miško biomasė ir jos panaudojimas - lei.lt · 4,64 10871,57 Šaltekšnis 115,42 4,85 11221,10...

Biomasės bioenergetikai plėtros perspektyvos ir iššūkiai, EUROPA ROYALE, 2012 sausio 11 d.

LAMMC MIŠKŲ INSTITUTAS

LRCAF INSTITUTE OF FORESTRY







LIETUVOS AGRARINIŲ IR MIŠKŲ MOKSLŲ CENTRAS

MIŠKŲ INSTITUTAS

Miško biomasė ir jos panaudojimas

energetikoje

dr. Marius Aleinikovas

2012 m. sausio 11 d.






2

Turinys

•Įvadas;

•Medienos kuro klasifikacija;

•Miško kirtimo atliekos ir jaunuolynų

ugdymas;

•Baltalksnynai – potencialus energijos šaltinis;

•Kiti potencialūs šaltiniai;

•Miško kuro ruošos problemos;






3

Lietuvos miškuose

sukaupta 81,6 % visos

biomasės,

ţemės ūkio

naudmenose – 9,7 %,

pelkėse – 7,9 %

vandens telkiniuose –

0,3-0,4 %

Įvadas






4

Biomasės pasiskirstymas Lietuvos rajonuose (Bumlauskis ir kt., 1999).

Biomasės

daugiau

tuose

rajonuose,

kur didesni

miškų

plotai






5

Sumedėjusių augalų naudojimą energetinėms reikmėms,

lyginant su ţolinių augalų biomase, skatina keletą

prieţasčių:

• Jie yra daugiamečiai;

• Pakankamai produktyvūs ( 1 ha- 7-12 t. biomasės);

• Kai kurios rūšys gerai atţelia savaime (nereikia

sodinti);

• Mediena pasiţymi gera energetine verte;

• Medieną patogu transportuoti ir laikyti (sandėliuoti);

• Geru energijos ir energijos, sunaudotos auginimui,

derliaus nuėmimui bei transportavimui, balansu






6

Pagrindiniai Lietuvos miškų rodikliai

Rodikliai 2010 01 01

Miško ţemė pagal valstybinę miško apskaitą, tūkst. ha 2160

Apaugusi mišku ţemė (medynai), tūkst. ha 2051

Bendras medienos tūris, mln.m3 (su ţieve) 479,4

Vidutinis medienos tūris 1 ha, m3 234

Bendras brandţių medynų tūris, mln.m3 119,9

Vidutinis brandţių medynų tūris 1 ha, m3 302

Bendras metinis medienos prieaugis iš viso, mln.m3 16,2

Einamasis metinis medienos prieaugis 1 ha, m3 7,9

Miško ţemės plotas, proc. 33,1

(Lietuvos miškų statistika, 2010)






7

2,73,6

4,1

3,8

3,9

4,2

0

2

4

6

8

10

2001-2010 2011-2020 2021-2030

valstybiniai miškai

privatūs ir kt. miškai

Miško kirtimų prognozė III – IV grupės miškuose

2001 - 2030

(Lietuvos miškų naudojimo XXI a. prognozės, 2000)

Tūris, mln. m3 III – IV gr. miškuose per

metus priauga apie 14

mln. m3 (apie 8 m3/ha)

medienos.

Tokiuose miškuose būtų

galima iškirsti iki 6 – 7

mln. m3 medienos

(neskaitant kirtimo

atliekų): apie 5 - 6 mln.

m3 padarinės ir apie 1,5

– 2,0 mln. m3 malkų.






8

Medienos kuro klasifikacija






9

Kelmas ir kirtimo atliekos sudaro

apie 20-30 % medţio biomasės.

MEDŢIO BIOMASĖS KOMPONENTAI

Assessment of energy wood potential in the EU: Finnish

Forest Research Institute

Biomasės

komponentai

Eglė

Pušis

Lapuočiai

Stiebas su žieve 55 67,6 78,2

Stiebo nuostoliai 8 8 8

Šakos 24 17,7 12,1

Spygliai 11 4,7 0

Viršūnė 2 2 1,7

Bendra 100 100 100

Kelmo mediena

Europa 19,1 19,3 22,4

Kelmo mediena

Baltijos reg. 21,9 19,8 22,4

(Ozolinčius, 2008)

Miško kirtimo atliekos






10







11

Valstybinės miškų tarnybos duomenimis, kirtavietėse

potencialiai susidaro apie 2,5 mln. m³ kirtimo atliekų

(šakų, viršūnių, kelmų ir šaknų).

Iš šių kirtimo atliekų energijai gaminti dėl biologinės

įvairovės uţtikrinimo, įvairių gamtosauginių

reikalavimų ir technologinių eksploatacijos aspektų,

šiuo metu galima panaudoti tik apie 750 tūkst. m³.







12

2010 m. valstybinės miškų urėdijos jų pardavė apie 75

tūkst. m3.

Nacionalinės miškų ūkio sektoriaus plėtros programos

projekte planuojama iki 2025 metų padidinti

medienos panaudojimo biokurui apimtis iki 500

tūkst. m3

Kiek pagaminta kirtimo atliekų privačiuose miškuose

nėra tiksliai ţinoma, tačiau kiekiai nėra dideli. Jų

naudojimą stabdo ekonominiai bei organizaciniai

veiksniai.







13

Kasmet ugdymo kirtimais valstybiniuose miškuose

iškertama apie 120 tūkst. m3 nelikvidinės medienos.

Panašų kiekį galima iškirsti ir iš privačių miškų.

Lietuvoje dalis jaunuolynų yra ugdoma, tačiau

mediena iš šių kirtimų nėra naudojama skiedrų

gamybai dėl didelės gamybos savikainos bei

ekologinių prieţasčių.

Jaunuolynų ugdymas






14

Skiedrų gamyba iš jaunuolynų ugdymo atliekų yra brangiausia,

kadangi smulkių medelių iškirtimas bei sukrovimas uţima daug

laiko, o pagaminamos medienos kiekis nėra didelis.

Suomijoje yra taikomos subsidijos ruošiant skiedras iš smulkių

medelių, iškirstų ugdant jaunuolynus

Jaunuolynų ugdymas

0

10

20

30

40

50

60

70

Sk

iedrų

ruošo

s są

nau

dos,

Lt

100 350 750 1250

Ištraukimo atstumas, m

Plyni kirtimai Tarpiniai kirtimai

(Ozolinčius, 2008)

0

20

4060

80

100

120

140

Sk

ied

rų r

uo

šos

sąn

au

do

s, L

t100 350 750 1250

Ištraukimo atstumas, m

Jaunuolynų ugdymas






15

Baltalksnynai - potencialus energijos šaltinis

Lietuvoje baltaksnynų plotas siekia beveik 130 tūks. ha

Baltaksnynų medienos tūris – 20 mln. m3

Nuosavybės teisių atstatymui rezervuotuose miškuose –

67%, privačiuose miškuose sukaupta 23 %, valstybiniuose –

10 % viso baltalksnynų tūrio.

Potencialių baltalksnynų medienos išteklių, naudotinų

medienos kurui kiekis siekia beveik 8 mln. m3.






16

Baltalksnynų minimalus kirtimo amţius III ir IV

miškų grupėse - 31 metai.

Privačiuose miškuose baltalksnynams, blindynams,

gluosnynams ir gryniems drebulynams kirtimo amţius

IV grupės miškuose nenustatomas (Pagrindinių miško

kirtimų taisyklės, 2003).







17

Tradicinių miškininkystės sistemų modifikavimas, siekti ne tik aukštos

kokybės padarinių sortimentų, bet ir biomasės (derinti abu siekius)

Baltalksnynų augimo eiga, taikant įvairius pagrindinių kirtimų amţius: A – kertant

perbrendusius 60 m. medynus; bendras iškertamos medienos tūris - 170 m3/ha; B – taikant

dabartiniu metu egzistuojantį kirtimo amţių; bendras iškertamos medienos tūris - 140 +140

= 280 m3/ha; C – taikant naujai siūlomą kirtimo amţių; bendras iškertamos medienos tūris

- 115 +115 + 115 = 345 m3/ha.

(Ozolinčius, 2008)







18

Energetinėse plantacijose auginami medţiai ir krūmai turi

atitikti tokius reikalavimus:

labai gerai prigyti dauginant vegetatyviniu būdu;

produkuoti daug biomasės;

ilgai išlaikyti atţėlimo pajėgumą;

jauname amţiuje greitai augti;

būti atsparūs kenkėjams ir ligoms;

būti atsparūs nepalankiems abiotiniams veiksniams, visų

pirma, šalnoms;

pasiţymėti gera energetine verte.

Kiti potencialūs šaltiniai - Energetinės plantacijos






19

Europoje plačiausiai energetinių

plantacijų veisimui naudojami

karklai ir gluosniai (Salix gentis).

Labiausiai gamybinėse

plantacijose paplitusio karklo

ţilvičio metinis produktyvumas yra

apie 10 - 12 t/ha sausos biomasės.







20

• Tuopų plantacijos sodinamosios

medţiagos (gyvašakių)

išauginimui (Vengrija)

Vis didesnį susidomėjimą

kelia hibridinės tuopos

(Populus x euramericana, P.

deltoides, P. trichocarpa),

kurių plantacijų

produktyvumas ne daug ką

nusileidţia karklams – 7-12

t/ha per metus.







21

Amţius,

m.

Tūris,

m3/ha

Stiebų ir

šakų

biomasė,

t/ha

Metinis

biomasės

prieaugis,

t/ha

1

2 8 3,2 1,2

3 22 8,8 5,6

4 41 23,1 14,3

5 71 37,7 14,6

6 109 56,2 18,5

Hibridinės drebulės (P. tremuloides x P.

tremla) želdinų augimo nuotekų dumblu

tręštame durpiniame dirvožemyje rodikliai

Siekiant padidinti

atsinaujinančių energijos

šaltinių išteklius,

Lietuvoje numatoma

auginti greitai augančias

drebules plantaciniuose

ţeldiniuose. Jiems įrengti,

kaip ir trumpos

apyvartos energetinių

ţeldiniams, teikiama ES

parama.

Hibridinė drebulė (P. tremuloides x P. tremla)







22

Augalų biotechnologijos metodai - energetinėms plantacijoms

Patobulinta

hibridinės drebulės

mikrodauginimo in

vitro technologija C

D

E

C B

F

A B

G







23

LŠTA duomenimis, 2010 m. Lietuvoje augo apie 800

ha energetinių plantacijų.

Siekiama, kad iki 2015 m. šalyje būtų įrengta 11,5

tūkst. ha energetinių plantacijų ir iš jų pagaminta 45

tūkst. tonų naftos ekvivalento (tne) biomasės, o iki

2025 – 17,5 tūkst. ha plantacijų ir iš jų pagaminta 70

tūkst. tne biomasės.







24

MIŠKO ATKŪRIMO IR ĮVEISIMO NUOSTATAI

Plantaciniai miško ţeldiniai gali būti auginami tik tuose

plotuose, kuriuose prieš tai miškas neaugo, išskyrus atvejus,

kai jie sodinami moksliniams tyrimams atlikti.”

7 punktas. “Vidutinės ir ilgos rotacijos plantaciniai ţeldiniai,

kurių auginimo trukmė ilgesnė kaip penkeri metai,

priskiriami miško ţeldiniams.







25

Vidutinė sausa trako biomasė kg/ha mišku apaugusiuose plotuose

Lietuvoje

Trako rūšis Sausa trako biomasė kg/ha

Vidurkis Maksimalios reikšmės

Šermukšnis 107,51

4,64 10871,57

Šaltekšnis 115,42

4,85 11221,10

Lazdynas 350,72

12,08 12560,87

Ieva 144,98

7,02 9845,53

Kitos rūšys 141,48

6,98 15128,37

Viso 860,12

18,48 24884,46

Kiti potencialūs šaltiniai - Trakas






26

Vidutinė sausa trako biomasė skirtingose Lietuvos miškų

augavietėse t/ha

-

0,5

1,0

1,5

2,0

2,5

3,0

Lf Šc Nd Ld Šd Md Ud Nc Pc Lc Mc Mb Pd Pb Lb Nb Na Pa

Miško augavietė

Sau

sa t

rako

bio

masė t

/ha

Kiti potencialūs šaltiniai - Trakas






27

Jau nuo 7 dešimtmečio buvo atliekami tyrimai dėl kelmų

naudojimo biokurui, tačiau dėl didelių kaštų plačiau naudoti

nepradėti.

Tačiau patobulėjus technikai ir ţymiai išaugus biokurui

poreikiui jau daugiau kaip 10 metų kelmai sėkmingai naudoji

Skandinavijos šalyse.

Kelmų naudojimas energijai gaminti auga gana ţymiais

tempais.

Suomijoje šiuo metu 0,6 mln. m3 kelmų medienos naudojami

skiedrų gamybai. Manoma, kad potencialiai galima dar

padidinti 2,5 mln. m3 per metus. (Peltola, 2008).

Kiti potencialūs šaltiniai - Kelmai






28

Prognozuojamas kelmų kiekis iš pagrindinių kirtimų

2009 -2013 metais, tūkst. m3

Valstybiniuose

miškuose

Privačiuose

miškuose Viso

Pagrindiniai

kirtimai

spygliuočių

medynai 356,4 256 612,4

lapuočių

medynai 327,1 235 562,1

Tarpiniai

kirtimai

spygliuočių

medynai 219,9 158 377,9

lapuočių

medynai 81,2 58,3 139,5

1691,9

Saladis, 2008

Kiti potencialūs šaltiniai - Kelmai






29

a b c d f

Š

N

L

U

Pn

P

Paprastai neįmanoma

Negalima

Atskirais atvejais

Galima ir įmanoma

Potencialūs ir realūs miško

kirtimo atliekų ištekliai

(skirtingų augaviečių

medynui).

(Ozolinčius, 2008)

Miško kuro ruošos problemos






30

Maisto medţiagų nuostolių vertinimas ir kompensavimas (miškų

dirvoţemių derlingumo išlaikymas)

Ny = 16,949x + 189,59

R2 = 0,4809

0

50

100

150

200

250

300

350

10 20 40 50 65

Amžius, metai

kg

N h

a-1

Ky = 1,806x + 84,484

R2 = 0,0611

0

20

40

60

80

100

120

10 20 40 50 65

Amžius, metai

kg

K h

a-1

Vidutinės maisto medţiagų

sankaupos skirtingo amţiaus

pušynuose

Pušynuose naudojant kirtimo atliekas

(ugdymo, sanitariniais ir pagrindinio

naudojimo kirtimais) per 100 metų

apyvartą susidaro iki 1,5-2 kartų didesni

maisto medţiagų nuostoliai:

su kirtimų atliekomis iš hektaro

papildomai “išnešama” apie 280 kg

azoto, 110 kg kalcio, 100 kg kalio, po 30

kg magnio ir fosforo.

(Ozolinčius, 2007)







31 (Ozolinčius, 2008)







32

Kirtimo atliekų (ţievės, šakų, lapijos) surinkimas ir

efektyvesnis panaudojimas panaudojant paketavimo

mašinas







33

11-15 km, S=30,3 Lt/m3

16-20 km, S=32,9 Lt/m3

21-25 km, S=35,8 Lt/m³

26-30 km, S=38,5 Lt/m³

1-5 km, S=24,7 Lt/m3

6-10 km, S=27,5 Lt/m3

Medienos ruošos, smulkinimo

ir transportavimo sąlygos:

Plynas kirtimas motopjūklu

„Husqvarna 250 XP“,

ištraukiant 200 m atstumu

forvarderiu „Valmet 840Y“,

smulkinant „K-700“+„Loglift

F 70 L“+„Bruks 604 CT“ 20

m³/val. našumu, skiedras

vežant „T-150“ nurodytais

atstumais

Medienos kuro ruošos sąnaudų (S) priklausomybė

nuo transportavimo į katilinę atstumo

Ištraukimo ir

transportavimo

sąnaudos – vieni

iš svarbiausių

medienos kuro

naudojimą

limituojančių

veiksnių.







34

• Miško medienos ruošėjai nepilnai įsisavinę kirtimo

atliekų ruošos technologijų (kompleksinė ruoša);

• Kylant malkinės medienos kainoms, didėja kaimo

gyventojų poreikis medienos ruošos atliekoms;

• Atliekų sandėliavimo vietų miške trūkumas;

• Nelanksčios kirtimo atliekų tiekimo sutarčių

sąlygos;

• Nėra vieningos metodikos miško kuro kiekio

skaičiavimui;







35

Apskritis

Maţo skersmens

medţiai iš ugdymo

kirtimų

Visų tipų kirtimų

atliekos

Kelmai iš

pagrindinių kirtimų

Tonos

Energetinė

vertė,

MWh

Tonos

Energetinė

vertė,

MWh

Tonos

Energetinė

vertė,

MWh

Alytaus apsk. 6894 19303 77593 217260 47411 132751

Kauno apsk. 15539 43509 99505 278614 87818 245890

Klaipėdos apsk. 5633 15772 32882 92070 25103 70288

Marijampolės

apsk. 5210 14588 42587 119244 36298 101634

Panevėţio apsk. 13005 36414 89476 250533 74433 208412

Šiaulių apsk. 10950 30660 84511 236631 71933 201412

Tauragės apsk. 6865 19222 62896 176109 56860 159208

Telšių apsk. 5914 16559 40559 113565 32799 91837

Utenos apsk. 7461 20891 143834 402735 72118 201930

Vilniaus apsk. 11486 32161 85841 240355 105407 295140

Iš viso: 88957 249080 759686 2127121 610179 1708501

Lietuvos apskričių miškų biomasė bei energetinė vertė, potencialiai

galima panaudoti biokurui

Baltijos biomasės tinklas Lietuvoje, 2007






36

Planuojama medienos pasiūlos ir paklausos struktūra ir jų

balansas Europoje 2010-2030 m. pagal EFSOS II referencinį

scenarijų apvalios medienos ekvivalentu, mln. m³






37

Dėkoju už dėmesį

dr. Marius Aleinikovas

Telefonas: (8 37) 547221

Elektroninis paštas: e-mail:

[email protected]

miško biomasė ir jos panaudojimas - lei.lt · 4,64 10871,57 Šaltekšnis 115,42 4,85 11221,10...

Documents