Přibližně padesát procent půdního fondu České republiky včetně Šumavy se nachází v oblastech LFA, kde se nepředpokládá, že by zemědělská výroba plnila úkoly spojené s výrobou potravin. Jejich produkce by měla dominovat na moravských či polabských úrodných půdách v rámci precizního intenzivního zemědělství. V oblastech LFA by měla být především zemědělská výroba nepotravinářská a zemědělství by zde plnilo také své mimoprodukční funkce.
Využitím zemědělské produkce k nepotravinářským účelům se zabývá i tým odborníků tvořený pedagogy, vědeckými pracovníky a doktorandy na katedře agroekologie Zemědělské fakulty Jihočeské univerzity v Českých Budějovicích. V rámci výzkumu zaměřeného na zemědělskou výrobu v LFA oblastech a udržení, popřípadě zvýšení úrodnosti půdy hledá a ověřuje nové technologie využití fytomasy k energetickým účelům či k výrobě různého surovinového základu.
Vhodnými plodinami jsou jetel a oves
Převážná část oblastí zařazených do LFA je pokryta trvalými travními porosty, z nichž se sklízí velké množství fytomasy, kterou lze určitým způsobem využít. Pomineme-li zkrmování hospodářskými zvířaty lze travní hmotu spálit, nebo ji využít jako surovinu pro anaerobní digesci do bioplynových stanic, či ji použít v rámci procesu zplynování, jehož plynné produkty později energeticky využijeme. K využití fytomasy je vhodná i rychlá pyrolýza, nebo Fischer - Tropschovy syntézy. Kromě uvedeného energetického využití lze fytomasu použít i v rámci biotechnologií, což je podle prof. Ing. Stanislava Kužela, CSc., vedoucího sekce agrochemie a pedologie na katedře agroekologie, nejsofistikovanější způsob jejího využití. „Dnes máme patentovanou technologickou linku na výrobu sedmi produktů z jetele lučního v takzvané zelené biorafinérii.“
A proč padla volba zrovna na jetel? „Je to plodina, která i ve výše položených oblastech zajišťuje pozitivní vstup uhlíku do půdy a má velký význam pro půdní úrodnost,“ řekl týdeníku Zemědělec prof. Kužel. „Nejlepší by bylo jetel vypěstovat a pak ho zkrmit. To je však u nás problém, neboť v současné době máme v průměru jen 0,3 dobytčí jednotky na hektar. V sousedním Německu nebo v Rakousku mají 1,2 dobytčí jednotky na hektar, v Nizozemsku a Dánsku dokonce dvě dobytčí jednotky na hektar. Pokud bude v osevním postupu zastoupen jetel 30 procenty a zbytek budou tvořit obilniny a jednoleté pícniny či jiné plodiny, tak není nutné hnojit hnojem a přitom je možné udržet vyrovnanou uhlíkovou bilanci. Jetel jsme zvolili i proto, že obsahuje některé zajímavé látky, například fytoesterogeny, chlorofyl, karoteny, feofytiny a různé enzymy, které by proces jeho zpracování mohly zaplatit. Zabýváme se také komplexním bezodpadovým zpracováním ovsa. Je to plodina, která má v zemědělské výrobě LFA oblastí spolu s jetelem mimořádný význam, pokud bude její zpracování komplexní, nezávislé na odbytu v potravinářských a krmivářských odvětví a pokud možno bezodpadové. Dnes umíme z ovsa vyrobit 22 produktů, z nichž více než polovina je nepotravinářská. V současné době jsme podali dva patenty a užitné vzory, které tuto technologii ochrání.“
Zelená pro biotechnologie
Při zpracování jetele enzymatickou hydrolýzou se získá určité množství cukerných roztoků. Ty jsou vhodnou surovinou především pro biotechnologický průmysl, protože z cukrů lze kvasnými procesy vyrobit řadu alkoholů, které mohou být výchozími surovinami pro mnoho dalších technicky významných látek.
Cukerné roztoky lze použít také jako energetický zdroj v krmivářství. V současné době mají krmiva dostatek živin a vlákniny, ale mnohdy je nedostačující jejich energetická hodnota. Pokud se ferment celuláza aplikuje na krmivo několik hodin před vlastním krmením, dojde k rozštěpení celulózy a zvířata získají potřebné energetické cukry.
Cukerné roztoky je také možné využít k výrobě bioetanolu a biobutanolu. „Brazílie vyrábí ve velkém bioetanol a v podstatě je nezávislá na ropě,“ vysvětluje prof. Stanislav Kužel. „V případě České republiky však není bioetanol tou nejlepší variantou, výhodnější je z cukerných roztoků vyrábět biobutanol. Je to rychlejší, neboť je možné zkvasit záparu během 36 hodin, lze ho vyrobit ze stejného materiálu o třetinu více, přitom biobutanol se může přidávat do nafty i benzínu ve větším množství - až do 15 procent, aniž by se musely upravovat motory. Je také mnohem lepší z hlediska bezpečnosti, avšak jeho výroba je poněkud složitější. Dnes je možné připravit záparu z jakékoliv suroviny – z brambor, kukuřice či obilnin dokonce i z pícnin. Podstata těchto metod spočívá v tom, že zemědělci mohou pěstovat to, co umějí. Pouze tuto produkci je nutné zpracovat jiným způsobem na nepotravinářské produkty.“
Agropaliva s mnoha otazníky
Nejméně sofistikovaný způsob využití fytomasy, avšak v současné době nejvíce populární, je její přímé spalování. Jde o levnou technologii, která se bude s největší pravděpodobností rychle rozšiřovat. Napovídá tomu i jedna z vizí Evropské unie, která chce dosáhnout 10% podílu energie z obnovitelných zdrojů do roku 2020 také zvýšením podílu energie vyrobené spalováním pevných agropaliv. Je ale tento způsob ekologický?
„Filozofie pěstování plodin pro přímé pálení není úplně správná,“ tvrdí prof. Ing. Stanislav Kužel, CSc. „Při měřeních provedených na naší katedře v letech 2005 až 2007 jsme porovnávali palivářské vlastnosti slámy hořčice, řepky, ovsa, pšenice, salátu, trávy, hnědého uhlí, černého uhlí, PET láhví a textilu. Vše v souladu se sedmnácti aktuálními normami Evropské unie pro pevná biopaliva. A jaké byly výsledky? Agropaliva jsou energeticky téměř analogická hnědému uhlí. Produkují ale překvapivě více dehtu a méně prchavé hořlaviny než PET lahve či textil. Nebezpečné jsou i spaliny uvolňované do ovzduší. Hmotnostní spektrometrií jsme na plynovém chromatografu pro agropaliva detekovali v dehtech vysoké hodnoty polyaromatických uhlovodíků s karcinogenními a genotoxickými účinky, tedy látek nebezpečných pro životní prostředí. Z povahy chemického složení rostlin odhadujeme, že během spalování vznikají i další toxické látky, například polychlorované bifenyly. Zjistili jsem také, že spalováním agropaliv vznikají oproti spalování uhlí i větší objemy oxidů dusíku a oxidů síry. Jen pro zajímavost, nejčistší surovinou byly černé uhlí, hnědé uhlí, pak slámy pšenice, ovsa, následovaly tráva, salát, textil, slámy řepky a hořčice a nejhorší byly PET láhve. Co říci závěrem? Ačkoli Evropská unie spalování agropaliv různými způsoby velmi intenzívně podporuje, k hygienicky čisté a ekologicky přijatelné výrobě energie z agropaliv jsou třeba jiné postupy, než pouhé spalování.“
Na Šumavě jako na Pavláku
Je tedy možné biomasu spalovat tak, aby tyto zdraví škodlivé látky nevznikaly? Podle prof. Kužela ano. Musí být dodržena především vysoká teplota spalování kolem 1000°C, což však u fytomasy s nadbytkem celulózy a nedostatkem ligninu je velmi obtížné, ne-li nemožné. Pak se ale zase výrazně snižují ekonomické ukazatele spalování biomasy. Pokud by se však na Šumavě spalovala biomasa bez těchto zásad, hrozí podle prof. Kužela nebezpečí, že zde bude za nějaký čas ovzduší stejné, jako v městských aglomeracích.
Co z toho vyplývá. Každá moderní technologie musí být bezodpadová. Biomasa by se měla nejdříve zpracovat na využitelné suroviny, nejlépe biotechnologickými metodami a teprve zbytek (odpad při rafinerii jetele je 60 % fytomasy), usušit, zpeletizovat a spálit v malých provozovnách či rodinných domcích.
