Recyklace odpadního popela z biomasy

Biomasa, tradiční symbol tepla a vyhřátých kamen, se stává novým pojmem. S využitím biomasy se nesetkáváme pouze v podobě naštípaných polínek. Existuje mnoho moderních způsobů, jak dřevo, ale i cíleně pěstované plodiny využít k produkci elektrické energie a tepla. Se stoupající oblibou energetického využití biomasy vzrůstá otázka, co s popelem? Nebudeme si jej přece sypat na hlavu...

Využití popela ze spalování biomasy se rozhodli řešit ve Skandinávii. Jakým způsobem? To jsme se mohli dozvědět 8. a 9. listopadu v pražském hotelu Olympik, kde se konala konference "RecAsh - využívání popela z biomasy, minimalizace odpadů". Akci uspořádaly Lesy České republiky ve spolupráci s Českou zemědělskou univerzitou.

Na konferenci byly dvě zájmové skupiny. Tu první tvořili zástupci vědecké obce z oblasti ochrany přírody, podzemních a povrchových vod, půdní chemie a znalci lesní biodiverzity. Druhou skupinu tvořila odborná veřejnost, provozovatelé výtopen a elektráren na biomasu, hospodáři velkých lesních závodů, dřevařských a papírenských podniků. Tím vznikaly velmi hodnotné diskuze s hlubokým teoretickým základem, které se však vždy držely v praktické rovině.

Velká většina účastníků byla z Finska a Švédska, kde je problém recyklace popela již dnes velmi aktuální otázkou. Pouze ve Švédsku bylo v roce 2004 vyprodukováno kolem 30 000 tun popela z biomasy a očekává se, že toto číslo poroste tak rychle, jak dnes roste využívání biomasy.

EKONOMICKÁ MOTIVACE

K recyklaci popela motivuje švédské provozovatele výtopen a elektráren na biomasu především ekonomika. Uložení tuny odpadů na skládky stojí 75 eur, tedy zhruba 2250 Kč. Všechny logistické operace spojené s recyklací popela a jeho návratem zpět do lesního ekosystému (úprava popela do podoby snadno aplikovatelných peletek, skladování, doprava a transport) stojí pouze 50 eur (Česká republika je tedy s 750 Kč za tunu rájem skládkování). Majitele a hospodáře lesů také zajímá, zdali v dlouhodobém horizontu nedojde k vyčerpání živin a poklesu produkce dřeva.

Intenzivně využívané lesní porosty jsou každou těžbou ochuzovány o část živin. Pokud se těžební zbytky nechávají na místě (nejsou vhodné pro výrobu materiálu), je tato ztráta relativně malá. Pokud jsou těženy celé stromy (výtopny si poradí i z kůrou, větvemi a podobně), je transport živin mimo lesní ekosystém vyšší. V obou případech jsou však půdy - pomaleji nebo rychleji - o živiny ochuzovány. Některé z těchto živin (Ca, Mg) výrazně ovlivňují pH půdy. Jsou-li z prostředí odčerpávány, dochází k postupnému okyselování, k čemuž především v minulosti výrazně přispívaly kyselé deště.

Proto je snaha živiny do půdy vracet. Relativně jednoduše lze využít právě popel, v něm se živiny po spálení koncentrují. Problematický zůstává pouze dusík a síra, které hořením oxidují na plynné sloučeniny. Pokud není součástí výtopny na biomasu také zařízení na mokré vypírání spalin, pak dusík a síra odcházejí komínem do ovzduší. Ostatní makroživiny i mikroživiny jsou zhruba z 80 % zachyceny právě v popelu (záleží na konstrukci spalovací komory a způsobu čištění spalin).

VRACENÍ ŽIVIN DO PŮDY

Ve Švédsku a Finsku se provádějí dlouhodobé pokusy, které zjišťují jednak praktické možnosti vracení živin ve formě popela zpět do lesních porostů, ale zároveň se velmi pečlivě sleduje, zdali nedochází k vyplavování živin, nebo zvýšenému uvolňování rizikových látek např. do podzemních vod. Pokusy, které sahají do 80. let minulého století, dokazují, že při doporučené dávce 3 tuny/ha popela, aplikované v podobných intervalech, jakých probíhá těžba lesa (jednou za 50-80 let), nedochází k znečištění vody, zvýšenému uvolňování rizikových prvků, ani k jiným negativním dopadům. Naopak dávka 3 tuny/ha zajistí návrat většiny živin, které se při těžbě odvezou z lesního ekosystému jsou obsaženy ve dřevě. Tím je tedy zaručena trvalá úrodnost lesních porostů.

Diskutované otázky diverzity a ochrany vzácných živočichů se vždy vztahovaly spíše ke způsobu hospodaření v lesích. Se vzrůstající poptávkou po biomase k energetickým účelům například existuje nebezpečí, že v lesích nezůstane dostatek mrtvého dřeva, ve kterém žije mnoho vzácných druhů živočichů či hub.

POPEL - A CO TĚŽKÉ KOVY?

Při aplikaci materiálů do přirozeného ekosystému vždy vyvstává otázka bezpečnosti této činnosti, rizika vpravení cizorodých látek a ohrožení živočichů či lidí. V této souvislosti se nejčastěji diskutuje o těžkých kovech.

Popel z biomasy samozřejmě těžké kovy obsahuje, jsou však v relativně malých koncentracích, které ekosystém neohrožují. Kde se však těžké kovy v popelu berou? Těžké kovy jsou v malých koncentracích téměř všude, v přiměřeně malém množství jsou prostě součástí přírody. Z půdy se tedy dostávají do dřeva a po spálení zůstávají v popelu. Při aplikaci popela zpět do lesních porostů vracíme tedy těžké kovy tam, kde jsme je vzali, podobně jako živiny. Je otázkou, jestli se nemohou těžké kovy snáze uvolnit do podzemních vod z popela, než z půdy, kde byly předtím, než vstoupily do koloběhu biomasa-popel-půda. Dlouhodobá sledování však potvrzují, že k něčemu takovému nedochází, nebo k tomu dochází v tak nepatrné míře, že to zatím špičkové vědecké týmy ze Skandinávie nedovedly zjistit.

Vždy je však důležité, aby byl používám pouze popel z čisté biomasy a nikoli např. popel ze spoluspalování uhlí a biomasy, nebo snad popel ze spalování chemicky ošetřeného dřeva, plastů a podobně. Popel z takovýchto materiálů zcela jistě nepatří do ekosystému, respektive by k pálení zmíněných materiálů nemělo docházet jinde než ve specializovaných zařízeních.

JAK SE DÍVAT NA TUTO PROBLEMATIKU U NÁS

Nízké ceny za skládkování zatím příliš nemotivují provozovatele k uzavírání koloběhu živin. Ve Švédsku i Finsku jsou lesy lépe přístupné (není tam tolik kopců) a jsou také blíže obcím, kde jsou výtopny obvykle budovány.

Pro Českou republiku je ve střednědobém horizontu reálná možnost využití popela z čisté biomasy jako náhradu minerálních hnojiv v zemědělství, neboť zemědělci jsou vybaveni technikou na rozmetání sypkých materiálů po poli a pole jsou také obvykle blíže místu vzniku čistého popela z biomasy. V dlouhodobém horizontu by však bylo také vhodné uvažovat o navracení živin zpět do lesních ekosystémů, aby bylo zajištěno udržitelné hospodaření v lesních porostech.

Jan Habart
CZ Biom, habart@biom.cz

V časopise Naše Valašsko, vydaném zhruba v roce 1958, nalézáme následující článek:

čili pálení dřeva na vyrubané a vyklučené novině (nově získané orné půdě vypálením lesa), v lese nebo na staré roli (poli) praktikovalo se v poslední době především v souvislosti s pěstováním křibice (odrůda žita pěstovaná v horských oblastech). Semeno této plodiny smíšeno s pohankou se zakopávalo motykou na novině, nebo bylo-li na roli, zavláčilo se branami. Popel potřebný k pohnojení takovéto země získal se dvěma způsoby:

buď se nahromadilo na roli hojně suchých chrastin, krkoší, vrchů a podobného odpadového dřeva z blízkého lesa a za příhodného větru se zapálilo, nebo se popel získával v rubisku odkud se přenesl v pytlích a po poli se rozprášil.

Asi do let 1930-1940, kdy v obcích zobecněl prodej uhlí, byla značná produkce popela i doma. Ten se vsypával k chlévské mrvě, která byla dle způsobů obvyklých na pole rozprostřena.