Odpadní dřevo z vinic po zimním řezu představuje ve vinohradnických regionech nezanedbatelný zdroj dřeva vhodného pro energetické využití. Rozvoj technologií umožňujících využívat biomasu pro energetické účely se nevyhýbá ani vinohradnictví a to se odráží zejména ve vývoji moderních strojních systémů pro získávání bioenergetických produktů, jako jsou balíky lisovaného réví, štěpka, brikety nebo pelety. Návazně jsou vyvíjena také vhodná spalovací zařízení vybavená dávkováním odpovídajícím charakteru těchto produktů.
Z pohledu mechanicko-fyzikálních vlastností představuje réví dřevěné pruty o tloušťce 5–20 mm s délkou 0,8–1,2 m (obr. 1). Materiál je pružný a houževnatý, po vyschnutí se zvyšuje jeho lámavost. Z jednoho hektaru vinice lze v průměru získat 1,8–2,5 t suchého réví, z dosavadních sledování je uváděna jeho výhřevnost kolem 14 GJ/t.
Podmínkou dobrého energetického využití je vysušení balíků nebo štěpky běžně po dobu až šesti měsíců. Za tuto dobu vlhkost poklesne až asi na 15–20 %.
Na odpaření jednoho kilogramu vody je potřebná energie v množství 0,68 kWh. U réví s vlhkostí 20 % se výhřevnost pohybuje na úrovni 3–3,5 kWh/kg (13,6–14 MJ/kg). Znamená to, že 3,3 kg réví vysušeného na vzduchu odpovídá výhřevností jednomu litru topného oleje.
Při předpokládané produkci réví bezprostředně po řezu v množství 2–2,8 t/ha (čerstvý stav) lze po vysušení získat přibližně 1,8–2,2 t/ha. Toto množství potom odpovídá úspoře energie vyjádřené 600–700 litry topného oleje na hektar.
Současně používané technologie
Současně používané technologie pro využití réví k energetickým účelům zahrnují především:
a) lisování réví do balíků,
b) vyhrnování réví s následným štěpkováním a odvozem,
c) drcení réví se sběrem do zásobníku a odvozem.
Lisování réví do balíků představuje moderní technologií s využitím traktorových návěsných svinovacích lisů (obr. 2), které umožňují sběr réví z meziřadí vinic a jeho svinutí do válcových balíků.
Příčný průměr balíku je 0,4 až 0,5 m, délka 0,6 m. Okrajově se využívá i komorových lisů pro kvadratické balíky o rozměrech 1 x 0,5 x 0,5 m. Válcové balíky jsou přepásány motouzem nebo síťovým rukávcem a jejich hmotnost je 30–35 kg. Výkonnost stroje při lisování může dosáhnout 45–60 balíků za hodinu podle množství réví v meziřadí, délky řádků apod. Vyvážení balíků z meziřadí se provádí pomocí lehkých jednonápravových vozíků, některé konstrukce lisů mají zásobník na 8–10 balíků, který se na okraji řádku vyprazdňuje.
Balíky slisovaného réví (obr. 3) jsou určeny pro spalování v kotlích. Ty však musí být vybaveny s ohledem na rozměry balíků dostatečně velkými dvířky, příp. speciálně upravenými podavači. Účinnost spalování rovněž závisí na vlhkosti réví, která se běžně pohybuje v rozmezí 40–50 %. Balíky je proto vhodné do doby použití skladovat ve vzdušném přístřešku.
Při vyhrnování réví s následným štěpkováním a odvozem je réví pomocí vyhrnovacích vidlí vyhrnuto na okraj vinice.
Zde je réví štěpkovačem (obr. 4) podrceno na energetickou štěpku o velikosti 50–100 mm. Štěpkovač je vybaven výfukovým hrdlem, přes které je štěpka plněna do transportního prostředku a dopravována do skladu. Po vysušení je materiál využíván jako palivo v kotlech, doplněných dávkovacím zařízením. Výhodou této varianty je možnost využití běžných mechanizačních prostředků, tj. traktoru s vidlemi a štěpkovače. Z provozního hlediska je nevýhodou této varianty nutnost manipulace a štěpkování vyhrnutého réví spojená se spotřebou ruční práce.
Réví štěpkované na výrazně menší štěpky (s velikostí do 15 mm) lze využít pro výrobu briket. Technologie využívá vysokotlaké lisování vstupní suroviny do požadovaného tvaru bez přídavku pojiva s aplikací pryskyřic obsažených v materiálu. Účinkem vysokého tlaku a tepla se uvolní z buněčných struktur dřeva lignin a spojí tak jednotlivé částice do kompaktních briket, které lze následně spalovat ve standardních kotlích na tuhá paliva.
Nevýhody jsou ale vysoké investice na nákup štěpkovače a náklady na jemnější drcení, stejně jako investice do briketovacího lisu a energetické nároky na výrobu briket. Celkovou nákladovost na výrobu briket nebo pelet je nutné povýšit o další náklady spojené s vyhrnováním réví a se svozem a uskladněním štěpky.
Drcení réví se sběrem do zásobníku a odvozem je zabezpečováno pomocí traktorových drtičů při současném sběru štěpky do zásobníku (obr. 5), textilního vaku (obr. 6) nebo vedle jedoucího dopravního prostředku. Naplněný zásobník se na okraji vinice vyprázdní do přívěsu s klecovou nástavbou a štěpka je odvezena ke skladování. Štěpku lze dopravovat na kratší vzdálenosti přímo v zásobníku drtiče.
Objem zásobníku se pohybuje od 0,8–1,5 m3, to je dáno požadavkem naplnění zásobníku v meziřadí o délce asi 250 m. Běžně se vyrábějí modely štěpkovačů s objemem zásobníku 1,5–2,5 m3, které umožňují u těchto strojů dosáhnout větší výkonnosti.
Výhody této technologie spočívají v nižší pracnosti, v dobré manipulovatelnosti se štěpkou a ve vyšší výkonnosti v porovnání se štěpkováním vyhrnutého réví. Nevýhodou jsou vyšší investice na štěpkovač se zásobníkem, relativně malá nabídka těchto strojů na trhu a nedostatek zkušeností s touto technologií.
Podmínky rozvoje uvedených technologií
Rozvoj uvedených technologií v ČR závisí na několika podmínkách.
V oblasti koncentrace pěstitelských ploch vinic je to požadavek uplatňování těchto technologií na větších plochách.
Dosavadní propočty naznačují, že minimální plocha pro potřeby vytápění rodinného domu, nebo objektu odpovídající velikosti, je kolem 5 ha vinic.
V oblasti technického zajištění je podmínkou dostatečná nabídka strojů na trhu v ČR včetně servisu, a to zejména drtičů se zásobníkem a svinovacích lisů na malé balíky. Pro podniky s menší velikostí pěstitelských ploch to umožňuje rozšíření nabídky formou služeb.
Další podmínkou je dostatečná nabídka spalovacích zařízení pro tyto bioenergetické produkty na trhu a vytvoření legislativních podmínek pro jejich realizaci.
Pro projekci a realizaci je nutnou podmínkou odborné poradenství směřované k podpoře rozvoje technologií šetrných k životnímu prostředí a využívajících alternativní zdroje energie, včetně informací o možnostech získání evropských nebo státních dotací na zavádění těchto technologií.
Příspěvek vychází z řešení výzkumného projektu NAZV č. QH 82242 „Technické prostředky pro sklizeň a zpracování odpadního dřeva z vinic“.
Klíčové informace
– Životnost vinic na stanovišti, pohybující se v rozmezí 20–30 let, je předpokladem trvalého zdroje réví.
– Tato skutečnost dává záruku efektivního využití investic do otopných systémů a skladovacích prostor určených pro jeho využití.
– Ekonomickou efektivitu zde nejvíce ovlivňuje rozptýlenost pěstitelských ploch (která je zatím v České republice značná) a výše investic do potřebné techniky a staveb.
Doc. Ing. Patrik Burg, Ph.D.
Doc. Ing. Pavel Zemánek, Ph. D.
Mendelova univerzita v Brně
Zahradnická fakulta
Ústav zahradnické techniky Lednice
