Sláma pod kotel, ale i do nádrže auta

Sláma má pro energetické využití řadu výhod a předpokladů. Vzniká jako „vedlejší produkt“ při pěstování obilí pro potravinářské i krmné využití nebo olejnatých semen (u nás především řepky) pro lisování a extrakci olejů. Produkce slámy nezabírá zvláštní plochu a neomezuje tím nijak potravinářskou produkci. Její sklizeň probíhá současně se sklizní hlavního produktu a potřebnou techniku mají pěstitelé k dispozici. Ne všichni však slámu efektivně využívají, zejména pokud neprovozují živočišnou výrobu a slámu nepoužijí jako základ statkových hnojiv.

Pro energetické využití slámy existují zařízení s vysokou účinností s výkonem od desítek kW až po kombinované jednotky pro výrobu elektrické energie a tepla v řádech desítek MW, schopná i několikadenního zcela automatického bezobslužného provozu. Slámu je ideální využít co možná nejblíže místu původu – tedy na farmách, v obcích nebo v lokálních komunálních výtopnách.

Ekonomická efektivita je podmíněna několika faktory: cenou slámy, energetickým obsahem v jednotce objemu či hmoty, dostupností (transportními náklady), způsobem úpravy hmoty pro transport i pro vlastní spalovací proces.

Z pole přímo pod kotel
Pokud není sláma při sklizni rozdrcena a rozmetána na plochu, následuje její lisování do hranatých nebo válcových balíků různých rozměrů a její odvoz z pole a uskladnění v podobě stohů, které podlehnou po čase přírodním procesům, nebo z ne vždy definovaných příčin shoří. Naštěstí už u nás zapalování slámy po sklizni přímo na poli není příliš často vidět.

Ze slámy je možné vyrábět topné brikety s několikacentimetrovým průměrem, není to však ten nejefektivnější způsob jejího energetického využití. I po energeticky náročném lisování mají brikety ze slámy menší soudržnost, než například peletky (granule) z pilin. Brikety ze slámy více reagují na změny vzdušné vlhkosti a nesvědčí jim manipulace a doprava. Energetická hodnota slámy je porovnatelná s energetickou hodnotou průměrného hnědého uhlí, na rozdíl od něho však při spalování uvolňuje do ovzduší jen oxid uhličitý spotřebovaný při jejím růstu. Nižší je i nespalitelný zbytek (popel), který je v případě slámy koncentrátem minerálů, které je možné vrátit jako minerální hnojivo zpět na pole.

Tolik teorie, jaká je praxe?
U nás zatím takřka neznámé jsou malé faremní kotelny, využívané farmáři především v Dánsku, Švédsku nebo v Německu. Bývají instalovány pod širým nebem a mají také podobu malé chatičky se sedlovou střechou. Její „přízemí“ je tvořeno spalovacím prostorem pro celé balíky slámy, ať už tvaru válce nebo různě velkého hranatého balíku. V „patře“ je umístěn bojler s ohřívanou vodou, která pak může sloužit k vytápění farmy, hospodářských objektů nebo i několika sousedních rodinných domků. „Přikládání“ se děje prostřednictvím manipulátoru nebo čelně neseným zařízením na traktoru. Po dohoření a utlumení ventilace je otevřeno čelo spalovacího prostoru a po vsunutí dalšího balíku a uzavření topeniště je obnoveno vhánění vzduchu. Obsluhu už někteří výrobci zjednodušili dálkovým bezdrátovým ovládáním čelních dveří spalovacího prostoru a ventilace ručním ovladačem přímo z kabiny traktoru.

Teplo i elektřina pro obce a města
Výkonnější zařízení na spalování celých balíků slámy s výkony ve stovkách kW nebo i několika MW pak mohou sloužit pro obecní kotelny a ta největší s výkony v desítkách MW i pro společnou výrobu tepla a elektrické energie v energetických systémech měst.

Nejvýkonnější kotelnu spalující pouze slámu má od roku 2002 v Česku obec Roštín na Kroměřížsku, kde místní „Bioenergetické centrum“ se 4 MW kotlem vytápí 170 objektů v obci – vedle rodinných domků jsou to i obecní objekty (obecní úřad, pošta, škola, školka, sokolovna, kostel a také bazén místního koupaliště).

Více než dvacetinásobný je kombinovaný energetický výkon zařízení, které bylo uvedeno do provozu roku 2001 v areálu teplárny a elektrárny na předměstí dánského hlavního města Kodaň. Samostatný kotel na spalování obřích balíků slámy (1,2 x 1,2 x 2 m) dodává za hodinu 144 tun páry s nadkritickými parametry (tlak 31 MPa, teplota 583 OC), na výstupu z turbín a generátorů pak 50 MJ/s tepla a 35 MW elektrického výkonu. Kotel je největší svého druhu na světě, jeho výška je 25 metrů, spálí 26,5 tun slámy za hodinu a roční spotřeba slámy je 150 – 160 tis. tun. Kotelna ji nakupuje od farmářů, kteří ji sklidí ze 20 tis. hektarů obilnin v průměrné vzdálenosti do 30 km.

Biopalivo ze slámy
O tom, že sláma může být svou chemickou podstatou surovinou pro výrobu tekutých biopaliv druhé (nebo třetí?) generace cvrlikají přísloveční vrabci na střeše již dvě desetiletí. Do reálných provozních podmínek tyto teorie a laboratorní poloprovozy dokázali přeměnit jako první v Evropě opět v Dánsku.

V listopadu roku 2009 byla v Kalundborgu, přístavním městě asi 100 km západně od Kodaně, zprovozněna dánská linka na výrobu 5,4 mil. litrů bioethanolu ze 30 tis. tun obilné slámy ročně. Dalšími produkty linky bude 13 tis.tun topných pelet s výhřevností uhlí a 11 tis. tun melasy jako doplňkového krmiva pro skot. Bioethanol bude sloužit v 85% zastoupení ve směsi s benzinem jako palivo E-85 pro auta. Proces efektivní přeměny ligninu, obsaženého ve slámě na bioethanol je umožněn novým enzymem, který je produktem další dánské biotechnologické firmy Novozymes. Linka v Kalundborgu s hodnotou investice 80 mil. USD je výsledkem pilotního projektu. Průmyslové linky by pak mohly být až desetkrát výkonnější.

Palivo s 85 % bioethanolu pocházející ze slámy používalo začátkem prosince 2009 celkem 40 limuzin Volvo V70 a S80 při kodaňském klimatickém summitu. Tankovaly nedaleko kodaňského kongresového centra a nebylo možné nevšimnout si u ní výstižného billboardu, znázorňujícího „tankování“ slámy do nádrže osobního automobilu, ani toho, že toto palivo pochází z dánské slámy.