Budoucnost patří bioplynu

Bioplynové stanice jsou zařízení, která za pomoci řízené anaerobní fermentace mění biomasu na bioplyn. Ten se následně používá k výrobě tepla, elektřiny a po zbavení některých nevhodných složek i jako pohon motorových vozidel. V současné době využívá většina bioplynových stanic zejména zemědělské produkty a odpad, jako je hnůj či kejda (tekuté hnojivo) z chovu prasat a skotu. Protože je celková produkce bioplynu z těchto materiálů omezená, přidávají se do bioreaktorů (fermentorů) také plodiny cíleně pěstované pro tyto účely. Biomasa těchto plodin se vyznačuje zejména vyšší hodnotou substrátové produkce bioplynu. Ta nám v překladu udává, kolik m3 bioplynu se vytvoří z 1 tuny takovéto biomasy.

V současné době se pro tyto účely nejvíce využívá silážní kukuřice. Je charakteristická vysokými výnosy, a to jak v množství biomasy na hektar půdy, tak i vysokou výtěžností samotného bioplynu. Protože celoroční provoz bioplynových stanic vyžaduje kontinuální zásobování organickou hmotou, hledají se stále nové způsoby, jak ještě více zvýšit výnosy kukuřice a z ní získaného bioplynu. Jednou z možností, která doposud nebyla intenzivně studována z hlediska vlivu na množství a kvalitu bioplynu, je zvýšení výsevku. To a také jakým způsobem přispívají k celkové produkci bioplynu jednotlivé části rostliny, se rozhodl zjistit tým odborníků z Katedry agroekologie a rostlinné produkce ve spolupráci s kolegy z Katedry agroenvironmentální chemie a výživy rostlin.

Cílem studie bylo porovnat dvě různé hustoty kukuřičného porostu (konkrétně 90 000 a 130 000 rostlin/ha) a jejich vliv na výnos biomasy a produkci bioplynu. Pokusy probíhaly ve dvou lokalitách na území Středočeského kraje v letech 2014 a 2015. Pro posouzení vlivu jednotlivých částí rostlin se odborníci rozhodli porovnat hodnoty získané z palic kukuřice a následně ze zbytku rostlin. Substrátová produkce bioplynu z obou částí byla v laboratoři stanovena za pomoci jednorázových anaerobních batch testů.

Výsledky testů odhalily vyšší výnos sušiny palic, rozklad organické hmoty i obsah metanu v bioplynu získaném z palic kukuřice ve srovnání se zbytkem rostliny. Celková produkce bioplynu z palic byla dokonce 1,3–1,8krát vyšší. Ačkoliv vliv hustoty porostu na výnos sušiny a celkovou produkci bioplynu nebyl tak významný, vyšší hustota porostu podporovala rychlejší dynamiku substrátové produkce bioplynu z palic a v prvním roce i vyšší rozklad organické hmoty. Z výsledků studie tak vyplývá, že celková produkce bioplynu závisí na celkovém výnosu sušiny, podílu palic na rostlině a do jisté míry jí může napomoci také zvýšení výsevku silážní kukuřice.

Podívejte se na kompletní práci našich skvělých vědců:

Fuksa Pavel, Hakl Josef, Míchal Pavel, Hrevušová Zuzana, Šantrůček Jaromír, Tlustoš Pavel. Effect of silage maize plant density and plant parts on biogas production and composition. Biomass and Bioenergy. 2020, 142, 105770. https://doi.org/10.1016/j.biombioe.2020.105770

https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0961953420303044

Spoluautor vědecké práce: Ing. Pavel Fuksa, Ph.D.

Ing. Pavel Fuksa, Ph.D.

Vystudoval obor Rostlinná produkce na ČZU v Praze. V doktorské práci hodnotil vliv zaplevelení na morfologické a výnosové charakteristiky silážní kukuřice. V současné době pracuje na Katedře agroekologie a rostlinné produkce. Zaměřuje se na pícniny na orné půdě a zejména pak na silážní kukuřici a dále se věnuje energetickému a mimoprodukčnímu využití pícních plodin a problematice trávníkářství.

Spoluautor vědecké práce: doc. Ing. Josef Hakl, PhD.

doc. Ing. Josef Hakl, PhD.

Vystudoval obor Všeobecné zemědělství na ČZU v Praze. Doktorskou práci hodnotící ekologické vlastnosti a produkční znaky vojtěšky seté obhájil v roce 2006 a v roce 2013 se na ČZU v Praze habilitoval v oboru Pícninářství a trávníkářství. V současné době působí na Katedře agroekologie a rostlinné produkce jako vedoucí týmu pro oblast pícninářství. Odborné zaměření pokrývá systémy produkce píce, ekologie pícních druhů, pěstitelské technologie pícnin na orné půdě, hodnocení kvality píce i využívání trvalých travních porostů. Mimo práce na univerzitě se věnuje i hospodaření na rodinné farmě.