Travnjaci igraju važnu ulogu u globalnoj poljoprivredi i pokrivaju oko 3,4 milijarde ha, odnosno 69 % svjetskih poljoprivrednih površina ili 26 % od ukupne površine Zemlje. Trenutno se uglavnom koriste u stočarstvu kao glavni izvor hrane za preživače. U posljednjih 10-15 godina znatno se povećao interes za travnjacima u funkciji proizvodnje bioenergije.
Biomasa travnjaka pogodna je za mnoge oblike energije. Trenutno se najviše u praksi biomasa travnjaka koristi kao sirovina za proizvodnju bioplina i krutih biogoriva za izgaranje. Budući putevi mogu uključivati proizvodnju lignoceluloznog bioetanola, sintetskih biogoriva itd.
Gospodarenje travnjacima za proizvodnju bioplina
Među načinima korištenja biomase travnjaka za proizvodnju energije, proizvodnja bioplina je trenutno najčešća praksa u Europi. Travna silaža, kao sirovina za dobivanje bioplina, drugi je najčešći usjev, odmah nakon kukuruzne silaže. Prinos bioplina metana sastoji se od prinosa biomase travnjaka, odnosno prinosa organske suhe tvari po hektaru i specifičnog prinosa metana sirovine, odnosno koliko litara bioplina daje 1 kg organske suhe tvari. Specifični prinos metana sirovine ovisi o kvaliteti sirovine s jedne strane i tehnologije dobivanja bioplina i procesnog inženjerstva s druge strane.
Kvaliteta sirovine pod velikim je utjecajem gospodarenja travnjakom. Utjecaj botaničkog sastava i intenziteta gospodarenja travnjacima glavne su teme znanstvenih istraživanja. Prinos metana s travnjaka može biti ovisan o botaničkom sastavu travnjaka, zbog različitog kemijskog sastava biljnih vrsta. No u praksi, specifični prinos metana po jedinici površine različitih travnih vrsta češće ovisi o prinosu biomase nego o specifičnom prinosu metana sirovine, što znači da razlike u kemijskom sastavu trava malo utječu na prinos metana. Vrijeme košnje od velike je važnosti za specifični prinos metana sirovine.
Jeste li znali?
Dokazano je da se specifični prinos metana sirovine smanjuju s odmicanjem zrelosti vegetacije. Osobito, povećanje sadržaja sirovih vlakana ograničava maksimalni potencijal proizvodnje bioplina jer se sirova vlakna uglavnom sastoje od hemiceluloze i lignina, komponenata teško razgradljivih u anaerobnim uvjetima. Osim toga, kasnom košnjom dobiva se manji postotak metana u proizvedenom bioplinu zbog toga što trave sadrže manje sirovih bjelančevina i sirovih masti kao komponenata koje povećavaju sadržaj metana.
Većina istraživanja dosljedno pokazuju smanjenje specifičnog prinosa metana sirovine odgađanjem roka košnje u kasnije stadije razvoja vegetacije. Optimalni stadij košnje travnjaka za proizvodnju bioplina je neposredno prije pojave cvata na vidjelo.
Prinosi metana, u pravilu se povećavaju kod agrotehnika većih intenziteta (češća košnja, jača gnojidba…). Specifični prinosi metana sirovine rastu zbog ranijih rokova košnje, dok specifični prinosi metana po jedinici površine uglavnom rastu zbog povećanja prinosa biomase. Tehnologija žetve, konzerviranja i skladištenja trava kao sirovine za anaerobnu digestiju slična je onoj za proizvodnju krme, uglavnom u obliku silaže, dijelom kao zelene mase. Nakon košnje, pokošena biomasa se može pokupiti s polja i izravno upotrijebiti za punjenje postrojenja za bioplin ili se može u polju provenuti na 30-40 % ST i pohraniti u različite vrste silosa. Prvoklasna silaža preduvjet je visokih prinosa metana.
Gospodarenje travnjacima za proizvodnju krutih goriva
U proizvodnji biomase za izgaranje cilj su visoki prinosi energije po jedinici površine (GJ/ha) i najbolja moguća kakvoća goriva. Prinos energije obuhvaća prinos suhe tvari biomase po jedinici površine (tST/ha) i energetski sadržaj biomase (MJ/tST). Kvaliteta goriva determinirana je fizikalnim i kemijskim svojstvima biomase i utjecaju na cjelokupni proces toplinske iskoristivosti. Kemijska svojstva biomase trava utječu na kvalitetu biogoriva za izgaranje.
Ogrjevna vrijednost u prvom redu ovisi o sadržaju vlage i smanjuje se linearno s rastućim sadržajem vlage. Stadij zrelosti vegetacije glavni je čimbenik koji utječe na kemijski sastav kao i na neke fizikalne karakteristike biogoriva. Brojna istraživanja dosljedno ukazuju na poboljšanu kvalitetu biogoriva s kašnjenjem žetve. Sadržaj, uglavnom neželjenih elemenata, kao što su dušik, sumpor, kalij i klor značajnije se smanjuju starenjem vegetacije i može pasti ispod poželjnih granica odgađanjem žetve do kraja zime ili u rano proljeće sljedeće godine, a pada i sadržaj pepela.
Jače odrvenjena biomasa je poželjna zbog visokog sadržaja ugljika u ligninu i rezultira visokom ogrjevnom vrijednošću. Tip vegetacije travnjaka čini se da ima mali utjecaj na karakteristike biogoriva. Dok kasna žetva pozitivno utječe na kvalitetu biogoriva, s druge strane dovodi do značajnih gubitaka prinosa biomase.
Upravljanje mjerama za poboljšanje kvalitete goriva kao što su odgađanje žetve i smanjenje razine gnojidbe često može dovesti do smanjenja prinosa biomase. No, ovdje se prioritet daje kvaliteti goriva. Dakle, gospodarenje travnjakom za proizvodnju krutih biogoriva mora biti usmjereno prvenstveno na kvalitetu goriva, te u drugom stupnju na prinos biomase. Ekstenzivno gospodarenje travnjacima s jednom kasnom košnjom i niskom razinom gnojidbe se preporuča za travnjake s kojih se dobivaju čvrsta biogoriva za izgaranje. Tehnologija žetve, konzerviranja i skladištenja trava kao čvrstih biogoriva podsjeća na proizvodnju sijena.
Sadržaj vlage 10-20 % preduvjet je za čuvanje biomase kao i za energetsku vrijednost (za grijanje). Pravilo je, osušiti travu u polju i balirati je kao sijeno. Sve može biti učinjeno s konvencionalnim poljoprivrednim strojevima. Tehnike za komprimiranje biomase trave obično obuhvaćaju: baliranje, briketiranje i peletiranje sve kako bi se postigla određena gustoća. Sažimanje biomase u pelete ili brikete poboljšava fizičku homogenost, povećava energetsku učinkovitost te poboljšava lakoću rukovanja.
Izvor: Gospodarski kalendar
