Netradiční využití kukuřice při výrobě papíru či lepenky, stavebních materiálů, lepidel, umělých hmot a další uplatnění kukuřičného škrobu například v kosmetice nebo farmaceutickém průmyslu již není zdaleka neznámé. Nejde jenom o náhradu nerostných surovin, jejichž zásoby ubývají, ale také o možnost recyklace, a tím nezatěžování životního prostředí nerozložitelnými odpady.
Transformace rostlin kukuřice na elektrickou energii, kterou bude pěstitel využívat na své farmě nebo ji dokonce dodávat do rozvodné sítě, je ale pro většinu z nás spíše sci-fi. A přece byla taková technologie vyvinuta. Na semináři Kukuřice v praxi 2005, o kterém jsme psali v Zemědělci č. 6, o ní hovořil dr. Fridrich Jäger z německé společnosti KVS MAIS GmbH.
Fotosyntéza je úžasná reakce
O ukládání sluneční energie pomocí fotosynzézy do rostlinné hmoty se učí žáci ne-li už na základní, tak určitě na střední škole. Ti pilnější si možná zapamatují, že do rovnice fotosyntézy vstupuje kromě oxidu uhličitého a vody ještě energie a vystupují z ní cukry a kyslík. Převedeno do praxe to znamená, že čím vyšší bude výnos organické hmoty z jednotky plochy, tím víc získáme energie.
Z tohoto hlediska jsou vhodnými plodinami řepa a kukuřice, poměrně dost energie je kumulováno také v obilninách nebo bramborách a v lučních porostech. Technologicky jednodušší a ekonomicky nejvýhodnější je ale zřejmě pěstování kukuřice.
Nejprve bioplyn a potom elektřina
Prvním krokem při uvolňování energie z rostlinné biomasy je výroba bioplynu. „Původně se bioplyn získával z kejdy. V současné době v převážné většině provozovaných zařízení na výrobu bioplynu převzala kejda pouze funkci transportního media a očkovacího materiálu a hlavní surovinou je silážní kukuřice,“ uvedl dr. Jäger.
Do fermentoru tedy přicházejí kejda a biomasa kukuřice a vystupuje z něj bioplyn (metan). Ten je potom spalován a v generátoru převáděn na elektrickou energii, která je spotřebovávána buď v rámci farmy nebo dodávána do rozvodné sítě.
Jak dr. Jäger zdůraznil, podle nového zákona o obnovitelných zdrojích energie (EEG) se na základě platných rámcových hospodářských podmínek zlepšuje ekonomika výroby energie z obnovitelných zdrojů. Pro investory a provozovatele jsou výhodné zvláště dlouhodobé smlouvy až na dvacet let.
Odpady nejsou odpady
Ztráty vznikající během procesu získání elektrické energie z biomasy nejsou malé. Je to především teplo, které většinou uniká do ovzduší, což je nepochybně škoda. Proto je podle dr. Jägera výhodné investovat do zásobníku tepla, a tak alespoň jeho část využít k vytápění budov a k ohřívání užitkové vody. Také kejda, která zbývá po fermentaci, nemusí být odpadem, ale je to kvalitní hnojivo.
Pokud je celý proces opravdu dotažen do konce, mění se pohled na jeho výhodnost či nevýhodnost. Produkce energie z biomasy nabízí nové možnosti pro zemědělství a za nezanedbatelný klad považuje dr. Jäger také možnost decentralizace zásobování energií. Přesto nelze dělat něco neekonomického, a proto je třeba, aby byla produkce kukuřice co nejlevnější.
Plynulý pás přísunu suroviny
Výroba energie z biomasy je kontinuální proces, který se nesmí zastavit, dostatečná zásoba organické hmoty musí být stále k dispozici. Kukuřici vyprodukovaná přes léto se proto skladuje k pozdějšímu využití. Bylo spočítáno, že pro denní produkci 100 kW je třeba pěstovat kukuřici na 37 ha.
Důležitá je také její sklizňová zralost. Podle současných poznatků je pro vysoký výnos bioplynu optimální surovinou kukuřice sklizená na začátku voskové zralosti (obsah sušiny mírně přes 20 %). V pokusech, které se uskutečnily na zemědělské univerzitě ve Vídni, při pozdějších termínech sklizně množství metanu získaného z jednoho kilogramu sušiny kukuřice klesalo.
Na bioplyn a následně elektrickou energii lze transformovat i biomasu jiných plodin. „Vhodné by bylo zajistit plynulý přísun organické hmoty přímo z pole a ne ze skladu po co nejdelší část roku,“ říká dr. Jäger s tím, že by se k tomu hodily například žito, slunečnice, čirok nebo konopí. „Také kombinace hlavní plodiny s meziplodinou by byla výhodná nejen kvůli získání větší produkce biomasy z plochy, ale i pro další pozitiva, která pěstování meziplodin přináší pro úrodnost půdy,“ doplnil dr. Jäger.
Žito jako ozim kryje půdu i v zimě, a tak omezuje erozi a využije zimní vláhu. Slunečnice je velmi plastická plodina. Budou-li k dispozici vhodné odrůdy, bude možné ji pro produkci biomasy pěstovat i na sušších stanovištích. Čirok je schopen vytvořit mnoho hmoty za krátkou vegetační dobu a má minimální požadavky na vláhu. Konopí roste i na méně úrodné půdě.
Šlechtitelé se zapojují
Zatím je ale středem pozornosti především kukuřice. Pozdní hybridy vytvářejí velké množství organické hmoty a cíleným šlechtěním lze jejich výkonnost ještě zvýšit. V centrále společnosti KVS MAIS GmbH v německém městě Einbeck již mají první výstupy. Při šlechtění využili krátkodenní typy ze středoamerické populace, které v podmínkách dlouhého dne sice nestihnou přejít do podzimu do generativní fáze, ale dorostou do velké výšky a vytvoří značné množství biomasy. Bude ovšem třeba zlepšit jejich toleranci k chladu.
Dalším směrem šlechtění je zvyšování odolnosti hybridů kukuřice vůči suchu. Nedostatek vláhy, který je na mnoha stanovištích častý, může být také omezujícím faktorem. V pokusech, do nichž byly zařazeny nové německé hybridy KWS a hybridy jihofrancouzské a italské, obstály nejlépe hybridy KWS, a to na suchém i méně suchém stanovišti. Na stanovišti s dostatkem vláhy byl ale výnos biomasy všech hybridů podstatně vyšší. Proto při pěstování kukuřice jako energetické plodiny je třeba vybírat hybrid podle stanoviště. Ostatně tento fakt si naši zemědělci jistě dobře uvědomují i při pěstování kukuřice na siláž, LKS nebo na zrno.
