Instytut Inżynierii Ochrony Środowiska, Wydział Inżynierii Środowiska
Politechniki Wrocławskiej

Koncepcja projektowa energetycznego
wykorzystania biomasy
w gminie Krzepice

Ćwiczenie projektowe

Wykonał/a: Maria Skłodowska-Kopernik ( 123456 )
OSS1030SI P, Technologie bioenergetyczne

Wrocław, październik 2009 – styczeń 2010

Charakterystyka gminy

Gmina Krzepice¹ położona jest w obrębie dwóch mezoregionów fizyczno-geograficznych: Wyżyny Wieluńskiej i Obniżenia Liswarty – Prosny, wchodzących w skład makroregionu zwanego Wyżyną Woźnicko-Wieluńską. Wyżyna Wieluńska rozciąga się między Wieluniem a Częstochową. Stanowi ona część płyty jurajskiej, jednakże pozbawiona jest cech krajobrazowych wyżyny Krakowsko-Częstochowskiej. Wysokości nad poziom morza dochodzą do 260-300 m. Skały starszego podłoża odsłaniają się spod utworów czwartorzędowych tylko miejscami. Na terenie gminy Krzepice występują gleby w przeważającej części wykształcone w materiale czwartorzędowym, zwałowym lub wodnolodowcowym. Mniejszość stanowią gleby powstałe ze skał jurajskich: iły i iłołupki. Miasto i Gmina Krzepice posiada dobrze wykształconą sieć drogową układu krajowego, powiatowego i gminnego. Przez gminę przebiega droga krajowa nr. 43 Częstochowa - Wieluń oraz linia kolejowa relacji Katowice - Poznań. Mapę gminy przedstawiono na rysunku R_ 1.

R_ . Mapa gminy Krzepice.

Ludność

Gmina Krzepice obejmuje trzy dzielnice miejskie oraz siedem sołectw, są to [ 9530 mieszkańców ]:

OSIEDLA W MIEŚCIE KRZEPICE [ 4639 mieszkańców ] :

* Osiedle Krzepice Stare Miasto [3213]

* Osiedle Kuźniczka [413]

* Osiedle Kuków [1013]

SOŁECTWA:

* Sołectwo Dankowice [ 996 mieszkańców ]

* Sołectwo Lutrowskie [ 261 mieszkańców ]

* Sołectwo Podłęże Królewskie [ 168 mieszkańców ]

* Sołectwo Stanki [ 90 mieszkańców ]

* Sołectwo Starokrzepice [ 1336 mieszkańców ]

* Sołectwo Zajączki Drugie [ 1120 mieszkańców ]

* Sołectwo Zajączki Pierwsze [ 920 mieszkańców ]

Rolnictwo

Podstawowe dane² przedstawiono w tabelach poniżej.

		powierzchnia
ogółem	ar	584 519
użytki rolne	ar	533 036
grunty orne ogółem	ar	427 963
grunty orne pod zasiewami	ar	368 401
grunty orne odłogi	ar	44 780
grunty orne ugory	ar	14 782
sady	ar	537
łąki trwałe ogółem	ar	95 214
łąki trwałe użytkowane	ar	65 760
pastwiska ogółem	ar	9 322
pastwiska użytkowane	ar	6 798
lasy i grunty leśne ogółem	ar	18 912
lasy i grunty leśne zalesione	ar	18 904
pozostałe grunty ogółem	ar	32 571
pozostałe grunty zadrzewione i zakrzewione	ar	791

		powierzchnia
ogółem	ar	368 401
pszenica ozima	ar	18 064
pszenica jara	ar	20 229
żyto	ar	65 349
jęczmień ozimy	ar	3 627
jęczmień jary	ar	51 030
owies	ar	16 246
pszenżyto ozime	ar	42 586
pszenżyto jare	ar	7 191
mieszanki zbożowe ozime	ar	9 078
mieszanki zbożowe jare	ar	86 130
gryka, proso i inne zbożowe	ar	90
kukurydza na ziarno	ar	4 140
kukurydza na zielonkę	ar	1 822
strączkowe jadalne	ar	23
ziemniaki	ar	34 651
buraki cukrowe	ar	643
okopowe pastewne	ar	2 069
warzywa gruntowe	ar	1 803
truskawki	ar	260

bydło	szt	1 573
krowy	szt	870
trzoda chlewna	szt	10 816
trzoda chlewna lochy	szt	1 270
konie	szt	64
owce	szt	86
kury	szt	126 086
kury nioski	szt	84 081
kozy	szt	138

ciągniki	szt	623
samochody ciężarowe	szt	52
kombajny zbożowe	szt	35
kombajny ziemniaczane	szt	28

obory	m^2	55 425
chlewnie	m^2	21 097
kurniki	m^2	14 484
stodoły	m^2	78 495
wiaty	m^2	12 766
garaże	m^2	19 236
budynki wielofunkcyjne	m^2	34 319
inne pomieszczenia	m^2	11 101

Zasoby mieszkaniowe

Podstawowe dane zamieszczono w tabeli poniżej.

	J. m.	2008
ZASOBY MIESZKANIOWE
Zasoby mieszkaniowe wg form własności
ogółem
mieszkania	mieszkania	2 876
izby	izba	12 508
powierzchnia użytkowa mieszkań	m^2	265 086
Zasoby mieszkaniowe wg lokalizacji
ogółem
mieszkania	mieszkania	2 876
izby	izba	12 508
powierzchnia użytkowa mieszkań	m^2	265 086
w miastach
mieszkania	mieszkania	1 509
izby	izba	6 314
powierzchnia użytkowa mieszkań	m^2	130 111
na wsi
mieszkania	mieszkania	1 367
izby	izba	6 194
powierzchnia użytkowa mieszkań	m^2	134 975
Przeciętna powierzchnia użytkowa mieszkania
1 mieszkania	m^2	92.2
na 1 osobę	^m2	28.3

Lasy

Dane o lesistości zamieszczono w tabeli poniżej.

Powierzchnia gruntów leśnych
ogółem
lasy ogółem
grunty leśne publiczne ogółem
grunty leśne publiczne Skarbu Państwa
grunty leśne publiczne Skarbu Państwa w zarządzie Lasów Państwowych
grunty leśne prywatne

Oszacowanie zapotrzebowania energetycznego

Zapotrzebowanie na energię cieplną budynków mieszkalnych

Oszacowanie zapotrzebowania oparto na dwóch wskaźnikach³:

1. 145 kWh/m²a – dla budynków jednorodzinnych

2. 132 kWh/m²a – dla budynków wielorodzinnych

Parametry te odpowiadają oszacowaniom dla budynków wznoszonych w Polsce w latach dziewięćdziesiątych⁴. W uproszczeniu przyjęto, że zasoby mieszkaniowe zlokalizowane w mieście Krzepice mają charakter budynków wielorodzinnych, natomiast zlokalizowane w sołectwach budynków jednorodzinnych (jak widać z tabeli poniżej różnica pomiędzy tymi obiektami jest niewielka). Błąd takiego oszacowania to 9,8 % (w kierunku mniejszej energochłonności). Ze względu na brak szczegółowych danych, przyjmuje się że oszacowane w tabeli T_ 1 ogólne zapotrzebowanie na ciepło jest niezależne od rodzaju zabudowy.

T_ . Ogólne zapotrzebowanie gminy na energię cieplną budynków mieszkalnych.

zabudowa wielorodzinna (przyjęto dla miasta Krzepice)
wskaźnik		132 kWh/m^2a
mieszkania, ilość	1 509
powierzchnia całkowita, m^2	130 111	zapotrzebowanie	61.8	TJ/a
wielkość pojedynczego mieszkania, m^2	86.2
zabudowa jednorodzinna (przyjęto dla sołectw)
wskaźnik		145 kWh/m^2a
mieszkania, ilość	1 367
powierzchnia całkowita, m^2	134 975	zapotrzebowanie	70.5	TJ/a
wielkość pojedynczego mieszkania, m^2	98.7
		zapotrzebowanie łącznie	132.3	TJ/a

T_ . Ogólne zapotrzebowanie gminy na energię cieplną budynków mieszkalnych w rozbiciu na sołectwa.

OSIEDLA W MIEŚCIE KRZEPICE [ 4639 mieszkańców ] :	61.8
Osiedle Krzepice Stare Miasto
Osiedle Kuźniczka
Osiedle Kuków
	TJ/a
SOŁECTWA:
Sołectwo Dankowice [ 996 mieszkańców ]	14.3
Sołectwo Lutrowskie [ 261 mieszkańców ]	3.8
Sołectwo Podłęże Królewskie [ 168 mieszkańców ]	2.4
Sołectwo Stanki [ 90 mieszkańców ]	1.3
Sołectwo Starokrzepice [ 1336 mieszkańców ]	19.2
Sołectwo Zajączki Drugie [ 1120 mieszkańców ]	16.1
Sołectwo Zajączki Pierwsze [ 920 mieszkańców ]	13.3

Zapotrzebowanie na energię elektryczną budynków mieszkalnych

Oszacowanie oparto na wskaźniku 1950 kWh rocznego zużycia energii elektrycznej w gospodarstwie domowym⁵. Przyjęto ponadto, że mieszkanie jest równoważne gospodarstwu domowemu, zarówno w zabudowie wielorodzinnej jak i jednorodzinnej. Wyniki oszacowania przedstawiono poniżej.

T_ . Ogólne zapotrzebowanie gminy na energię elektryczną budynków mieszkalnych.

zabudowa wielorodzinna (przyjęto dla miasta Krzepice)
wskaźnik		1950 kWh/gda
mieszkania, ilość	1 509
powierzchnia całkowita, m^2	130 111	zapotrzebowanie	10.6	TJ/a
wielkość pojedynczego mieszkania, m^2	86.2
zabudowa jednorodzinna (przyjęto dla sołectw)
wskaźnik		1950 kWh/gda
mieszkania, ilość	1 367
powierzchnia całkowita, m^2	134 975	zapotrzebowanie	9.60	TJ/a
wielkość pojedynczego mieszkania, m^2	98.7
		zapotrzebowanie łącznie	20.2	TJ/a

T_ . Ogólne zapotrzebowanie gminy na energię elektryczną budynków mieszkalnych w rozbiciu na sołectwa.

OSIEDLA W MIEŚCIE KRZEPICE [ 4639 mieszkańców ] :	10.6
Osiedle Krzepice Stare Miasto
Osiedle Kuźniczka
Osiedle Kuków
	TJ/a
SOŁECTWA:
Sołectwo Dankowice [ 996 mieszkańców ]	1.95
Sołectwo Lutrowskie [ 261 mieszkańców ]	0.51
Sołectwo Podłęże Królewskie [ 168 mieszkańców ]	0.33
Sołectwo Stanki [ 90 mieszkańców ]	0.18
Sołectwo Starokrzepice [ 1336 mieszkańców ]	2.62
Sołectwo Zajączki Drugie [ 1120 mieszkańców ]	2.20
Sołectwo Zajączki Pierwsze [ 920 mieszkańców ]	1.81

Pozyskiwanie biomasy z istniejących środowisk i upraw

Słoma

Jak wynika z danych w rozdziale 3, potencjalnym źródłem biomasy do celów energetycznych w gminie mogą być pozostałości słomy z upraw zbóż. Oszacowanie całkowitej ilości tego materiału przedstawiono w tabeli T_ 5. Słoma zużywana jest w produkcji zwierzęcej, a także może (powinna) być stosowana do uzupełniania bilansu materii organicznej w glebie. Oszacowanie zapotrzebowania do produkcji zwierzęcej, z uwzględnieniem wskaźników literaturowych, przedstawiono w tabeli 7. Okazuje się, że zastosowanie tych wskaźników daje wyniki zdecydowanie nieadekwatne do zasobów słomy. Zdecydowano więc, że oszacowana tak ilość tego surowca zostanie zredukowana o 50 % i ostatecznie więc przyjęto, że do produkcji zwierzęcej zużywane jest 5891 Mg słomy. Słoma może być używana do uzupełnienia ubytków materii organicznej w glebie. W literaturze⁶ oceniono, że zużywane w tym celu może być powyżej 20 % słomy. Przyjmując tę wartość do obliczeń otrzymuje się 9762·0,20 = 1952 Mg. Ostatecznie więc do celów energetycznych przeznaczonych może być 9762 – 5891 – 1952 = 1918 Mg. Przyjmując dalej, że wartość energetyczna słomy pozostającej do dyspozycji jest równa 15 GJ/Mg, równoważna energia to 15·1918 = 28,8 TJ, tj. 21,7 % zapotrzebowania gminy na ciepło (nie uwzględniając efektywności wykorzystania tego strumienia energetycznego).

T_ . Ilość słomy powstającej rocznie w gminie przy produkcji zbóż.

	powierzchnia upraw	wydajność zboża^7	słoma/ziarno ^8	ilość słomy	ilość słomy ogółem
	ha	Mg/ha	Mg/Mg	Mg/ha	Mg
ogółem	3684,01
pszenica ozima	180,64	4,28	0,91	3,89	704
pszenica jara	202,29	2,91	1,13	3,29	665
żyto	653,49	2,47	1,45	3,58	2340
jęczmień ozimy	36,27	4,00	0,80	3,20	116
jęczmień jary	510,30	2,83	0,78	2,21	1126
owies	162,46	2,29	1,05	2,40	391
pszenżyto ozime	425,86	3,43	1,13	3,88	1651
pszenżyto jare	71,91	2,40	1,13	2,71	195
mieszanki zbożowe ozime	90,78	2,95	1,10	3,25	295
mieszanki zbożowe jare	861,30	2,52	1,05	2,65	2279
				Razem	9762

T_ . Zapotrzebowanie na słomę do produkcji zwierzęcej w gminie.

Obsada zwierząt w gminie	wskaźnik zapotrzebowania	zapotrzebowanie	stopień redukcji	zapotrzebowanie zredukowane
	kg/szt.doba	Mg/a		Mg/a
bydło	szt	1 573	6	3445
krowy	szt	870
trzoda chlewna	szt	10 816	2	7896
trzoda chlewna lochy	szt	1 270
konie	szt	64	10	234
owce	szt	86	1	31
kury	szt	126 086	0,00274	126
kury nioski	szt	84 081
kozy	szt	138	1	50
				11782

Uprawy leśne

Zgodnie z danymi o lesistości (strona 4) lasy w gminie zajmują powietrznię 891,8 ha. Na podstawie opracowania przyjęto, że wskaźnik pozyskania drewna odpadowego/opałowego wynosi 0,5 m³/ha lasu (jest to wartość średnia z tam przyjmowanych). Podobny wskaźnik (0,6 m³/ha lasu uzyskano w opracowaniu stosując metodę podawaną przez Europejskie Centrum Energii Odnawialnej w Warszawie, opartą o analizę przyrostu rocznego). Obliczyć można więc, że pozyskiwać można rocznie 891,8·0,5 = 445,9 m³ drewna. Wartość energetyczna drewna jest różna, zależnie od jego wilgotności (świeżości). W opracowaniu podawana (i przyjmowana do obliczeń) jest wartość 10 GJ/Mg – dla drewna świeżego, natomiast w opracowaniu 15 GJ/Mg, sądzić można że po podsuszeniu. Tak więc zasoby leśne gminy dostarczyć mogą 445·0,65·15 = 4,3 TJ energii, tj. 3,3 % zapotrzebowania (przyjmując gęstość drewna równą 0,65 Mg/m³).

W bilansie nie uwzględniono drewna odpadowego (zużywane jest raczej bezpośrednio przez właścicieli nieruchomości, w zdecydowanej części jest również obciążone składnikami nienaturalnymi i jego energetyczne wykorzystanie może wymagać specjalistycznej instalacji). Nie uwzględniono także materiału drzewnego z utrzymania poboczy dróg, sadów i terenów nieleśnych. Przy łącznej długości dróg krajowej (19 km), powiatowych (40 km) i gminnych (19 km) i lokalnych (11km) równej 70 km⁹ i wskaźniku pozyskania drewna 2 Mg/km drogi, ilość odpadowego drewna powinna wynosić 70·2 = 140 Mg, co wydaje się wartością zdecydowanie zawyżoną. Nie należy jednak zapominać o takich źródłach materiału drzewnego (włącznie z odpadami tartacznymi) i, po uzyskaniu odpowiednich, wiarygodnych, danych, uwzględnić je w bilansach.

Zintegrowana produkcja energii elektrycznej i cieplnej

W rozdziale 6.2 (tabela T_ 3) oszacowano, że zapotrzebowanie odbiorców indywidualnych w gminie na energię elektryczną wynosi 20,2 TJ (20,2·10⁶/3,6 = 5,6·10⁶ kWh). Przyjmując, że dyspozycyjność gminnego zakładu produkującego energię elektryczną mieści się w przedziale 7000 – 8000 godzin rocznie, wymagana moc elektryczna będzie równa 800 – 700 kW_e. Zasadniczo rozważać można dwa rodzaje obiektów – instalację wykorzystującą fermentację metanową i proces wysokotemperaturowy (spalanie bezpośrednie lub zgazowanie).

Fermentacja metanowa

Fermentacja metanowa jest procesem, w którym wykorzystywane mogą być niemal dowolne surowce i odpady z produkcji roślinnej i zwierzęcej (w tym drugim przypadku z pewnymi ograniczeniami natury formalnej). Poniżej rozważane są przypadki, w których do zasilania zakładu są stosowane oryginalne produkty rolnicze. Pamiętać jednak należy, że odpowiednio zaprojektowany obiekt może przyjmować zróżnicowany strumień materiału, dostosowany do rzeczywistych możliwości zasilania, także w surowce spoza gminy. Przykłady możliwych do stosowania surowców, za materiałami informacyjnymi firmy Zeneris¹⁰, podano niżej:

substrat	uzysk biogazu m^3/Mg

Spośród powyższych przykładów, najbardziej korzystne jest stosowanie ziarna zbóż, w tym przypadku żyta, następnie kiszonek i zielonek traw. Brać pod uwagę należy wydajność upraw z jednostki powierzchni (ha) i strukturę produkcji rolnej w gminie (choć ta może ewoluować). W rozdziale 3 przedstawiono strukturę upraw rolnych w gminie. Wynika z niej, że kukurydza, a tym bardziej buraki cukrowe, uprawiane są rzadko. Może to wynikać z możliwości zbytu, lecz bardziej zasadne wydaje się w przyjęcie, że o strukturze upraw decyduje jakość gleb, przede wszystkim duże nasłonecznienie i braki wody w glebie. Przyjmuje się wobec tego, że wytwarzanie energii elektrycznej oparte będzie przede wszystkim na uprawie zbóż (co nie oznacza, że nie może być zastosowane bardziej korzystne rozwiązania, jeśli warunki produkcji na to pozwolą), przy udziale kukurydzy na poziomie 11 % powierzchni upraw energetycznych dla biogazowni.

Kolejnym, ważnym założeniem, jest przyjęcie iż na cele energetyczne uprawiane jest żyto (co jest oczywiście uproszczeniem), przy czym do biogazowni kierowane jest ziarno, natomiast słoma będzie wykorzystywana do produkcji formowanego paliwa stałego dla pieców małej mocy. Przyjmuje się następnie, że przeciętna wydajność produkcji kukurydzy wyniesie 30 Mg kiszonki /ha, a ziarna żyta 2,5 Mg/ha. Biorąc pod uwagę podane wyżej uzyski biogazu, przy produkcji kiszonki kukurydzy uzyskuje się 30·191 = 5730 m³/ha, a z ziarna żyta 2,5·597 = 1194 m³/ha biogazu (jest to zdecydowanie mniej, jednak bez uwzględnienia słomy; dążyć należy do produkcji kiszonki kukurydzy, ewentualnie innych, o podobnych parametrach, upraw, jeśli mają być przeznaczane do wytwarzania biogazu).

Wykorzystanie biogazu oszacować można następująco: 40 % przekształcane jest na energię elektryczną, 45 % na energię cieplną (do zagospodarowania), 15 % stanowią straty własne procesu. Oznacza to, że strumień energii i związany z biogazem powinien być równy 20,2/0,40 = 50,5 TJ ze względu na produkcję energii elektrycznej, a energia cieplna (do zagospodarowania) będzie równa 50,5·0,45 = 22,7 TJ. Przyjmując za pracą, że zawartość metanu w biogazie wynosi 55 % a wartość opałowa metanu to 36 MJ/m³, z 1 ha uzyskać można 5730·0,55·36 = 113,5 GJ dla kiszonki kukurydzy lub 1194·0,55·36 = 23,6 GJ dla ziarna żyta. Przyjmując że 11 % areału uprawy energetycznej stanowi kukurydza, wydajność energetyczna z ha przeliczeniowego wyniesie 23,6·0,89 + 113,5·0,11 = 33,5 GJ. Przyjmując że potrzebne jest 50,5 TJ, wymagany areał uprawy wyniesie 50,5·10⁶/33,5·10³ = 1507 ha, w tym 1507·0,89 = 1341 ha żyta. Jest to ważna informacja, gdyż słomy pochodzącej z tej uprawy będzie (tabela T_ 5) 3,58·1507 = 5395 Mg, a energia równoważna tej ilości to 5395·15/1·10³ = 80,9 TJ.

Biorąc pod uwagę ogólne zapotrzebowanie w gminie na energię cieplną (132,3 TJ – tabela T_ 1) oraz energię możliwą do pozyskania z dotychczasowych upraw rolnych (rozdział 7.1) leśnych (rozdział 7.1) bilans wynosi 132,3 – 28,8 – 4,3 – 80,9 = 18,3 TJ (deficytu). Deficyt ten wymaga uzupełnienia ciepłem z biogazowni, gdzie pojawi się 22 ,7 TJ do zagospodarowania. Daje to 22,7 – 18,3 = 4,4 TJ rezerwy (3,3 % zapotrzebowania na ciepło). Układ energetyczny jest więc dobrze zbilansowany, wymaga jednak sieciowego zasilania w ciepło. Przyjmując, że oszacowane w tabeli T_ 1 ogólne zapotrzebowanie jest rozłożone całkowicie równomiernie (co jest dość dużym uproszczeniem, teraz jednak koniecznym), sieciowe zasilanie w ciepło powinno w tym wariancie dotyczyć 18,3/132,3 → 13,8 % mieszkańców (1315 osób, tj. około 400 mieszkań).

Proces wysokotemperaturowy

W systemie wysokotemperaturowym biomasa spalana jest w sposób bezpośredni (paleniska rusztowe, zawiesinowe i podobne) lub pośredni (instalacje zgazowujące). Z punktu widzenia dystrybucji energii oznacza to mniejszy udział energii elektrycznej w stosunku do całkowitej mocy zakładu (gminnej jednostki energetycznej). Jak wynika z opracowań literaturowych¹¹, dla produkcji energii elektrycznej w małej skali najbardziej odpowiednie obecnie są instalacje wykorzystujące proces ORC (Organic Rankine Cycle). Ich dyspozycyjność powinna być nie mniejsza niż 6000 godzin, co odpowiada 20,2·10⁶/3,6/6000 = 940 kW_el.

Ideę procesu, a przede wszystkim jego efektywność dla istniejącej instalacji w Lienz, Austria¹², przedstawiono na rysunku powyżej (za źródłem¹³, NCV odpowiada wartości opałowej paliwa, w tym przypadku drewna i jego odpadów). Proporcje energii elektrycznej do cieplej są jak 15:75 = 1:5, przy stratach w stosunku do energii na wejściu procesu równych 10 % (jest to bardzo wysoka sprawność, równa 90 %). Do szacunków przyjmuje się te dane, jako wskaźnikowe.

Przyjmując oszacowaną moc elektryczną obiektu równą 940 kW_el, towarzysząca moc cieplna wyniesie 940·5 = 4,70 MW, co odpowiada, przy założonej dyspozycyjności 6000 godzin, 4,70·6000·3600 → 102 TJ. Jest to, w skali gminy, ogromna ilość ciepła, bliska całkowitemu zapotrzebowaniu gminy na energię cieplną do ogrzewania mieszkań. Zdecydowanie nie ma możliwości wykorzystania jej w ten sposób poza niewielką częścią. Wyżej, w bilansie przygotowanym dla biogazowni oceniono, że poziom 18 TJ dla zasilania sieciowego jest realny. Przy takim założeniu do zagospodarowania pozostałoby więc około 84 TJ ciepła.

W tym wariancie i dla przyjętych wskaźników efektywności do jednostki powinno być dostarczane w surowcu energetycznym (102+20)/0,9 = 136 TJ rocznie.

Dyskusji wymaga przede wszystkim możliwość zaopatrzenia jednostki w biomasę. Ponieważ przyjęto wyżej, że w przypadku biogazowni materiałem energetycznym będzie przede wszystkim żyto, dla porównania obu technologii założenie to czyni się także i w tym wariancie. Zgodnie z tabelą T_ 5 z 1 ha uzyskać można 2,47 Mg ziarna i 3,58 Mg słomy. Przyjmując dla uproszczenia jednakową wartość energetyczną tych materiałów, równą 15 GJ/Mg, z 1 ha uzyskać można w ten sposób (2,47+3,58)·15 = 91 GJ energii. Pozyskanie 136 TJ energii wymaga wobec tego 136·10³/91 = 1495 ha. Jest to niemal dokładnie tyle samo, ile wymagane było w przypadku biogazowni (rozdział 8.1 – 1507 ha upraw ogółem, z dominacją żyta). Jednak obecnie nie rozwiązany pozostaje problem paliwa dla mieszkańców korzystających z indywidualnego ogrzewania, tj. prawie 81 TJ (przy założeniu, że identyczna co poprzednio liczba mieszkańców zostanie zaopatrzona w ciepło z instalacji zbiorczej).

W konsekwencji wariant ten dla gminy jest zdecydowanie gorszej, o ile nie będzie możliwa sprzedaż ciepła w cenie bardziej korzystnej niż produkcja rolna na inne cele.

Produkcja roślin energetycznych na terenach rolnych

Charakterystyka gleb

Na terenie gminy Krzepice występują gleby w przeważającej części wykształcone w materiale czwartorzędowym, zwałowym lub wodnolodowcowym. Mniejszość stanowią gleby powstałe ze skał jurajskich: iły i iłołupki. Pod względem typologicznym większość gleb w obrębie wysoczyzny należy do typu pseudobielice. Natomiast w dolinach rzek i strumieni wykształciły się gleby hydrogeniczne, mady i gleby mułowo-torfowe. Pod względem stanu mechanicznego większość gleb wytworzonych jest z piasków o różnym stopniu zaglinienia tj. od piasków luźnych i słabogliniastych poprzez piaski gliniaste lekkie, mocne, gliny oraz iły. Na terenie gminy wyróżnia się następujące kompleksy gleb o zbliżonych

właściwościach i wartości użytkowej:

• - typ bielicowo-brunatny,

• - czarne ziemie,

• - gleby hydrogeniczne-torfowe, mułowo-torfowe,

• - mady.

Przeważają gleby kwaśne i bardzo kwaśne. Proces zakwaszenia gleb wiąże się z przemieszczaniem soli i kationów zasadowych z wierzchnich warstw głąb profilu glebowego. Około 89 % gleb na terenie gminy wymaga wapnowania Jednym z ważniejszych elementów decydujących o żyzności gleb jest ich

zasobność w składniki pokarmowe m.in. fosfor, potas i magnez. Zawartość tych składników w glebach jest bardzo zróżnicowana w poszczególnych sołectwach.

Według klas bonitacyjnych udział procentowy w gruntach ornych wynosi:

Gleby klasy III a i b	3,2 %
Gleby klasy IV a	20,1 %
Gleby klasy IV b	42,0 %
Gleby klasy V	25,7 %
Gleby klasy VI	5,7 %
Gleby klasy VI z	2,5 %

Charakterystyka roślin energetycznych

1. Rzepak¹⁴.

2. Róża wielokwiatowa. 18,9 GJ/Mg sm. 12,7 GJ/Mg zm. Plon: 10 – 15 Mg ?/ha. Maszyny ? Gleby: ?

3. Wierzba energetyczna. Plon: 14,81 Mg sm/ha. 64,42/3 = Mg sm/ha (cykl 3-letni), tj. 420 GJ/ha. Maszyny ? Gleby III-V wilgotne.

4. Drzewko paulownia – 30-35/3 Mg sm/ha, 18,5 GJ/Mg sm, Maszyny ? Gleby ?

5. Topinambur, 10-16 Mg sm/ha, `14-17,5 GJ/Mg sm,

6. Ślazowiec 12-14 GJ/Mg sm, 17-18 Mg sm/ha,

---

1. http://www.krzepice.pl/ - 12 listopada 2009, 10.29↩

2. http://www.stat.gov.pl/bdr_n/app/strona.indeks, 12 listopada 2009, 10.31↩

3. http://www.builddesk.pl/files/BuildDesk_PL/images/konsulting/analytics/2009_09_dane_statystyczne.pdf, 12 listopada 2009, 11.26↩

4. http://www.cieplej.pl/imgturysta/file/artykuly/Energooszczedne_budynki_cz2.pdf, 12 listopada, 11.30↩

5. http://www.gigawat.pl/userfiles/File/W%20Twoim%20domu/ulotki/ulotka_PORADNIK_NET_1.pdf,

   12 listopada, 14.08

   ↩

6. M.Hałuzo, Ocena zasobów i potencjalnych możliwości pozyskania surowców dla energetyki odnawialnej w województwie pomorskim, Biuro Planowania Przestrzennego W Słupsku, Słupsk, 2004↩

7. Według zbioru opracowań Regionalnego Centrum Doradztwa Rozwoju Rolnictwa i Obszarów Wiejskich w Radomiu, w ramach projektu PHARE PL 01.01.04. Rolnictwo ekologiczne, Radom 2003-2005↩

8. Potencjał Dolnego Śląska w zakresie rozwoju alternatywnych źródeł energii, Wrocław, październik 2006, http://www.energia.dczt.wroc.pl/opracowania_merytoryczne.xml (plik Potencjał Dolnego Śląska OZE.pdf), 18 listopada 2009↩

9. Plan rozwoju lokalnego dla miasta i gminy Krzepice, Krzepice 2004, http://bip.krzepice.pl/, 19 listopada 2009, 12.42↩

10. 067_BIOGAZOWNIE TAIEX↩

11. http://www.bios-bioenergy.at/uploads/media/Paper-Obernberger-CHP-Overview-2008-03-18.pdf↩

12. STADTWAERME LIENZ, Schulgasse 1, A-9900 Lienz, Österreich↩

13. http://www.bios-bioenergy.at/en/references/all-projects/lienz.html↩

14. p. Mirek↩