Biomasas audzēšana pagaidām ir tikai piepelnīšanās veids. Kādas koku sugas audzē enerģētiskās koksnes ieguvei? 3
Anita Pirktiņa, “Latvijas Avīze”, AS “Latvijas Mediji”
Pasaulē arvien pieaugošais energoresursu pieprasījums, fosilā kurināmā ierobežotais daudzums un tā ietekme uz vidi, valstiskā nepieciešamība pēc energoneatkarības, kā arī kopīgie ES vides politikas mērķi liek meklēt dažādus alternatīvus risinājumus un jaunus atjaunojamo energoresursu avotus.
Pēdējā laikā gan Eiropā, gan visā pasaulē aizvien aktīvāk spriež par biomasas izmantošanu enerģijas iegūšanai. Pastāv uzskats, ka biomasas iespējas vēl nav pilnībā novērtētas, bieži jāsastopas pat ar skepsi.
Kā viens no potenciāli piemērotākajiem risinājumiem arī Latvijas apstākļiem ir tieši biomasas audzēšana.
Kur meklējama biomasa?
Sausas biomasas daudzums ietver mežu, lauksaimniecības, koksnes industrijas, celulozes un papīra rūpniecības, municipālos biomasas atkritumus, kā arī ātri augošo koku, piemēram, kārklu, papeļu, apšu, plantāciju jeb tā saukto enerģētisko kultūru biomasu, kas var tikt izmantota enerģētikas vajadzībām, nekaitējot augsnes auglībai, pārtikas ražošanai un sugu daudzveidībai. Tātad var tikt izmantota līdzsvarotas, ilgtspējīgas attīstības ietvaros.
Lielu biomasas ieguldījumu enerģētikā jau demonstrē daudzas Eiropas valstis, kur mežkopība ir līdzsvarota un mežu stādīšana dominē pār izciršanu. Līdere ir Somija, tai seko Zviedrija, kas jau pirms vairāk nekā desmit gadiem plānojusi savu enerģētiku padarīt neatkarīgu no naftas.
Arī austrieši no mežu industrijas atkritumiem iegūst vairāk nekā 12% no savas primārās enerģijas. Savukārt Dānija, būdama faktiski bezmežu zeme, vairāk nekā 10% siltuma iegūst no biomasas, gadā sadedzinot pāris miljonu tonnu saražoto salmu.
Patlaban notiek daudz pētījumu par to, kā koksni vispirms pārvērst augstas pievienotās vērtības produktā, bet enerģijas ieguvei izmantot tikai atliekvielas un tehnoloģiskajā procesā pāri palikušo biomasu.
Zemkopības ministrija informē, ka pašlaik enerģijas, kas ražota no atjaunojamiem energoresursiem, īpatsvars enerģijas bruto gala patēriņā Latvijā ir 39%. Kurināmā koksne 2019. gadā veidoja 82% no atjaunojamiem energoresursiem iegūtas enerģijas ražošanā.
Nacionālais enerģētikas un klimata plāns 2021.–2030. gadam paredz no atjaunojamiem energoresursiem iegūtas enerģijas īpatsvaru 2030. gadā palielināt līdz 50%, tostarp diversificējot atjaunojamās enerģijas ieguves avotus, piemēram, palielinot vēja enerģijas izmantošanu.
Tāpat Latvijai ir lielas iespējas attīstīt biodīzeļa un bioetanola ražošanu.
Fizikālās enerģētikas institūts jau 2006. gadā veicis apjomīgu pētījumu par Latvijā iegūstamās biomasas apjomiem un tās izmantošanas iespējām enerģētikas vajadzībām. Pētnieki secinājuši, ka augkopības un mežsaimniecības blakusproduktu izmantošana siltumenerģijas ražošanai var dot ievērojamu efektu enerģētikai, it īpaši lokālajos reģionos, kas ir šo atjaunojamo energoresursu koncentrācijas vietas.
Veiktais biomasas apjomu novērtējums liecina, ka blakusproduktu daudzums kopā ar jau tradicionālo un siltumenerģētikā visvairāk izmantoto malku varētu nodrošināt ar siltumu visu Latviju, taču pagaidām vēl trūkstot priekšnoteikumu liela apjoma biomasas pārstrādei enerģijas iegūšanai izdevīgākā veidā.
Enerģētisko koksni var izaudzēt plantācijās
Latvijā šobrīd lielāko atjaunojamās enerģijas ieguvei izmantoto biomasas daļu veido koksne, kuras potenciālu kopumā nosaka tas, ka 45% valsts teritorijas aizņem meži.
Lai nodrošinātu koksnes izmantošanas ilgtspējību, tās ieguvei nevajadzētu pārsniegt koksnes resursu atjaunošanās iespējas. Tādēļ līdzās koksnes izmantošanai mežaudzēs tiek meklēti citi biomasas ieguves veidi. Viens no perspektīviem virzieniem ir enerģētisko plantāciju ierīkošana neapsaimniekotajās un mazvērtīgajās zemes platībās.
Enerģētiskās koksnes ieguvei izmanto dažādas ātraudzīgas koku sugas, kuras kultivē ar mērķi iespējami īsā laika posmā iegūt apjomīgu koksnes biomasas ražu, kas būtu izmantojama enerģijas iegūšanai.
Latvijas apstākļos enerģētiskās koksnes iegūšanai vispiemērotākās un visbiežāk izmantotās ir dažādas ātraudzīgo kārklu sugas un to hibrīdi.
Lai gan kārkli ir visizplatītākā koku suga enerģētisko koksnes īscirtmeta atvasāju ierīkošanai, arvien biežāk tiek izmantoti arī dažādi papeļu kloni un baltalkšņi. Kaut gan īsas aprites ciklā to produktivitāte atpaliek no ātraudzīgajiem kārkliem, nepieciešamības gadījumā to aprites ciklu var pagarināt un pēc stādījuma izretināšanas tajos sagaidāmo sortimentu mainīt no šķeldām uz malku/papīrmalku vai finierklučiem.
Taču saimnieki un zemes īpašnieki var sarūpēt sev nelielu pensijas fondu vai vienkārši papildu ienākumus, apstādot zemes platības arī ar ātraudzīgo apsi.
To var veiksmīgi izmantot gan meža atjaunošanai samērā auglīgās meža zemēs, gan plantāciju mežu stādīšanai. Ātraudzīgo apsi var izmantot arī aizsargstādījumos gar upēm, lai novērstu vai samazinātu pārpaliekošo minerālmēslu nokļūšanu upēs un ezeros, jo šiem kokiem ir augsta spēja ar sakņu sistēmu saistīt daudz slāpekļa un citu elementu, kas ar virsūdeņiem no lauksaimniecības zemēm var ieplūst upēs.
Visbiežāk gan ātraudzīgo apšu stādījumus ierīko tieši papīrmalkas vai enerģētiskās koksnes ieguvei. Bet nekas neliedz to izmantot arī zāģmateriāliem vai apaļkoksnes izstrādājumiem, jo koksne ir kvalitatīva un izcili gaišā krāsā.
Ātraudzība dod iespēju saražot ievērojamu daudzumu koksnes samērā īsā laikā.
Papildu ienākumus dod koksnes masa, ko var iegūt no sakņu atvasēm, kas bagātīgi veidojas pēc pirmās rotācijas audzes nociršanas vai arī pēc retināšanas.
Zemkopības ministrijas speciālisti iesaka: ja reģionāli ir pieejama neizmantota zeme un tuvumā ir stabils pieprasījums pēc kurināmās šķeldas, tad viens no risinājumiem ir enerģijas plantāciju ierīkošana. Otra alternatīva varētu būt meža ieaudzēšana – šajā gadījumā koksne enerģijas ieguvei būtu kā blakusprodukts ar ciklisku pieejamību, toties iegūto koksni varētu izmantot arī produktu ar lielāku pievienoto vērtību ražošanai.
Kārkliem daudz priekšrocību
Latvijas audzētāji par ātraudzīgo kārklu priekšrocību salīdzinājumā ar lauksaimniecisko ražošanu un mežsaimniecību uzskata to, ka kārklu audzēšanai nav nepieciešams veltīt tik daudz investīciju, laika, uzmanības un enerģijas.
Kārklu audzēšanu ir iespējams apvienot ar darbu ārpus lauksaimnieciskās ražošanas, nodrošinot sev papildu ienākumus.
Kārklu ātraudzībai ir arī liela priekšrocība, jo salīdzinājumā ar skujkoku mežiem ienākumus no tiem iespējams gūt daudz ātrāk, tādējādi no ekonomiskā viedokļa kārklu audzēšana ilgtermiņā atmaksātos.
Kārklus ir izdevīgi audzēt paralēli tradicionālajām lauksaimniecības nozarēm, piemēram, graudkopībai un lopkopībai. Tā arī iespējams iegūt sabalansētus ienākumus, kur katra nozare dod savu peļņu, un kārklu platībām nav jābūt ļoti lielām. Laikā, kad no kārkliem ienākumus nevar gūt, to kompensē ienākumi no lauksaimnieciskās ražošanas. Tomēr, ja grib nodarboties ar šķeldas ražošanas biznesu, speciālisti uzskata, ka vajag vismaz kādus 100 ha kārklu.
Kārklu koksni enerģijas ražošanā patlaban var izmantot trejādi: sadedzinot to kurtuvēs, izmantojot ūdens vai tvaika katlus; gazificējot, lai izmantotu gāzģeneratoros; pirolizējot, lai no kārklu koksnes iegūtu gāzveida, šķidros vai cietos kokogļu produktus.
Izpētīts, ka 1 kg kārklu koksnes var dot aptuveni 1 kWh enerģijas. Vispār absolūti sausas koksnes siltumspēja esot ap 20 MJ/kg. Gāzģeneratoru vai tvaika turbīnu elektroenerģijas ražošanas lietderības koeficients ir maksimāli 25–30% no koksnē esošās enerģijas. Pārējais ir siltuma zudumi. Izmantojot koģenerācijas principu, kad vienlaikus izmanto gan siltumu, gan ražo elektrību, lietderības koeficientu var palielināt līdz 75%. Tiek rēķināts, ka 25 privātmāju apkurināšanai ir nepieciešama šķelda no 25 ha kārklu plantācijas.
Būtiska ir vienlaicīga kārklu pļaušana un šķeldošana, ko veic ar speciāliem kombainiem. Svaiga kārklu koksne satur ~ 50% mitruma. Latvijas apstākļos tas ir piemērots mitrums sadedzināšanai katlumājās. Kārklu šķeldu var žāvēt atklāti, dabiskos apstākļos, izmantojot saules enerģiju. Būtu aplami žāvēšanai lietot fosilo kurināmo.
Būtisks ir arī pelnu un smago metālu daudzums kārklu šķeldā. Tas tomēr ir nesalīdzināmi mazāks nekā fosilajās oglēs, bet sēra daudzums ir ļoti zems.
SIA “Ecomark” speciālisti uzskata, ka plantācijās audzētu enerģētisko kārklu pārstrāde kokoglēs ir veids, kā apmierināt augošo sabiedrības pieprasījumu pēc kokoglēm, vienlaikus saglabājot Latvijas koksnes resursu ilgtspējīgu izmantošanu. Kārklu plantācijās trīs gadu laikā tiek sasniegts koksnes blīvums, kas ir piemērots, lai kokogle iegūtu tās īpašības, kas nepieciešamas pārtikas termiskai apstrādei.
Kārklu audzētāji aplēsuši, ka plantācijas ierīkošanas izmaksas esot ap 1200 eiro/ha. Selekcionēto kārklu plantācija aug 21–25, pat 30 gadus, tad kārklu celmi jāizplēš vai jāsafrēzē un plantācija jāierīko no jauna vai arī šo zemi turpmāk var izmantot lauksaimniecības kultūru audzēšanai. Kārkli augšanas laikā izdzen atvases, ko var novākt un sašķeldot kurināmajam ik pēc diviem trim gadiem.
Graudi jau ir gatavas granulas
Koksnes, kas apkurei Latvijā ir plašāk izmantotais energoresurss, atjaunošanās spējas ir samērā lēnas. Alternatīvās siltumenerģijas ražošanai var izmantot citus lauksaimniecības ražošanas blakusproduktus. Piemēram, Latvijas nepastāvīgajos laikapstākļos atsevišķos gados iegūst pārtikai un lopbarībai neizmantojamus graudus. Graudi, kas nav izmantojami ne pārtikas, ne lopbarības vajadzībām, ir viens no biomasas veidiem, ko varētu izmantot apkurei.
Inga Jansone, Agrāro resursu un ekonomikas institūta (AREI) Stendes pētniecības centra pētniece: “Graudi pēc savas struktūras jau ir gatavas granulas.
Apkurei tiek izmantoti sīkie, izvētītie un līdz 14% mitrumam izžāvētie graudi ar nelieliem piemaisījumiem, kā arī pelavas, kas rodas graudu tīrīšanas procesā.
Graudi kā dedzināmais lietojami tikai speciālajos apkures katlos, kas paredzēti apkurei ar granulām, jo tiem ir vajadzīga automātiskā padeve, kas nav paredzēta parastajos apkures katlos. Stendes pētniecības centrā jau vairāk nekā pirms desmit gadiem tika uzstādīts automātiskais granulu apkures katls, kur siltuma ieguvei tiek dedzināti nekvalitatīvie, bojātie graudi. Lai nodrošinātu siltumu pētniecības centra vajadzībām, apkures sezonā nepieciešams ap 60 t graudu. Ja šo nekvalitatīvo graudu nepietiek, ir iespēja kurināt katlu ar granulām.”
Var dedzināt salmus
Kā biomasa izmantojami arī salmi. Inga Jansone atzīmē, ka salmu izmantošana kurināmajam ir atkarīga no salmu transportēšanas attāluma, klimatiskajiem un salmu uzglabāšanas apstākļiem. Ja salmus izmanto apkurei, svarīgs ir mazāks mitruma daudzums tajos. Novākšanas laikā ziemāju labībām atkarībā no meteoroloģiskajiem apstākļiem, augsnes mitruma un citiem faktoriem salmu mitrums visbiežāk ir 10–25%. Salīdzinot – koksnei, ko izmanto apkurē, mitrums variē no 15 līdz 60%.
Galvenās īpašības augstvērtīgai biomasai, ko izmanto siltumenerģijas ražošanai, ir augsta raža, mazs pelnu daudzums, mazs mitruma daudzums un laba degtspēja.
Salmi kā kurināmais plaši tiek izmantoti citur Eiropā, salmi ir plašāk izmantotā biomasa apkurei Zviedrijā un Dānijā. Tos izmanto dažādas jaudas katlumājās – no 0,25 līdz pat 50 MW lielo katlumāju apkurei. Nelielos apmēros salmus lieto arī Latvijā.
AREI veiktajā pētījumā graudiem konstatēja augstāku teorētiski aprēķināto augstāko siltumspēju nekā salmiem. Augstāka tā bija kviešu un rudzu graudiem. Vērtējot labību salmus, augstāka tā bija rudzu salmiem. Tomēr kviešu graudi pēc ķīmiskā sastāva nav piemēroti apkures katliem. Siltumenerģijas iznākums no graudiem uz vienu hektāru vidēji tika iegūts 140,5 MJ, turpretī salmiem – 125,2 MJ.
Pētījumi Lietuvā pierāda, ka biomasa degšanas un pārveides procesā par siltumenerģiju neizdala vairāk oglekļa dioksīda atmosfērā, kā augi uzņem fotosintēzes procesā. Sadegot fosilai degvielai, liels daudzums ogļskābās gāzes izdalās atmosfērā, kur tā akumulējas ilgstošā laika periodā. Sadegot augu biomasai, ogļskābo gāzi asimilē augi un degšanai nav būtiskas ietekmes uz siltumnīcefekta gāzu palielinājumu.
Enerģētisko kultūru nav KLP atbalstāmo kultūru sarakstā
Zemkopības ministrijā paskaidroja, ka Kopējā lauksaimniecības politika (KLP) neparedz īpašu atbalstu enerģētisko kultūraugu audzēšanai, jo: “KLP Stratēģiskā plāna projektā nav identificētas risināmās vajadzības, saistītas ar enerģijas kultūraugu (apse, kārkli, baltalksnis) audzēšanu, kas dotu ieguldījumu KLP mērķu sasniegšanā. Un, ņemot vērā to, ka koksne kā kurināmais Latvijā ir plaši pieejama un šādu plantāciju ierīkošana konkurē ar lauksaimniecības sektora attīstību (zemes resursu), nav paredzams, ka tuvākajā laikā aktīvi tiktu veicināta enerģijas plantāciju ierīkošana.”
Latvijā patlaban enerģētiskās plantācijas kopā varētu būt nepilns tūkstotis hektāru. Tās attīstījušās bez īpaša atbalsta plantāciju ierīkošanai.
Taču saskaņā ar tiešmaksājumu noteikumu nr. 126 64. punktu vienoto platības maksājumu (VPM) un zaļināšanas maksājumu var saņemt par platību, kurā stāda un audzē viena vecuma īscirtmeta atvasāju sugas – apsi (Populus spp.), kārklu (Salix spp.) vai baltalksni (Alnus incana) – ar piecu gadu maksimālo cirtes aprites laiku un kurā saskaņā ar meliorācijas kadastra datiem pēc stāvokļa 2011. gada 1. jūlijā nav reģistrētas meliorācijas sistēmas, kā arī pēc 2011. gada 1. jūlija nav no jauna izveidota meliorācijas sistēma. Provizoriskā 2021. gada VPM likme ir 92 eiro/ha, zaļināšanas maksājuma provizoriskā likme ir 54 eiro/ha. Faktiskās atbalsta likmes noteiks Lauku atbalsta dienests (LAD) pēc vienotā iesnieguma datu apkopošanas un valstī kopējās atbalsttiesīgās platības noteikšanas.
LAD apliecināja, ka minētās platības var pieteikt VPM saņemšanai, par tām var saņemt zaļināšanas maksājumu, kā arī jaunā lauksaimnieka atbalstu un mazo lauksaimnieku maksājumu.
Lai saņemtu maksājumu, šīm platībām jābūt apsaimniekotām un koptām. Saskaņā ar LAD datiem 2020. gadā VPM apstiprināts 521 ha kārklu un 210 ha apšu stādījumu platībai. Lieli stādījumi ir Ziemeļkurzemē un Vidzemē, pārējie ir mazāki par 100 ha vai pavisam nelieli.
Latvijas Valsts mežzinātnes institūta (LVMI) “Silava” vadošā pētniece Dagnija Lazdiņa: “Domāju, kārklu audzēšanas uzsākšanas laiks Latvijā ir nokavēts. Šobrīd kārklu un citu koku sugu stādījumus biomasas ieguvei faktiski no jauna vairs neierīko. To var darīt tad, ja pieejams lēts zemes resurss vai ja ir mērķtiecīgs atbalsta maksājums. Patlaban nav nedz viena, nedz otra. Protams, VPM var saņemt, taču jāievēro dažādi nosacījumi, par kuriem varētu arī diskutēt. Piemēram, vai tiešām kārklu sakņu sistēma kaitē meliorācijas sistēmām? Ja zeme jāpērk par tādu naudu, kā tā maksā šobrīd, tad audzēt kārklus pārdošanai neatmaksājas. Tie, kas kārklus iestādīja pirms gadiem pieciem, tagad tos pļauj. Un, iespējams, darīs to arī turpmāk. Jauni audzētāji diezin vai uzradīsies.
Enerģētiskās biomasas audzēšana ir un, domāju, arī turpmāk būs tikai nišas bizness, kas piemērots mazvērtīgo lauksaimniecības zemju apsaimniekošanai. Skandināvijā un arī Lietuvā enerģētisko augu audzēšana iet uz urrā, Latvijā šī nozare nav īsti sakārtojusies, jo, ja šos kokus un citus augus mērķtiecīgi audzētu tieši biomasas ieguvei, tā faktiski būtu intensīvās lauksaimniecības nozare, pret kuru būtu jāizturas tāpat kā pret jebkuru citu.
Ņemot vērā jūtamās klimata pārmaiņas, nepastāvīgās ziemas, ir grūti prognozēt, kāds tirgū būs pieprasījums pēc malkas vai šķeldas. Tikpat svārstīgi un neprognozējami ir arī visi atbalsta nosacījumi. Tāpēc cilvēki baidās riskēt ar šādām ilgtermiņa kultūrām. Taču to audzēšanu noteikti uzskatu par perspektīvu, jo šīs kultūras nevajadzētu audzēt tikai vienam mērķim, piemēram, šķeldai, bet jāraugās plašāk, jo tie paši kārkli ir izmantojami gan žogiem, rokdarbiem un mēbeļu ražošanā, gan farmācijā un kosmetoloģijā, tie ir vērtīgi nektāraugi utt.” l
Interaktīvais jautājums
Kādam nolūkam labāk audzēt kārklus?
Kārkli – tikai pāreja no fosilajiem resursiem
Jānis Rozītis, Meža programmas vadītājs, Pasaules dabas fonds: “Nacionālā līmenī kokaugu īstermiņa enerģētiskās kultūras pašreizējā periodā uzskatāmas par veidu, kā relatīvi vienkāršoti aiziet no fosilajiem energoresursiem.
Bioloģiskās daudzveidības izvērtējumā būs jālūkojas uz alternatīviem zemes lietojuma veidiem. Ja zemes īpašnieks kārklu plantācijas vietā stādītu kokus, lai nākotnē savā īpašumā redzētu mežu, tad tas viennozīmīgi būtu dabai draudzīgāks lēmums. Savukārt, ja enerģētiskā kultūra aizvieto intensīvi kultivētu lauksaimniecības kultūru, tad lielāka dabas daudzveidība būs kokaugu kultūrā. Nekādi nebūtu akceptējama bioloģiski vērtīgo dzīvotņu, piemēram, zālāju, mitrāju un purvu, pārveide par enerģētisko kultūru lauku.
Biomasas izmantošana enerģētikā mainīsies līdz ar aizvien jaunu produktu izstrādi no biomasas, kas aizvietos šodien lietotos produktus.
Šobrīd notiek arī diskusijas par stingrāku kritēriju izstrādi biomasas izmantošanā enerģētikā, nozīmīgu akcentu liekot uz koksnes izmantošanas nosacījumiem. Nākotnē biomasas izmantošana saglabāsies kā energoresurss, bet jautājums ir par izmantoto produktu un veidu. Saistībā ar koksnes izmantošanu ticu, ka mums jau drīz būs jāpieturas pie principa – koksne enerģijas dēļ jāsadedzina tikai pēc tam, kad tā ir atkārtoti, neatgriežami izmantota un pārstrādāta kā materiāls, kur vien iespējams.”
Publikācija sagatavota ar Latvijas vides aizsardzības fonda finansiālo atbalstu
