Výskum potenciálu drevnej biomasy na energetické využitiezdroja po konečnú energiu (elektrina, teplo, chlad). Produkcia emisií skleníkových plynov pri produkcii biomasy, jej

Výskum potenciálu drevnej biomasy na energetické využitie

v podmienkach Slovenska

Národné lesn ícke centrum – Lesn ícky výskumný ústav Zvo len

Výskum a vývoj pre inovácie a podporu konkurencieschopnosti lesníckeho sektora

2 0 1 8

M I L A N O R A V E C a k o l .

Výskum potenciálu drevnej biomasy na energetické využitie

v podmienkach Slovenska

NÁRODNÉ LESN ÍCKE CENTRUMLESN ÍCKY VÝSKUMNÝ ÚSTAV ZVOLEN

Autor: Ing. Milan Oravec, CSc.Spoluautori: Ing. Marián Slamka, PhD.Vydalo Národné lesnícke centrum – Lesnícky výskumný ústav Zvolen v roku 2018

POĎAKOVANIE: Tento výstup vznikol vďaka úlohe „Výskum a vývoj pre inovácie a podporu konkurencieschopnosti lesníckeho sektora (VIPLES)“ riešenej v rámci kontraktu uzatvorenom medzi Ministerstvom pôdohospodárstva a rozvoja vidieka SR a Národným lesníckym centrom v rokoch 2016 – 2018 (prvok 08V0301).

2

OBSAH 1. ÚVOD ................................................................................................................................ 3 2. DOKUMENTY A PRÁVNE PREDPISY EÚ A SR V OBLASTI VYUŽÍVANIA PALIVOVEJ DREVNEJ BIOMASY ........................................................................................ 5

2.1. Dokumenty EÚ ............................................................................................................ 5 2.2. Dokumenty a právne predpisy SR ............................................................................... 8

2.2.1. Lesné hospodárstvo .............................................................................................. 8 2.2.2. Poľnohospodárstvo ............................................................................................. 10 2.2.3. Energetika ........................................................................................................... 10

3. POTENCIÁL PALIVOVEJ DREVNEJ BIOMASY NA SLOVENSKU ....................... 13 3.1. Potenciál palivovej drevnej biomasy v lesnom hospodárstve ................................... 15 3.2. Produkcia tuhých zvyškov po spracovaní dreva využívaných na energetické účely 21 3.3. Potenciál palivovej drevnej biomasy na nelesných pozemkoch ................................ 23

4. ENERGETICKÁ NÁROČNOSŤ PRODUKCIE PALIVOVEJ DREVNEJ BIOMASY 26 4.1 Listnatá obnovná ťažba .............................................................................................. 28 4.2 Listnatá výchovná ťažba ............................................................................................ 29 4.3 Ihličnatá výchovná ťažba ........................................................................................... 30 4.4 Ihličnatá obnovná ťažba ............................................................................................ 31 4.5 Hodnotenie nameraných údajov ................................................................................ 32

5. EKONOMICKÁ EFEKTÍVNOSŤ PRODUKCIE A VYUŽÍVANIA PALIVOVEJ DREVNEJ BIOMASY ............................................................................................................. 35 6. BILANCIA SKLENÍKOVÝCH PLYNOV PRI PRODUKCII A VYUŽÍVANÍ PALIVOVEJ DREVNEJ BIOMASY ...................................................................................... 38 7 PERSPEKTÍVY VYUŽITIA PALIVOVEJ DREVNEJ BIOMASY V SR ..................... 45

7.1 Budúci vývoj potenciálu lesnej palivovej drevnej biomasy ........................................... 45 7.2 Budúci vývoj produkcie zvyškov po mechanickom spracovaní dreva ...................... 50 7.3 Budúci vývoj potenciálu palivovej drevnej biomasy na nelesných pozemkoch ....... 51 7.4 Spotreba palivovej drevnej biomasy .......................................................................... 51

8 ZÁVER ............................................................................................................................. 54 Zoznam použitej literatúry ................................................................................................... 55

3

1. ÚVOD

Cieľom riešenia bolo komplexné hodnotenie potenciálu drevnej biomasy na energetické využitie.

Takmer až do konca uplynulého tisícročia bolo Slovensko orientované na spotrebu importovaných fosílnych palív, najmä zemného plynu, ropy a uhlia. Z obnoviteľných zdrojov energie (OZE) bola jediným do veľkej miery využívaným zdrojom vodná energie, ktorej potenciál bol v tom čase využívaný približne na 80 %. Dôvodom boli pretrvávanie obchodných väzieb štruktúra priemyslu, technologické vybavenie energetických zdrojov a v neposlednom rade cenová politika v oblasti palív a energie. Drevná biomasa bola energeticky využívaná najmä v odvetviach spracovania dreva a obyvateľstvom vo vidieckych sídlach, ktoré neboli plynofikované.

Dôsledkom uvedeného vývoja bola rezignácia na domáci vedecko-technický rozvoj oblastí týkajúcich sa technológií nutných k produkcii, skladovaniu, spracovaniu, doprave palivovej drevnej biomasy a najmä zariadení umožňujúcich vysoko účinnú premenu energie (Obr. 1).

Obr. 1 Centrálny tepelný zdroj na palivové štiepky v Žarnovici Tento problém pretrváva až do súčasnosti. Odkázanosť na dovozy potrebných technológií

zvyšuje investičnú náročnosť a nezriedka aj kvalitu realizovaných investícií. Ďalším

4

negatívnym dôsledkom sú problémy domácich potenciálnych výrobcov takýchto zariadení so zapojením do medzinárodnej spolupráce.

Rast záujmu o energetické využívanie drevnej biomasy, ako aj ostatných OZE bol spôsobený najmä liberalizáciou cien palív a energie (od roku 2002) a postupným zvyšovaním podpory investícií z verejných zdrojov. Výrazne sa zvýšila spotreba drevných palív obyvateľstvom aj v plynofikovaných oblastiach. Časť centrálnych zdrojov tepla v mestách a väčších obciach boli rekonštruované na využívanie biomasy. Tieto palivá sa začali využívať na výrobu tepla, kombinovanú výrobu elektriny a tepla, výrobu elektriny na kondenzačnom princípe a tiež na krytie vlastnej energetickej spotreby priemyselných podnikov.

Vplyvom postupného zvyšovania cien fosílnych palív v celosvetovom meradle sa postupne zvyšujú aj ceny všetkých druhov drevných palív (palivové drevo, štiepky, pelety, brikety, homogenizované zvyšky po spracovaní dreva). Na druhej strane ceny ostatných hlavných sortimentov dreva (guľatiny, vláknina) napriek cyklickým zmenám stagnujú. Dodávky energetického dreva tvoria čoraz väčšiu časť príjmov lesného hospodárstva. Okrem relatívne veľkého exportu surového dreva, ktoré ovplyvňuje situáciu na domácom trhu s touto surovinou aj vyrovnávanie cien sortimentov dreva pre mechanické, ale najmä chemické a energetické spracovanie zvyšuje konkurenciu na strane dopytu.

Drevo je v podmienkach Slovenska najvýznamnejšou domácou surovinou, ktorá je naviac obnoviteľná. Jeho udržateľná produkcia a využitie má čoraz väčší význam pre ekonomický a sociálny rozvoj, ako aj kvalitu životného prostredia. V záujme zlepšenia súčasného stavu je potrebné optimalizovať produkciu dreva nielen z kvantitatívneho, ale aj kvalitatívneho hľadiska. Rovnako dôležité je podstatné zvýšenie efektívnosti spracovania a využitia dreva, napr. uplatnením kaskádových systémov.

Objektívne hodnotenie súčasného stavu a budúceho vývoja potenciálnych možností produkcie a využitia energetického dreva je dôležitou súčasťou snáh na zlepšenie situácie.

5

2. DOKUMENTY A PRÁVNE PREDPISY EÚ A SR V OBLASTI VYUŽÍVANIA PALIVOVEJ DREVNEJ BIOMASY

2.1. Dokumenty EÚ

V správe Komisie rade a Európskemu parlamentu o požiadavkách trvalej udržateľnosti na

používanie zdrojov tuhej a plynnej biomasy pri výrobe energie COM (2010) 11 final v konečnom znení sa predpokladá dosiahnutie podielu biomasy na celkovej spotrebe primárnych zdrojov energie v EU do roku 2020 na úrovni 10%. Pokiaľ ide o biomasu v členských štátoch EU, súčasný právny rámec poľnohospodárstva a lesníctva poskytuje určité záruky pre trvalú udržateľnosť týchto odvetví. Táto skutočnosť je v súčasnosti rešpektovaná aj na území SR.

Pri analýze správy komisie sa zohľadňovali tri požiadavky:

- účinnosť riešenia problémov trvalého využívania biomasy, - efektívnosť prostriedkov vynaložených na plnenie cieľov, - súlad s existujúcimi politikami.

Trvalá udržateľnosť v oblasti produkcie sa týka okrem iného ochrany ekosystémov

(biologická diverzita, zásoby uhlíka, environmentálne krížové plnenie v poľnohospodárskej politike). Podľa odhadov len necelých 25% drevnej biomasy pochádza priamo zo zberov v lesníctve a poľnohospodárstve. Zvyšok tvoria zvyšky zo spracovania biomasy. V prípade dendromasy ide najmä o zvyšky po mechanickom spracovaní dreva. Toto je dôvod súčasného zvyšovania rozlohy lesov a zásob dreva a rastu energetického využitia drevnej biomasy.

V správe sa konštatuje dobrá situácia v štátoch EU z hľadiska rizík trvalej udržateľnosti, vyjadrujú sa obavy z budúceho vývoja v prípade veľkého rastu spotreby biomasy (najmä zásoby uhlíka). Odlesňovania a zhoršovanie kvality pôdy následkom odberu humusu alebo pňov môžu viesť k strate pozemného uhlíka a zníženiu produktivity.

Na Slovensku je odber humusovej pôdnej vrstvy na lesných pozemkoch zakázaný a ťažba pňov s následným využitím suroviny sa nepoužíva. Súčasný stav kvality lesných pôd bol analyzovaný v kvantifikácii disponibilných zdrojov palivovej dendromasy. Súčasné technológie používané v ťažbovo-výrobnom procese v lesnom hospodárstve neumožňujú nadmerný odber dendromasy, väčším problémom je nedostatočné komplexné spracovanie nadzemnej hmoty.

Potenciálne ekologické výhody z hľadiska úspor skleníkových plynov v dôsledku náhrady fosílnych palív biomasou sú jednou z hnacích síl podpory bioenergie. Vhodnou metódou posúdenia emisií skleníkových plynov je environmentálne posudzovanie životného cyklu vo vzťahu k náhrade fosílnych palív bioenergiou. Uvedená metóda sleduje energetický reťazec od zdroja po konečnú energiu (elektrina, teplo, chlad). Produkcia emisií skleníkových plynov pri produkcii biomasy, jej doprave a výrobe energie z biomasy sa porovnala s priemerom EU pri výrobe energie z fosílnych palív. Najväčšie úspory skleníkových plynov sa dosahujú pri využití domácich zvyškov drevnej biomasy prirodzene rastúcej na lesných a nelesných pozemkoch kde dosahujú hodnotu nad 80 %. Dôvodom je nízka energetická náročnosť produkcie (nepoužívajú sa hnojivá, malé výdaje energie na obnovu, pestovanie a ťažbu porastov a výrobu biopalív (štiepok). Dôležitá je energetická účinnosť premeny energie.

Uprednostňuje sa spoločný prístup politiky v oblasti energetickej účinnosti pre fosílne palivá a biomasu, aby sa zabránilo krokom vedúcich k demotivácii pri energetickom využívaní biomasy.

Dokument EK o situácii v oblasti trvalo udržateľného využívania tuhej a plynnej biomasy pre výrobu elektriny, tepla a chladu v EU (SWD 2014) má analogický obsah ako odporúčania

6

Komisie Rade a Európskemu parlamentu. Trvalo udržateľné využívanie biomasy môže priniesť množstvo ekonomických, energetických, ekologických a sociálnych výhod. Výroba elektriny z biomasy je z hľadiska času flexibilnejšia ako z ostatných obnoviteľných zdrojov a môže byť v spektre obnoviteľných zdrojov energie vyvažujúcim faktorom. Produkcia lesnej biomasy môže byť motiváciou k lepšiemu obhospodarovaniu lesov.

Produkcia biomasy na energetické účely by mohla negatívne ovplyvniť lesnú biodiverzitu, zásobu uhlíka v dôsledku odlesnenia pozemkov. V súčasnosti sa v Európe viac využíva palivová biomasa ako komplementárny vedľajší produkt ostatných spôsobov spracovania suroviny. Rastie výmera a zásoby dendromasy na lesných pozemkoch, ako aj prirodzené rozširovanie lesov na nevyužívané nelesné pozemky. Súčasne rastie aj energetické využitie palivovej dendromasy. Kladie sa dôraz na potrebu trvalo udržateľného obhospodarovania lesov.

Významným negatívnym dopadom nadmerného energetického využívania biomasy môže byť strata pracovných príležitostí v drevospracujúcom a celulózo-papierenskom priemysle, zmena užívania pôdy, zníženie uskladňovania uhlíka vo výrobkoch z dreva. Tomuto je potrebné predísť rozvojom kaskádového využitia dreva.

Kombinovaná výroba elektriny a tepla môže prispieť k zníženiu primárnej energetickej spotreby v porovnaní so samostatnou výrobou elektriny a samostatnou výrobou tepla. Spoluspaľovanie biomasy a fosílnych palív je prínosom v prechodovej fáze na nízkouhlíkovú výrobu energie. Väčšina štátov EU má mechanizmy podporujúce zvyšovanie efektívnosti výroby energie

Spaľovanie dreva s nízkou účinnosťou premeny energie spôsobuje nadmernú produkciu emisií znečisťujúcich látok do ovzdušia. Z tohto dôvodu sa sprísňujú emisné limity pri energetickom využití dreva pri zdrojoch s inštalovaným výkonom 1 MW a vyšším. Cieľom je optimalizácia pomerov medzi zvyšovaním využitia biomasy a kvalitou ovzdušia.

Biomasa je najväčším obnoviteľným zdrojom energie v EU z hľadiska cieľov do roku 2020, ako aj nízkouhlíkových technológií do roku 2050. Upozorňuje sa na potenciálne neistoty v rozvoji využitia biomasy v EU založenej na ich dovozoch z tretích krajín. Medzinárodný trh s biomasou môže byť inhibovaný národnými kritériami trvalej udržateľnosti, možným riešením sú technické štandardy na úrovni EU. Konštatuje sa nedostatok poznatkov potrebných k optimalizácii úspor skleníkových plynov v dôsledku náhrad fosílnych palív biomasou, napr. vývoj zdrojov biomasy po roku 2020. Bude potrebné podrobne monitorovať pôvod a koncové využitie biomasy v EU pre potreby prípadnej korekcie vývoja v tejto oblasti. Z tohto dôvodu by členské štáty mali vypracovať stabilné a regulačné mechanizmy a stratégie produkcie a využitia biomasy s cieľom minimalizácie rizík týkajúcich sa energetickej bezpečnosti, vplyvov klimatickej zmeny a zabezpečenia trvalej udržateľnosti. Z hľadiska vývoja v období rokov 2020 – 2030 je potrebné zlepšiť politiku týkajúcu sa biomasy s cieľom maximalizácie prínosov pri zmierňovaní vplyvov klimatickej zmeny, zvyšovanie efektívnosti využitia zdrojov v oblasti bio ekonómie, redukcie produkcie skleníkových plynov a negatívnych ekologických dopadov.

Európska komisia (ďalej len „EK“) v januári 2007 zverejnila oznámenie „Energetická politika pre Európu“. Toto oznámenie načrtlo vývoj v sektore energetiky do roku 2010, ako aj ciele pre rok 2020.

Následne bol Európskou radou v marci 2007 prijatý Akčný plán pre energetiku na roky 2007-2010, ktorého významným prvkom sú záväzky v oblasti zmeny klímy:

zníženie emisií skleníkových plynov o 20% do roku 2020 oproti roku 1990, zvýšenie podielu obnoviteľných zdrojov energie na 20% do roku 2020, dosiahnutie podielu 10% obnoviteľných zdrojov v doprave do roku 2020, dosiahnutie 20% úspor energie v porovnaní s projekciou do roku 2020.

7

Významným medzníkom vo vývoji energetickej politiky je prijatie Lisabonskej zmluvy v roku 2009. Zmluva o fungovaní EÚ definovala nový právny základ pre opatrenia energetickej politiky EÚ a jej čl. 194 definuje základné ciele a princípy energetickej politiky EÚ. Základné ciele európskej energetickej politiky sú zabezpečenie fungovania energetického trhu; zabezpečenie bezpečnosti dodávok energie v EÚ; presadzovanie energetickej efektívnosti a úspor energie a vývoja nových technológií výroby elektriny a podpora výroby elektriny z OZE, ako aj podpora prepojenia energetických sústav a sietí. Základné princípy európskej energetickej politiky ustanovujú suverenitu členských štátov pri skladbe energetického mixu, ako aj pri zabezpečovaní svojej energetickej bezpečnosti.

EK v Pláne prechodu na konkurencieschopné nízko uhlíkové hospodárstvo v roku 2050 (03/2011) analyzovala dôsledky záväzku znížiť emisie skleníkových plynov v porovnaní s rokom 1990 o 80-95% a naznačila rozsah zníženia emisií v rámci kľúčových odvetví na roky 2030 a 2050. Elektrická energia bude mať v nízko uhlíkovom hospodárstve ústrednú úlohu. Z analýzy Komisie vyplýva, že do roku 2050 môže prispieť k takmer úplnej eliminácii emisií CO2 a výhľadovo ponúka čiastočné nahradenie fosílnych palív v doprave a vykurovaní. EK vyzýva ostatné európske inštitúcie a členské štáty, aby tento plán brali do úvahy v rámci ďalšieho rozvoja európskych, vnútroštátnych a regionálnych politík zameraných na vybudovanie nízko uhlíkového hospodárstva do roku 2050.

EK zverejnila Oznámenie „Obnoviteľné zdroje energie: významný hráč na trhu s energiou“ (06/2012), ktorej cieľom je zabezpečiť udržateľnosť rastu aj po roku 2020. Oznámenie obsahuje základné priority, ako sú zvýšená koordinácia systémov podpory, posilnenie úlohy južného Stredomoria, zvýšenie využitia kooperačných mechanizmov a pokrok v oblasti energetických technológií.

V marci roku 2013 EK vydala Zelenú knihu: Rámec pre politiku v oblasti zmeny klímy a energetickú politiku do roku 2030 a tým zároveň začala debatu o podobe Rámca pre energetickú a klimatickú politiku po roku 2020. Európska Komisia 22. januára 2014 zverejnila Oznámenie EK o politickom rámci EÚ do roku 2030 pre klímu a energetiku, ktoré nasleduje po Zelenej knihe z marca 2013. Rada na zasadnutí 20.-21. marca 2014 prijala záväzok prijať Rámec 2030 pre politiku v oblasti klímy a energetiky do októbra 2014. SR ešte nemá v tomto smere definitívnu pozíciu, aj keď koordinácia pozícií prebieha medzi dotknutými rezortmi (MF SR, MŽP SR a MH SR). MH SR počas rokovaní o budúcom rámci zdôrazní predovšetkým potrebu zachovania suverenity v oblasti energetického mixu, nezáväzný charakter cieľov po roku 2020 pre OZE a energetickú efektívnosť, potrebu rešpektovania národných špecifík, ako aj potrebu rozvoja OZE nákladovo efektívnym spôsobom, avšak sme pripravení na diskusiu pokiaľ ide o záväzný cieľ pre znižovanie emisií skleníkových plynov do roku 2030 pri dodržaní niektorých podmienok.

EK v Pláne prechodu na konkurencieschopné nízko uhlíkové hospodárstvo v roku 2050 (03/2011) analyzovala dôsledky záväzku znížiť emisie skleníkových plynov v porovnaní s rokom 1990 o 80-95% a naznačila rozsah zníženia emisií v rámci kľúčových odvetví na roky 2030 a 2050. Elektrická energia bude mať v nízko uhlíkovom hospodárstve ústrednú úlohu. Z analýzy Komisie vyplýva, že do roku 2050 môže prispieť k takmer úplnej eliminácii emisií CO2 a výhľadovo ponúka čiastočné nahradenie fosílnych palív v doprave a vykurovaní. EK vyzýva ostatné európske inštitúcie a členské štáty, aby tento plán brali do úvahy v rámci ďalšieho rozvoja európskych, vnútroštátnych a regionálnych politík zameraných na vybudovanie nízko uhlíkového hospodárstva do roku 2050.

EK vo svojom Pláne postupu v energetike do roku 2050 – Energetická cestovná mapa do roku 2050 (12/2011) skúma cesty „dekarbonizácie“ energetického systému do roku 2050, a to ovplyvňovaním energetickej efektívnosti na strane spotreby, OZE, jadrová energia a zachytávanie a skladovanie CO2. Plán sa snaží vypracovať dlhodobý a technologicky

8

neutrálny európsky rámec pre energetické politiky a tým docieliť potrebnú istotu a stabilitu v investíciách do energetického systému.

2.2. Dokumenty a právne predpisy SR

Platná legislatíva SR v oblasti lesníctva a poľnohospodárstva upravuje len problematiku

využitia pozemkov týkajúcu sa v rôznej miere udržateľnosti produkcie dendromasy na rôzne spôsoby jej využitia a má vplyv na energetické využitie z hľadiska budúcich zdrojov drevných palív. Platná legislatíva je v súlade s relevantnými dokumentami EU v oblasti pôdohospodárstva.

2.2.1. Lesné hospodárstvo

Určujúcim právnym dokumentom pre obhospodarovanie lesov v SR je zákon č. 326/2005

Z. z. o lesoch v znení doplňujúcich ustanovení. Zákon definuje oblasti ochrany lesných pozemkov a lesa, odborné a diferencované hospodárenie v lesoch, využívanie lesov a požiadavku trvalo udržateľného hospodárenia v lesoch.

V zásadách vykonávania výrobných činností je kladený dôraz na trvalú udržateľnosť obhospodarovania lesov z hľadiska minimalizácie poškodzovania pôdy, mladých porastov, obnovy lesa a objemov ťaženého dreva. Nie je rozlíšený spôsob následného využívania drevnej biomasy vrátane suroviny na energetické využitie. Z hľadiska možnosti intenzifikácie produkcie napr. v energetických porastoch, plantážach a porastoch rýchlorastúcich drevín je možné vykonávať holoruby.

V Zákone o lesoch je produkcia palivovej dendromasy nepriamo zmienená len v časti týkajúcej sa možnosti zakladania energetických porastov. Tieto možno zakladať na lesných pozemkoch ako porasty rýchlorastúcich drevín (agát, topoľ) na stanovištiach umožňujúcich intenzívnu produkciu dendromasy (vhodné pôdne a klimatické podmienky). Rubná doba porastov je minimálne 15 rokov (na rozdiel od energetických porastov na nelesných pozemkoch).

Lesná palivová dendromasa vo forme palivového dreva (Obr. 2) a palivových štiepok (Obr. 3) je produktom ťažby a následnej sortimentácie dreva vo všetkých kategóriách lesov. Kritériami pre producentov sú kvalita dreva, odbytová cena jednotlivých sortimentov a tiež možnosti ich odbytu. Podmienkou produkcie je dodržiavanie ustanovení zákona o lesoch a ďalších právnych predpisov týkajúcich sa najmä ochrany prírody, ktoré sú implementované v programoch starostlivosti o lesy. V súčasnosti je produkčný potenciál palivovej dendromasy využívaný v nedostatočnej miere, najmä z dôvodu vyšších výrobných nákladov v porovnaní so zdrojmi na nelesných pozemkoch a drevospracujúcom priemysle.

9

Obr. 2 Palivové drevo na vykurovanie rodinných domov používajú najmä obyvatelia vidieka.

Obr. 3 Palivové štiepky vznikajú ako produkt ťažby a následnej sortimentácie dreva

10

2.2.2. Poľnohospodárstvo

Určujúcim právnym predpisom definujúcim produkciu palivovej dendromasy na poľnohospodárskych pozemkoch je Zákon č. 220/2004 Z. z. o ochrane a využívaní poľnohospodárskej pôdy v znení neskorších predpisov. Podľa § 18a „Rýchlorastúce dreviny na poľnohospodárskej pôde“ sú podmienky zakladania porastov definované nasledovne: (1) Na účely tohto zákona sa rýchlorastúcou drevinou na poľnohospodárskej pôde rozumie porast rýchlorastúcej dreviny na produkciu drevnej biomasy na ploche väčšej ako 1 000 m2 najviac na 20 rokov. Porast rýchlorastúcej dreviny možno založiť na poľnohospodárskej pôde, ktorá je zaradená podľa kódu bonitovanej pôdno-ekologickej jednotky do piatej až deviatej kvalitatívnej skupiny, na poľnohospodárskej pôde kontaminovanej rizikovými látkami, alebo na poľnohospodárskej pôde zaradenej podľa kódu bonitovanej pôdno-ekologickej jednotky do tretej alebo štvrtej skupiny kvality, ak sa poľnohospodárska pôda nachádza v záplavovom území, je zamokrená alebo je vystavená veternej erózii. Porast rýchlorastúcej dreviny nemožno založiť na pozemkoch, ktoré sa nachádzajú v treťom až piatom stupni územnej ochrany prírody a krajiny.

(2) Osoba, ktorá navrhuje založenie porastu rýchlorastúcej dreviny na poľnohospodárskej pôde je povinná podať žiadosť o registráciu do registra plôch rýchlorastúcich drevín, ktorý vedie obvodný pozemkový úrad.

Zakladanie energetických porastov na lesných pozemkoch umožňuje Zákon č.326/2005 Z. z. o lesoch v znení neskorších predpisov, v ktorom sa energetickým porastom rozumie porast s maximálnou produkčnou funkciou spravidla v priebehu prvých 15 rokov, z ktorej úžitky sa využívajú najmä na výrobu energie.

Zakladanie energetických porastov na lesných pozemkoch je v zmysle § 2 písmena z) zákona č. 138/2010 Z. z. o lesnom reprodukčnom materiáli iným lesníckym účelom. Použitie lesného reprodukčného materiálu na obnovu lesa, zalesňovanie a na iné lesnícke účely upravuje § 14 zákona o lesnom reprodukčnom materiáli. Z odseku 2 vyplýva, že na iné lesnícke účely možno použiť lesný reprodukčný materiál, ktorý pochádza alebo bol dopestovaný z materiálu pochádzajúceho zo zdrojov podľa § 6 ods. 1, t. j. zo semenného zdroja, lesného porastu, výberového stromu, semenného sadu, klonu, zmesi klonov a multiklonálnej variety génovej základne, semenného porastu, klonového archívu, archívu potomstiev, matečnice alebo hlavovej škôlky, banky semien lesných drevín.

Na zakladanie energetických porastov teda možno použiť lesný reprodukčný materiál, ktorý pochádza z vyššie uvedených zdrojov, pričom zákon explicitne nevyžaduje, aby tieto zdroje boli uznané v zmysle § 8 zákona. Lesný reprodukčný materiál z obchodnej výmeny v rámci členských štátov EÚ, alebo dovozu možno na iné lesnícke účely, t. j. aj na zakladanie energetických porastov, použiť na základe súhlasu vydaného Národným lesníckym centrom v zmysle § 15 a 16 zákona o lesnom reprodukčnom materiáli.

Z uvedeného vyplýva, že z ustanovení všeobecne záväzných právnych predpisov na úseku lesného hospodárstva pre zakladanie energetických porastov nevyplývajú bariéry a teda nie je potrebná zmena ich legislatívy.

2.2.3. Energetika

Cieľom Energetickej politiky SR (EP SR) je zabezpečením dlhodobo udržateľnej slovenskej energetiky prispieť k trvalo udržateľnému rastu národného hospodárstva a konkurencieschopnosti. Z tohto pohľadu je prioritou zabezpečenie spoľahlivosti a stability dodávok energií, efektívne využívanie energie za optimálne náklady a zabezpečenie ochrany životného prostredia.

11

EP SR je v súlade s hlavnými cieľmi Lisabonskej zmluvy a vychádza zo základných európskych cieľov stratégie Európa 2020 v energetike.

SR patrí do kategórie zraniteľných krajín z hľadiska energetickej bezpečnosti, preto v prospech stability, rozvoja národného hospodárstva, ako aj v prospech odberateľa a jeho ochrany, podporuje takú energetickú architektúru, ktorá vytvorí podmienky pre zvýšenie energetickej sebestačnosti, proexportnú schopnosť v elektrine, transparentnosť a optimálny energetický mix s nízko uhlíkovými technológiami, resp. zvýšenie energetickej efektívnosti.

EP SR kladie dôraz na optimálne využívanie domácich zdrojov energie a nízko uhlíkové technológie, ako sú obnoviteľné zdroje energie (ďalej len „OZE“) a jadrová energia.

EP SR je výrazne ovplyvnená cieľmi EÚ, ktoré sa týkajú zníženia emisií skleníkových plynov o 20%, zvýšenia energetickej efektívnosti o 20% a využitia OZE na 20% do roku 2020. Ciele a priority EP SR sú stanovené tak, aby napĺňali aj ciele stanovené na úrovni EÚ.

Nízko-uhlíková stratégia Európskej únie pre rok 2050 a Energetická cestovná mapa do roku 2050 vytvárajú rámec pre dlhodobé opatrenia v oblasti energetiky a v ďalších súvisiacich sektoroch. EÚ má za cieľ zníženie emisií skleníkových plynov o 80-95% do roku 2050 v porovnaní s rokom 1990. V tomto kontexte je potrebné navrhnúť základné ciele a vypracovať dlhodobé trendy vývoja v energetike za horizont roku 2030 až do obdobia roku 2050, pričom základ smerovania je stanovený už v tejto energetickej politike.

Strategický cieľ je dosiahnuť konkurencieschopnú nízko uhlíkovú energetiku zabezpečujúcu bezpečnú spoľahlivú a efektívnu dodávku všetkých foriem energie za prijateľné ceny s prihliadnutím na ochranu odberateľa a trvalo udržateľný rozvoj.

Pre zvýšenie energetickej bezpečnosti sú stanovené tieto priority:

diverzifikácia energetických zdrojov a prepravných trás; využívanie jadrových elektrární a zvyšovanie úrovne jadrovej bezpečnosti a spoľahlivosti; optimalizácia podielu domácich obnoviteľných zdrojov energie pri výrobe tepla s ohľadom

na efektívnosť nákladov; využívanie druhotných zdrojov energie; podpora efektívneho rozvoja skladovacích kapacít zemného plynu a ropy; znižovanie závislosti na dovoze fosílnych palív; zvyšovanie energetickej efektívnosti a znižovanie konečnej energetickej spotreby; maximálne využitie prepravných a prenosových trás prechádzajúcich cez územie

Slovenskej republiky. Vybudovanie konkurencieschopného nízkouhlíkového hospodárstva je dlhodobou

prioritou energetickej politiky SR. Za kľúčové pre dosiahnutie prechodu k nízko uhlíkovej ekonomike sa považuje budovanie konkurencieschopnej, zelenej ekonomiky SR, ktorá vychádza zo Stratégie EÚ pre zdrojovo efektívnu Európu, pričom akčný rámec politík pre zelený rast, ktorý prispieva k dosiahnutiu dlhodobého cieľa nízko uhlíkovej ekonomiky by v každej krajine mal zohľadňovať národné podmienky a okolnosti.

Využívanie OZE predovšetkým s predpovedateľnou výrobou, okrem environmentálneho prínosu, zvyšuje aj sebestačnosť a tým aj energetickú bezpečnosť. Zvyšovanie podielu OZE na spotrebe energie je preto jednou z priorít.

Najväčší energetický potenciál z OZE na Slovensku má biomasa s teoretickým potenciálom 120 PJ. Biomasa predstavuje aj dôležitý potenciál pre rozvoj regionálnej a lokálnej ekonomiky.

SR má povinnosť zvýšiť využívanie OZE v pomere ku hrubej konečnej energetickej spotrebe zo 6,7 % v roku 2005 na 14 % v roku 2020. Očakávaná celková spotreba OZE, ktorá

12

sa má dosiahnuť v roku 2020, je približne 80 PJ. Pre rok 2012 je spotreba OZE na úrovni 50 PJ, čo predstavuje 11 % z hrubej konečnej energetickej spotreby.

Základným dokumentom vo vzťahu k dosiahnutiu cieľa 14 % je Národný akčný plán pre energiu z obnoviteľných zdrojov energie, ktorý vláda SR schválila dňa 6. októbra 2010 uznesením vlády SR č. 677/2010. Tento dokument predpokladá dosiahnuť 15,3 % využitie OZE v pomere ku hrubej konečnej energetickej spotrebe v roku 2020.

Pri projekcii využívania OZE sa zohľadnil princíp minimalizácie nákladov pri integrovanom prístupe využívania OZE a zníženia emisií skleníkových plynov. To znamená, že vhodnou kombináciou OZE a nízko uhlíkových technológií sa bude znižovať spotreba fosílnych palív, teda aj emisie skleníkových plynov.

Prioritou budú technológie, ktorých využitie vedie k cenám energií blízkym trhovým s ohľadom na únosnú konečnú cenu energie. V porovnaní s rokom 2010 podľa zámerov EÚ má vzrásť do roku 2040 podiel OZE na spotrebe energie z 10 % na 26 % (podľa metodiky vzťahujúcej sa k záväznému cieľu 14% pre rok 2020). V roku 2030 tento podiel dosiahne 20%.

Opatrenia na racionálne využívanie OZE:

implementovať Národný akčný plán pre energiu z obnoviteľných zdrojov s cieľom splniť relevantné záväzné ciele EÚ;

zamerať štrukturálne fondy pre obdobie 2014-2020 v oblasti OZE najmä na výrobu tepla z OZE a na podporu malých zdrojov pre domácnosti;

monitorovať nákladovú efektívnosť mechanizmov na podporu OZE, vrátane systému výkupných cien a vrátane vplyvu takejto podpory na konečné ceny pre odberateľov;

zohľadňovať pri podpore energie z OZE ich vplyv na konečnú cenu elektriny; zjednodušiť administratívne postupy tak, aby sa skrátil čas pre získanie príslušných povolení

na inštaláciu zariadení využívajúcich OZE, predovšetkým v prípade menších projektov; podporiť mechanizmy, ktoré umožnia lokálne a distribuované inštalácie OZE, ktoré prejdú z

podpory doplatkom na iné mechanizmy nezaťažujúce koncového odberateľa; novelizovať zákon č. 309/2009 Z. z. o podpore OZE a kombinovanej výroby elektriny a tepla

so zohľadnením vyššie uvedených opatrení a cieľov.

13

3. POTENCIÁL PALIVOVEJ DREVNEJ BIOMASY NA SLOVENSKU

Palivová drevná biomasa je v súčasnosti a minimálne strednodobej budúcnosti najvýznamnejším OZE v podmienkach Slovenska. Podľa údajov uvedených v Energetickej politike SR (2014) tvorí podiel biomasy (drevnej a nedrevnej) na dlhovom potenciáli OZE viac ako 50 %.

Výhodou palivovej drevnej biomasy v porovnaní s ostatnými druhmi OZE, najmä veternej a slnečnej energie, je menšia závislosť od sezónnych zmien počasia s možnosťou relatívne vyrovnanej celoročnej produkcie a spotreby ako aj pomerne rovnomerné rozloženie jej zdrojov na celom území štátu. Veľkosť zdrojov dendromasy pre energetické využitie ovplyvňujú najmä lesnatosť územia, veľkosť zásob dreva a ich kvalitatívna štruktúra. Ďalej miera rozvinutosti spracovateľských odvetví z hľadiska množstva a miery finalizácie spracovania suroviny a tiež možnosti recyklácie výrobkov z dreva po uplynutí doby životnosti. Schéma produkcie spracovania a využitia dreva je na obrázku 3.

Obr. 3 Schéma produkcie a využitia dreva

Hlavné zdroje palivovej drevnej biomasy v SR:

- lesné pozemky, - porasty drevín na dlhodobo neobhospodarovaných poľnohospodárskych pozemkoch (Obr.

4), - zvyšky po mechanickom a chemickom spracovaní dreva, - recykláty výrobkov z dreva po uplynutí doby ich životnosti (Obr.5).

Ďalšími zdrojmi drevnej biomasy, ktoré nie sú započítavané do využiteľného potenciálu sú brehové porasty, líniové výsadby stromov a stromová zeleň intravilánov sídel.

Drevná biomasa na využitie sa dodáva v nasledovných formách: - palivové drevo, - palivové štiepky, - pelety a brikety, - jemnozrnné zvyšky po mechanickom spracovaní dreva a recykláty výrobkov z dreva, - rozmerovo nehomogenizované zvyšky po spracovaní dreva.

Lesné pozemky a nelesné pozemky vhodné na produkciu dendromasy

Produkcia dendromasy

Domáca surovina

Spracované drevo

Zvyšky po spracovaní dreva

Energetické a chemické využitie dendromasy

Výrobky z dreva

Energia, celulóza, biopalivá

Spotreba

Drevný popol, výroba hnojív

Komunálny drevný odpad

14

Obr.4 Jedným z hlavných zdrojov palivovej drevnej biomasy v SR sú porasty drevín na dlhodobo neobhospodarovaných poľnohospodárskych pozemkoch

Obr. 5 Ako zdroj energie je možné využiť aj recykláty výrobkov z dreva po skončení doby ich životnosti

15

3.1. Potenciál palivovej drevnej biomasy v lesnom hospodárstve

Možnosti produkcie palivovej drevnej biomasy na lesných pozemkoch ovplyvňujú zásoby nadzemnej stromovej biomasy, kvalitatívna štruktúru ťaženého dreva, technologické aspekty ťažbovo-výrobného procesu, ako aj situácia na trhu s drevom. Z hľadiska technologických aspektov ide najmä o mieru sprístupnenia lesných porastov (Obr. 6) a dostupnosť technológií umožňujúcich komplexné spracovanie nadzemnej stromovej biomasy (Obr.7).

Na lesných pozemkoch, ktorých výmera v roku 2017 dosiahla 2,019 mil. ha boli evidované zásoby dreva vo výške 480,25 mil. m3 hrubiny bez kôry (h.b.k.). Vývoj zásob dreva od roku 1990 je uvedený v tabuľke 1. Tabuľka 1: Vývoj zásob dreva na lesných pozemkoch v období rokov 1990 až 2017

Zásoba dreva Roky 1990 1995 2000 2005 2010 2015 2017

Celkom (mil.m3)

Spolu 348,5 378 410 438,9 461,95 478,12 480,25 Ihličnatá 178,9 188 199,1 207,3 212,16 202,21 200,2 Podiel zásob ihličnanov, % 51,3 49,7 48,6 47,2 45,9 42,3 41,7

Listnatá 169,6 190 210,9 231,6 249,79 275,91 280,23 Podiel zásob listnáčov, % 48,7 50,3 51,4 52,8 54,1 57,7 58,3

Zásoba na 1 ha, m3 181 196 215 229 239 247 248 Zdroj: NLC – ÚLZI Súhrnné informácie o stave lesov, 2017

V budúcom období budú narastať zásoby dreva listnatých porastov (Obr. 8) a klesať zásoby ihličnatých porastov. Dôvodom je každoročný veľký výskyt náhodných ťažieb postihujúcich najmä ihličnaté porasty. Snaha o výrazné neprekročenie ročných plánovaných ťažieb má za následok predržiavanie listnatých porastov v rubnom veku. Vplyv tohto vývoja sa zvyšuje priemerný vek listnatých drevín a znižuje pri ihličnanoch. V období rokov 2000 až 2017 sa zvýšil priemerný vek smreka zo 66,2 na 65,2 roka a pri buku došlo k nárastu zo 70,1 na 73,2 roka. Vývoj ťažieb dreva v období rokov 2000 až 2017 je uvedený v tabuľke 2.

Tabuľka 2: Vývoj ťažieb dreva v období rokov 2000 – 2017

Parameter Rok 2000 2005 2010 2015 2016 2017

Plánovaná ročná ťažby, tis.m3 5 326 6 856 8 219 9 523,5 9 691 9 747,7

Skutočná ročná ťažba, tis.m3 6 218 8 357 9 860 9 248,6 9 321,3 9 393,3

Celkový bežný prírastok, tis.m3 11 204 11 671 11 953 12 092 12 079 12 023

Zdroj: NLC – ÚLZI Súhrnné informácie o stave lesov, 2017

V dôsledku vysokého podielu náhodných ťažieb a nevyužívania ťažbových možností v listnatých porastoch sa výrazne mení štruktúra zásob v rubných porastoch v prospech listnáčov. Vývoj zásob dreva v rubných porastoch v období rokov 2005-2017 je uvedený v tabuľke 3.

16

Obr. 6 Možnosti produkcie palivovej drevnej biomasy na lesných pozemkoch ovplyvňuje z hľadiska technologických aspektov najmä miera sprístupnenia lesných porastov

17

Obr. 7 Možnosti produkcie palivovej drevnej biomasy na lesných pozemkoch zvyšuje používanie moderných mechanizmov. Tabuľka 3: Vývoj zásob dreva v rubných porastoch v období rokov 2005-2017 Rok Zásoba dreva v rubných

porastoch, tis. m3 Z toho zásoba

ihličnanov, tis. m3 Z toho zásoba listnáčov,

tis. m3 2005 127 162,2 64 823,2 62 339,0 2010 149 475,2 75 325,4 74 149,8 2015 183 477,9 80 698,3 102 779,6 2017 183 584,7 78 177,9 105 406,8


Postupné zmeny v štruktúre zásob ovplyvňujúcich ťažbové možnosti má viditeľný vplyv na štruktúru dodávok dreva z lesného hospodárstva. Vývoj podielov dodávok sortimentov ihličnatého dreva je v období rokov 2000 až 2017 je uvedený v tabuľke 4. Tabuľka 4:Vývoj podielov dodávok sortimentov ihličnatého dreva v období rokov 2000 až 2017 Sortiment Rok

2000 2005 2010 2015 2017 Guľatinové výrezy, % 49,0 41,8 56,7 56,7 48,8 Vlákninové drevo, % 34,3 33,7 23,5 23,4 28,9 Energetické drevo, % 3,9 2,1 3,9 5,1 5,8 Ostatné sortimenty, % 12,8 22,4 15,9 14,8 16,5


18

Obr. 8 V budúcom období sa predpokladá nárast zásoby dreva listnatých porastov

Vývoj podiel dodávok sortimentov listnatého dreva v období rokov 2000 až 2017 je uvedený v tabuľke 5. Tabuľka 5: Vývoj podielov dodávok listnatého dreva v období rokov 2000 až 2017 Sortiment Rok

2000 2005 2010 2015 2017 Guľatinové výrezy, % 27,3 32,9 39,2 33,6 37,7 Vlákninové drevo, % 62,1 59,0 53,1 56,5 53,1 Energetické drevo, % 4,9 4,8 6,7 7,4 7,1 Ostatné sortimenty, % 5,7 3,3 1,0 2,5 2,1


Z uvedených údajov je zrejmý trend poklesu dodávok vlákninového dreva, stĺpov, banského dreva a žrdí a nárast podielu guľatinových sortimentov a energetického dreva. Priame dodávky energetického dreva z lesného hospodárstva vo forme palivového dreva a štiepok vzrástli v období rokov 2000 až 2017 o 40 až 50 %. Dôvodom rastu dodávok bolo zvyšovanie dopytu na domácom trhu sprevádzané rastom cien tohto sortimentu a v neposlednom rade zmena kvalitatívnej štruktúry ťažby (Obr. 10).

Je potrebné zdôrazniť, že uvedené údaje sa vzťahujú na dodávky dreva s hrúbkou nad 7 cm bez kôry a nezahrňujú ťažbové a manipulačné zvyšky, korunové časti stromov a kôru. Vývoj celkových dodávok palivovej drevnej biomasy z lesných pozemkov v období rokov 2000 až 2017 sú uvedené v tabuľke 6.

19

Obr. 9 Priame dodávky energetického dreva z lesného hospodárstva vo forme palivového dreva a štiepok vzrástli v období rokov 2000 až 2017 o 40 až 50 %.

Tabuľka 6: Vývoj dodávok palivovej drevnej biomasy z lesných pozemkov v období rokov 2000-2017

Rok 2000 2005 2010 2015 2017 Ročné dodávky tis.t

Palivové drevo 471 640 695 835 845 Palivové štiepky 5 120 250 615 580 Spolu 475 760 945 1450 1425


V období rokov 2000 až 2017 došlo k výraznému rastu dodávok s následnou stagnáciou. Hlavnou príčinou stagnácie dodávok je nedostatočná sprístupnenosť lesných porastov a dostupnosť vhodných technológií spôsobujúcich rast výrobných nákladov najmä na produkciu štiepok.

Doterajší vývoj zásob dreva na lesných pozemkoch charakterizovaný ich rastom a najmä zmenou vekovej a drevinovej štruktúry porastov, vývojom používaných ťažbovo-výrobných technológií, lesnej infraštruktúry, ako aj zmenami v dopyte po drevnej surovine ovplyvňujúcej potenciálne možnosti produkcie lesnej palivovej drevnej biomasy.

Významný vplyv majú obmedzenia ťažieb z dôvodu ochrany prírody týkajúce sa najmä 4. a 5. stupňa ochrany a ďalších aktuálnych obmedzení (napr. vtáčie územia a pod.). V 5. stupni ochrany s úplným vylúčením ťažby dreva sa nachádza v súčasnosti takmer 80 tis. ha lesov. V 4. stupni ochrany s čiastočným obmedzením ťažby sa nachádza približne 13 tis ha lesov. V 1. až 3. stupni ochrany s minimálnym obmedzením ťažby sa nachádza 1 064 tis. ha lesov. Ťažbové

20

obmedzenia z dôvodu ochrany prírody v súčasnosti dosahujú ročné hodnoty 400 až 430 tis. m3 hrubiny dreva bez kôry a 123 tis. t potenciálnych zdrojov palivovej drevnej biomasy.

Do celého potenciálu zdrojov je potrebné započítať aj hmotu tenšiu ako 7 cm a kôru. Rast zásob listnatého dreva zvyšuje potenciál palivovej drevnej biomasy. V sortimentovej

štruktúre ťaženého listnatého dreva majú v porovnaní s ihličnanmi podstatne nižšie zastúpenie guľatinové sortimenty. Podstatne vyššie zastúpenie majú vlákninové drevo a palivová drevná biomasa, ktorá je podstatnou zložkou korunových častí stromov (Obr. 10). Listnaté drevo v čerstvom stave a rovnako v prepočte na sušinu má podstatne vyššiu mernú hmotnosť a tým aj vyššiu energetickú hodnotu v prepočte na m3.

Obr. 10 V sortimentovej štruktúre ťaženého listnatého dreva má vyššie zastúpenie vlákninové drevo a palivová drevná biomasa, ktorá je podstatnou zložkou korunových častí stromov

Lesné porasty na Slovensku rastú prevažne na pôdach s dostatočnou zásobou živín, ktoré sú okrem rozkladu organickej hmoty dopĺňané tiež vnútropôdnym zvetrávaním, vodnými zrážkami a z ďalších zdrojov (napr. zvyšovanie obsahu dusíka v pôde vplyvom klimatickej zmeny). Len približne 15 % rozlohy lesných pozemkov sa vyznačuje čiastočným nedostatkom pôdnych živín, čo limituje možnosti odberu drevnej biomasy.

Uvedené vplyvy zahrňujú aj špecifiká ťažby dreva v jednotlivých kategóriách lesov a stupňoch ochrany území na lesných pozemkoch.

Minimálne od roku 2000 ceny sortimentov dreva na mechanické a chemické spracovanie na európskom trhu stagnujú, ceny fosílnych palív napriek určitým výkyvom narastajú. To zvyšuje konkurencieschopnosť dendromasy ako paliva a spôsobuje konkurenčný tlak medzi celulózo-papierenským priemyslom a výrobcami energie. Vlastníci a obhospodarovatelia lesov a tiež distribútori dreva v snahe o zvyšovanie príjmov uprednostňujú zákazníkov ponúkajúcich

21

vyššie ceny a tiež stabilný odber suroviny. Najmä strední a malí vlastníci a obhospodarovatelia lesov prioritne uspokojujú lokálny a regionálny dopyt po dreve. Ide najmä o palivové drevo.

Drevospracujúci priemysel na Slovensku v súčasnosti nedokáže konkurencieschopne zhodnocovať najmä listnaté drevo, čo vytvára možnosti jeho exportu, alebo energetické využitie. Vo všeobecnosti možno konštatovať, že o spôsobe využitia dreva v SR (a tiež aj v zahraničí) rozhoduje odbytová cena a nie jeho kvalita.

Podľa komplexného hodnotenia predpokladaného vývoja hlavných faktorov ovplyvňujúcich potenciál drevnej biomasy vhodnej na energetické využitie možno za palivovú dendromasu považovať: surovinu tenšiu ako 12 cm s kôrou rešpektujúc biologické obmedzenia, surovinu s väčšou hrúbkou, ktorá svojimi fyzikálnymi a chemickými vlastnosťami

nevyhovuje iným spôsobom spracovania resp. využitia, manipulačný odpad po výrobe sortimentov dreva na lesných pozemkoch a skladoch

vlastníkov a obhospodarovateľov lesov.

Hodnoty súčasného potenciálu lesnej palivovej drevnej biomasy v členení na jednotlivé kraje sú uvedené v tabuľke 7.

Tabuľka 7: Súčasný potenciál palivovej drevnej biomasy na lesných pozemkoch

Kraj Potenciál palivovej drevnej biomasy, tis. t Ihličnatá Listnatá Spolu

Bratislavský 20 91 111 Trnavský 12 84 96 Trenčiansky 64 294 358 Nitriansky 3 135 138 Žilinský 283 139 422 Banskobystrický 142 540 682 Prešovský 130 427 557 Košický 69 331 400 Spolu 723 2 041 2 764

Zdroj: NLV-LVÚ Zvolen, 2017 Pri stanovení potenciálu lesnej palivovej drevnej biomasy nebola zohľadnená jej

ekonomická dostupnosť, čiže výrobné náklady na jej získanie. Ekonomickú dostupnosť ovplyvňujú viaceré faktory, ktoré sa môžu v budúcnosti meniť. Využívanie potenciálu budú ovplyvňovať zmeny právnych predpisov v lesníctve a ochrane životného prostredia, technologické možnosti, sprístupnenosť lesov a vývoj trhu s drevom. 3.2. Produkcia tuhých zvyškov po spracovaní dreva využívaných na energetické účely

Súčasné spracovateľské kapacity drevospracujúceho priemyslu vplyvom vývoja v predchádzajúcom období nedokážu konkurencieschopným spôsobom spracovať domácu produkciu najmä guľatinových sortimentov dreva. Najväčší problém je v oblasti spracovania guľatiny listnáčov, kde domáce podniky dokážu spracovať cca 25 % tuzemskej produkcie. Uvedené problémy sú dôvodom pomerne vysokého podielu exportu dreva ťaženého v SR. Drevospracujúci a celulózo-papierenský priemysel ročne spracúvajú v priemere 7,3 mil. m3 dreva (drevo hrubšie ako 7 cm bez kôry), pričom sa tento objem medziročne mení (najmä spracovanie ihličnatej guľatiny).

22

Ročné objemy spracovania dreva na Slovensku v rokoch 2010 až 2017 sú uvedené v tabuľke 8.

Tabuľka 8: Ročné objemy spracovaného dreva v odvetví drevospracujúceho priemyslu v rokoch

2010 až 2017 v tis. m3 hrubiny bez kôry Drevársky priemysel 2 661 až 3 725 Nábytkársky priemysel 887 až 1 081 Celulózo-papierenský priemysel 2 901 až 3 297 DSP spolu 6 487 až 8 103

Zdroj: NLC-LVÚ Zvolen, 2018

Drevársky priemysel na Slovensku je zameraný prevažne na prvotné spracovanie dreva (porez guľatiny, výroba stavebného dreva, prírezov a ďalších polotovarov). Spracováva sa najmä ihličnatá guľatina, v ročnom priemere 2, 87 mil. m3. Priemerný objem spracovania listnatej guľatiny je 0,42 mil. m3. Ročná produkcia zvyškov sa pohybuje v rozpätí 1,39 až 2,03 mil.m3, v priemere 1,72 mil.m3. Ide o jemnozrnné zvyšky (piliny, hobliny, prach) a kusové zvyšky s obsahom kôry. Na energetické účely sa ročne použije v prepočte na hmotnostné jednotky 1119 tis. t. Po pokrytí vlastných energetických potrieb podniky dodávajú na trh v ročnom priemere 837 tis. t. palív, prevažne štiepok.

Nábytkársky priemysel vrátane výroby aglomerovaných materiálov vyprodukuje zvyšky v ročnom rozpätí 0,17 až 0,23 mil. m3, v priemere 0,20 mil.m3., t. j. 116 tis. t. Spracováva sa prevažne ihličnatá hmota v kvalite vlákninového dreva, guľatiny III. triedy akosti a tiež časť zvyškov z drevárskeho priemyslu. Podstatnú časť produkcie tvoria zvyšky z aglomerovaných materiálov obsahujúcich prímesi. Táto surovina sa používa ako palivo na krytie vlastných energetických potrieb podnikov. Na trh sa dodáva tzv. nadprodukcia zvyškov z rastlého dreva v priemernej ročnej hodnote 17 tis. t.

Celulózo-papierenský priemysel okrem kvapalných odpadov (čierne lúhy energeticky zhodnocované producentami) pri priemernej ročnej spotrebe suroviny 3,09 mi.m3 produkuje 0,51 mil. m3 tuhých zvyškov s podielom kôry, čo predstavuje 496 tis. t. Ide takmer výlučne o listnatú surovinu. Časť tuhých zvyškov spotrebujú podniky na krytie vlastných energetických potrieb a na trh sa dostáva ročne v priemere 175 tis. t listnatých palivových štiepok.

Priemerná ročná produkcia tuhých zvyškov po spracovaní dreva využívaných na energetické účely je v tabuľke 9.

Tabuľka 9: Celková priemerná ročná produkcia tuhých zvyškov na energetické využitie po

spracovaní dreva v rokoch 2010 až 2017

Odvetvie Vlastná spotreba

Dodávky na trh Spolu

tis. t Drevársky priemysel 282 837 1119 Nábytkársky priemysel 99 17 116 Celulózo-papierenský priemysel 321 175 496 DSP spolu 702 1029 1731

Zdroj: NLC – LVÚ Zvolen, 2018

Časť jemnozrnných zvyškov produkovaných v drevárskom priemysle sa spracováva na výrobu peliet a brikiet. Vzhľadom na rozvinutosť domáceho trhu s týmito palivami z dôvodu ich relatívne vysokých cien ako aj investičných nákladov potrebných na budovanie kotolní sa väčšina produkcie exportuje. Produkcia peliet a brikiet sa medziročne mení podľa situácie na

23

zahraničných trhoch. Na Slovensku sa v období rokov 2010 až 2017 vyrobilo ročne 65 až 120 tis. t týchto palív, pričom súčasná domáca ročná spotreba dosahuje cca 33 tis. t.

Priemerná ročná produkcia tuhých zvyškov po spracovaní dreva na energetické účely v jednotlivých VÚC je uvedená v tabuľke 10.

Tabuľka 10: Priemerná ročná produkcia zvyškov po spracovaní dreva v jednotlivých krajoch

vhodná na energetické využitie

Kraj Celková

produkcia Vlastná spotreba

Nadprodukcia (dodávky na trh)

tis. t Bratislavský 35 29 6 Trnavský 138 39 99 Trenčiansky 173 41 132 Nitriansky 104 28 76 Žilinský 502 308 194 Banskobystrický 381 110 271 Prešovský 277 104 173 Košický 121 43 78 Spolu 1731 702 1029

Zdroj: NLC – LVÚ Zvolen, 2018 3.3. Potenciál palivovej drevnej biomasy na nelesných pozemkoch

Ďalším významným zdrojom palivovej drevnej biomasy sú poľnohospodárske pozemky dlhodobo nevyužívané na poľnohospodársku produkciu a ostatné nelesné pozemky porastené drevinovou vegetáciou. Ide o pozemky porastené drevinovou vegetáciou v dôsledku prírodnej sukcesie. Nie sú zahrnuté brehové porasty, líniové výsadby a iné umelo založené porasty drevín. Výmery porastov drevín na dlhodobo neobhospodarovaných poľnohospodárskych pozemkoch sú uvedené v tabuľke 11.

24

Tabuľka 11: Výmery pozemkov porastených drevinovou vegetáciou v jednotlivých krajoch zistené v roku 2016 v členení podľa ich funkcie

Kraj Výmera, tis. ha

Spolu Hospodárska funkcia Ochranná funkcia

Bratislavský 3 2 1 Trnavský 3 3 0 Trenčiansky 27 22 5 Nitriansky 11 7 4 Žilinský 43 41 2 Banskobystrický 78 71 7 Prešovský 86 85 1 Košický 37 31 6 Spolu273 288 262 26

Zdroj: NIML, NLC-LVÚ Zvolen, 2017 Na nelesných pozemkoch rastú prevažne listnaté porasty alebo zmiešané porasty

s podielom listnáčov nad 90 %, prevažne ihličnaté porasty prevažujú len v Žilinskom kraji. V drevinovej štruktúre prevažujú rýchlorastúce listnaté dreviny s podielom nad 60 % vo všetkých krajoch s výnimkou Žilinského a Trenčianskeho. Zásoby hrubiny dreva bez kôry sa identifikovali na úrovni 45,50 mil. m3. Zásoby nadzemnej stromovej biomasy s kôrou sú 63,2 mil. m3. Hmotnosť zásoby nadzemnej stromovej biomasy po zohľadnení drevinovej štruktúry 55,0 mil. t.

Na cca 201 tis. ha rastú porasty s vekom do 40 rokov a iba 87 tis. ha pokrývajú porasty staršie. Z hľadiska výskytu porasty na nelesných pozemkoch rastú najmä v nížinných oblastiach a podhorských oblastiach s rovinatými a mierne zvlnenými terénmi (celkovo 83 %). Pôdne pomery na nelesných pozemkoch porastených drevinovou vegetáciou sa takmer neodlišujú od vlastností pôd lesných pozemkov, čo vytvára priaznivé podmienky pre produkciu dendromasy.

V porovnaní s lesnými pozemkami majú porasty na nelesných pozemkoch nižšiu hektárovú zásobu, ktorá dosahuje 158 m3 hrubiny bez kôry. To znižuje ich produkčný potenciál. Súčasné drevinové zloženie s vysokým zastúpením rýchlorastúcich drevín a veková štruktúra (vek väčšinou do 40 rokov) zvyšuje produkčný potenciál týchto porastov.

Potenciálna ročná ťažba sa kalkulovala z ročného produkčného potenciálu analogickým postupom ako v lesnom hospodárstve. Zohľadnili sa ťažbové obmedzenia vyplývajúce z ochrannej funkcie pozemkov. Podľa zákona č. 543/2002 Z. z. o ochrane prírody a krajiny sa súhlas na vykonanie ťažby nevyžaduje ak ide o stromy s obvodom kmeňa do 40 cm vo výške 130 cm nad zemou.

Z dôvodu záujmov ochrany prírody nie sú v kalkulácii produkčného potenciálu zahrnuté

porasty so zásobou 4,06 mil. m3 a hmotnosťou zásob nadzemnej stromovej biomasy 5,64 mil.t. V dôsledku toho sa potenciálna ročná ťažba znížila o 78 tis. t palivovej dendromasy Tieto hodnoty sú súčtom obmedzení produkcie vzťahujúce sa na všetky porasty na nelesných pozemkoch z dôvodu ochrany prírody. Ide o chránené územia a tiež porasty mimo chránených území. Zásoby drevnej biomasy v porastoch na nelesných pozemkoch ich ročný produkčný potenciál a potencionálna ročná ťažba v jednotlivých krajoch sú uvedené v tabuľke 12. Tabuľka 12: Zásoby drevnej biomasy v porastoch na nelesných pozemkoch, ich ročný produkčný potenciál a potencionálna ročná ťažba v jednotlivých krajoch pre potreby kvantifikácie zdrojov

25

Kraj Zásoba Ročný produkčný

potenciál Potenciálna ročná

ťažba

tis. t Bratislavský 563 11 6 Trnavský 583 12 8 Trenčiansky 5153 103 62 Nitriansky 2101 42 13 Žilinský 8212 164 121 Banskobystrický 14896 298 200 Prešovský 16424 328 248 Košický 7066 141 93 Spolu 55000 1099 751

Zdroj: NLC – LVÚ Zvolen, 2018

Najväčšie potenciálne možnosti ťažby drevnej biomasy na nelesných pozemkoch sú v Prešovskom, Žilinskom a Banskobystrickom kraji. Najmenšie možnosti sú v Bratislavskom, Nitrianskom a Trnavskom kraji.

V súčasnosti sa takmer všetka ťažená nadzemná stromová biomasa z nelesných pozemkov využíva na výrobu palivových štiepok. Sortimenty vyššej kvality sa vzhľadom na ich malých podiel a koncentráciu spravidla nevyrábajú.

26

4. ENERGETICKÁ NÁROČNOSŤ PRODUKCIE PALIVOVEJ DREVNEJ BIOMASY

Uvádzajú sa výsledky terénnych meraní technologických postupov ťažbovo-výrobných

technológií v obnovných a výchovných ťažbách porastov hodnotením nameraných hodnôt.:

- stromová metóda v listnatej obnovnej ťažbe, - stromová metóda v listnatej výchovnej ťažbe, - stromová metóda v ihličnatej obnovnej ťažbe, - stromová metóda v ihličnatej výchovnej ťažbe.

Merali a hodnotili sa nasledovné parametre: - smenová výkonnosť technológie pri časovom fonde 8 hodín, - spotreba paliva mechanizmov, - sortimentová štruktúra ťaženej suroviny v štruktúre guľatinové výrezy, vlákninové drevo,

energetické drevo, - podiel spracovaného dreva na celkovej nadzemnej stromovej biomase ťažených stromov.

Merania boli vykonané pri stínke stromov, ich približovaní a manipulácii, ako aj pri štiepkovaní energetického dreva.

Z dôvodu vzájomnej porovnateľnosti výsledkov sa merania vykonali pri použití rovnakej sústavy mechanizmov. Stínka stromov v poraste a ich manipulácia na odvoznom mieste (lesnom sklade) sa vykonali motorovou pílou. Na približovanie stromov pol použitý kolesový traktor typu LKT 81T (Obr. 11) a na produkciu štiepok mobilná sekačka BIBER92.

Obr. 11 Na približovanie drevnej suroviny z porastov sa v prevažnej miere využívajú lesné kolesové traktory.

27

Ťažba sa uskutočnila v porastoch s prevahou hlavných hospodárskych drevín. V prípade listnáčov to boli bukové porasty s prímesou cenných listnáčov a smreka. Ihličnaté porasty boli tvorené smrekom s prímesou jedle, borovice a buka. Vek stromov, v ktorých sa vykonala výchovná ťažba bol v rozpätí 55 až 60 rokov a pri obnovnej ťažbe bolo rozpätie veku 90 až 110 rokov.

Pri hodnotení sortimentovej štruktúry ťaženého dreva a následnej manipulácii stromovej biomasy sa rešpektovali kvalitatívne znaky dreva definované v príslušných STN pre guľatinové sortimenty a vlákninové drevo. Z hľadiska rozmerov bol minimálny požadovaný priemer pre guľatinové sortimenty 30 cm s kôrou na dolnom čele výrezu. Minimálna dĺžka výrezu 2 m. Pre vlákninové drevo bola požadovaná stredová hrúbka výrezu 12 cm s kôrou a jeho minimálna dĺžka 2 m. Na výrobu palivového dreva (Obr. 13), alebo štiepok sa použila surovina nevyhovujúca kvalitatívnym nárokom a minimálnym rozmerom na vyššie uvedené sortimenty. Ďalej surovina korún stromov obsahujúca podiel dreva vhodného na produkciu vlákninového dreva, avšak manipulácia tejto časti stromov by bola časovo a energeticky náročná.

Dĺžka meraní vo všetkých hodnotených ťažbových postupoch bola 24 hodín celkového pracovného času (3 pracovné smeny) zahrňujúceho prípravné činnosti, prestávky a nutné prestoje. Uvádzajú sa priemerné hodnoty parametrov za uvedený čas.

Obr. 12 Na výrobu palivového dreva sa využíva drevná surovina najnižšej kvality

28

4.1 Listnatá obnovná ťažba Priemerný vek stromov na ťažbovej ploche: 110 rokov. Objem stromovej biomasy ťažených stromov: 215,20 m3. Počet vyťažených stromov: 126. Celkový časový fond pracovných smien: 1440 min (24 hodín). Priemerná približovacia vzdialenosť: 305 m. Dĺžka čistého pracovného času: 1058,4 min. Podiel čistého pracovného času na celkovom časovom fonde 73,5 %. Druhová štruktúra ťaženého dreva: buk 84 %, javor 9 %, smrek 7 %.

Obr. 13 Pred samotnou realizáciou ťažby je nevyhnutné navrhnúť vhodný technologický postup

29

Objemová a sortimentová štruktúra ťaženého dreva, ťažbové straty a objem obchodovateľného dreva sú uvedené v tabuľke 13. Tabuľka 13: Objemová a sortimentová štruktúra ťaženého dreva, ťažbové straty a objem

obchodovateľného dreva

Sortiment

Nadzemná stromová biomasy, m3

Objem priblíženej stromovej biomasy, m3

Objem ťažbových strát, m3

Podiel ťažbových strát, %

Objem obchodovateľného dreva, m3

Guľatina 70,43 70,43 0 0 67,911) Vláknina 62,87 58,72 4,15 6,6 58,82)1 Energetické drevo

47,00 38,68 8,32 17,7 38,682

Tenčina 34,90 20,41 14,49 41,5 20,412) Spolu 215,20 188,24 26,96 12,5 185,82

Zdroj: NLC-LVÚ Zvolen, 2018 Pozn.: 1) – Objem hrubiny bez kôry 2) – Objem dreva s kôrou Podiel obchodovateľného dreva na nadzemnej stromovej biomase: 86,3 %. Podiel strát na hrubine s kôrou: 4,5 %. Smenová výkonnosť v prepočte na celkový časový fond pracovnej smeny (obchodovateľného dreva): 61,94 m3. Priemerný čas pracovného cyklu: 25,2 min. Počet pracovných cyklov v prepočte za smenu (8 hodín): 14. Hodinová výkonnosť v prepočte na čistý pracovný čas: 10,53 m3.

Spotreba paliva a energetická náročnosť ťažbového postupu sú uvedené v tabuľke 14. Tabuľka 14: Spotreba paliva a energetická náročnosť ťažbového postupu

Pracovná činnosť Celková spotreba paliva, kg

Spotreba paliva na 1 m3, kg

Energetický ekvivalent MJ.m3

Stínka 72,47 0,39 17,1 Približovanie 230,42 1,24 54,6 Manipulácia 57,60 0,31 13,6 Štiepkovanie 37,821) 0,64 28,2 Spolu 398,31 2,58 113,5 94,32)

Zdroj: NLC-LVÚ Zvolen, 2018 Pozn.: 1) – štiepkovalo sa 59,09 m3 suroviny 2) – hodnota bola vypočítaná ako podiel súčtu celkovej spotreby paliva a celkovej produkcie

obchodovateľného dreva, vynásobeného energetickou hodnotou paliva. 4.2 Listnatá výchovná ťažba 1. Priemerný vek stromov na ťažbovej ploche: 60 rokov 2. Druhová štruktúra ťaženého dreva: bk 76 %, javor 12 %, smrek 5 %, ostatné 7 %. 3. Objem stromovej biomasy ťažených stromov: 101,18 m3. 4. Počet vyťažených stromov: 192. 5. Celkový časový fond pracovných smien 1440 min.: (8 hodín). 6. Priemerná približovacia vzdialenosť: 330 m. 7. Dĺžka čistého pracovného času: 1060,8 min. 8. Podiel čistého pracovného času na celkovom pracovnom fonde: 73,7 %.

30

Objemová a sortimentová štruktúra ťaženého dreva, ťažbové straty a objem obchodovateľného dreva sú uvedené v tabuľke 15.

Tabuľka 15: Objemová a sortimentová štruktúra ťaženého dreva, ťažbové straty a objem


Sortiment






Vláknina 57,98 56,06 1,92 3,3 53,951) Energetické drevo

19,39 15,74 3,65 18,8 15,742)

Tenčina 23,81 17,47 6,34 26,6 17,472) Spolu 101,18 89,27 11,91 11,8 87,16

Zdroj: NLC-LVÚ Zvolen, 2018 Pozn.: 1) – Objem hrubiny bez kôry 2) – Objem dreva s kôrou Podiel obchodovateľného dreva na nadzemnej stromovej biomase: 86,1 % Podiel strát na hrubine s kôrou: 7,2 % Smenová výkonnosť v prepočte na celkový časový fond pracovnej smeny (obchodovateľného dreva): 29,05 m3. Priemerný čas pracovného cyklu: 44,2 min. Počet pracovných cyklov v prepočte za smenu (8 hodín): 8 Hodinový výkonnosť v prepočte na čistý pracovný čas: 4,93 m3





Stínka 53,63 0,53 23,3 Približovanie 137,60 1,36 59,8 Manipulácia 28,32 0,28 12,3 Štiepkovanie 23,581) 0,71 31,2 Spolu 243,13 2,88 105,72)


obchodovateľného dreva, vynásobeného energetickou hodnotou paliva. 4.3 Ihličnatá výchovná ťažba Priemerný vek stromov na ťažbovej ploche: 55 rokov Druhová štruktúra ťaženého dreva: smrek 74 %, jedľa 7 %, borovica 6 %, buk 8 %, ostatné 5 %. Objem stromovej biomasy ťažených stromov: 87,57 m3. Počet vyťažených stromov: 210. Celkový časový fond pracovných smien: 1440 min. (8 hodín). Priemerná približovacia vzdialenosť: 385 m. Dĺžka čistého pracovného času: 1169,7 min. Podiel čistého pracovného času na celkovom pracovnom fonde: 81,2 %.

31



Sortiment






Vláknina 61,95 59,43 2,52 4,1 55,02 Energetické drevo

11,55 10,08 1,47 12,7 10,08

Tenčina 14,07 9,24 4,83 34,3 9,24 Spolu 87,57 78,75 8,82 10,1 74,34








obchodovateľného dreva, vynásobeného energetickou hodnotou paliva. 4.4 Ihličnatá obnovná ťažba Priemerný vek stromov na ťažbovej ploche: 90 rokov Druhová štruktúra ťaženého dreva: smrek 96 %, jedľa 3 %, ostatné 1 %. Objem stromovej biomasy ťažených stromov: 204,67 m3. Počet vyťažených stromov: 156. Celkový časový fond pracovných smien: 1440 min. (8 hodín). Priemerná približovacia vzdialenosť: 270 m. Dĺžka čistého pracovného času: 1115,4 min. Podiel čistého pracovného času na celkovom pracovnom fonde: 77,5 %.

32



Sortiment






Guľatina 127,14 127,14 0 0 119,96 Vláknina 34,48 33,38 1,10 3,2 31,04 Energetické drevo

26,51 22,78 3,73 14,1 22,78

Tenčina 16,54 4,84 11,70 70,7 4,84 Spolu 204,67 188,14 16,53 8,07 178,62


Spotreba paliva a energetická náročnosť ťažbového postupu sú uvedené v tabuľke 20 Tabuľka 20: Spotreba paliva a energetická náročnosť ťažbového postupu






obchodovateľného dreva, vynásobeného energetickou hodnotou paliva. 4.5 Hodnotenie nameraných údajov

Priemerné smenové výkonnosti meraných ťažbovo-výrobných postupov v obnovnej ťažbe listnáčov boli 61,94 m3 a ihličnanov 59,54 m3. V prípade výchovnej ťažby listnáčov bola táto hodnota29,05 m3 a ihličnanov 24,78 m3. Hodinová výkonnosť v prepočte na čistý pracovný čas bola v obnovnej ťažbe listnáčov 10,53 m3, ihličnanov 9,61 m3. V prípade listnatej výchovnej ťažby listnáčov 4,93 m3 a ihličnanov 3,81 m3. Pri uvedených smenových výkonnostiach bol podiel čistého pracovného času na celkovom časovom fonde pri listnatých ťažbách 73,5 až 73,7 % a ihličnatých 77,5 až 81,2 %.

33

Hlavnými faktormi ovplyvňujúcimi rozdiely výkonnosti výrobných postupov vo výchovných a obnovných ťažbách boli priemerný objem stromovej biomasy (výchovná ťažba listnáčov 0,527 m3, ihličnanov 0,417 m3, obnovná ťažba listnáčov 1,708 m3 a ihličnanov 1,312 m3) a dĺžka času zostavovania nákladu v poraste pri výchovných ťažbách bolo v jednom pracovnom cykle priblížených 8 až 10 stromov a výchovných ťažbách 3 až 4 stromy, pričom priťahovanie stromov pri výchovnej ťažbe je časovo náročnejšie . To sa prejavilo v rozdielnych dĺžkach pracovných cyklov (výchovné ťažby 44,2 resp. 55,7 min. obnovné ťažby25,2 resp. 28,6 min.) ako aj ich počte za smenu (výchovné ťažby 7-8 cyklov, obnovné ťažby 13-14 cyklov). Určitý vplyv na rozdiel vo výkonnostiach bol spôsobený rozdielnymi priemernými približovacími vzdialenosťami (výchovné ťažby 330 až 380 m, obnovné ťažby 270 až 305 m). Pri výchovných ťažbách bolo za smenu priblížených v priemere 192 až 210 stromov a pri obnovných 126 až 156 stromov.

Z hľadiska sortimentovej štruktúry ťaženého dreva boli významné tieto rozdiely: - Podiel objemu guľatinových výrezov na objeme stromovej biomasy ťažených stromov bol

v obnovnej ťažbe listnáčov 32,7 % a ihličnanov 62,1 %, podiely objemu guľatiny a objemu obchodovateľného dreva boli 36,5 ˇ(listnatá ťažba) a 67,2 % (ihličnatá ťažba).

- Podiely vlákninového dreva na objeme stromovej biomasy ťažených stromov v obnovnej ťažbe listnáčov bol 29,2 % a ihličnanov 16,8 % a na obchodovateľnom dreve 31,7 resp. 17,4 %.

- Podiely energetického dreva a tenčiny na objeme stromovej biomasy ťažených stromov v obnovnej ťažbe listnáčov bol 38,1 % a ihličnanov 21,0 % a na obchodovateľnom dreve 31,8 % a 15,5 %.

- Podiely objemu vlákninového dreva na objeme stromovej biomasy ťažených stromov vo výchovnej ťažbe listnáčov boli 57,3 % a ihličnanov 70,7 % a na obchodovateľnom dreve 61,9 % a 74,4 %.

- Podiely energetického dreva a tenčiny na objeme stromovej biomasy ťažených stromov vo výchovnej ťažbe listnáčov bol 42,7 % a ihličnanov 29,7 % a na obchodovateľnom dreve 38,1 % a 25,6 %.

V obnovných aj výchovných ťažbách sú medzi listnáčmi a ihličnanmi najväčšie rozdiely

v podieloch energetického dreva a tenčiny. Menej výrazné rozdiely sú v podieloch vlákninového dreva. Menšie podiely týchto sortimentov v ihličnatom dreve sú kompenzované v prípade obnovných ťažieb vysokým podielom guľatinových výrezov.

Straty na stromovej biomase pri približovaní listnáčov (výchovné aj obnovné ťažby) boli 11,8 až 12,5 % a ihličnanov 8,07 a 8,82 %. Veľkosť strát celých stromov pri stínke a približovaní ovplyvňuje najmä podiel tenčiny.

Straty na objeme tenčiny pri obnovných ťažbách listnáčov boli 41,5 % a ihličnanov až 270,7 %, pri výchovných ťažbách listnáčov 26,6 a ihličnanov 34,3 %.

Relatívny vysoké straty pri stínke a približovaní sú aj na energetickom dreve. V prípade listnáčov boli 17,7 až 18,8 % a ihličnanov 12,7 až 14,1 %.

Straty na vlákninovom dreve sa v meraných prípadoch pohybovali v rozmedzí 3,2 až 6,6 %.

Po odpočítaní ťažbových strát a objemu kôry (guľatina, vláknina) sú podiely obchodovaného dreva na celkovom objeme biomasy ťažených stromov v prípade obnovnej ťažby listnáčov 86,3 %, ihličnanov 87,3 %, výchovnej ťažby listnáčov 86,1 % a ihličnanov 84,9 %.

Spotreba palív na stínku, približovanie, manipuláciu a štiepkovanie v prepočte na 1 m3 obchodovateľného dreva bola v obnovnej ťažbe listnáčov 2,14 kg, obnovnej ťažbe ihličnanov 1,92 kg, výchovnej ťažbe listnáčov 2,40 kg a ihličnanov 2,32 kg. Vyššia energetická náročnosť

34

pracovných činností pri listnáčoch je spôsobená vyšším podielom hmoty na štiepkovanie. Pri výchovných ťažbách sa prejavuje vyššia prácnosť v prepočte na 1 m3 spracovanej hmoty.

35

5. EKONOMICKÁ EFEKTÍVNOSŤ PRODUKCIE A VYUŽÍVANIA PALIVOVEJ DREVNEJ BIOMASY

Výrobné náklady spojené s produkciou drevných palív ovplyvňuje najmä počet

pracovných činností, ich časová a energetická náročnosť, ako aj investičná náročnosť potrebného technického vybavenia.

Výroba palivových štiepok z drevnej biomasy na lesných a nelesných pozemkoch spravidla zahrňuje nasledovné pracovné činnosti:

stínka – približovanie – manipulácia – štiepkovanie – doprava štiepok. Priame výrobné náklady na uvedené pracovné činnosti sa pohybujú v nasledovných

rozpätiach: Stínka 2,3 – 5,4 Eur.t-1 Približovanie 4,2 – 8,6 Eur.t-1 Manipulácia 0 – 1,5 Eur.t-1 Štiepkovanie 12,7 - 19,2 Eur.t-1 Doprava 3,1 - 7,9 Eur.t-1 Spolu 22,3 – 42,6 Eur.t-1 Do priamych výrobných nákladov je ďalej potrebné započítať výrobnú réžiu a cenu za

nákup suroviny. Na lesných pozemkoch sú náklady na stínku často započítané v nákupnej cene suroviny. Finančne najnáročnejšou činnosťou je štiepkovanie z dôvodu vysokých investičných

nákladov na nákup mobilných sekačiek a nákladov na ich údržbu a opravy. Výrazný vplyv majú koncentrácia biomasy na jednom pracovisku a časové využitie stroja.

Druhou najnákladnejšou činnosťou je väčšinou približovanie suroviny na miesto štiepkovania. Veľkosť nákladov závisí od približovacej vzdialenosti a výkonnosti použitej technológie (Obr.15). Priemerná približovacia vzdialenosť pri ťažbe na lesných pozemkoch je podstatne dlhšia ako v porastoch na nelesných pozemkoch, čo ekonomicky znevýhodňuje lesnú palivovú drevnú biomasu v porovnaní s produkciou na nelesných pozemkoch.

36

Obr. 14 Veľkosť nákladov pri približovaní drevnej suroviny závisí od približovacej vzdialenosti a výkonnosti použitej technológie

Veľkosť nákladov na dopravu štiepok závisí od dopravnej vzdialenosti a kapacity dopravného prostriedku. Dopravné vzdialenosti v podmienkach Slovenska sa pohybujú väčšinou v rozpätí 15 až 80 km.

Manipulácia pozostáva z oddelenia korunovej časti stromu od kmeňa. V prípade štiepkovania celých stromov sa táto činnosť nevykonáva.

Pri výrobe palivových štiepok zo zvyškov po mechanickom spracovaní dreva sa vykonávajú tieto činnosti:

Vnútropodniková doprava a skladovanie suroviny – štiepkovanie – doprava. Priame výrobné náklady na uvedené pracovné činnosti sa pohybujú v nasledovných

rozpätiach: Vnútropodniková doprava a skladovanie 2,8 – 6,3 Eur.t-1 Štiepkovanie 7,5 – 13,9 Eur.t-1 Doprava 3,1 – 7,9 Eur.t-1 Spolu 13,4 – 28,1 Eur.t-1 Do priamych výrobných nákladov je potrebné započítať výrobnú réžiu a v niektorých

prípadoch aj cenu suroviny. Na výrobu štiepok sa vo väčších a stredných podnikoch používajú stacionárne štiepkovače

na elektrický pohon. Mobilné sekačky sa využívajú v malých prevádzkach. Nižšie výrobné náklady v porovnaní so štiepkovaním biomasy na lesných a nelesných pozemkoch sú z dôvodu vyššej koncentrácie suroviny a kapacitného využitia sekačky, pričom odpadá potreba presunu zariadenia medzi pracoviskami.

37

Dopravné náklady sú obdobné ako pri štiepkach z lesných a nelesných pozemkov. Vnútropodniková doprava suroviny sa vykonáva pomocou dopravníkov, alebo mobilnými

zariadeniami. Na skladovanie sa používajú kryté alebo nekryté skládky. Nakládka štiepok na dopravné prostriedky sa vykonáva pneumaticky alebo čelnými nakladačmi.

Priame výrobné náklady na výrobu lisovaných drevných palív – peliet a brikiet závisia taktiež od počtu pracovných činností, ktoré je potrebné vykonať. Náklady sa pohybujú v rozpätí 115 až 195 Eur.t-1 . V podmienkach Slovenska sa pelety a brikety vyrábajú najčastejšie z vysušených jemnozrnných zvyškov, pričom je potrebná len rozmerová homogenizácia a lisovanie suroviny a balenie výrobkov. Lisované palivá možno vyrábať aj z vlhkej a rozmerovo neupravenej drevnej biomasy. Vtedy je potrebné vykonať štiepkovanie (drvenie) a sušenie suroviny, čo zvyšuje energetickú náročnosť výroby a výrobné náklady.

Súčasné ceny palivových štiepok na domácom trhu sa pohybujú zväčša v rozpätí 41 až 54 Eur.t-1, v závislosti od ich energetickej hodnoty. Najvyššiu výhrevnosť majú štiepky z vysušených zvyškov po spracovaní dreva a to v rozmedzí 15,5 až 18,0 MJ.kg-1. Štiepky vyrobené z čerstvo vyťaženej drevnej biomasy majú výhrevnosť 7,2 až 9,5 MJ.kg-1 v závislosti od druhu dreviny a ročného obdobia. Prírodným sušením nezoštiepkovanej suroviny po dobu až 5 mesiacov možno dosiahnuť výhrevnosť do 13,5 MJ.kg-1.

Ekonomicky najvýhodnejšia je výroba štiepok zo zvyškov po mechanickom spracovaní dreva. Podstatne nižšiu ekonomickú efektívnosť má výroba štiepok z lesnej biomasy vzhľadom na vyššie výrobné náklady a nižšiu energetickú hodnotu.

Výrobné náklady na výrobu tepla a kombinovanej výroby elektriny a tepla z drevnej biomasy pozostávajú z nákladov na skladovanie paliva, jeho prísun do spaľovacej komory, proces premeny energie, filtráciu a odvod spalín, separáciu tuhých zvyškov a distribúciu energie do rozvodnej siete a výrobnej réžie. V prípade centrálnych zdrojov tepla je súčasťou výrobných nákladov tiež prevádzka teplovodných rozvodov do objektov spotrebiteľov.

V prípade výroby tepla z palivových štiepok sa priame výrobná náklady pohybujú v širokom rozpätí 17 až 35 Eur.GJ-1. Výšku nákladov ovplyvňujú veľkosť a výkonové využitie tepelného zdroja, druh použitej technológie a tiež kvalita resp. cena používaného paliva.

V porovnaní so zemným plynom, ktorý je najpoužívanejším palivom na výrobu tepla na Slovensku sa v prípade palivových štiepok náklady na palivovú zložku podieľajú výrazne menším podielom na celkových výrobných nákladoch. Dôvodom sú podstatne vyššie náklady na nákup a následnú prevádzku technológií využívajúcich palivovú drevnú biomasu.

Konkurencieschopnosť palivovej drevnej biomasy voči fosílnym palivám závisí v podstatnej miere od nákupnej ceny týchto palív, ale aj od kvality používanej biomasy.

38

6. BILANCIA SKLENÍKOVÝCH PLYNOV PRI PRODUKCII A VYUŽÍVANÍ PALIVOVEJ DREVNEJ BIOMASY Použila sa metodika výpočtu produkcie a úspor skleníkových plynov pri náhrade fosílnych

palív palivovou dendromasou a údaje uvedené v správe JRC: Solid and gaseous bioenergy pathways input values and GHG emissions, JRC Science and policy reports č. EUR 27215 EN, 2015, verzia 1a. Metodika bola prevzatá z materiálov COM (2010) a SWD (2014).

V správe sú uvedené postupy výpočtov produkcie skleníkových plynov pri výrobe biomasy pre energetické využitie v závislosti od jej druhu (drevná, nedrevná biomasa), pôvodu (lesné zdroje, energetické porasty, zvyšky po spracovaní dreva), použitej výrobnej technológie a jej energetickej náročnosti (výroba štiepok, peliet). Ďalej sa uvádzajú produkcie skleníkových plynov pri premene energie na výrobu tepla a elektriny a úspory skleníkových plynov náhradou fosílnych palív biomasou v závislosti od jej druhu, pôvodu a použitej výrobnej technológie.

Pre hodnotenie produkcie a úspor skleníkových plynov náhradou fosílnych palív palivovou dendromasou v podmienkach Slovenska sa použili typické postupy výroby a premeny energie palivovej dendromasy používané v SR v súčasnom a perspektívne budúcom období.

Hodnotili sa tieto alternatívne technologické postupy výroby palivovej dendromasy:

A. Výroba palivových štiepok z ťažbových zvyškov na lesných a nelesných pozemkoch (Woodchips from Forest logging residues).

B. B1- výroba palivových štiepok z topoľových energetických (intenzívnych) porastov s prihnojovaním pôdy (Woodchips from Short rotation coppice – Poplar). B2- výroba palivových štiepok z topoľových energetických (intenzívnych) porastov bez prihnojovania pôdy (Woodchips from Short rotation coppice – Poplar).

C. Výroba palivových štiepok zo zvyškov po spracovaní dreva v drevospracujúcom priemysle (Woodchips from Wood industry residues).

D. Výroba palivových štiepok z kmeňov stromov na lesných a nelesných pozemkoch (Woodchips from stem wood).

E. Výroba peliet z ťažbových zvyškov na lesných a nelesných pozemkoch (Wood pellets from forest logging residues).

F. Výroba peliet zo zvyškov po spracovaní dreva (Wood pellets from industry residues).

Pri jednotlivých alternatívnych technologických postupoch sa z hľadiska vlhkosti palivovej dendromasy (W) a jej zmien, hodnotili tieto pracovné činnosti:

A zber dendromasy a jej sústreďovanie, w = 50 %, sezónne skladovanie dendromasy, W = 50 % → 30 %, strata na sušine dendromasy 5 %, štiepkovanie, W = 30 %, doprava na miesto spotreby, W = 30 %.

B

hnojenie (len v alternatíve B1), obhospodarovanie a ťažba energetických porastov, W = 50 %, štiepkovanie, W = 50 %, doprava štiepok na medzi sklad, W = 50 %, sezónne skladovanie štiepok, W = 50 % → 30 %, strata na sušine dendromasy 12 %.

C

39

vnútropodniková doprava dendromasy, W = 30 %, štiepkovanie, W = 30%, doprava na miesto spotreby, W = 30 %.

D

ťažba a sústreďovanie kmeňov stromov, W = 50 %, sezónne skladovanie kmeňov, W = 50 % → 30 %, strata na sušine dendromasy 5 %, štiepkovanie, W = 30 %, doprava na miesto spotreby, W = 30 %.

E

zber a sústreďovanie dendromasy, W = 50 %, štiepkovanie, W = 50 %, doprava do peletárne, W = 50 %, výroba peliet, W = 50 % → 10 %, doprava na miesto spotreby, W = 10%.

F

výroba peliet, W = 30 % → 10 %, doprava na miesto spotreby, W = 10%.

Priemernépodiely energetických vstupov pri jednotlivých činnostiach na energetickej hodnote produkcie dreva sú uvedené v tabuľke 21.

Tabuľka 21: Energetické vstupy pri jednotlivých pracovných činnostiach v MJ energetickej

hodnoty spotrebovaného paliva na 1 MJ výhrevnosti drevného paliva (MJ. MJd-1) Zber a sústreďovanie dendromasy (A, D, E) 0,0120

Sezónne skladovanie dendromasy (A, D) – strata na sušine dendromasy 0,0530

Štiepkovanie (A, B1, B2, C, D, E) 0,0034

Doprava štiepok (A, B1, B2, C, D, E) 0,0160

Sezónne skladovanie štiepok (B1, B2) – strata na sušine štiepok 0,1360

Obhospodarovanie a ťažba hnojených energetických porastov (B1) 0,0210

Obhospodarovanie a ťažba nehnojených energetických porastov (B2) 0,0160

Ťažba a sústreďovanie kmeňov (D) 0,0110

Doprava peliet (E, F) 0,0110

Výroba peliet z vlhkých štiepok (E) 0,2370

Výroba peliet zo zvyškov po spracovaní dreva 0,1410

Energetická premena peliet 0,0150

Energetická premena štiepok 0,0200 Zdroj: JRC Solid and gaseous bioenergy pathways: input values and GHG emissions, ISBN 978-92-79-47895-6

40

Celkové energetické vstupy pri jednotlivých alternatívnych technologických postupoch výroby palivovej dendromasy bez započítania vstupov pri premene energie a strát na sušenie dendromasy podľa údajov JRC (MJ.MJd-1):

A: 0,034, B1: 0,040, B2: 0,036, C: 0,031, D: 0,033, E: 0,268, F: 0,157.

Energetická náročnosť produkcie, distribúcie a spracovania palivovej dendromasy v podmienkach SR je uvedená v tabuľke 22. Tabuľka 22: Energetická náročnosť produkcie, distribúcie a spracovania palivovej dendromasy

v podmienkach SR

Dop

ravn

á vz

dial

enos

ť (v

km

)

Spotreba energie MJ.t-1 Druh paliva

Podiel spotrebovanej energie na energetickej hodnote paliva, %

Štiepky z lesných pozemkov

Štiepky z nelesných pozemkov

Štiepky z DSP

Pelety a brikety z DSP, vlhká surovina

Jemnozrnné odpady z DSP

Štiepky z energe-tických porastov

20 MJ.t-1 99 85 74 2069 68 297 MJ. MJd-1 0,0104 0,089 0,0078 0,115 0,0072 0,0313

30 MJ.t-1 124 114 103 2087 101 327 MJ. MJd-1 0,0131 0,0120 0,0180 0,116 0,0106 0,0344

40 MJ.t-1 148 142 132 2104 133 356 MJ. MJd-1 0,0156 0,0149 0,0139 0,117 0,0140 0,0375

50 MJ.t-1 173 171 161 2122 166 386

MJ. MJd-1 0,0182 0,0180 0,0169 0,118 0,0174 0,0406

60 MJ.t-1 197 199 190 2139 198 415 MJ. MJd-1 0,0207 0,0209 0,02 0,119 0,0208 0,0437

70 MJ.t-1 222 228 219 2157 241 445 MJ. MJd-1 0,0234 0,0240 0,0231 0,120 0,0254 0,0468

80 MJ.t-1 246 256 248 2174 263 474 MJ. MJd-1 0,0259 0,0269 0,0261 0,121 0,0277 0,0499

Zdroj: NLC – LVÚ Zvolen, 2016 Porovnaním údajov JRC vychádzajúcich z kalkulácie energetických vstupov pri 200 km

dopravnej vzdialenosti a údajov získaných meraniami v podmienkach SR je zrejmé, že so zmenšujúcou dopravnou vzdialenosťou klesajú aj energetické vstupy.

Typické a určené hodnoty produkcie emisií skleníkových plynov pri produkcii

a energetickej premene palivovej dendromasy v jednotlivých hodnotených alternatívach v členení na skupiny pracovných činností sú uvedené v tabuľke 23.

41

Tabuľka 23: Typické a určené hodnoty produkcie emisií skleníkových plynov pri produkcii a energetickej premene palivovej dendromasy v jednotlivých hodnotených alternatívach v členení na skupiny pracovných činností

Alte

rnat

íva

Obhospodarovanie porastov

Spracovanie dendromasy

Doprava Premena energie

gCO2eq.MJ-1 T

ypic

ká

hodn

ota

Urč

ená

hodn

ota

Typ

ická

Documents

Výskum potenciálu drevnej biomasy na energetické využitiezdroja po konečnú energiu (elektrina, teplo, chlad). Produkcia emisií skleníkových plynov pri produkcii biomasy, jej