Temat 5.1. Ogólna charakterystyka roślin energetycznych
Źródło: Tworkowski J. Ogólna charakterystyka roślin energetycznych. [W:] Wieloletnie rośliny energetyczne. Monografia. Red. prof. dr hab. Stefan Szczukowski. Multico. Oficyna Wydawnicza Warszawa 2012: 8-9.
Spis treści (s.3)
5.1. Wieloletnie rośliny energetyczne, ich podział i produkcja w Polsce
5.2. Czynniki warunkujące produkcyjność roślin
5.1. WIELOLETNIE ROŚLINY ENERGETYCZNE, ICH PODZIAŁ l PRODUKCJA W POLSCE
Za rośliny energetyczne uznaje się te, które uprawiane są na gruntach rolnych i przetwarzane na biopaliwa i biokomponenty, energię cieplną lub elektryczną. W warunkach klimatycznych Polski zaplecze surowcowe biomasy produkowanej na cele energetyczne mogą stanowić trzy grupy roślin:
Drzewa i krzewy
• wierzba (Salix L.),
• topola (Populus L.),
• robinia akacjowa (Robinia pseudoaca-cia L.),
• róża wielokwiatowa (Rosa multiflora).
Trawy
• miskant olbrzymi (Miscanthus x giganteus J.M. Greef & M. Deuter),
• miskant chiński (Miscanthus sinensis Andersson),
• miskant cukrowy (Miscanthus sacchariflorus (Maxim. Hack.),
• spartina preriowa (Spartinapectinata Bose ex Link).
Byliny
• ślazowiec pensylwański (Sida hermaphro-dita Rusby L.),
• rdestowiec japoński (Reynoutria japonica Houtt.),
• rdestowiec sachaliński (Reynoutria sacha-linensis Nakai),
• rożnik przerośnięty (Silphiumperfoliatum L),
• topinambur (Helianthus tuberosus L.).
W Polsce aktualnie biomasa na cele energetyczne pochodzi głównie z pozostałości leśnych i przemysłu drzewnego oraz rolnictwa, a także w niewielkim stopniu z odpadów komunalnych. Realizacja zobowiązań dotyczących produkcji i energetycznego wykorzystania biomasy zwiększa zapotrzebowanie i wymusza konieczność jej pozyskiwania z plantacji roślin wieloletnich. Rośliny wieloletnie uprawiane na gruntach rolniczych, które dają biomasę lignocelulozową, pozwalają osiągnąć wyższą wartość energetyczną plonu z powierzchni hektara niż jednoroczne rośliny rolnicze [Kuś i Faber 2009].
W 2010 roku w Polsce wieloletnie uprawy energetyczne zajmowały symboliczną powierzchnię około 10200 ha, co w odniesieniu do ogólnej powierzchni użytków rolnych (UR) w kraju stanowiło około 0,05%. Dominującymi gatunkami w uprawie były: wierzba krzewiasta 6160 ha, topola 648 ha, brzoza i olcha 23 ha, miskant olbrzymi 1833 ha, inne trawy wieloletnie 1364 ha, mozga trzcinowata 53 ha oraz ślazowiec pensylwański 122 ha [ARiMR 2010].
Analizy i szacunki specjalistów wskazują, że w 2020 roku w Polsce pod produkcję roślin energetycznych można przeznaczyć od 1,0 do 4,3 milionów hektarów UR. Wynika to m.in. z korzystnej relacji powierzchni użytków rolnych przypadającej na jednego mieszkańca w Polsce i UE-15, odpowiednio 0,41 i 0,19 ha. Jednakże pod wieloletnie plantacje energetyczne mogą być przeznaczane jedynie gleby słabsze, ponieważ bardzo dobre i dobre powinny być wykorzystywane do produkcji żywności, która pozostaje priorytetem. W produkcji agrobiomasy wieloletnich roślin energetycznych stawiamy pierwsze kroki. Bazujemy na materiale nasadzeniowym nieuszlachetnionym pod względem hodowlanym, nieprzystosowanym do specyficznych warunków środowiska. Nie ma wystarczającego postępu technologicznego w zakresie nawożenia i ochrony roślin przed agrofagami. Brak też wyraźnego postępu w procesie zbioru, suszenia i uszlachetniania surowca. Ale paradoksalnie dlatego możliwy jest szybki i znaczny postęp we wszystkich powyższych sferach.
5.2. CZYNNIKI WARUNKUJĄCE PRODUKCYJNOŚĆ ROŚLIN
Plon biomasy wieloletnich roślin energetycznych zależy od całego szeregu czynników takich jak: jakości genetycznej i somatycznej materiału sadzeniowego, uprawy - jakości stosowanych zabiegów agrotechnicznych, żyzności gleby, przebiegu pogody, przygotowania stanowiska, współzawodnictwa roślin z chwastami, szkód czynionych na plantacji przez owady, choroby oraz zwierzęta (zgryzanie i mechaniczne uszkadzanie roślin).
Dobór gatunków roślin na potrzeby energetyczne jest uzależniony od warunków klimatyczno-glebowych, możliwości i kosztów pozyskania materiału rozmnożeniowego, rynków zbytu, uwarunkowań technicznych, organizacyjnych, ekonomicznych i innych. Ważnym czynnikiem często decydującym o wyborze danego gatunku do uprawy jest plon biomasy możliwy do uzyskania w istniejących warunkach. Analiza doświadczeń z roślinami energetycznymi wskazuje na znaczną rozbieżność wysokości plonów od kilku do kilkudziesięciu ton suchej masy z l ha/rok. Aktualne plony biomasy na trwałych plantacjach szacuje się średnio na poziomie 8-12 ton suchej masy, ale uzyskuje się często ponad 20 ton suchej masy z l ha w przeliczeniu na rok.
Wysokość plonu uzależniona jest od warunków glebowych i klimatycznych, od gatunku i odmiany, czynników agrotechnicznych, a w przypadku wierzby, topoli i robinii akacjowej od częstotliwości (cyklu) zbioru. Poza plonem biomasy z jednego roku istotne znaczenie ma długowieczność plantacji, czyli liczba lat jej użytkowania, ponieważ przekłada się to na plon łączny i koszty użytkowania plantacji. Niebagatelną, a wręcz kluczową kwestią, jest możliwość zbioru w niesprzyjających warunkach atmosferycznych, a zwłaszcza po opadach śniegu powodujących silne wyleganie roślin (zwłaszcza bylin i traw) oraz trudności techniczne uniemożliwiające ich zbiór.