Analiza możliwości pozyskania biomasy leśnej na cele energetyczne na przykładzie Nadleśnictwa Pomorze

ANALIZA MO ĩLIWOĝCI POZYSKANIA BIOMASY LEĝNEJ NA CELE ENERGETYCZNE NA PRZYK àADZIE

NADLE ĝNICTWA POMORZE

Waldemar Izdebski*, Piotr Jadeszko****, Jacek Skudlarski**, Stanis áaw Zając***

*Zakáad Zarządzania Produkcją Politechniki Warszawskiej, **Katedra Organizacji i InĪynierii Produkcji Szkoáy Gáównej Gospodarstwa Wiejskiego w Warszawie, ***PaĔstwowa WyĪsza Szkoáa

Zawodowa w KroĞnie, ****NadleĞnictwo Pomorze

Streszczenie. Dokonano analizy moĪliwoĞci pozyskania biomasy leĞnej na cele energetyczne w wybranym nadleĞnictwie. Obecnie z przyczyn ekonomicznych niemoĪliwie jest pozyskiwanie biomasy z drewna pnia- kowego i korzeni. Z uwagi na du Īe zapotrzebowanie przemysáu przetwórczego na przestrzeni ostatnich lat w bilansie pozyskania biomasy leĞnej w NadleĞnictwie Pomorze udziaá drewna energetycznego wynosi okoáo 15%. Zgodnie z analiz ą strukturalną prac hodowlanych oraz zrĊbowych moĪliwe jest zwiĊkszenie pozyskania biomasy leĞnej nawet do ok. 50%.

Sáowa kluczowe: biomasa leĞna, OZE.

WSTĉP

Uwarunkowania klimatyczne, jak i zale ĪnoĞci gospodarcze wskazują, Īe dla Polski bardzo korzystnym odnawialnym Ĩródáem energii jest biomasa leĞna. Jest to związane, m.in. z wielkoĞcią powierzchni gruntów le Ğnych Polski, która wynosi 9088 tys. ha. IloĞü drzewostanów wystĊpujących na tej powierzchni kszta átuje siĊ na poziomie 8894 tys. ha. WiĊkszoĞü tego obszaru (6968 tys. ha) nale Īy do Lasów PaĔstwowych (76,7%). Tylko niewielka powierzchnia (1545 tys. ha) naleĪy do w áaĞcicieli prywatnych (17%) [2].

Z ró Īnych publikacji wynika, Īe na drewno uĪytkowe przeznacza siĊ w Lasach PaĔstwowych oko áo 60% wyprodukowanej arbomasy leĞnej. MoĪna wiĊc przyjąü, Īe przy obecnym pozyskiwa- niu rocznym rz Ċdu 30 mln m³, czĊĞci nadziemne nie przeznaczone na sortymenty przemysáowe stanowi ą okoáo 7 mln m³, a z obecnie wyrabianym drewnem opaáowym ok. 12 mln m³. Jak wynika z bada Ĕ, rzeczywiste pozyskiwanie w Lasach PaĔstwowych drewna bĊdącego moĪliwym Ĩródáem drewna energetycznego (klasa S3, S4, M, zr Ċbki) wynosi ok. 3,2 mln m³ [1].

W programie energetycznym Lasów Pa Ĕstwowych podaje siĊ, Īe moĪliwe jest pozyskiwa- nie 2 mln. m³ drewna energetycznego rocznie. Jednak Īe, jak wynika z badaĔ Gronowicza z AR w Poznaniu samej sosnowej drobnicy ga áĊziowej moĪe byü ok. 3 mln m³ drewna opaáowego [1].

MOTROL, 2011, 13, 157–163

CEL I ZAKRES BADAē

Celem bada Ĕ byáa ocena potencjaáu biomasy leĞnej w NadleĞnictwie Pomorze oraz analiza pozyskania i sprzeda Īy drewna na cele energetyczne w tym NadleĞnictwie w latach 2005-2009.

Zakres pracy obejmowa á analizĊ danych dotyczących potencjalnego i rzeczywistego pozy- skania drewna na cele energetyczne w Nadle Ğnictwie Pomorze w latach 2005 – 2009.

TEREN BADAē

Nadle Ğnictwo Pomorze poáoĪone jest na terenie województwa podlaskiego w powiatach:

augustowskim (gmina P áaska) i sejneĔskim (gminy Giby i Sejny). LesistoĞü NadleĞnictwa Po- morze wynosi 56%. G áównym typem siedliskowym lasu jest bór ĞwieĪy, który zajmuje 58%

powierzchni. Siedliska z przewag ą gatunków iglastych - bory, zajmują ponad 85% powierzchni.

Lasy, czyli powierzchnie poro ĞniĊte przez gatunki liĞciaste, pokrywają prawie 14% powierzchni.

W Nadle Ğnictwie Pomorze wystĊpuje w zasadzie stabilny skáad gatunkowy drzewostanów. Gáówne gatunki tworz ące miejscowe lasy to sosna, Ğwierk, brzoza i olcha. PrzewaĪają bory z sosną, która zajmuje a Ī 89% powierzchni leĞnej. ĝwierk zajmuje okoáo 5% powierzchni.

METODYKA BADAē

W pracy zastosowano metod Ċ analityczną, zaproponowaną przez pracowników Katedry In Īynierii ĝrodowiska Politechniki Opolskiej, opierającą siĊ na wieloletnich pomiarach zrĊbowych w drzewostanach, w których gatunkiem panuj ącym jest sosna [3]. Metoda ta zakáada, Īe z jednego drzewa sosnowego pozyskujemy nast Ċpujące iloĞci surowca:

• 578 kg grubizny d áuĪycowej,

• 41 kg grubizny stosowej,

• 54 kg drobnicy ga áĊziowej,

• 59 kg chrustu,

• 166 kg korzeni.

Na podstawie tej metody wyliczono, Īe z jednego drzewa moĪna pozyskaü Ğrednio okoáo 0,9 t drewna, z czego oko áo 30% tej wielkoĞci jest niewykorzystywana. Przy zaáoĪeniu, Īe na 1 hektarze wyst Ċpuje ok. 400 drzew otrzymamy:

• 21,6 t/ha drobnicy ga áĊziowej,

• 23,6 t/ha chrustu,

• 66,4 t/ha drewna pniakowego z korzeniami.

Po dodaniu tych wielko Ğci otrzymujemy Ğrednią wartoĞü 111 ton drewna na 1 hektar.

Potencja á energetyczny danej biomasy leĞnej szacowano na podstawie teoretycznie wyzna- czonych warto Ğci mas poszczególnych sortymentów, zgodnie z poniĪszą zaleĪnoĞcią:

1 i

n

i i d

E = ∑

m ∗ W , (1)

gdzie: E – potencja á energetyczny paliwa (GJ), m – masa paliwa (t), Wd – wartoĞü opaáowa (GJ/t).

Przy obliczaniu zasobno Ğci energetycznej dla drewna w stanie powietrzno – suchym, czyli

dla paliwa odpowiednio sezonowanego, za áoĪono wartoĞü opaáową na poziomie 14 GJ/t

Niezb Ċdne w badaniach informacje pozyskano z Systemu Informatycznego Lasów PaĔstwo- wych i dokumentacji Nadle Ğnictwa Pomorze.

WYNIKI BADAē

Oszacowan ą masĊ drewna odpadowego w NadleĞnictwie Pomorze, które stanowi doskonaáe odnawialne Ĩródáo energetyczne, przedstawiono w tabeli 1.

Tabela 1. Zestawienie masy drewna odpadowego w Nadle Ğnictwie Pomorze Table 1. Summary of waste wood pulp in the forest district of Pomerania

Rok Powierzchnia zr Ċbowa w Nadl. Pomorze (ha)

Rodzaj sortymentu

Chrust GaáĊzie Drewno pniakowe z korzeniami Masa (t)

2005 34,29 809 741 2277

2006 10,98 259 237 729

2007 32,64 770 705 2167

2008 57,76 1363 1248 3835

2009 49,49 1168 1069 3286

ħródáo: opracowanie wáasne na podstawie dokumentacji NadleĞnictwa Pomorze

Jak wynika z analiz rzeczywisty potencja á biomasy leĞnej, moĪliwy do pozyskanej na terenie Nadle Ğnictwa Pomorze, jest niĪszy od teoretycznego ze wzglĊdu na fakt, Īe drewno pniakowe oraz korzenie z przyczyn ekonomicznych nie s ą pozyskiwane. W celu pozyskania karpiny potrzebny jest specjalistyczny sprz Ċt, który jak na warunki polskie jest doĞü drogi.

Tabela 2. Pozyskanie rzeczywiste drewna na cele energetyczne Table 2. Acquisition of real wood for energy purposes

Rok Wielko Ğü pozyskanego drewna opaáowego (m³) Roczny etat pozyskania (m³)

2005 6083,91 46566,16

2006 6882,90 71636,30

2007 6024,96 57724,05

2008 6603,88 57784,72

2009 4946,46 60922,22

ħródáo: opracowanie wáasne na podstawie dokumentacji NadleĞnictwa Pomorze

Drewno opa áowe pozyskane w latach 2005 – 2009 jest w zdecydowanej wiĊkszoĞci sorty-

mentem Ğrednio oraz maáowymiarowym (tabela 3).

Tabela 3. Zestawienie drewna opaáowego wedáug sortymentów Table 3. Listing of fi rewood by assortments

Rok

Drewno opaáowe

Maáowymiarowe M1, M2, (m

) ĝredniowymiarowe S4 (m

) Suma (m

)

2005 1707,82 4376,09 6083,91

2006 3800,58 3082,32 6882,90

2007 1823,99 4200,97 6024,96

2008 1653,07 4950,81 6603,88

2009 1046,67 3899,79 4946,46

ħródáo: opracowanie wáasne na podstawie dokumentacji NadleĞnictwa Pomorze

Przyjmuj ąc, Īe gĊstoĞü drewna w stanie powietrzno – suchym wynosi 0,5 t/m³, caákowita masa drewna energetycznego pozyskana w Nadle Ğnictwa Pomorze w latach 2005 -2009 wynosi od 2473 do 3441 t.

Tabela 4. Masa drewna opaáowego pozyskana w NadleĞnictwie Pomorze Table 4. Weight of acquired fi rewood in the forest district of Pomerania

Rok Masa pozyskanego drewna opaáowego (t)

2005 3042

2006 3441

2007 3012

2008 3302

2009 2473

ħródáo: obliczenia wáasne

Jak wykaza áy analizy udziaá drewna energetycznego w bilansie pozyskania biomasy leĞnej

w Nadle Ğnictwie Pomorze wynosi na przestrzeni ostatnich lat okoáo 15% (rys.1). Spowodowane jest

to w g áównej mierze cháonnoĞcią przemysáu przetwórczego, a takĪe niepozyskiwaniem odpadów

pozr Ċbowych, które mogáyby poprawiü zasobnoĞü rynku biomasy energetycznej.

Rys. 1. Zestawienie wielkoĞci rocznego pozyskania drewna w NadleĞnictwie Pomorze na tle iloĞci drewna przeznaczonego na cele energetyczne.

Fig. 1. Summary of the annual volume of timber harvesting in the forest district of Pomerania against the amount of wood intended for energy purposes.

Wyliczony potencja á energetyczny bĊdący odzwierciedleniem pozyskanego na terenie Nad- le Ğnictwa Pomorze drewna opaáowego przedstawiono w tabeli 5.

Tabela 5. Rzeczywisty potencjaá energetyczny biomasy leĞnej w NadleĞnictwie Pomorze Table 4 The actual energy potential of forest biomass in the forest district of Pomerania

Rok Masa pozyskanego drewna

opaáowego (t) WartoĞü opaáowa (GJ/t)

wilgotnoĞü 20% Potencja á energetyczny (GJ)

2005 3042

14

42587

2006 3441 48180

2007 3012 42175

2008 3302 46227

2009 2473 34625

ħródáo: obliczenia wáasne

Zgodnie z analiz ą strukturalną prac hodowlanych oraz zrĊbowych moĪliwe jest zwiĊksze-

nie pozyskania biomasy le Ğnej nawet do ok. 50%. Dokáadne dane dotyczące tego zagadnienia są

zestawione na rys. 2.

Rys. 2. MoĪliwoĞci energetycznego wykorzystania biomasy leĞnej w NadleĞnictwie Pomorze Fig. 2. Energy potential of forest biomass in the forest district of Pomerania

PODSUMOWANIE

Bior ąc pod uwagĊ lesistoĞü Polski (ok. 30%) oraz to, Īe iloĞü drzewostanów w naszym kraju sukcesywnie wzrasta (do roku 2050 powierzchnia lasów Polski ma wynosi ü 50%) moĪna wysu- n ąü wniosek, iĪ dla Polski najkorzystniejszym odnawialnym Ĩródáem energii jest biomasa leĞna.

G áówna polityka handlowa NadleĞnictwa Pomorze, jak i innych nadleĞnictw, opiera siĊ na sprzeda Īy drewna uĪytkowego do tartaków, zakáadów meblarskich itp., co wedáug szacunków jest tylko po áową potencjaáu moĪliwego do wykorzystania. Wynika to z niewykorzystanych iloĞci drewna na zr Ċbach – takich jak wszelkiego rodzaju odpady pozrĊbowe. Odpady te charakteryzują si Ċ dobrą zasobnoĞcią energetyczną i wymagają jedynie prostych zabiegów przetwórczych, aby móc sta ü siĊ wartoĞciowym paliwem.

LITERATURA

1. Laurow Z., 2010: Surowiec drzewny jako odnawialne Ĩródáo energii. Wydawnictwo ĝwiat, Warszawa.

2. Ró ĪaĔski H., JabáoĔski K., 2000: Baza i technologia pozyskiwania drewna energetycznego w Lasach Pa Ĕstwowych, materiaáy konferencyjne EC BREC, Warszawa.

3. Ulbrich R (red), 2005: Energetyczne wykorzystanie biomasy. Politechnika Opolska.

ANALYSIS OF ACQUISITION POSSIBILITIES OF FOREST BIOMASS FOR ENERGY PURPOSES ON THE EXAMPLE

OF FOREST DISTRICT POMERANIA

Summary. An analysis is presented of possible acquisition of forest biomass for energy purposes in the selected forest district. Currently, due to economic reasons it is impossible to acquire biomass from stump wood and roots. Due to high demand of the processing industry over the past years in the balance of for- est biomass acquisition in the forest district of Pomerania wood energy share is about 15%. According to the structural analysis of breeding and cutting operations it is possible to increase the acquisition of forest biomass up to about 50%.

Key words: forest biomass, renewables.