Mládě s krátkou rotací - Short rotation coppice

Pole podrostu topolu v Hampshire

Rychle rostoucími dřevinami ( SRC ) je podrost pěstuje jako energetických plodin . Tuto dřevnatou pevnou biomasu lze použít v aplikacích, jako je dálkové vytápění, elektrárny , samostatně nebo v kombinaci s jinými palivy. V současné době jsou předními zeměmi v oblasti pěstované na výrobu energie Švédsko a Spojené království.

Použité druhy

SRC používá uvedené odrůdy topolu a vrby s vysokým výnosem . Typicky vrbové druhy vybrané odrůdy ze společného vrbové proutí nebo koše vrby, Salix viminalis . Topol se obvykle vysazuje spíše pro vizuální variaci než pro komerční plodinu, ačkoli některé odrůdy mohou na vhodných místech překonat vrbu.

Druhy jsou vybírány na základě přijetí různých klimatických a půdních podmínek, relativní necitlivosti vůči škůdcům a chorobám, snadného šíření a rychlosti vegetativního růstu. V boji proti škůdcům, jako jsou mosazné a modré vrbové brouky , a také proti houbovému patogenu Melampsora ( rez ), se doporučuje výsadba pečlivě vybrané směsi odrůd. Řízení plantáží velmi ovlivňuje produktivitu a její úspěch.

Výsadba

RRD lze vysazovat na širokou škálu typů půd od těžké hlíny po písek, včetně půdy regenerované těžbou štěrku a důlní kořistí. Pokud je použit jako průkopnický druh, může být výtěžek SRC nižší. Dostupnost vody pro kořeny je klíčovým určujícím faktorem pro úspěch RRD.

Sazenice se vysazují s vysokou hustotou, a to až 15 000 na hektar u vrby a 12 000 na hektar u topolu. Willow SRC lze vytvořit podle dvou různých rozvržení. Ve většině severoevropských zemí (Švédsko, Velká Británie, Dánsko) a v USA je nejčastějším schématem výsadby dvouřadý design se vzdáleností 0,75 m mezi dvojitými řádky a 1,5 m do další dvojité řádky a vzdálenost mezi rostlinami v rozmezí od 1 m do 0,4 m, což odpovídá počáteční hustotě výsadby 10 000 - 25 000 rostlin ha − 1. V jiných zemích, jako je Kanada, je design jedné řady v rozmezí od 0,33 m mezi rostlinami v řadě a 1,5 m mezi řadami (20 000 rostlin ha-1) do 0,30 m v řadě a 1,80 m mezi řádky (18 000 rostlin ha-1). častější. Výsadba probíhá kolem března, aby se využila vysoká vlhkost půdy na jaře a množství slunečního svitu počátkem léta. Nejúčinnější sázecí stroje vysazují čtyři řady najednou a hektar dokáží vysadit přibližně za tři hodiny. Sazenice se nechají růst jeden nebo dva roky a poté se rozmnoží .

Primární překážkou zakládání plantáží jsou náklady, protože z velké počáteční investice není po dobu čtyř let žádná finanční odměna. Ve Spojeném království jsou však k dispozici granty na podporu založení a ve Švédsku byl v letech 1991–1996 vyvinut rozsáhlý systém dotací, který byl po této době snížen.

Sklizeň

Sklizně se odehrávají ve dvou až pětiletém cyklu a provádějí se v zimě po pádu listů, když je půda zmrzlá. Zavedený kořenový systém a živiny uložené v kořenech a pařezech zaručují energický růst výhonků. Plantáž vyprodukuje od 8 do 18 tun suchého štěpky na hektar za rok. Plantáž lze sklízet až 20 let, než bude nutné ji znovu zasadit.

Když se sklízejí vrbové nebo topolové výhonky jako celé stonky, lze je snadno skladovat. Stonky lze sušit pro spalování na hromadě venku; obsah vlhkosti dřeva se do příštího podzimu sníží v průměru na přibližně 30%. Stonky lze dále rozřezat na sochory, které nemusí být v závislosti na použití nutné štěpit.

Tam, kde se vyrábí dřevní štěpka, je nejúčinnější použít kombajny s přímým štěpením. Jedná se o těžké samohybné stroje, které stříhají a štěpí výhonky na nakládací plošině. Některé lze připojit k normálnímu traktoru a hektar lze sklízet přibližně za 3 hodiny. Přímé štěpkování snižuje náklady, protože samostatné štěpkování v obchodě nebude nutné; dřevní štěpka však musí být dobře skladována, aby nedošlo ke kompostování. Sklizeň topolu vyžaduje těžší strojní zařízení, protože produkuje méně a těžších stonků.

Cena suché vrby jako topného paliva se ve většině Evropy v současnosti pohybuje kolem 45 EUR za tunu. Nejedná se o plodinu s relativně vysokou návratností, ale je nenáročná na údržbu a je to způsob využití obtížných polí. Drobnou výrobu lze kombinovat s výrobou materiálu pro proutěné práce. Při správném řízení není potřeba pesticidů ani ošetření.

Dopady na životní prostředí

Skleníkové plyny

SRC má nízký dopad na skleníkové plyny, protože veškerý oxid uhličitý uvolněný při výrobě energie bude plantáž izolován během několika let. Určitý uhlík může být také uložen v půdě, avšak rozsah tohoto ukládání uhlíku závisí nejprve na obsahu uhlíku v půdě.

Náklady na uhlík spojené se SRC jsou: výsadba, hospodaření a štěpkování plantáže SRC, obvykle prováděné strojním zařízením na fosilní paliva ; plodiny vyžadují při zakládání herbicidy , během růstu hnojivo a příležitostné ošetření pesticidy - tyto chemikálie vyžadují značné množství energie a potenciální využití fosilních paliv při výrobě. Obecně lze environmentální příspěvek plantáží vrby s krátkou rotací považovat ve vztahu k životnímu prostředí za pozitivní ve srovnání s jinými možnostmi zemědělství, i když se uvažuje o alternativních energetických využitích.

Kromě toho nabízí vrba a topol SRC alternativní využití k intenzivně vysušené zemědělské půdě. Pokud by došlo ke snížení odtoku z těchto stran, podpořilo by to pozitivní dopad na rovnováhu CO 2 . Použití vlhkého místa by navíc mohlo zabránit negativním dopadům na místní vodní bilanci i na citlivé ekosystémy.

Elektřina nebo teplo ze SRC poskytuje třikrát až šestkrát redukci CO 2 na libru, kterou lze získat z bioethanolu z obilnin. Snížení emisí CO 2 je však o něco nižší než u travních energetických plodin, jako je tráva Miscanthus, kvůli vyšším nákladům na údržbu.

Biodiverzita

Dobré řízení ochrany podporující biologickou rozmanitost může snížit závislost na pesticidech. Plodiny na biomasu, jako je vrba SRC, vykazují vyšší úroveň biologické rozmanitosti ve srovnání s intenzivními plodinami na orné půdě a na pastvinách. RRD má vyšší spotřebu vody než zemědělské plodiny. Kořenové systémy RRD mají menší dopad na archeologické pozůstatky než lesnictví, ale větší než zemědělské plodiny, jako je pšenice.

Plantáž SRC na biopaliva v Kalifornii

Výroba energie a biopaliv

Elektrárna vyžaduje přibližně 100 hektarů (1 km²) SRC pro výkon 1 MW. Současná povaha energetického průmyslu obecně vyžaduje flexibilitu dodávek energie, která je neslučitelná s dlouhodobým závazkem, který vyžaduje SRC; o RRD je však velký zájem kvůli potřebě snížit emise fosilního uhlíku. V některých jurisdikcích mohou být k dispozici také granty na podporu tohoto typu využití půdy.

Enköping (Švédsko) zavedl úspěšný model, který kombinuje výrobu tepla z biomasy, RRD a fytoremediace. Obec spravuje přibližně 80 ha vrbových plantáží, které se používají v teplárně. Současně se tyto plantáže používají jako zelený filtr pro úpravu vody, který zlepšuje funkčnost a efektivitu celého systému.

Biopalivo je další možností využití SRC jako zdroje bioenergie. Ve Spojených státech vědci studovali přeměnu topolu SRC na cukry pro výrobu biopaliv (např. Ethanolu). Vzhledem k relativní levné ceně může být proces výroby biopaliva ze RRD ekonomicky proveditelný, i když výtěžek konverze ze RRD (jako mladistvých plodin) byl nižší než u běžného zralého dřeva. Kromě biochemické přeměny byla studována také termochemická přeměna (např. Rychlá pyrolýza) pro výrobu biopaliva z topolu SRC a bylo zjištěno, že má vyšší energetické využití než při biokonverzi.

Environmentální použití

Rostliny s krátkou rotací získaly v mnoha zemích v poslední době význam jako prostředek k zajištění dalších environmentálních výhod. Některé druhy jako topol a vrba , byly úspěšně použity pro půdy a kal stopových prvků fytoextrakční , podzemních a odpadních vod odpadních rhizofiltration .

Viz také

Reference

Další čtení