne, które wymuszają oderwanie elektronów od atomów wodoru i przemieszczenie ich na anodę. Dzięki temu powstaje napięcie, które wymusza przepływ prądu w obwodzie.

Po połączeniu kilku takich ogniw szeregowo, prądem uzyskanym z rozłożenia 50 g cukru można zasilać przez 8 godzin 40-watową żarówkę.
Przełom w tworzeniu efektywnych ogniw badacze uzyskali dzięki zrezygnowaniu z energochłonnych filtrów i pomp. Eksperymentując z różnorodnymi materiałami na anodę, naukowcy zoptymalizowali cały proces: umieścili bakterie i środki chemiczne bezpośrednio w ogniwie. Dzięki temu, nowe urządzenie produkuje 8 razy więcej energii niż poprzednie modele MFC. Badacze z University West of England zapowiadają dalszy wzrost wydajności.

WIERZBA ENERGETYCZNA DAJE SZANSE

W listopadzie w Hucie "Stalowa Wola" odbyła się konferencja nt. "Produkcja energii elektrycznej i cieplnej z wykorzystaniem surowców odnawialnych oraz urządzeń do ich zbiorów i przetwórstwa".

Podczas spotkania przedstawiciele Ministerstwa Rolnictwa i Rozwoju Wsi, środowisk naukowych, elektrowni, a także parlamentarzyści wyrażali swe opinie nt. potrzeb i możliwości wykorzystania energii ze źródeł odnawialnych. Strukturę zużycia energii pierwotnej, wyniki analizy stanu środowiska oraz założenia polskiej polityki ekologicznej i energetycznej w kontekście wykorzystania biopaliw przedstawiła dr inż. Krystyna Kubica z Instytutu Chemicznej Przeróbki Węgla z Zabrza, zaś Jan Boryczko, dyrektor ds. rozwoju i inwestycji Elektrociepłowni Tychy, nawiązał do problemów związanych z pozyskiwaniem i transportem biopaliwa z obszarów leśnych i uprawnych. Wykorzystaniem swych maszyn m.in. do uprawy i zbiorów wierzby energetycznej oraz produkcji biomasy zainteresowana jest HSW. Jak powiedział prezes HSW, Jan Kiszka, dla tego przedsiębiorstwa nie jest to temat nowy. - W każdej chwili możemy zaproponować ciągniki gąsienicowe TD-7H, TD-8H, TD-9H oraz ładowarkę kołową 510C, które doskonale nadają się do tych właśnie celów. Jeżeli pojawi się zapotrzebowanie, nie będzie również problemów z uruchomieniem produkcji maszyn do zbioru wierzby energetycznej, tym bardziej, że zainteresowanie tematem jest coraz większe - stwierdził prezes Kiszka.
Podczas konferencji zwrócono uwagę na możliwość wykorzystania nieużytków rolnych po byłej kopalni siarki w Jeziórku k. Tarnobrzega. Tereny te można wykorzystać chociażby do obsadzenia wierzbą energetyczną. Wcześniej jednak trzeba opracować szczegółowy zakres potrzeb w dziedzinie wykorzystania biopaliw i koordynacji tych działań na szczeblach ministerialnych.

Wierzba energetyczna świetnie nadaje się do celów spalania i otrzymywania użytecznej energii. Z wierzby można pozyskiwać różnego rodzaju paliwa drzewne w zależności od stopnia jej przetworzenia.

faszyna - ścięte pędy są docinane do rozmiaru komory spalania kotła i wiązane w snopy o średnicy zbliżonej do średnicy komory spalania. Powinny być sezonowane w celu obniżenia wilgotności do poziomu około 25 - 30%. Mogą być wykorzystywane jako paliwo pozyskiwane w indywidualnych gospodarstwach na potrzeby własne. Charakteryzują się stosunkowo niską wartością opałową (około 12 MJ/kg). Transport jest nieopłacalny.

zrębki drzewne - są produktem wstępnego rozdrobnienia ściętych pędów (rozmiar kilku cm). Charakteryzują się dużą wilgotnością (około 40%) i niską wartością opałową (około 10 MJ/kg). Ich transport jest opłacalny na niewielkie odległości (około 20-30 km).

brykiet - są kolejnym etapem przetworzenia zrębków do postaci walcowatych brył o rozmiarze 10-15 cm i średnicy około 5 - 10cm. Charakteryzują się niską wilgotnością (około 5 - 10% ) i wysoką wartością opałową (około 15 - 17 MJ/kg). Ich transport jest opłacalny na duże odległości (około 200-300 km).

pelet - są kolejnym etapem przetworzenia zrębków do postaci granulatu o rozmiarze do 2,5cm i średnicy około 1-2cm. Charakteryzują się niską wilgotnością (około 5 - 10% ) i wysoką wartością opałową (około 16 - 18 MJ/kg). Ich transport jest opłacalny na duże odległości w tym także na eksport.

 

 

Najważniejszym celem założenia plantacji jest pozyskanie paliwa.

Zależność wartości opałowej od wilgotności względnej biomasy.

Zrębki drzewne	Wilgotność 0%	Wilgotność 10-15%	Wilgotność 35-45%
Wartość opałowa [MJ/kg]	19.4	16.0 - 17.1	9.7 - 11.7

Wartość energetyczna wierzby na tle innych paliw.

Paliwo	Wartość opałowa	Ilość paliwa równoważna zbiorom z plantacji 100 ha (3500 ton świeżej masy)
Olej opałowy	42.6 GJ/t	854 ton
Gaz ziemny	31.0 MJ/m3	1 174 194 m3
LPG propan-butan	45.2 GJ/t	805 ton
Węgiel kamienny	24.0 GJ/t	1456 ton
Zrębki wierzby (św.m.)	10.4 GJ/t	3 500 ton

[źródło: EKO-KOM Sp. z o.o. - opracowania własne]

Rzeczą kluczową dla sensowności uprawy wierzby na cele energetyczne jest koszt wytworzenia energii cieplnej.

Koszty uzyskania energii w porównaniu ze źródłami konwencjonalnymi.

Paliwo	Koszt jednostki ciepłą (zł/GJ)
Olej opałowy EL: 1580 zł/t	37.10
Gaz ziemny GZ50: 1.16 zł/m3	37.40
LPG propan-butan: 2150 zł/t	47.60
Węgiel kamienny: 400 zł/t	16.67
Zrębki wierzby Salix sp. (św. m.): 100 zł/t	9.62

 

W procesie całkowitego spalania powstaje dwutlenek węgla (CO2) i woda (H2O). Źle prowadzony proces spalania pogarsza efektywność wykorzystania paliwa i powoduje negatywne skutki dla środowiska.
Wydajne spalanie wymaga więc:
    - wysokiej temperatury
    - dostępu tlenu
    - określonego czasu spalania
    - odpowiedniej mieszaniny
Uzyskuje się dzięki temu niski poziom emisji tlenku węgla (CO), węglowodorów, węglowodorów poliaromatycznych (PAH) oraz niewielką ilość niespalonego węgla w popiele.

Aby zaistniał proces spalania drewna materiał musi przejść przy etapy:
    1. Suszenie.
    2. Gazyfikacja.
    3. Dopalanie się węgla drzewnego.

Podczas podgrzewania drewna następuje proces odparowania wody z powierzchni drewna. Następują więc dwa jednoczesne procesy: gazyfikacja na powierzchni drewna (czyli powstawanie gazów palnych pod wpływem odpowiednio wysokiej temperatury) oraz wzrost temperatury wewnątrz drewna. W konsekwencji następuje odparowanie odparowywanie wilgoci z wewnętrznej części drewna. W momencie usunięcia wody proces rozkładu termicznego zaczyna wnikać do wnętrza drewna. Otrzymany gaz spalany jest ponad paliwem a uzyskana dzięki temu energia podtrzymuje proces gazyfikacji i odparowywania. Proces spalania jest kontynuowany. Odgazowane drewno w postaci żarzącego się węgla drzewnego spala się tak długo aż powstanie popiół.

Rozmiar cząstek paliwa
Na efektywność i prędkość spalania znaczny wpływ mają rozmiary cząstek drewna. Jeśli jako wsad do kotła podawane są duże to czas spalania będzie długi. Proces spalania będzie przebiegać łagodnie i powolnie. Jeśli podamy jako paliwo pył drzewny to ze względu na dużo powierzchnię kontaktu masy paliwa w gorącym powietrzem proces odparowania, gazyfikacji następuje gwałtownie i w efekcie spalanie pyłu przypomina spalanie oleju.

Wilgotność
Wilgotność paliwa znacznie obniża jego wartość energetyczną określaną jako wartość opałowa. Jest to związane z faktem, że część energii jest wykorzystywana do odparowywania wody zawartej w paliwie. Mokre drewno opałowe powinno mieć komorę spalania izolowaną aby zapobiec obniżeniu się efektywności spalania i podtrzymać ciągły proces spalania. Uzyskuje się to poprzez wyłożenie ścian komory spalania materiałem ognioodpornym. Przy wilgotności względnej powyżej 60% utrzymanie procesu spalania jest praktycznie niemożliwe.

Efekt ekologiczny

Jednym z głównych argumentów przemawiających za stosowaniem zrębków drzewnych celów produkcji energii brak emisji CO2 do atmosfery.

Zrębki drzewne i słoma generują znacznie mniej pyłów i popiołów niż węgiel kamienny.

 

Założenia finansowe są przyjęte przykładowo i bazują na pewnych, średnich założeniach odnośnie cen i kosztów. Nie stanowią one podstawy do tworzenia biznes planu. EKO-KOM nie ponosi odpowiedzialności za ewentualne szkody wynikłe z przyjęcia poniższych założeń.

Uruchomienie plantacji energetycznej wierzby wiciowej oraz jednostki energetycznej produkcji energii cieplnej na bazie pozyskanego paliwa z uwagi na efektywność energetyczną przedsięwzięcia może przebiegać w cyklu 3 letnim.
Etapy zakładania plantacji (przyjęto przykładową plantację 300 ha):

rok pierwszy, przygotowanie gruntu 100 ha pod nasadzenia i nasadzenie 100 ha plantacji;

rok drugi, przygotowanie i nasadzenia kolejnych 200 ha gruntu, opracowanie dokumentacji inwestycji budowlanej "jednostka energetyczna", dokonanie wszystkich wymaganych przepisami uzgodnień dotyczących budowy obiektu "jednostki energetycznej", przyłączy do sieci ciepłowniczej regionu, odbiorców produkowanej energii cieplnej;

rok trzeci, ścinka 200h plantacji 1-rocznej. Realizacja całości prac budowlano-montażowych budowy "jednostki energetycznej", prace budowlane, kompletacja dostaw, inne;

rok czwarty, ścinka 2-letniej plantacji ze 100 ha, realizacja przyłączy energetycznych produkowanej energii cieplnej do sieci ciepłowniczej regionu, końcowe prace montażowe;

rok piąty, ścinka 2-letniej wierzby ze 100 ha plantacji, nawożenia, prace agrotechniczne; rozruch jednostki energetycznej i włączenie jej do eksploatacji w sieci energetycznej regionu. Bieżące prace agrotechniczne i eksploatacyjne jednostki energetycznej;

rok szósty (i lata kolejne), ścinka 3-letniej wierzby ze 100 ha plantacji, nawożenia, prace agrotechniczne.

ROK	Czynność na 1/3 areału	Czynność na 1/3 areału	Czynność na 1/3 areału	Plon
1	Sadzenie			0
2	Sadzonki	Sadzenie	Sadzenie	0
3		Ścinka	Ścinka	2*100ha*10t/ha=2000t
4	Ścinka			1*100ha*100t/ha=10 000t
5		Ścinka		1*100ha*100t/ha=10 000t
6			Ścinka	1*100ha*150t/ha=15 000t
7	Ścinka			1*100ha*150t/ha=15 000t

[źródło: EKO-KOM Sp. z o.o. - opracowania własne]

Szacunkowa wysokość plonów (świeżej masy), zbiór coroczny:
Po 1 roku - ścinka sanitarna: 10 t/ha
Po 2 roku - ścinka energetyczna: 20 t/ha
Po 3 roku i w latach następnych ścinki energetycznej: 35 t/ha

Szacunkowa wysokość plonów (świeżej masy), zbiór trzyletni:
Po 3 roku i w latach następnych ścinki energetycznej: 150 t/ha

Szukasz gotowej pracy ?

To pewna droga do poważnych kłopotów.

Plagiat jest przestępstwem !

Nie ryzykuj ! Nie warto !

Powierz swoje sprawy profesjonalistom.

---