Strona Główna / Agrotechnika / Uprawa roślin na cele energetyczne

Uprawa roślin na cele energetyczne

20 stycznia 2022 9
REKLAMA

W Polsce jak i w pozostałych krajach Unii Europejskiej dąży się do redukcji emisji gazów cieplarnianych. Ważnym aspektem tego działania okazuje się zastępowanie popularnych paliw transportowych biopaliwami, zaś węgla kamiennego biomasą będącą jednym z istotniejszych źródeł odnawialnej energii.

Coraz częściej obserwuje się uprawę roślin w celu pozyskania biomasy przeznaczanej na cele energetyczne do produkcji różnego typu energii np. elektrycznej, cieplnej a także biogazu. Poprzez coraz większe zainteresowanie uprawami energetycznymi kreowana jest działalność rolnicza określana mianem ,,agroenergetyki’’ mająca ekonomiczne uzasadnienie.

Przeznaczona na cele energetyczne roślina powinna spełniać określone warunki. Jednym z nich jest wartość opałowa oscylująca w przedziale 15- 19 MJ/kg. Wartość ta jest niższa niż w przypadku węgla kamiennego, gdzie wynosi 21 MJ/kg, ale pomimo tej zauważalnej różnicy opłacalne jest wykorzystywanie roślin energetycznych do produkcji biopaliw. Do pozostałych cech charakteryzujących te rośliny należy wysokie plonowanie, odporność na choroby i warunki atmosferyczne a także niskie wymagania odnośnie żyzności gleby, na której są uprawiane. W literaturze rośliny energetyczne określa się mianem roślin uzyskujących duże przyrosty masy w stosunkowo krótkim czasie, nadające się głównie do spalenia i uzyskujące dużą ilość energii cieplnej.

Do uprawy na cele energetyczne zalecane są rośliny wieloletnie użytkowane przez okres 15-20 lat co ogranicza koszty uprawy. Do najpopularniejszych roślin energetycznych należy zaliczyć: wierzbę energetyczną, wierzbę ostrolistną, wierzbę wiciową, topolę hybrydową, słonecznik bulwiasty, miskant olbrzymi a także różę wielokwiatową.  Przy właściwy doborze gatunku do uprawy należy uwzględnić warunki klimatyczno- glebowe, zaplecze techniczne gospodarstwa oraz wymagania odbiorców odnośnie jakości biomasy. W Polsce z uwagi na warunki klimatyczne uprawia się:

  • Drzewa i krzewy odrastające łatwo po ścięciu np.: topola, wierzba
  • Byliny wieloletnie takie jak topinambur czy ślazowiec pensylwański
  • Trawy wieloletnie np.: miskant, mozga trzcinowata

Wymienione w punktach 1,2 rośliny posiadają szlak fotosyntezy C3 natomiast trawy wieloletnie wspomniane w punkcie trzecim charakteryzują się występowaniem fotosyntezy C4. Rośliny o szlaku fotosyntezy C4 lepiej wykorzystują wodę, składniki pokarmowe oraz światło wobec czego cechują się wyższym plonem suchej masy z hektara zwłaszcza w latach cieplejszych. Plantacji roślin przeznaczanych na cele energetyczne nie powinno się zakładać na glebach bardzo dobrych z uwagi, iż stanowią one jedynie 54% gruntów ornych w Polsce i powinny być uprawiane w celu pozyskiwania żywności oraz pasz.

Na przykładzie wierzby krzewiastej – jednej z najczęściej uprawianej rośliny energetycznej zostanie po krótce omówiona jej agrotechnika. W celach energetycznych najbardziej odpowiednim jest gatunek wierzby krzewiastej Salix viminalis L. Ta wieloletnia roślina o krzaczastym przekroju i licząca od kilku do aż kilkunastu pędów może być użytkowana przez 15-20 lat. Do jej głównych zalet należy zaliczyć wysokie plony (roczny przyrost wynoszący 7-15 ton suchej masy drewna z hektara), długi okres użytkowania a także tanie sadzonki. Jako wady należy wymienić trudną mechanizację zbioru wiążącą się ze stosowaniem specjalnych maszyn, wysokie wymagania wodne, zagrożenie przez choroby i szkodniki oraz wysoką wilgotność biomasy zbieranej jesienią i zimą co przekłada się na koszty transportu i zmniejszoną wartość opałową. Kluczowym elementem zakładania plantacji wierzby jest właściwe przygotowanie pola polegające na odchwaszczeniu w roku poprzedzającym sadzenie. Bezpośrednio po wysadzeniu zaleca się zastosowanie herbicydu z uwagi na wolny wzrost sadzonek w porównaniu do szybkiego wzrostu chwastów. Niewykonanie zabiegów pielęgnacyjnym może wiązać się z zagłuszeniem sadzonek przez gatunki niepożądane. Chwasty można również niszczyć metodą mechaniczną, w której wymagane jest wykonanie dużej, bo aż kilkunastokrotnej liczby zabiegów. Aby uniknąć zwiększonego ryzyka zwiększonego rozwoju chorób na plantacji zaleca się przy sadzeniu pomieszanie kilku odmian. W czasie prowadzenia plantacji wierzby występuje zagrożenie chorobami takimi jak rdza, antraknoza oraz szkodnikami np.: mszyce, pieniki.

Z powszechnych upraw polowych gatunkiem o wszechstronnym użytkowaniu jest kukurydza będąca surowcem w przemyśle spożywczym, spirytusowym, chemicznym oraz w produkcji pasz. Wykorzystywanie tej rośliny w celach energetycznych może okazać się przyszłościowym kierunkiem w jej użytkowaniu. Kukurydza charakteryzują średnie wymagania co do gleb, na których jest uprawiana. W Polsce czynnikiem klimatycznym wpływającym na ograniczenie plonowania są niskie opady. Powierzchnia uprawy tej rośliny w naszym kraju wynosi około 700 tys. hektarów, natomiast w przyszłości powierzchnia ta może zwiększyć się nawet aż do 2 mln ha. Do zwiększenia znaczenia tej uprawy w strukturze zasiewów przyczynić może się uprawa kukurydzy na cele energetyczne do produkcji biogazu, bioetanolu oraz spalania słomy. W Europie w przeciągu minionych lat coraz większego znaczenia nabrała produkcja biogazu. Obecnie w krajach o wysokiej produkcji biogazu takich jak Austria i Niemcy bazuje się głównie na kiszonce z kukurydzy, CCM, zakiszonym i suchym ziarnie, a także na słomie. Z niemieckich badań wynika, iż dodatek kiszonki z kukurydzy znacząco wpływa na zwiększenie wydajności energetycznej biogazowni, a co za tym idzie poprawia opłacalność produkcji biogazu.

Podsumowując uprawa roślin energetycznych niesie za sobą wiele pozytywnych aspektów zarówno ekonomicznych jak i środowiskowych. Pozyskiwana biomasa jako odnawialne źródło energii stanowi doskonałą alternatywę dla tradycyjnych paliw kopalnych.


Źródła
  • https://www.cdr.gov.pl
  • https://magazynbiomasa.pl

  • mgr inż. Piotr Foryś Specjalista Dział Technologii Produkcji Rolniczej i Doświadczalnictwa 774437127
    Data publikacji: 20 stycznia 2022 Wyświetlenia: 687