MZE0002703102
Periodická zpráva
o řešení výzkumného záměru za rok 2011
Část A.: Identifikační údaje výzkumného záměru
MZE0002703102
A.1. Kód výzkumného záměru
Výzkum efektivního využití technologických
systémů pro setrvalé hospodaření a využívání
A.2. Název výzkumného záměru
přírodních zdrojů ve specifikovaných
podmínkách českého zemědělství
A.3.
Příjemce institucionální
podpory
Výzkumný ústav zemědělské techniky, v.v.i.
A.4.
Řešitel výzkumného
záměru
Ing. Zdeněk Pastorek, CSc., prof. h. c.
A.5.
Statutární orgán příjemce
(ředitel)
Ing. Zdeněk Pastorek, CSc., prof. h. c.
V Praze 27.1. 2012
Z - 2545
………………………
………………………
statutární orgán – ředitel
(podpis)
řešitel výzkumného záměru
(podpis)
otisk razítka
MZE0002703102
B – Údaje o řešeném výzkumném záměru
B1 – Personální zabezpečení řešení výzkumného záměru
a – Klíčoví pracovníci 1
Podíl pracovní kapacity na
řešení (%)
Počet vykázaných
odpracovaných hodin
Ing. Zdeněk Abraham, CSc.
66,2
1207
Ing. David Andert, CSc.
44,8
818
Ing. Jiří Bradna, Ph.D.
68,2
1244
Doc. Ing. Antonín Jelínek, CSc.
59,8
1090
Ing. Pavel Kovaříček, CSc.
50,9
928
Ing. Antonín Machálek, CSc.
46,5
849
Ing. Václav Mayer, CSc.
49,9
911
Ing. Zdeněk Pastorek, CSc.,
prof. h. c.
38,6
705
Ing. Petr Plíva, CSc.
56,2
1025
Ing. Jiří Souček, Ph.D.
46,9
855
Ing. Otakar Syrový, CSc.
42,0
766
Doc. Ing. Jiří Vegricht, CSc.
46,2
843
Jméno
b – Ostatní členové řešitelského týmu
Počet vykázaných
odpracovaných hodin
Kvalifikační skupina
výzkumný a vývojový pracovník
15 308
technik ve výzkumu a vývoji
8 977
c – Pomocný personál
Charakter činnosti
pomocný personál
dohody o pracovní činnosti a dohody
o provedení práce – x osob
1
Počet přepočtených
pracovních úvazků
Počet vykázaných
odpracovaných hodin
1,03
1855
0,09-11 osob
162
Počet řádek tabulky upravit dle skutečného počtu klíčových pracovníků.
2
MZE0002703102
B2 – Plnění stanovených cílů (etapy) výzkumného záměru
1. Výzkum systému racionálního pohybu výkonné zemědělské techniky po
pozemcích s cílem omezit technogenní zhutňování půdy a zvýšit
akumulaci vody v půdě
Prof. Ing. Josef Hůla, CSc., Ing. Zdeněk Kovaříček, CSc.
Plnění stanovených cílů výzkumného záměru
Dílčí cíl
Racionalizace pohybu techniky po pozemcích z hlediska omezení nežádoucího
zhutňování půdy a zlepšení kvality pracovních operací
Z dílčího cíle byly splněny dílčí části 1.1. (2009), dílčí část 1.2 (2009-2010) a dílčí
část 1.3 (2010-2011). Prvním rokem byla řešena dílčí část 1.4 (2011-2013).
Zlepšení propustnosti půdy pro vodu a zvýšení akumulace vody v půdě
v podmínkách používání výkonné zemědělské techniky
Z tohoto dílčího cíle byly splněny dílčí části 1.6 (2009), 1.7 (2009-2010), 1.8 (20092010) a 1.9 (2010-2011). V roce 2011 bylo zahájeno řešení části 1.10 (2011-2013).
2. Uplatnění nových postupů a metod v technologických systémech
rostlinné výroby v podmínkách zemědělství ČR
Ing. Václav Mayer, CSc.
Dílčí cíle etapy:
2.1 Výzkum nových postupů v technologických systémech pěstování, sklizně, skladování a
posklizňového zpracování rostlinných produktů z hlediska jejich vlivu na kvalitu a
ztráty při potravinářském i nepotravinářském využití
2.1.1 Metody a nové postupy sklizně, skladování a posklizňového zpracování zrnin a
olejnin, založení experimentů,sledování, měření a zpracování získaných výsledků a
jejich prezentace-je průběžně plněno, založená měření a publikace (Ing. J. Bradna,
Ph.D.)
2.1.2 Metody a nové postupy pěstování, sklizně, skladování a posklizňového
zpracování cukrovky, založení experimentů,sledování, měření a zpracování
získaných výsledků a jejich prezentace
S ohledem na snížení personálního obsazení a pracovní kapacity řešitelů v letošním
roce v této oblasti se další řešení v této oblasti musí zúžit pouze na sledovací
výzkum.
2.1.3 Metody a nové postupy pěstování, sklizně, skladování a posklizňového
zpracování brambor, založení experimentů, sledování, měření a zpracování
získaných výsledků a jejich prezentace – je průběžně plněno, byla založena měření
3
MZE0002703102
a probíhá příprava kapitoly a podkladů pro vydání knižní publikace
Mayer, Ing. D. Vejchar, L. Pastorková)
(Ing. V.
2.1.4 Metody a nové postupy sklizně, skladování pícnin, založení
experimentů,sledování, měření a zpracování získaných výsledků a jejich prezentace
- je průběžně plněno, založená měření a publikace (Bc. I. Gerndtová)
2.1.5 Nové metody sledování a hodnocení kvality produktů během jejich produkce
založení experimentů, sledování, měření a zpracování získaných výsledků a jejich
prezentace - je průběžně plněno, byla založena měření a příprava publikace (Ing.
D. Vejchar, L. Pastorková)
2.2
Průběžné budování databáze pro vytváření nových strojových linek vybraných
variantních technologických systémů pěstování, sklizně a skladování plodin z hlediska
různých přírodních, provozních, ekonomických podmínek- je prováděno průběžné
doplňování normativní databáze
2.3 Zpracovávání návrhů pro inovaci a efektivní provozování řešených systémů z hlediska
ochrany životního prostředí, zásad správné zemědělské praxe, kvality produktu
(HACCP) a užití produktu – Podklady připravovány průběžně bude splněno
v posledním roce řešení etapy formou metodických doporučení
Plnění dílčích cílů Etapy 2 v třetím roce řešení výzkumného záměru proběhlo podle
časového harmonogramu. Ukončen byl v roce 2011 jeden dílčí cíl č.2.5 formou odborné
publikace a rešeršní práce. Průběžné řešení etapy a výsledky za letošní rok jsou
prezentovány v periodické zprávě části B4 a budou publikovány v roce 2012 ve vědeckém
a odborném tisku.
3. Výzkum vlivu technologických systémů pro chov hospodářských zvířat
na životní prostředí, welfare chovaných hospodářských zvířat,
pracovní podmínky ošetřovatelů a ekonomiku a výzkum možností
eliminace jejich negativního působení a posílení pozitivních účinků
Doc. Ing. Jiří Vegricht, CSc., Ing. Antonín Machálek, CSc.
3.1 Výzkum technologických systémů pro chov hospodářských zvířat. Analýza,
návrh a ověření inovačních řešení zvyšujících efektivnost živočišné výroby založených na
optimalizaci vzájemného působení hlavních prvků biotechnického systému „člověk - stroj –
zvíře – prostředí“.
Ing. Antonín Machálek, CSc.
3.2 Ekonomické aspekty využití nových technologických systémů pro chov
hospodářských zvířat, modelování variant možných řešení, analýza vlivu legislativních a
podobných opatření (např. cross-compliance) na technicko-ekonomické parametry chovu
(investiční náklady, spotřeba energií, lidské práce, organizace práce apod.).
Doc. Ing. Jiří Vegricht, CSc.
4
MZE0002703102
A3
Dále uvedené výsledky naplňují nebo přispívají k plnění těchto dílčích cílů:
3.1.2
Analýza a výzkum vzájemného působení prvků biotechnického systému „člověk stroj – zvíře – prostředí“ v oblasti stájových technologií se zaměřením na zlepšení
produkčního, pracovního a životního prostředí, welfare dojnic, eliminaci kritických míst ve
vztahu ke kvalitě produkce a zdravotnímu stavu zvířat
3.1.3
Syntéza výsledků výzkumných a studijních prací, návrhy řešení a opatření zaměřené
na zlepšení pracovního a životní prostředí, welfare dojnic, eliminaci kritických míst ve
vztahu ke kvalitě produkce a zdravotnímu stavu zvířat
3.2.1
Systémové rozšiřování a aktualizace databáze parametrů a vlastností technických a
technologických systémů pro chov skotu
3.2.2
Analýza stávajících a modelování v blízké budoucnosti očekávaných a
předvídatelných změn podmínek (technických, technologických, životní prostředí,
energetická dostupnost, legislativních a dalších) a předpokládaných vlivů na chov
hospodářských zvířat
3.2.3
Modelování možných a pravděpodobných variant řešení a analýza a stanovení jejich
parametrů důležitých pro jejich implementaci do zemědělské praxe z hlediska očekávaných
investičních a provozních nákladů, potřeby lidské práce, možností automatizace a
robotizace, požadované kvalifikace pracovní síly a dalších důležitých hledisek
4. Optimalizace ekologicky šetrných způsobů zpracování a konverze
biomasy
Ing. Jaroslav Kára, CSc.
4.1 Provést rešerši problematiky z odborné literatury, shromáždit související legislativní
podklady, nařízení, směrnice, zákony, vyhlášky a normy na úrovni EU a ČR.
4.2 Určit jednoduché způsoby sledování kvality fermentačního procesu z průběhu
laboratorní produkce bioplynu pro různé kombinace kofermentovaných substrátů ze
zvířecích exkrementů a biomasy rostlin.
4.3 Stanovit hodnotu produkce bioplynu v reálných provozních podmínkách měřením na
laboratorním zařízení a vybrané bioplynové stanici. Zpracováno v roce 2010 a měření
probíhají i nadále na BPS Energetika Kněžice a ZD Krásná Hora.
5
MZE0002703102
5. Technologické postupy udržitelné výroby a užití biosurovin a
energetických nosičů nové generace se zřetelem na potravinovou
bezpečnost a globální trhy souvisejících produktů
Ing. Petr Jevič, CSc., prof. h. c.
• Byl zhodnocen současný stav karbonizace - torefakce biomasy ve světě a proveden
základní přehled technologií s všeobecnou charakteristikou rozdílných typů reaktorů
používaných pro torefakci. Jako jeden z kvalitativních ukazatelů biomasy prošlé
procesem torefakce byl navržen tzv. stupeň torefakce a byl prakticky aplikován na
pšeničnou slámu a dřevní piliny zpracované ve vývojové zkušební lince VÚZT, v.v.i. PolyComp, a.s. s výkonností 2 kg.h-1 vstupní biomasy při teplotě 280 - 300 oC (A3 viz
dílčí cíl 5.1).
• Zpracováním a vydáním českých technických norem pro tuhá biopaliva: „Terminologie,
definice a popis - ČSN 14588“, „Stanovení mechanické odolnosti pelet a briket - Část 2:
Brikety - ČSN EN 15210-2“, „Specifikace a třídy paliv - Část 2: Dřevní pelety pro
maloodběratele - ČSN EN 14961-2“, „Část 3: Dřevní brikety pro maloodběratele - ČSN
EN 14961-3“, „Část 4: Dřevní štěpka pro maloodběratele - ČSN EN 14961-4“, „Část 5:
Palivové dřevo pro maloodběratele - ČSN EN 14961-5“ se vytvořil nástroj pro co
nejefektivnější obchodování s těmito výrobky. Rovněž umožní tyto kvalitativní normy
lepší porozumění mezi prodejcem a odběratelem a komunikaci s výrobci těchto paliv a
výrobci konverzních zařízení pro jejich využití (A3 viz dílčí cíl 5.2).
• Byl zpracován podrobný postup, jehož základem je stanovení energeticko-hmotnostních
toků, který usnadní hospodářským subjektům v řetězci biopaliv nebo biokapalin vypočítat
emise CO2eq s využitím analýzy životního cyklu. V návaznosti na vytvořený všeobecný
výrobní řetězec biopaliv/biokapalin, systém hmotnostní bilance a spotřeby energie,
vstupy a výstupy typického konverzního závodu vyrábějícího biopalivo/biokapalinu a
zjištěné emisní faktory byl postup aplikován pro výpočet CO2eq v g CO2eq/kWhBP
biomethanu vyrobeného z bioplynu. Jako vstupní surovina byla zvolena kukuřičná siláž,
siláž z celé rostliny žita a senáž z trvalých travních porostů (A3 viz dílčí cíl 5.3).
6. Využití fyzikálních způsobů pro tvorbu a ochranu životného prostředí
v agrárním sektoru
Ing. Petr Hutla, CSc.
V roce 2011 byl řešen dílčí cíl 6.3, tj. ověřování fyzikálních metod tvorby prostředí
v zemědělských objektech. Bylo navrženo a zkonstruováno měřící zařízení pro ověření
reakční doby při reakci NH3 – O3. Na něm byly provedeny počáteční experimenty. Dále bylo
instalováno ozonizační zařízení v porodně prasat a toto ověřeno. Pro objekt bylo navrženo
provozní zařízení. Ve dvou objektech byl ověřován vliv desinfekce vzduchu UV zářením a
porovnání s účinností ozonizačního zařízení.
6
MZE0002703102
7.
Logistika materiálových toků energetické biomasy s přihlédnutím
k energetické náročnosti a eliminaci negativních vlivů nakládání
s energetickou biomasou
Ing. Jiří Souček, Ph.D.
V rámci řešení 7. etapy nebylo na rok 2011 naplánováno ukončení žádného dílčího
cíle. Činnosti vyvíjené řešitelským týmem byly zaměřeny na průběžné řešení plánovaných
částí dílčích cílů 7.3 - Stanovení reálných parametrů technologických operací a surovin
v provozních podmínkách a 7.4 - Stanovení parametrů a optimalizace dopravy,
manipulace a prostorového řešení v logistických systémech
8. Výzkum technických, technologických, ekonomických a energetických
podmínek produkčních i mimoprodukčních systémů v zemědělském
podniku
Ing. Zdeněk Abrham, CSc.
Plnění stanovených dílčích cílů etapy
Práce na této etapě byly v roce 2011 v souladu s plánem a metodikou výzkumného
záměru zaměřeny na plnění následujících dílčích cílů:
ƒ
Výzkum technických a ekonomických podmínek exploatace techniky v zemědělství
ƒ
Výzkum technologických, ekonomických a energetických podmínek produkčních
systémů v zemědělském podniku
ƒ
Výzkum technologických, ekonomických a energetických podmínek mimoprodukčních
systémů v zemědělském podniku
ƒ
Výzkum technologických a ekonomických podmínek využití pěstované i odpadní
biomasy ze zemědělské výroby
8.1 Výzkum technických a ekonomických podmínek exploatace a inovace techniky
v zemědělství
Práce na této subetapě byly v roce 2011 v souladu s plánem a metodikou výzkumného
záměru zaměřeny na plnění následujících dílčích cílů:
ƒ
Analýza technického vybavení resortu
ƒ
Normativy investičních a provozních nákladů strojů
ƒ
Normativy provozních a ekonomických ukazatelů strojních souprav
ƒ
Tvorba expertních systémů pro poradenství – stroje a soupravy
7
MZE0002703102
9. Výzkum enviromentálních opatření pro snížení negativního působení
zemědělské a potravinářské výroby v oblasti ochrany ovzduší a
povrchových vod.
Doc. Ing. Antonín. Jelínek, CSc.
9.1 Stanovení a ověření emisních faktorů pro amoniak a skleníkové plyny
nesledovaných kategorií hospodářských zvířat (2009 - 2012)
u dosud
Po provedených úpravách vzduchotechniky a aplikaci biotechnologických přípravků pro
zlepšení konverze krmiva na farmě chovu vodní drůbeže a pernaté zvěře v Korosekách
byly provedeny měření koncentrací amoniaku a vybraných skleníkových plynů z chovu
kachny divoké a bažanta obecného. Z naměřených koncentrací byly stanoveny měrné
výrobní emise pro oba druhy. Současně s měřením koncentrací zátěžových plynů byly
měřeny i další klimatické parametry obou hal (teplota, relativní vlhkost a tlak vzduchu).
9.2 Návrh a ověření nových BAT technik s ohledem na dusíkový cyklus v rostlinné a
živočišné výrobě (2010-2013)
Byly provedeny první měření koncentrací amoniaku po zapravení hovězí kejdy
hadicovým aplikátorem a rozstřikem. Pro měření byly použity odběrové komory
s nuceným průtokem vzduchu podle metodiky vypracované v roce 2010. Z naměřených
údajů byly vypočteny emise amoniaku, které umožnily porovnat míru negativního dopadu
použitých technologií zapravení statkových hnojiv na životní prostředí.
9.3 Návrh a ověření BATtechnik pro využití digestátu, fugátu a odpadních vod z hlediska
redukce emisí pachů, amoniaku a skleníkových plynů do ovzduší a emisí dusíkatých látek
do odpadních vod. Návrh řešení úpravy parametrů odpadních vod na vody závlahové.
(2009-2011)
Na základě aktualizované legislativy vztahující se k odpadním, technologickým a
závlahovým vodám a k předpisům vztahujícími se k statkovým hnojivům byl navržen
optimální způsob využití fugátu po separaci hovězí kejdy. Byly stanoveny obsahy
dusíkatých látek ve fugátu a navrženy optimální dávky pro aplikaci fugátu na travní
porosty.
9.4 Implementace směrnice Evropského Parlamentu a Rady 2008/1/ES ze dne 15. ledna
2008 o integrované prevenci a omezování znečištění (kodifikované znění). (2009-2013)
Po třech letech jednání byla směrnice Evropského Parlamentu a Rady 2008/1/ES o
integrované prevenci novelizována směrnicí Evropského parlamentu a Rady 2010/75/EU
ze dne 24. listopadu 2010 o průmyslových emisích (integrované prevenci a omezování
znečištění). Tato směrnice byla dne 17. prosince 2010 uveřejněna v Úředním věstníku
Evropské unie a vstupuje v platnost dvacátým dnem po vyhlášení v Úředním věstníku
Evropské unie tj. 6.1.2011.
Směrnice o průmyslových emisích (slučuje sedm doposud samostatných evropských
směrnic). V části týkající se integrované prevence posiluje roli nejlepších dostupných
technik (BAT) a Referenčních dokumentů o nejlepších dostupných technikách (BREF)
v procesech vydávání integrovaných povolení.
Nová směrnice musí být do dvou let od jejího vyhlášení implementována i do české
legislativy. Pro tyto účely byla ustanovena pracovní skupiny složená ze zástupců
zemědělských svazů, AK ČR, MZe, MŽP, MPO a dalších.
8
MZE0002703102
10. Výzkum negativních antropogenních vlivů technického charakteru na
vývoj krajinných prvků a ekosystémů. Výzkum uplatnění šetrných a
stimulačních prostředků pro rozvoj krajiny a fytocenózy s ohledem na
využití zbytkové biomasy z údržby krajiny.
Ing. Petr Plíva, CSc.
10.1 Ověření možnosti využití kompostu, vyrobeného ze zbytkové biomasy z údržby
krajiny v místě jejího vzniku, pro zakládání prvků územního systému ekologické
stability v krajině
Při údržbě krajinných prvků vzniká značné množství zbytkové biomasy, resp. BRO.
Jednou z možností jejího zpracování, jak je uvedeno v představení projektu, je využití
technologie řízeného aerobního kompostování. Využitím vyrobeného kompost v místě
vzniku BRO pak dochází k žádoucímu uzavírání koloběhu látek a energie v ekosystémech
a lze předpokládat, že to významně přispívá k zvyšování ekologické stability takto
sanovaného území.
Vzhledem k dnešní situaci v ČR s nakládáním biologických odpadů a naplňování
požadavků Směrnice Rady 1999/31/ES o skládkách odpadu na omezování ukládání
biologických rozložitelných komunálních odpadů na skládky, které se prozatím nedaří plnit,
je mezi odbornou veřejností, zabývající se zpracováváním BRKO, zájem o možné způsoby
zpracovávání zbytkové biomasy, BRO i BRKO, zejména potom o kompostování, popř.
o možnosti jeho využívání.
Na základě výše uvedených skutečností a zájmu odborné veřejnosti se řešitelé věcné
etapy i v roce 2011 převážně věnovali první části dílčího cíle a to je zejména problematice
kompostování, resp. podmínkám a zařízením pro výrobu kvalitního kompostu.
10.2 Výzkum vlivu vybraných typů biotechnologických přípravků na ujímavost sazenic
pří zakládání dřevinných vegetačních prvků v krajině
Plnění cíle v roce 2011 probíhalo podle plánu upřesněného v minulém roce. Vedle již
probíhajícího experimentu na pozemku kompostárny ECOWOOD Unhošť byla z důvodu
komplexnosti výsledků celého experimentu realizována výsadba sazenic ošetřených
vybranými typy biotechnologických přípravků na pozemku kompostárny JENA ve Velkých
Přílepech. Výsadba ošetřených jednoletých sazenic byla provedena pomocí mechanizačních
prostředků.
Současně je doplňována databáze biotechnologických přípravků, vhodných nejen pro
ujímavost sazenic, ale také podporujících průběh kompostovacího procesu v optimálních
podmínkách.
10.3 Výzkum vlivu technických zařízení produkujících emise hluku v rozsahu od
infrazvuk po ultrazvuk na biotu ekosystému krajiny
V roce 2011 byly práce na řešení této etapy přerušeny z důvodu:
1/ nedostatečného personálního zabezpečení řešení – po odchodu Ing. M. Kollárové
na mateřskou dovolenou a po ukončení pracovního poměru ve VÚZT,v.v.i. Ing. K.
Marešové, došlo v průběhu roku 2011 i k ukončení pracovního poměru Ing. S. Laurika,
9
MZE0002703102
který Ing. K. Marešovou nahradil. Ing. S. Laurik odešel bez náhrady.
2/ současná situace s využíváním alternativní energie je značně nepřehledná – řada
větrných elektráren je uvedena záměrně mimo provoz, neboť není zájem vykupovat el.
energii; z tohoto důvodu zřejmě vyplývá i nechuť majitelů větrných elektráren cokoliv
v jejich blízkosti měřit, natož kontrolovat.
3/ zajištění měření emisí hluku větrné elektrárny v rozsahu od infrazvuku po
ultrazvuk formou služby, popř. nákupem potřebných filtrů v uvedeném rozsahu pro vlastní
měřicí přístroj představuje značnou finanční částku – min. 60 000,-Kč.
Z důvodu snížení finančních prostředků na řešení celého výzkumného záměru nebyly
proto na řešení této etapy na počátku roku požadovány žádné finanční prostředky.
11. Optimalizace složení fytopaliv z pohledu spalovacích charakteristik
Ing. David Andert, CSc.
11.2 Byla provedena analýza fázových charakteristik a chemických rozborů.
11.3.Na základě provedených analýz byly určeny směsné poměry pro výrobu vzorků pelet
11.4 Byly provedeny spalné zkoušky s vyrobenými peletami
12. Výzkum teoretických předpokladů pro zvýšení efektivnosti využití
mobilních energetických prostředků a snížení jejich nepříznivého
působení na zemědělskou půdu. Její rostlinný pokryv a životní
prostředí a jejich ověření.
Ing. Zdeněk Pastorek, CSc., prof. h. c., Ing. Otakar Syrový, CSc.
V roce 2011 byly ukončeny práce na subetapě 12.4 a splněn cíl „Vytvoření algoritmů
pro výpočet příkonů strojů a zařízení při jejich nasazení v různých podmínkách“.
13. Trendy rozvoje technické a technologické báze zemědělství, koordinace
řešení výzkumného záměru včetně podpůrných činností
Ing. Zdeněk Pastorek, CSc., prof. h. c.
Splněné dílčí cíle:
13.3 Vliv tradičních vědních oborů na rozvoj technické základny pro zemědělství
(2009 – 2013)
13.5
Roční hodnocení průběhu řešení výzkumného záměru (2009 – 2013)
10
MZE0002703102
B3 – Postup řešení výzkumného záměru (cíle, etapy)
1. Výzkum systému racionálního pohybu výkonné zemědělské techniky
po pozemcích s cílem omezit technogenní zhutňování půdy a zvýšit
akumulaci vody v půdě
Prof. Ing. Josef Hůla, CSc., Ing. Zdeněk Kovaříček, CSc.
Racionalizace pohybu techniky po pozemcích z hlediska omezení nežádoucího
zhutňování půdy a zlepšení kvality pracovních operací
Ve třetím roce řešení věcné etapy (2011) byla splněna časová etapa 1.3 „Metody
optimalizace pohybu strojních souprav po pozemcích z hlediska jejich využití a zajištění
požadované kvality a včasnosti provedení pracovních operací (2010 – 2011)“. Dále byla
plněna časová etapa 1.4 „Vyhodnocení vlivu řízených přejezdů po pozemcích na fyzikální
vlastnosti půdy (2011-2013).“
Zlepšení propustnosti půdy pro vodu a zvýšení akumulace vody v půdě
v podmínkách používání výkonné zemědělské techniky
V roce 2011 byla splněna časová etapa: 1.9 „Analýza schopnosti ornice zadržet
srážkovou vodu v závislosti na hloubce a intenzitě zpracování půdy (2010 – 2011)“. Bylo
zahájeno plnění časové etapy 1.10 „Vyhodnocení vlivu řízených přejezdů po pozemcích na
infiltraci vody do půdy (2011 – 2013)“.
2. Uplatnění nových postupů a metod v technologických systémech
rostlinné výroby v podmínkách zemědělství ČR
Ing. Václav Mayer, CSc.
2.5 Řešení specifik skladování při alternativním využití nadprodukce zrnin a
rozhodovací kritéria pro lokálně specifické metody skladování zrnin a olejnin
(2009-2011) Ing. J. Bradna, Ph.D., Ing. J. Skalický, CSc.
- byl proveden výběr vhodných druhů odrůd, které svými technologickými a
nutričními parametry jsou vhodné pro výrobu etanolu na základě zpracované metodiky
pěstebních technologií, stanovení technologie prefinalizační úpravy suroviny - způsoby
odstranění obalových vrstev zrna. Dílčí cíl byl splněn formou publikace.
2.6 Průběžné doplňování databází pro variantní technologické systémy
pěstování, sklizně a skladování plodin (2009-2013) Ing. J. Bradna, Ph.D., Ing. V. Mayer,
CSc.
– v oblasti ošetřování a skladování zrna jsou zejména u věžových skladů
uplatňovány automatické systémy sledující a vyhodnocující teploty a vlhkosti zrna
v zásobníku zapínáním provzdušňovacích systémů.
- v oblasti pěstování a sklizně cukrovky - vzhledem ke snížení personálního
obsazení a pracovní kapacity řešitelů v letošním roce v této oblasti se další řešení zúžilo na
sledovací výzkum. V technice pro pěstování a sklizeň je zřetelný nástup uplatnění
elektroniky pro sledování a řízení technologických procesů pěstování a sklizně cukrovky,
jsou tím zlepšovány podmínky pro zkvalitnění sklízené produkce i obsluhy techniky.
11
MZE0002703102
- v oblasti pěstování brambor byly z informačních zdrojů a i v rámci informací
z výstavy AGRITECHNICA 2011 a konferencí EAPR získány materály pro doplnění
databází, nové poznatky byly zpracovány formou zpráv a kapitol v připravované knižní
publikaci, příklady získaných poznatků jsou uvedeny dále v oddílu B4,a například v
cestovní a výroční zprávě. (zpracováno v části B4 Ing. V. Mayer, CSc.).
- v oblasti pěstování pícnin - metody a nové postupy sklizně a skladování pícnin,
sledování sklizně pícnin z hlediska energetické náročnosti ve vtahu k hektarovému výnosu
píce.
2.7 Diagnostika a metody integrované ochrany zrnin a okopanin při jejich
skladování a využití ke krmným a nepotravinářským, energetickým účelům s důrazem
na jejich zdravotní nezávadnost a možnost kontaminace mykotoxiny (2009-2013)
odpověd. pracovníci: Ing. J. Bradna, Ph.D., Ing. V. Mayer, CSc., Ing. D. Vejchar.
- průběžně jsou doplňovány poznatky, prováděny měření a práce na zkvalitnění
systému sběru informací, diagnostiky a inovace technických systémů pro řízení
mikroklimatu při skladování plodin.
- práce na stanovení požadavků a návrhů na nové řízení klimatu při skladování.
- jsou shromažďovány materiály pro stanovení technických požadavků a návrhů
metod a technických doporučení pro ochranu produkce při skladování.
2.8 Vzájemná sladěnost vnějších činitelů ovlivňujících výnosovou
stabilitu,jakosti a ztrát produkce plodin při nepotravinářském využití (2009-2013)
odpověd. pracovníci: Ing. J. Bradna, Ph.D.
- zlepšování jakosti obilí podle požadavků odběratelů – zpracovatelů a to podle
užitkových směrů použití. Diferenciace požadavků u jednotlivých směrů:
- způsoby rajonizace pěstování pšenic
- způsoby pěstování (agrotechniky) zejména předplodin, zpracování půdy, doba a
způsob setí a založení porostu, hnojení a ošetření během vegetace, doba a způsob sklizně a
posklizňového ošetření a uskladnění, zařazení odrůd do jakostních skupin.
2.9 Výzkum a ověření měřících zařízení pro zjišťování škodlivých
mechanických a dalších vlivů a jejich koncentrace při posklizňové úpravě a skladování
brambor. (2009-2013) Ing. V. Mayer, CSc., Ing. D. Vejchar, L. Pastorková
- z oblasti měřících zařízení bylo pokračováno, byly získány a jsou zpracovávány materiály,
studovány výsledky výzkumu v Evropské Unii a světě o použití metod měření a měřících
zařízení pro zjišťování mechanického zatížení a poškozování brambor. Průběžně jsou
získávány a publikovány doporučení o metodách a zařízeních pro zjišťování a identifikaci
škodlivých vlivů na hlízy. Možností uplatnění měřících zařízení při ověřování a sledování
kvality skladovaných brambor v podmínkách zemědělských podniků jsou získávány další
nové informace o metodách a zařízeních pro zjišťování a identifikaci škodlivých vlivů na
hlízy a možností jejich uplatnění při skladování brambor.
12
MZE0002703102
2.10 Výzkum a ověřování řídícího systému informací, metod a diagnostiky
ochrany brambor při jejich skladování. (2009-2013) Ing. V. Mayer, CSc,. Ing. D.
Vejchar, L. Pastorková
- prováděné práce se zaměřily na zjišťování funkce a možnosti využití a ověřování
senzorů pro sběr dat fyzikálních veličin (teploty, vlhksti, CO2, etylen, CIPC chlotoform aj.)
ve spolupráci s firmou Agroel Dobrovice ve skladech zemědělských podniků vybavených
počítačovým řízením klimatu,
- hodnoceny jsou vlivy působení mikroklimatických veličin na hlízy v provozních
podmínkách,
- je pokračováno v energetických a exploatačních měřeních při skladování brambor
v provozních podmínkách spolupracujících zemědělských podniků.
2.11 Výzkum metod zjišťování zdrojů a operativní nápravy zdrojů
mechanického poškození a ztrát produkce v technologickém procesu při sklizni a
skladování (2009-2013) Ing. V. Mayer, CSc., Ing. D. Vejchar, L. Pastorková - brambory,
Ing. J. Bradna, Ph.D. - obilniny, cukrovka, Bc. I. Gerndtová - pícniny.
- v rámci zjišťování a měření zdrojů poškození a vlivů na ztráty při skladování
brambor jsou prováděna další měření mechanického zatížení hlíz na posklizňových linkách
v provozních podmínkách spolupracujících zemědělských podniků.
- byla prováděna měření při posklizňové úpravě a skladování obilnin v ZD Křinec aj.
- prováděno bylo sledování sklizně pícnin z hlediska energetické náročnosti ve vtahu
k hektarovému výnosu píce ztrát produkce.
2.12 Vypracování a ověření metodických postupů a zařízení pro zjišťování
vnější i vnitřní kvality produktů vlivem mechnického zatěžování běhen jejich výroby
(2011-2013) Ing. D. Vejchar, Ing. J. Bradna, Ph.D., L. Pastorková
- v prvním roce řešení dílčího cíle je vypracovávána rešerše k uvedené problematice
a bude publikována v elektronickém časopise AgriTech VÚZT.
3. Výzkum vlivu technologických systémů pro chov hospodářských zvířat
na životní prostředí, welfare chovaných hospodářských zvířat,
pracovní podmínky ošetřovatelů a ekonomiku a výzkum možností
eliminace jejich negativního působení a posílení pozitivních účinků
Doc. Ing. Jiří Vegricht, CSc., Ing. Antonín Machálek, CSc.
-
Výzkumné práce v roce 2011 byly zaměřeny na tyto problémové okruhy
Vliv konstrukčních systémů stájí na mikroklimatické parametry ve stáji
Vliv technologických systémů na kvalitu životního prostředí zvířat
Spotřeba el.energie v chovech dojnic
Publikaci získaných výsledků
13
MZE0002703102
4. Optimalizace ekologicky šetrných způsobů zpracování a konverze
biomasy
Ing. Jaroslav Kára, CSc.
4.1 Provést rešerši řešení problematiky z odborné literatury, shromáždit související
legislativní podklady, nařízení, směrnice, zákony, vyhlášky a normy na úrovni EU a
ČR. Navrhnout parametry vhodné pro sledování optimálního průběhu metanogenního
procesu (2009). Zpracováno v roce 2009.
4.2 Provést laboratorní a poloprovozní měření reálných parametrů produkce bioplynu pro
různé energetické plodiny v kombinaci s exkrementy hospodářských zvířat, případně
dalšími vedlejšími produkty zemědělské a potravinářské výroby. Na základě získaných
údajů budou následně simulovány reálné stavy produkce bioplynu na konkrétní
bioplynové stanici. Zároveň budou provedeny rozbory digestátu pro hnojivářské účely a
bude ověřena mikrobiologická nezávadnost digestátu (2010 – 2012). Částečně
zpracováno v roce 2009 a práce dále pokračují
5. Technologické postupy udržitelné výroby a užití biosurovin a
energetických nosičů nové generace se zřetelem na potravinovou
bezpečnost a globální trhy souvisejících produktů
Ing. Petr Jevič, CSc., prof. h. c.
V souladu s časovým harmonogramem řešení byly aktivity v roce 2011 zaměřeny na:
1.
Výběr a inovace postupů přípravy a technického zajištění produkce biosurovin a
biopaliv nové generace (5.2)
2.
Hodnocení životních cyklů biosurovin a biopaliv a postupů certifikace biomasy pro
ekologickou, sociální a ekonomickou udržitelnost výroby a využití (5.3)
3.
Příprava podkladů pro normování nebo revizi technických norem a souvisejících
předpisů sledovaných biosurovin a biopaliv (5.4)
6. Využití fyzikálních způsobů pro tvorbu a ochranu životného prostředí
v agrárním sektoru
Ing. Petr Hutla, CSc.
Práce prováděné v r. 2011 navazovaly na řešení v r. 2010. Řešení bylo rozděleno na
5 subetap.
6.1 Vliv O3 na snížení plynných polutantů
Pro účely praktického ověřování vlivu ozonu na vnitřní prostředí zemědělských
objektů byl zajištěn výkonný provozní ozonátor, který zapůjčila firma Aplikace O3 s.r.o.
(Ing. A. Rehák). Tento přístroj byl, obdobně jako dřívější ITTU 500, kalibrován
14
MZE0002703102
srovnávacím měřením s měřidlem APOA – 350 E. Tyto práce byly opět realizovány se
Státním zdravotním ústavem Praha (RNDr. B. Kotlík).
Pro ověřování rychlosti reakce NH3 – O3 bylo navrženo a sestrojeno experimentální
zařízení. Byla vypracována metodika pokusů a zařízení bylo provozně ověřeno. Podrobná
měření dle metodiky budou realizována v r. 2012.
6.2 Ověření aplikace O3 v chovu prasat
Ve spolupráci se ZD Rosovice bylo ověřováno použití ozonové technologie
v objektu pro chov prasat. V objektech výkrmu prasat Zemědělské a.s. Hluboš, jejíž je ZD
Rosovice významným akcionářem, bylo instalováno ozonizační zařízení NAD 40. jedná se o
porodnu prasat o rozměrech 7,3 x 26 m, v níž je umístěno 24 kojících prasnic se selaty.
Vzduchotechnika je centrálním rozvodem, s nasáváním vzduchu z vnitřní chodby.
6.3 Návrh technologie ozonové aplikace v chovu prasat
Pro objekt porodny prasat byl navržen systém ozonizace vnitřního prostředí.
Pro rozvod upraveného vzduchu je využit klimatizační systém s centrálním nasáváním.
Základními komponenty jsou dva ozonové generátory RMU16 - DG3, výrobce AZCO
Industries Ltd.Realizace systému bude možná v případě dostatečných finančních prostředků
na nákup technologického zařízení, příp. při zájmu výrobce zařízení, či uživatele
technologie.
6.4 Ověření zařízení pro desinfekci vzduchu UV zářením
Zařízení UVC – 30, zkonstruované ve VÚZT v r. 2010 bylo aplikováno
v prostoru pro výzkum bioplynu. Jedná se o laboratoř, v níž je poměrně značná biologická
kontaminace vzduchu, jejíž příčinou jsou používané biologické substráty. Zařízení bylo
dlouhodobě ověřováno a byla prokázána jeho účinnost.
6.5 Porovnání dvou způsobů desinfekce vzduchu
V podzemním prostoru, který je určen pro skladování zemědělských produktů
byly ověřovány 2 způsoby desinfekce vzduchu. Prostředí je bez úpravy samovolně
znečištěno především plísněmi. Pro snížení kontaminace bylo použito zařízení UVC–30 a
pro porovnání úprava prostředí ozonizací s využitím generátoru ozonu NAD 40. Pro tento
typ prostoru bylo vhodnější použití ozonizace, což bylo prokázáno vyhodnocením
mikrobiologických spadů.
15
MZE0002703102
7. Logistika materiálových toků energetické biomasy s přihlédnutím
k energetické náročnosti a eliminaci negativních vlivů nakládání
s energetickou biomasou
Ing. Jiří Souček, Ph.D.
V roce 2011 bylo těžištěm řešení etapy 7 získání potřebných údajů pro zdárné dosažení
dílčích cílů plánovaných v dalším průběhu řešení. Důraz byl kladen na získání reálných
hodnot zkoumaných parametrů v provozních podmínkách. Parametry potřebných
technologických operací byly stanoveny měřením v rámci monitorování provozu
zemědělské bioplynové stanice. Výhodou tohoto postupu byla možnost získání široké
škály hodnot od přípravy půdy a založení produkčního porostu přes sklizeň, dopravu a
související logistické operace až po aplikaci digestátu. Vzhledem k velkému objemu
hmoty, s níž je nakládáno, je možné v rámci měření realizovat vysoký počet opakování,
takže data lze statisticky vyhodnotit a mají poměrně kvalitní vypovídací schopnost.
Rovněž byly realizovány experimenty s vývojem obsahu škodlivin v závislosti na více
parametrech prostředí.
8. Výzkum technických, technologických, ekonomických a energetických
podmínek produkčních i mimoprodukčních systémů v zemědělském
podniku
Ing. Zdeněk Abrham, CSc.
Řešení v roce 2011 bylo orientováno na tyto hlavní oblasti:
-
vyhodnocení současného stavu a trendu dodávek techniky do zemědělství
vyhodnocení vybavení resortu technikou podle podkladů statistického šetření
Agrocenzus
tvorba normativů investičních a provozních nákladů zemědělských strojů
tvorba exploatačních normativů doporučených strojů a strojních souprav pro technické
zabezpečení operací rostlinné výroby
aktualizace databáze a softwaru pro výpočet provozních nákladů zemědělských strojů
tvorba nového expertního systému na výpočet provozních nákladů strojních souprav
aktualizace a doplnění internetového „Katalogu zemědělské techniky“
8.2 Výzkum technologických, ekonomických a energetických podmínek produkčních
systémů v zemědělském podniku
Při zadávání výzkumného záměru byla problematika ekonomiky technologických systémů
rozdělena na tzv. „produkční systémy“ (zaměřené na klasickou zemědělskou produkci
potravinářských a krmných plodin, pěstovaných v systému konvenční, integrované i
ekologické produkce – ty jsou náplní subetapy 8.2) a dále na tzv. „mimoprodukční systémy“
(zaměřené na ostatní technologie – tj. energetické plodiny, energetické využití travních
porostů, využití odpadní fytomasy, péče o krajinu – ty jsou náplní subetapy 8.3)
16
MZE0002703102
Postup řešení:
Práce na této subetapě byly v roce 2011 v souladu s plánem a metodikou výzkumného
záměru zaměřeny na plnění následujících dílčích cílů:
ƒ
expertní systémy pro produkční zemědělství
ƒ
modelování a hodnocení výrobních záměrů v rostlinné výrobě
ƒ
tvorba a aktualizace databáze normativů
a) expertní systémy pro produkční zemědělství
Expertní systém Technologie a ekonomika plodiny
V roce 2011 byly v expertním systému realizovány jen drobné programové změny. Dále
byla provedena kompletní aktualizace databáze. Tvorba a aktualizace databáze je
realizovaná v programu AGROTEKIS. Řešení v roce 2011 bylo orientováno na tyto hlavní
oblasti:
-
-
-
-
aktualizace databáze technologických postupů, pro potravinářské a krmné
plodiny pěstované formou konvenční produkce
vytvoření databáze technologických postupů v systému ekologického
zemědělství pro následující plodiny:
- pšenice ozimá, pšenice špalda,
- ječmen jarní, oves
- pohanka obecná, proso seté
sběr a zpracování podkladů pro databázi technologických postupů pěstování a
posklizňového zpracování zeleniny v systému integrované produkce pro
následující plodiny:
- květák, brukev, kapusta
- salát ledový, saláty speciální
- cibule setá (svazková, ozimá), cibule ze sazečky
- zelí bílé, červené, pekingské (konzumní, na sklad)
- celer (naťový, konzumní, na sklad)
- brambory (velmi rané, rané, konzumní, na sklad)
- mrkev, petržel, (svazková, konzumní, na sklad)
- ředkvička
aktualizace databáze materiálových vstupů a produkce
- tuhá minerální hnojiva, statková hnojiva, aktualizace cen
- prostředky chemické ochrany rostlin, dávky, ceny
- osivo, sadba, dávky, ceny
aktualizace technického zajištění operací (soupravy a jejich výkonnost, spotřeba a
náklady na jednotku operace
Expertní systém je pro uživatele přístupný na webové stránce řešitele v rubrice:
Databáze a programy/Expertní systémy ON LINE/Technologie a ekonomika plodin
Expertní systém „Hnojení fosforem a draslíkem“
V roce 2011 byla dále ověřována nová varianta programu řešená ve formě
17
MZE0002703102
interaktivního internetového databázového programu a její přímé propojení
s expertním systémem „Technologie a ekonomika plodin“. Uživatel tedy při práci
s expertním systémem „Technologie a ekonomika plodiny“ má možnost při
upřesňování operace hnojení P, K si přímo spustit expertní systém „Hnojení P, K“ a
doporučené hnojiva, dávku i cenu si automaticky přenést do systému „Technologie a
ekonomika plodiny“. Dále byla provedena aktualizace databáze minerálních i
statkových hnojiv.
Expertní systém je pro uživatele přístupný na webové stránce řešitele v rubrice:
Databáze a programy/Expertní systémy ON LINE/Racionální hnojení fosforem a
draslíkem
Expertní systém „Hnojení dusíkem“
V roce 2011 bylo dále prováděno ověřování programu. Hlavní část prací byla
zaměřena na aktualizaci databáze minerálních i statkových hnojiv.
Expertní systém je pro uživatele přístupný na webové stránce řešitele v rubrice:
Databáze a programy/Expertní systémy ON LINE/Racionální hnojení dusíkem
b) modelování a hodnocení výrobního záměru v RV
Pro modelování a hodnocení výrobního záměru v RV je připravován nový
expertní systém ve formě internetového databázového programu. Základem je opět
jednotná databáze využívaná pro výše uvedené provozované expertní systémy.
Pro nový expertní systém byla zpracována analýza programového řešení.
Základy dialogu uživatele s expertním systémem jsou obsaženy v následujících
krocích:
-
výběr vnějších podmínek (výrobní oblast, při podrobnější práci s expertním
systémem dále výsledky zkoušení kvality půdy AZZP a vazba podniku na
zranitelnou oblast vodních zdrojů)
-
výběr plodin a zadání jejich výměr
-
zjednodušená aktualizace vstupních dat plodiny (materiálové náklady, pracnost,
spotřeba paliva, variabilní náklady, fixní náklady, dotace, množství a hodnota
produkce)
-
podrobná aktualizace – pro uživatelem vybrané plodiny je možno přímo spustit
navazující expertní systém „Technologie a ekonomika plodiny“ (případně i dále
navazující expertní subsystémy na hnojení N, P a K) a v něm zpracovat podrobnou
aktualizaci technologických postupů, vstupů, produkce a ekonomických parametrů a
následně je vložit do „Modelování a hodnocení výrobního záměru“
-
výstupní relace – bude obsahovat zhodnocení jednotlivých plodin a celého výrobního
záměru v těchto hlavních parametrech:
- výnosy, náklady, výtěžnost, ekonomická rentabilita
- vyhodnocení vlivu dotací na ekonomiku záměru
- náklady materiálových vstupů
- pracnost a osobní náklady
- spotřeba paliva a náklady na PHM
Programování a ověřování expertního systému „Modelování a hodnocení
výrobního záměru“ bude probíhat v roce 2012.
18
MZE0002703102
c) tvorba a aktualizace databáze normativů
S využitím výsledků výše uvedených expertních systémů jsou dále zpracovávány
soubory normativů pro rychlé vyhodnocení technologických postupů, výnosů, nákladů a
ekonomické rentability plodin v jednotlivých výrobních oblastech. Tyto normativy jsou
využívány pracovníky ze zemědělské praxe a pro potřeby poradenství. Normativy jsou
aktualizovány pro podmínky roku 2011 a jsou pro uživatele na webové stránce řešitele
v rubrice:
Normativy jsou pro uživatele přístupné na webové stránce řešitele v rubrikách:
Databáze a programy/Normativy pro poradenství/Technologické postupy pěstování
plodin
Databáze a programy/Normativy pro poradenství/Ekonomika pěstování plodin
8.3 Výzkum technologických, ekonomických a energetických podmínek
mimoprodukčních systémů v zemědělském podniku
V této etapě se řeší ekonomika a energetika technologických systémů, které v praxi
zemědělských podniků doplňují běžné produkční systémy, tj. především energetické využití
hlavní i vedlejší produkce a péče o krajinu.
Řešení v roce 2011 bylo orientováno na tyto hlavní oblasti:
-
expertní systém, tvorba a aktualizace databáze technologických systémů
-
výpočet normativů a jejich ověřování
Aktualizace databáze technologických systémů
Expertní systém „Technologie a ekonomika plodin“ i soubory normativů jsou
řešeny jednotným programovým aparátem jak pro „produkční“ tak i „mimoprodukční“
systémy. V roce 2011 byly v expertním systému realizovány jen drobné programové
změny. Dále byla provedena kompletní aktualizace databáze. Tvorba a aktualizace
databáze je realizovaná v programu AGROTEKIS. Řešení v roce 2011 bylo orientováno
na tyto hlavní oblasti:
-
-
aktualizace databáze technologických postupů energetické plodiny:
- energetické plodiny
- trvalé travní porosty pro energetické účely
- větrolamy poloprodouvavé
aktualizace databáze materiálových vstupů a produkce (shodné s produkčními
systémy)
aktualizace technického zajištění operací (soupravy a jejich výkonnost, spotřeba a
náklady na jednotku operace
Výpočet normativů a jejich ověřování
S využitím aktualizované databáze, programu AGROTEKIS a navazujícího
19
MZE0002703102
expertního systému „Technologie a ekonomika plodin“ byly vypracovány normativy
energetické plodiny a travní porosty s využitím pro rychlé posouzení ekonomické efektivity
plodiny a rozhodování o výrobním záměru.
8.4 Výzkum technologických a ekonomických podmínek využití pěstované i odpadní
biomasy ze zemědělské výroby
Postup řešení záměru
Práce na této subetapě byly v roce 2011 v souladu s plánem a metodikou výzkumného
záměru zaměřeny na plnění následujících dílčích cílů:
ƒ
tvorba a aktualizace databáze strojů, zařízení, materiálů, technologií, produkčních
a ekonomických ukazatelů
V roce 2011 byla výrazně rozšířena databáze materiálů o nové druhy biomasy. Dále
byly prováděny laboratorní rozbory a pokusy s výtěžností bioplynu pro zpřesnění údajů
v databázi a doplnění vlastností nových materiálů. Všechny databáze byly také průběžně
aktualizovány.
ƒ
ověřování programů a tvorba normativů
Programy pro zpracování a využití zbytkové biomasy byly doplněny o nové funkce.
V internetovém programu Ekonomika bioplynových stanic byl v roce 2011 změněn způsob
výpočtu doby zdržení ve fermentoru pro směsné materiály podle skutečného složení
vstupních substrátů v hmotnostním podílu sušiny směsi. Tato úprava vedla ke zpřesnění
ekonomických výpočtů a jejich vyšší vypovídající hodnotě pro praxi. Zároveň s touto
úpravou došlo k verifikaci údajů o potřebné době zdržení jednotlivých materiálů ve
fermentoru v databázi materiálů na základě vlastních laboratorních pokusů a údajů
z odborné literatury.
Všechny tři internetové programy pro výpočet ekonomiky využití biomasy prošly
úpravou uživatelského rozhraní a modernizací grafického designu. Úprava na „záložkový“
systém zlepšuje orientaci v programu a usnadňuje volné přecházení mezi jednotlivými kroky
včetně návratu k předcházejícím krokům a změnám v zadání.
Praktické používání programů uživateli plní postupně databáze těchto programů o
konkrétní údaje z praxe, které jsou využívány k tvorbě normativů. Zároveň jsou
v programech simulována různá provozní nastavení linek a vytvářeny modelové situace jedná se zejména o změnu surovinové skladby vstupních materiálů a množství
zpracovávaných surovin. Postupně tak dochází k vytváření reprezentativního souboru dat
pro tvorbu normativů zpracovávání biomasy.
20
MZE0002703102
9. Výzkum enviromentálních opatření pro snížení negativního působení
zemědělské a potravinářské výroby v oblasti ochrany ovzduší a
povrchových vod.
Doc. Ing. Antonín Jelínek, CSc.
1 Stanovení a ověření emisních faktorů pro amoniak a skleníkové plyny
nesledovaných kategorií hospodářských zvířat (2009 - 2012)
u dosud
V halách chovu pernaté zvěře v Korosekách byly na základě měření v minulém roce
provedeny úpravy odtahových šachet. Šachty byly rozšířeny a vybaveny regulačními
klapkami. Bohužel vzhledem k velké finanční náročnosti dosud provozovatel neosadil
šachty navrženými ventilátory s regulovatelným výkonem. V těchto upravených halách
byly provedeny měření koncentrací amoniaku a dalších zátěžových plynů u kategorie
bažant obecný a kachna divoká. Šachty byly po dobu měření osazeny měřicími ventilátory
zabezpečujícími konstantní průtok vzdušiny a z naměřených hodnot byly stanoveny měrné
výrobní emise pro obě kategorie zvířat.
9.2 Návrh a ověření nových BAT technik s ohledem na dusíkový cyklus v rostlinné a
živočišné výrobě (2010-2013)
Na farmě Starosedlský Hrádek bylo provedeno měření koncentrací zátěžových plynů po
aplikaci hovězí kejdy zapravením hadicovým aplikátorem a rozstřikem na travnaté
porosty. Pro měření bylo použito inovovaných odběrových komor, zajišťujících
konstantní průtok vzduchu nad sledovaným povrchem, které byly vyvinuty v rámci řešení
výzkumného záměru v minulém roce. Tím byly zajištěny shodné podmínky pro všechna
měření, umožňující vzájemná porovnání naměřených hodnot díky vysoké míře
opakovatelnosti měření.
9.3 Návrh a ověření BATtechnik pro využití digestátu, fugátu a odpadních vod z hlediska
redukce emisí pachů, amoniaku a skleníkových plynů do ovzduší a emisí dusíkatých látek
do odpadních vod.Návrh řešení úpravy parametrů odpadních vod na vody závlahové.
(2009-2011)
S ohledem na zákon č.254/2001 Sb. (vodní zákon), který definuje odpadní vody a vody
technologické a na normu ČSN 75 7143 „Jakost vod. Jakost vody pro závlahu“ je nutné
z hlediska legislativy nahlížet na fugát ve smyslu zákona č. 156/1998 Sb. ve znění
pozdějších předpisů jako na tekuté hnojivo. Byly provedeny rozbory dusíkatých látek ve
fugátu získaného separací hovězí kejdy z farmy chovu dojnic v Petrovicích. Na základě
těchto rozborů a doporučených dávek dusíkatých látek pro hnojení travních porostů byly
navrženy optimální dávky fugátu.
9.4 Implementace směrnice Evropského Parlamentu a Rady 2008/1/ES ze dne 15. ledna
2008 o integrované prevenci a omezování znečištění (kodifikované znění). (2009-2013)
V roce 2011 pokračovala revize BREF dokumentu. V březnu 2011 byl představen 1.
návrh revidovaného BREF. Za ČR jsou uvedeny informace a odkazy zaměřené na využití
biotechnologických přípravků (str.110 BREF) a na využití ionizačního zařízení (str.353354). Uvádění tabulky výrobců a dodavatelů biotechnologických přípravků a uvádění
jejich účinností v podobě, kterou vytvořila ČR ovšem není možné. Nelze uvádět komerční
názvy přípravků v oficiálních dokumentech připravovaných Evropskou komisí a jejími
pracovními skupinami. Uvádět lze pouze systém působení určitých skupin přípravků, což
doposud není z vědeckého hlediska dostatečně zdokumentovaný fakt.
21
MZE0002703102
V dubnu 2011 byl dánskými zástupci předložen návrh systému pro posuzování BAT
technik a posouzení environmentálních údajů referenčních technologií. Tato problematika
se doposud diskutuje.
V rámci revize Göteborgského protokolu bylo jedním z hlavních témat diskuze nad
rozdělením přílohy IX do částí povinných opatření, které by musely všechny signatářské
státy do určitého data uskutečnit a do části dobrovolné, ke které nebo k jíž části by se
signatářské státy zavázaly na základě ekonomické dostupnosti v dané zemi. Podklady pro
jednání, zpracované zástupci EU, jejichž cíl byl sladit evropskou legislativu (IPPC) s
návrhem přílohy IX byly poněkud rozpačité a v celé řadě nekompetentní. Z toho důvodu
byl zástupcem ČR v rámci činnosti Expert Panel on the Mitigation of Agricultural
Nitrogen' - EPMAN zpracován podklad pro jednání, který obsahuje návrh řešení se
zdůvodněním navrženého řešení. O dané problematice se bude nadále jednat v Pracovní
skupině pro strategie, která je zodpovědná za politická rozhodnutí související s přijetím
protokolu.
10. Výzkum negativních antropogenních vlivů technického charakteru na
vývoj krajinných prvků a ekosystémů. Výzkum uplatnění šetrných a
stimulačních prostředků pro rozvoj krajiny a fytocenózy s ohledem na
využití zbytkové biomasy z údržby krajiny.
Ing. Petr Plíva, CSc.
Dílčí cíl etapy:
10.1 Ověření možnosti využití kompostu, vyrobeného ze zbytkové biomasy z údržby
krajiny v místě jejího vzniku, pro zakládání prvků územního systému ekologické
stability v krajině (2009 – 2013)
Časové etapy:
10.11 Doporučený metodický postup pro zpracování zbytkové biomasy kompostování
v místě jejího vzniku (2010)
Splněna
10.12 Doporučený metodický postup pro zakládání prvků ÚSES v krajině s využitím
kompostu (2011 – 2013)
Shromažďování podkladů pro tvorbu metodického postupu
Dílčí cíl etapy:
10.2 Výzkum vlivu vybraných typů biotechnologických přípravků na ujímavost sazenic
pří zakládání dřevinných vegetačních prvků v krajině (2009 – 2013)
Časové etapy:
10.21 Doporučený postup pro využití biotechnologických přípravků při zakládání
dřevinných vegetačních prvků v krajině ((2012 – 2013)
Průběžně plněna
10.22 Seznam ověřených biotechnologických přípravků s popisem jejich vlivu na
ujímavost sazenic (2012 – 2013)
22
MZE0002703102
Vytváření databáze biotechnologických přípravků
10.3 Výzkum vlivu technických zařízení produkujících emise hluku v rozsahu od
infrazvuk po ultrazvuk na biotu ekosystému krajiny (2009 – 2013)
Práce na řešení této etapy prozatím přerušeny
11. Optimalizace složení fytopaliv z pohledu spalovacích charakteristik
Ing. David Andert, CSc.
11.2 Byla provedena analýza fázových charakteristik a chemických rozborů.
11.3.Na základě provedených analýz byly určeny směsné poměry pro výrobu vzorků pelet a
určeny základní palivářské parametry. Byl podán návrh na další„Užitný vzor - Směsné
tuhé palivo na bázi pšeničné slámy“
11.4 Byly provedeny spalné zkoušky s vyrobenými peletami v topeništi Kovo Novák
12. Výzkum teoretických předpokladů pro zvýšení efektivnosti využití
mobilních energetických prostředků a snížení jejich nepříznivého
působení na zemědělskou půdu, její rostlinný pokryv a životní
prostředí a jejich ověření.
Ing. Zdeněk Pastorek, CSc, prof. h. c., Ing. Otakar Syrový, CSc.
V roce 2011 bylo řešení věcné etapy zaměřeno na řešení subetap:
12.5 Vytvoření algoritmů pro výpočet potřebného příkonu přípojných vozidel
a mobilních manipulačních zařízení.
Byla vypracována studie o perspektivách dopravy v zemědělství
12.6
Energetická bilance souprav a minimalizace spotřeby energie
Byl zjištěn vliv tahového odporu pluhu na zatížení pneumatik hnacích kol.
12.7 Agroenviromentální a ergonomické problémy provozu pracovních,
dopravních a manipulačních souprav
Byl stanoven vliv podílu metylesteru řepkového oleje na spotřebu paliva.
23
MZE0002703102
2.12 Polně-laboratorní, poloprovozní a provozní měření
Byl vyhodnocen provoz pracovních souprav z hlediska exploatačních a
energetických ukazatelů.
13. Trendy rozvoje technické a technologické báze zemědělství, koordinace
řešení výzkumného záměru včetně podpůrných činností
Ing. Zdeněk Pastorek, CSc., prof. h. c.
13.3.
Vliv tradičních vědních oborů na rozvoj technické základny pro zemědělství (2009
– 2013)
Koncepce činnosti ústavu do roku 2015 a s výhledem na další období je
naplňována návrhy aktivit pracovníků VÚZT, v.v.i. v programech různých poskytovatelů
veřejné podpory, především MZe (NAZV) TA ČR, MPO a další. Rozvoj technické a
technologické základny zemědělství je podporován pokrokem v hraničních vědních oborech
například IT technologie, nanomateriály, elektronika, biotechnologie, ochrana přírodních
zdrojů, energetika, logistika, ekonomika a sociální interakce.
Podklady pro jednání mezinárodní pracovní skupiny zabývající se vědou a
výzkumem v zemědělství byly zpracovány na základě výsledků řešení výzkumného záměru.
Organizátorem akce bylo v minulém roce MZe ČR.
13.5. Roční hodnocení průběhu řešení výzkumného záměru. (2007 – 2013)
Výsledky řešení výzkumného záměru v roce 2011 jsou uvedeny v této periodické zprávě.
Právní ochrana výsledků je dokumentována v přehledu patentů, přihlášek
vynálezů a užitných vzorů v dalším textu této zprávy.
24
MZE0002703102
B4 – Dosažené poznatky 2 v řešení výzkumného záměru (cíle, etapy)
1. Výzkum systému racionálního pohybu výkonné zemědělské techniky po
pozemcích s cílem omezit technogenní zhutňování půdy a zvýšit akumulaci
vody v půdě
Prof. Ing. Josef Hůla, CSc., Ing. Zdeněk Kovaříček, CSc.
Racionalizace pohybu techniky po pozemcích z hlediska omezení nežádoucího
zhutňování půdy a zlepšení kvality pracovních operací
1.3 Metody optimalizace pohybu strojních souprav po pozemcích z hlediska jejich využití
a zajištění požadované kvality a včasnosti provedení pracovních operací (2010 – 2011)
Řešení v roce 2011 navázalo na dílčí výsledky získané v předchozím roce. Pokračovalo
hodnocení možnosti trvalého oddělení jízdních stop, do kterých se soustředily přejezdy traktorů a
sklízecí mlátičky, v provozních podmínkách zemědělského podniku hospodařícího v řepařské
výrobní oblasti. V podmínkách kvalifikovaně uplatňované technologie zpracování půdy bez orby, při
pěstování plodin sklízených sklízecí mlátičkou, se podařilo důsledně soustředit kolejové stopy do
pásů, které představovaly přibližně jednu třetinu výměry pozemku při použitém základním modulu
pracovního záběru strojů 6 m. V tab. 1.1 jsou uvedeny pracovní záběry strojů a šířka kolejových stop.
Zvolený systém jízd po pozemku splnil požadavky kladené na systém CTF (Controlled Traffic
Farming). Přestože pojezdová ústrojí traktorů a sklízecích mlátiček nejsou konstruována s ohledem
na využití v systému CTF (větší rozchod kol sklízecí mlátičky než rozchod kol traktorů), bylo
dosaženo relativně příznivé situace, kdy většina produkční plochy pozemku byla bez vlivu
pojezdových ústrojí. Pokud by byl využit modul pracovního záběru strojů 8 m, což je v podmínkách
řady zemědělských podniků v ČR reálné, bylo by možné snížit plochu kolejových stop na 20 až 25 %
plochy pozemku. To představuje významné snížení poježděné plochy pozemku – podle Chamena
(2009) je při konvenčním způsobu jízd po pozemcích poježděná plocha stroji v rozmezí 75 až 100 %
plochy pozemků. V podmínkách ČR byl monitorováním jízd po pozemcích naměřen podíl
kolejových stop při pěstování ozimé pšenice v technologii s konvenčním zpracováním půdy
v rozsahu 86 % plochy pozemků (Kroulík et al. 2009).
Tab. 1.1
Základní údaje o přejezdech v systému trvalých stop
Pracovní operace
Pracovní
záběr
[m]
Setí obilniny
Chemická ochrana rostlin, hnojení
minerálními hnojivy (opakované operace)
Šířka
kolejových stop
Rozchod
kol
[m]
[m]
6
2,00
2,00
18
0,64
1,80
2
Poznatek jako přírůstek vědění v dané oblasti, užitý k získání znalostí, transformovatelných do uplatnitelných
druhů výsledků
25
MZE0002703102
Sklizeň sklízecí mlátičkou
6
1,30
2,75
Podmítka
6
1,44
2,22
Další operace zpracování půdy
6
1,44
2,22
Při hodnocení kvality práce strojů na zpracování půdy při uplatnění systému CTF se
nepotvrdil předpoklad zhoršeného urovnávání povrchu půdy při jízdách ve směru řádků plodiny.
Stroje na zpracování půdy (HORSCH Joker 6 RT, FARMET Hurikán 600 a HORSCH Terrano 6 AS)
v soupravě s traktorem CASE IH 335 vykázaly dostatečný efekt urovnání povrchu půdy v situaci,
kdy byly vyloučeny jízdy šikmo ke směru řádků plodiny. Tento poznatek byl získán v obou letech
hodnocení kvality zpracování půdy (2010 a 2011). Získaná informace však platí pro užití uvedených
strojů na zpracování půdy – jedná se o stroje s vyšší úrovní kvality práce, především velmi dobré
urovnávání povrchu půdy. Poznatek nelze zobecnit pro použití jiných strojů na zpracování půdy
v systému CTF.
Graf na obr. 1.1 znázorňuje zastoupení frakcí hrud v kolejových stopách a na části pozemku
mimo stopy (bez vlivu přejezdů) po předseťové přípravě půdy k ozimé pšenici v roce 2011. Hroudy
s nežádoucí velikostí v povrchové vrstvě půdy (nad 100 mm) se vyskytovaly pouze v kolejových
stopách. Hroudy, jejichž přítomnost před setím je rovněž nepříznivá (velikost 50-100 mm), byly
rovněž ve větší míře zastoupeny v místech kolejových stop, v nepřejížděné části pozemku byla
hrudovitost povrchové vrstvy půdy příznivá pro uložení osiva do půdy.
Frakce hrud [% hmotnosti]
100
nad 100
90
80
50-100 mm
70
60
30-50 mm
50
40
10-30 mm
30
20
pod 10 mm
10
0
1
2
I. – stopa postřikovače
1
2
III. – mimo stopu
Obr. 1.1 Hroudy v hloubce do 80 mm po zpracování půdy radličkovým kypřičem (stav 16. 9.
2011)
Ověřovaný systém pohybu strojních souprav po pozemcích se v průběhu dvou let ukázal jako
realizovatelný v provozních podmínkách s vyšší úrovní agrotechniky a managementu provozu strojů.
Byl prokázán přínos ke kvalitě pracovních operací v pěstitelské technologii. Protože minimalizace
zpracování půdy je z hlediska plošného uplatnění na orné půdě v ČR na vzestupu, vytvářejí se
předpoklady pro uplatnění nového režimu jízd strojů po pozemcích. Technologii CTF není možné
doporučit pro technologie s využitím orby.
1.3 Vyhodnocení vlivu řízených přejezdů po pozemcích na fyzikální vlastnosti půdy (20112013)
Důvodem k důslednému soustředění jízdních stop do trvalých pásů je uchránění většiny
produkční plochy pozemků před nežádoucím zhutňováním. V tab. 1.2 jsou uvedeny základní
26
MZE0002703102
fyzikální vlastnosti půdy po zasetí hrachu na hlinité půdě – duben, při průměrné vlhkosti ornice při
setí 21,0 % hmotnosti. Přejezdy po vlhké a relativně kypré půdě na jaře vyvolaly zhutnění půdy, které
přesáhlo mezní ukazatele ve většině sledovaných hloubek (Lhotský 2000). Ve stopách kol a půdou
mimo stopy kol traktoru byly statisticky významné rozdíly objemové hmotnosti redukované, celkové
pórovitosti a minimální vzdušné kapacity.
Tab. 1.2 Průměrné hodnoty základních fyzikálních vlastností půdy po zasetí hrachu
Hloubka
[mm]
50-100
150-200
250-300
Varianta
Stopy
traktoru
CASE 7140
při
setí
hrachu
Obj.hm.red.
[g.cm-3]
1,54
1,55
1,58
Vlhkost
[% obj.]
33,1
32,1
28,5
Vlhkost
[% hm.]
21,6
20,7
18,1
350-400
1,52
30,3
50-100
1,28
29,4
150-200
1,37
29,8
Mimo stopy
250-300
1,42
26,0
kol
350-400
1,34
32,0
Ukazatel škodlivosti zhutnění nad 1,45
hlinitá půda (Lhotský 2000)
Poznámka: MVK – minimální vzdušná kapacita
20,0
23,0
21,7
17,8
23,9
Pórovitost MVK
[% obj.] [% obj.]
39,3
5,2
38,8
5,4
37,6
6,9
40,0
49,5
45,7
42,1
46,9
pod 45,0
7,6
16,0
12,7
12,4
11,3
pod 10,0
V grafu na obr. 1.2 jsou uvedeny průměrné hodnoty pórovitosti půdy ze čtyř hloubek ve
variantách polního pokusu, které představují dílčí části pokusného pozemku při uplatnění systému
trvalého soustředění kolejových stop (3 varianty) a kontrolní variantu s neorganizovanými přejezdy
(Random) – stav v dubnu 2011.
Důležitým ukazatelem stupně zhutnění půdy jsou hodnoty minimální vzdušné kapacity, které
vyjadřují objem pórů, které zůstanou zaplněny vzduchem po vyplnění kapilárních pórů vodou (obr.
1.3). Hodnoty minimální vzdušné kapacity nižší než 10 % objemu, které ukazují na nežádoucí
zhutnění půdy (Lhotský 2000), byly zjištěny v hloubce 50-100 mm u varianty s náhodnými přejezdy
(Random). Rozdíly fyzikálních vlastností půdy potvrzující tento trend byly zjištěny i u hloubky 150200 mm. V dalších hodnocených hloubkách (250-300 mm a 350-400 mm však již nebyly
zaznamenány rozdíly, které by potvrzovaly rozdílný stupeň stlačení půdy u jednotlivých variant
polního pokusu.
Porovitost [%]
60
50
40
30
20
50- 150- 250- 350- 50- 150- 250- 350- 50- 150- 250- 350- 50- 150- 250- 350100 200 300 400 100 200 300 400 100 200 300 400 100 200 300 400
kolejové řádky
stopy mimo kolejové
řádky
mimo stopy
Random
Hloubka [mm]
Varianta
Obr. 1.2 Pórovitost půdy v místech s různým vlivem pojezdových ústrojí na půdu (14.4.2011)
27
Minimální vzdušná kapacita [% obj.]
MZE0002703102
Hloubka 50-100 mm
20
18
16
14
12
10
8
6
4
2
0
18,7
14,0
10,9
6,1
1.
2.
3.
4.
Varianta
Obr. 1.3 Minimální vzdušná kapacita půdy (14.4.2011, hloubka 50-100 mm)
Graf na obr. 1.4 znázorňuje pórovitost půdy u stejných variant polního pokusu v podzimním
termínu odběru půdních vzorků (září 2011). Nízká pórovitost půdy byla zjištěna v kolejových
řádcích, které se využívají pro přejezdy traktorů při hnojení minerálními hnojivy a při chemické
ochraně rostlin – kolejové stopy pro tyto pracovní operace představují malou část plochy pozemku
(3,6 %).
Výsledky hodnocení fyzikálních vlastností půdy v podmínkách řízených přejezdů po
vybraném pozemku představují dílčí výsledky z roku 2011, na které naváže hodnocení v roce 2012.
Porovitost [%]
60
50
40
30
20
50- 150- 250- 350- 50- 150- 250- 350- 50- 150- 250- 350- 50- 150- 250- 350100 200 300 400 100 200 300 400 100 200 300 400 100 200 300 400
kolejové řádky
stopy mimo kolejové
řádky
mimo stopy
Random
Hloubka [mm]
Varianta
Obr. 1.4 Pórovitost půdy v místech s různým vlivem pojezdových ústrojí na půdu
(16.9.2011
Dílčí závěr
Poznatky z poloprovozního polního pokusu založeného na jaře roku 2010 ukazují, že systém
řízených jízd strojů po pozemcích je v podmínkách zemědělského podniku uskutečnitelný.
Podmínkou je používání přesného navigačního satelitního systému s korekčním signálem ve spojení s
asistovaným nebo automatickým řízením traktorů a sklízecí mlátičky a pochopitelně zájem tuto
28
MZE0002703102
netradiční technologii uplatnit.
Poznatky z hodnocení kvality práce strojů při zpracování půdy v roce 2010 nepotvrdily
zhoršení kvality přípravy půdy pro setí v situaci, kdy se nepoužily jízdy souprav šikmo na směr řádků
plodiny. Je pochopitelné, že uvedený systém řízených přejezdů (CTF) není možné použít
v technologiích zpracování půdy s orbou, ale jsou pro něj předpoklady v minimalizačních a
půdoochranných technologiích při pěstování plodin sklízených sklízecí mlátičkou.
Použitá literatura
CHAMEN, W.C.T., 2009: Controlled Traffic Farming – an essential part of reducing in-field
variability. GPS autopiloty v zemědělství. ČZU v Praze a Leading Farmers CZ: 9-17. KROULÍK, M.,
KUMHÁLA, F., HŮLA, J., HONZÍK, I., 2009: The evaluation of agricultural machines field
trafficking intensity for different soil tillage technologies. Soil & Tillage Research. 105 (1): 171-175.
LHOTSKÝ, J., 2000: Zhutňování půd a opatření proti němu. Studijní informace ÚZPI Praha.
7: 61 s.
Zlepšení propustnosti půdy pro vodu a zvýšení akumulace vody v půdě v podmínkách
používání výkonné zemědělské techniky.
1.9 Analýza schopnosti ornice zadržet srážkovou vodu v závislosti na hloubce a intenzitě
zpracování půdy (2010 – 2011)
Infiltrační schopnost půdy je zpracováním významně ovlivněna. Zpracování půdy představuje
mechanické zásahy do půdy, jejichž účelem je především vytvoření příznivých podmínek pro růst a
vývoj pěstovaných rostlin. Přímým důsledkem těchto zásahů jsou změny velikosti, distribuce a
struktury pórů v půdě, což ovlivňuje vodní režim v půdě a pohyb vzduchu (Titi 2002). Nadměrnou
intenzitou zpracování půdy může docházet k narušování její struktury. Půda může být po zpracování
v nestabilní formě, pórovitost a další fyzikální vlastnosti půdy se mohou rychle měnit (Leij et al.
2002).
V technologiích s mělkým zpracováním půdy talířovými kypřiči zůstává 60 % rostlinných
zbytků v povrchové vrstvě půdy do hloubky 0,10 m. Na plochách s větší pokryvností povrchu půdy
rostlinnými zbytky než 30% bylo zpoždění počátku povrchového odtoku vody několikanásobně
později a ustálená rychlost infiltrace o více než o 50 % vyšší než u variant s pokryvností do 10 %. Na
plochách pokrytých mulčem je zvýšení infiltrace ještě výraznější (obr. 1.5).
29
MZE0002703102
Vliv pokryvnosti povrchu půdy,
hlinitopísčitá půda, po vzejití kukuřice
1,3
-2
-1
[l.m .min ]
Rychlost infiltrace
1,5
1,1
0,9
0,7
0,5
0
10
pokryvnost 82%
20
30
Čas [min]
40
pokryvnost 9,3%
50
60
intenzita deště
Obr. 1.5 Vliv pokryvnosti půdy rostlinnými zbytky na rychlost infiltrace vody do půdy při
simulovaném dešti 86,7 mm.h-1
Při sledování povrchového odtoku vody při simulovaných srážkách se prokázal kladný účinek
prohlubovacího kypření na lehkých půdách. Rychlost infiltrace byla po prohlubovacím kypření do
hloubky 0,30 m o 15 % vyšší než ve variantách s kypřením do hloubky 0,15 m. Objemová vlhkost
půdy se u prohlubovacího kypření v hloubce 0,30 m zvýšila o 3 %. Také po uplatnění
prohlubovacího kypření půdy radličkovým kypřičem do dvojnásobné hloubky pod pravidelně
zpracovávanou vrstvu 0,12 m se rychlost infiltrace zvýšila z 0,92 na 1,27 l.m-2.min-1 a počátek
povrchového odtoku vody se při intenzitě zadešťování 87,8 mm.h-1 oddálil z 18,3 minut na 74,0
minut (tab. 1.3).
Tab. 1.3
Intenzita
srážky
[mm.h-1]
87,8
87,8
Zvýšení infiltrace po prohlubovacím kypření radličkovým kypřičem do dvojnásobné
hloubky 0,24 m ve srovnání s hloubkou 0,12 m
[mm]
Počátek
výtopy tp
[min]
Ustálená rychlost
infiltrace
[l.m-2.min-1]
Čas ustálení
infiltrace
[min]
Rychlost splachu
zeminy
[g.m-2.h-1]
36,21
24,57
18,33
74,00
0,92
1,27
70
94
4,94
0,14
Svažitost
Drsnost
[°]
3,2
2,6
Na těžších hlinitých a jílovitohlinitých půdách byla sledována vlhkost půdy a infiltrace vody
do půdy u technologií zpracování půdy s orbou a s kypřením, u obou technologií se zpracováním do
hloubky 0,20 m. V jarním období při porovnání technologie zpracování půdy s orbou a s kypřením
vlhkost v profilu ornice se u orby mírně zvýšila (obr. 1.6), na podzim byla v povrchové vrstvě u orby
půda sušší.
30
MZE0002703102
obracení ve srovnání s technologií s orbou je průkazně nižší. Při intenzitě deště 87,8 mm.h-1 dosáhl
povrchový odtok po 15 minutách na orbě 15 % dešťové srážky, u půdoochranné technologie 0 %, po
60 minutách u orby 30,47 %, zatímco u kypření jen 6,38 % dešťové srážky (obr. 1.6).
35
Kumulativní odtok - podíl úhrnu
simulované srážky [%]
30,47
30
26,90
23,29
25
20
15,17
15
10
6,38
3,82
5
1,53
0,00
0
15
30
45
60
Doba zadešťování [min]
Kypření
Orba
Obr. 1.6 Podíl povrchového odtoku na dešťové srážce; jaro 2011, intenzita zadešťování 87,8
mm.h-1, jílovitohlinitá půda
Dílčí závěr
Při půdoochranném zpracování půdy kypřiči zůstává větší část posklizňových zbytků
v povrchové vrstvě půdy. Při měření povrchového odtoku vody byl zjištěn i významný vliv pokrytí
půdy povrchu půdy mulčem. Při intenzívních srážkách váže mulč část vody a chrání půdní agregáty
před rozrušovacím účinkem dešťových kapek. Čtyřnásobné zvýšené množství rostlinných zbytků
v povrchové vrstvě půdy oddálilo počátek povrchového odtoku vody z 3,8 min na 26,3 min. a snížilo
i kumulativní objem povrchového odtoku vody z 20,4 l.m-2 na 2,8 l.m-2. Zjištěný trend potvrzují i
měření Baumhard a Jones (2002) nebo Anken et al. (2004). Rostlinné zbytky na povrchu a
v povrchové vrstvě půdy snižují povrchový odtok dešťové vody.
Zvýšení hloubky zpracování snižuje počátek povrchového odtoku a zároveň snižuje i rychlost
povrchového odtoku vody. Tomu odporují výsledky Baumharda a Jonese (2002) a Clarka et al.
(1993), kteří sledovali rovněž vliv jednorázového hlubokého kypření parapluhem, radličkovým a
dlátový kypřičem na infiltraci dešťové vody do půdy, ale nezjistili zásadní navýšení infiltrace.
Hangen et al. (2002) vyslovil hypotézu, kterou potvrzují i naše dosavadní výsledky hodnocení
infiltrace vody do půdy: Technologie s mělkým zpracováním půdy mohou zvyšovat dopravu vody a
její zadržení do větších hloubek, ale technologie s hlubším zpracováním mají kladný vliv na zadržení
vody a redukci malých odtoků například při bouřkách.
Při porovnání povrchového odtoku při simulovaném zadešťování ploch s půdoochrannou
technologií a s orbou vykazovaly orané varianty pravidelně vyšší povrchový odtok vody ve srovnání
s variantami kypřenými. Tato zjištění podporují hypotézu, že intenzívní kypření může narušit
stabilitu půdních agregátů, při intenzívních srážkách rozplavená zrna zeminy „zpenetrují“ povrch
půdy a zpomalují vsakování vody (Leij et al. 2002).
31
MZE0002703102
Použitá literatura
HEJDUK S. Comparison of surface runoffs from grasslands and arable land. Grassland
Science in Europe, 2009, no. 15, p. 63–67.
BAUMHARD R.L., JONES O.R. Residue management and paratillage effects on some soil
properties and rain infiltration. Soil & Tillage Research. 2002, no. 65, p. 19-27.
TITI E.A. Soil tillage in Agroecosystems. CRC press, the U.S.A., 2002, 367 s.
LEIJ F.J., GHEZZEHEI T.A, OR D. Modelling the dynamics of the soil pore-size
distribution. Soil & Tillage research, 2002, no. 64, s. 61–78.
CLARK R.L., RADCLIFFE D.E., LANGDALE G.W., BRUCE R.R. Soil strength and water
infiltration as affected by paratillage frequency. Trans. ASAE 36, 1993, p. 1301–1305.
HANGEN E., BUCZKO U., BENS O., BRUNOTTE J., HÜTTL R.F. Infiltration patterns into
two soils under conventional and conservation tillage. Soil & Tillage research, 2002, no. 63,
p. 181–186.
1.10 Vyhodnocení vlivu řízených přejezdů po pozemcích na infiltraci vody do půdy (2011 –
2013)
Jízdní stopy strojů ve směru spádnice jsou při přívalových dešťových srážkách zdrojem
soustředěného odtoku vody i na mírných svazích. V jízdních stopách již po 2 až 5 minutách deště
začal povrchový odtok vody, po 10 až 20 minutách dešťové srážky na lehkých půdách povrchově
odtékalo 50 % až 80 % srážkové vody (obr. 1.7). Na těžkých půdách byl při porovnání povrchového
odtoku v porostu a ve stopách větší rozdíl. Na obrázku BUK je příklad poměru povrchového odtoku a
infiltrace po hodinovém zadešťování.
1,8
drsnost povrchu 19,39 mm
-1.
-2
Rychlost povrchového odtoku [l.minm ]
sklon 2,13º
1,6
1,4
1,2
Intenzita srážky
Porost
1,0
Stopa
0,8
0,6
0,4
0,2
0,0
0
10
20
30
40
50
Čas [min]
Obr. 1.7 Porovnání rychlosti povrchového odtoku v jízdní stopě kolejového meziřádku a
v porostu při konstantní simulované dešťové srážce 87,78 mm.h-1 na lehké
hlinitopísčité půdě
32
MZE0002703102
Podíl na simulované dešťové srážce
100%
90%
80%
74,32
70%
60%
50%
41,91
40%
30%
20%
10%
0%
9,19
mimo stopu
Kumulativní odtok [l.m-2.h-1]
stopa = traktor
+secí stroj
stopa = postřikovač
Kumulativní infiltrace [l.m-2.h-1]
Obr. 1.8 Porovnání povrchového odtoku a infiltrace v porostu a v jízdních stopách strojů na
těžké jílovitohlinité půdě, svažitost 3 až 5°, intenzita dešťové srážky 87,8 mm.h-1
Účinnou prevencí proti soustředěnému povrchovému odtoku vody při dešťových srážkách je
vrstevnicové ošetřování pozemků.
2.
Uplatnění nových postupů a metod v technologických
rostlinné výroby v podmínkách zemědělství ČR
systémech
Ing. Václav Mayer, CSc.
2.6 Průběžné doplňování databází pro variantní technologické systémy pěstování,
sklizně a skladování plodin (2009-2013)
Ing. V. Mayer, CSc., Ing. J. Bradna, PhD, Bc. I. Gerndtová
- v oblasti ošetřování a skladování zrna byly zejména u věžových skladů uplatňovány
automatické systémy se zapínáním provzdušňovacích systémů sledující a vyhodnocující teploty a
vlhkosti zrna v zásobníku,
- v oblasti pěstování a sklizně cukrovky se doplňovaly novinky z uplatnění elektroniky pro
sledování a řízení technologických procesů, zlepšování podmínek sklizně a zvyšování kvality
produkce,
- v oblasti pěstování brambor byly z informačních zdrojů a v rámci účasti na výstavách
(Techagro a Agritechnika 2011) zpracovávány poznatky a podklady pro doplnění databází,
- v oblasti pěstování pícnin byly ověřovány nové metody a nové postupy sklizně a
skladování pícnin. Sledována byla sklizeň pícnin z hlediska energetické náročnosti ve vtahu
k hektarovému výnosu píce.
Příklady inovací a trendů vývoje techniky jsou uvedeny dále v tomto oddílu .
33
MZE0002703102
2.7 Diagnostika a metody integrované ochrany zrnin a okopanin při jejich skladování a
využití ke krmným a nepotravinářským, energetickým účelům s důrazem na jejich zdravotní
nezávadnost a možnost kontaminace mykotoxiny (2009-2013)
Ing. J. Bradna, Ph.D.
- průběžně byly prováděny práce na zkvalitnění systému sběru informací, diagnostiky a
inovace technických systémů pro řízení mikroklimatu při skladování,
- práce na stanovení požadavků a návrhů na nové algoritmy řízení klimatu,
- práce na stanovení technických požadavků a navržení metod ochrany plodin při skladování.
2.8 Vzájemná sladěnost vnějších činitelů ovlivňujících výnosovou stabilitu, jakosti a
ztráty produkce plodin při nepotravinářském využití (2009-2013)
Ing. J. Bradna, Ph.D.
-zlepšování jakosti obilí podle požadavků odběratelů – zpracovatelů a to podle užitkových
směrů použití. Diferenciace požadavků u jednotlivých směrů:
- způsoby rajonizace pěstování pšenic,
- způsoby pěstování (agrotechniky) zejména předplodin, zpracování půdy, doba a způsob setí
a založení porostu, hnojení a ošetření během vegetace, doba a způsob sklizně a posklizňového
ošetření a uskladnění, zařazení odrůd do jakostních skupin.
2.9 Výzkum a ověřování měřících zařízení pro zjišťování škodlivých mechanických a
dalších vlivů a jejich koncentrace při posklizňové úpravě a skladování brambor (2009-2013)
Ing. V. Mayer, CSc. Ing. D. Vejchar, L. Pastorková
- bylo pokračováno, jsou získávány a zpracovávány materiály, studovány výsledky výzkumu
v Evropské Unii a světě o použití metod měření a měřících zařízení pro zjišťování mechanického
zatížení a příčin poškozování brambor. Průběžně jsou publikovány doporučení o metodách a
zařízeních pro zjišťování a identifikaci škodlivých vlivů na hlízy a možností uplatnění zařízení při
skladování brambor v podmínkách našich zemědělských podniků.
2.10 Výzkum a ověřování řídícího systému informací, metod a diagnostiky ochrany
brambor při jejich skladování (2009-2013)
Ing. V. Mayer, CSc. Ing. D. Vejchar, L. Pastorková
- prováděné práce se zaměřily na zjišťování funkce a možnosti využití a ověřování senzorů pro
sběr dat fyzikálních veličin ve spolupráci s firmou Agroel Dobrovice ve skladech zemědělských
podniků vybavených počítačovým řízením klimatu,
- průběžně byly vyhodnocovány vlivy a vzájemné působení mikroklimatických veličin na
hlízy v provozních podmínkách,
- bylo pokračováno v energetických a exploatačních měřeních při skladování brambor
v provozních podmínkách spolupracujících zemědělských podniků.
2.11 Výzkum metod zjišťování zdrojů a operativní nápravy zdrojů mechanického
poškození a ztrát produkce v technologickém procesu při sklizni a skladování (2009-2013)
34
MZE0002703102
Ing. V. Mayer, CSc., Ing. D. Vejchar, L. Pastorková, Ing. J. Bradna, Ph.D.,Bc. I. Gerndtová
- v roce 2011 proběhla měření a odběry vzorků při posklizňovém ošetřování a skladování
obilnin ve vybraných podnicích návazně na předchozí roky. Odběry vzorků zrna pšenice pro ověření
poškození zrna na třech uzlech posklizňových linek byly provedeny v ZOS Kačina, a.s. a ZOD
Potěhy na příjmovém zásobníku, po předčištění a na dně věžového zásobníku. Byly provedeny dílčí
experimenty na posklizňových linkách v ZAS Podchotucí Křinec, ZOS Kačina, a.s. a ZOD Potěhy
při zjišťování zdrojů mechanického poškození zrna a to zejména při vyskladňování věžových
zásobníků a halových skladů šnekovými a pásovými dopravníky.
- v rámci zjišťování a měření zdrojů poškození a vlivů na ztráty při skladování brambor byla
nadále průběžně prováděna měření mechanického zatížení hlíz na posklizňových linkách
v provozních podmínkách zemědělských podniků.
- v oblasti sklizně pícnin byla sledována na Šumavském statku Nicov sklizeň travních
porostů. Zjišťována byla energetická náročnost při sečení pícnin. Hodnocen byl výnos porostu a
kvalitativní ukazatele (sušina, zralost porostu).
Výsledky provozních měření jsou uvedeny dále ve zprávě.
2.12 Vypracování a ověření metodických postupů a zařízení pro zjišťování vnější i
vnitřní kvality produktů vlivem mechnického zatěžování běhen jejich výroby.
(2011-2013) Ing. D. Vejchar, Ing. J. Bradna, Ph.D., L. Pastorková
- v prvním roce řešení dílčího cíle byly zpracovávány literární a další podklady ke zpracování
rešerše k uvedené problematice a bude publikována v odborném tisku v 1.čtvrtletí 2012.
Přílohy k jednotlivým dílčím cílům etapy 2
Ad bod 2.6 Průběžné doplňování databází pro variantní technologické systémy
pěstování, sklizně a skladování plodin (2009-2013)
Ing. V. Mayer, CSc., Ing. J. Bradna, Ph.D., Bc. I. Gerndtová
V oblasti pěstování brambor byly z informačních zdrojů i v rámci účastí na výstavách
zpracovány a získány nové poznatky a podklady pro doplnění databází techniky, strojních linek,
strojů a zařízení ve VÚZT, v.v.i.. V oblasti techniky pro pěstování, výrobu a tržní zpracování
brambor jsou následující nové trendy ve výzkumu a vývoji techniky: Firma Grimme, tradiční
největší německý výrobce strojů určených pro technologie pěstování a sklizně brambor určuje směry
vývoje pěstitelské techniky. Firma inovuje celou svou řadu sázečů a sklízečů brambor. Například
nově používá automatické nastavování sázecího ustrojí s elektronickým řízením, provedla inovace
vyprazdňovacího zařízení u zásobníku sklízečů za účelem snížení poškození hlíz a v neposlední řadě
snížení náročnosti obsluhy a sběru dat softwarovým řízením. Zvláštní pozornost, z oblasti technologií
výroby brambor, byla věnována modernizaci zejména sazečů s lokální aplikací hnojiv, kde stále
převládá hnojení tuhými minerálními hnojivy v kombinaci s dalšími ochrannými aplikacemi
chemických prostředků při sázení (např. s postřiky proti kořenomorce). V posledním období se
neustále více uplatňuje trend při pěstování brambor s použitím navigačního zařízení GPS. Firma
35
MZE0002703102
sázeč Grimme GL34T, který umožňuje sloučení operací přípravy půdy, sázení, přihnojení a tvarování
hrůbků do jediné operace a další jejich kombinace. Redaktoři špičkových evropských odborných
časopisů ocenili v tomto roce osmkrát firmu za inovace a pro praxi vhodnou zemědělskou techniku.
V kategorii „ vyorávač" byl oceněn samojízdný, čtyřřádkový vyorávač brambor VARITRON 470 se
7 tunovým zásobníkem, který udává další směr inovací ve sklízecí technice. VARITRON 470 je
první čtyřřádkový vyorávač brambor, který je vybaven pásovým vyorávacím ústrojím šetrným k
půdě. Jedinečná je možnost volby nejrůznějších vyorávacích nástrojů i prosévacích pásů o pracovní
šířce 2800 mm tak, že sklízený tok materiálu není zúžený a je tím zaručeno optimální prosévání a
vytřídění. Velká šíře (1200 mm) kruhového vynášecího dopravníku sklízeče brambor s novým typem
kapes OptiBags z polyuretanu umožňuje dodatečné intenzivní prosévání půdy a očištění hlíz. Firma
Grimme již 40 let vyvíjí a vyrábí samojízdné sklizňové stroje na brambory a cukrovku a nabízí 7
různých modelů.
Firmou vyvíjející nové technické systémy v přesnosti sázení brambor je švýcarská firma
Cramer. Uvedla na trh nové sázeče snižující vytváření dvojáků či vynechávku hlíz při sázení brambor
pomocí naklopení sázecího ústrojí s novým tvarem vysazovacích pohárků a s elektronickým řízením
a jejich sledováním v průběhu sázení.
V oblasti úpravy a řízení klimatu při skladování brambor a dalších produktů firma HGV
Tolsma GmbH - SRN ( www.tolsma.de ) vyvinula například nový klimaprocesor typu Vision
Control pro komplexní řešení regulace a řízení klimatu ve skladech. Umožňuje i SMS hlášení,
regulaci otáček ventilátorů, ovládání klapek, vytápění nebo chlazení, řízení osvěžování vzduchu,
sledování CO2 a zvlhčování. Vyvíjí a dodává také bezprašné přetlakové přebírací kabiny, modulové
plynové ohřívače pro sušení, hlásiče vlhkosti pro regulaci klimatu a další zařízení. Firma Omnivent
- Holandsko (www.omnivent.nl )vyvinula nový skladovací počítačový systém typu ACT-40
s grafickým výstupem a velkým displejem pro ovládání a spojení až 99 sledovaných míst. Dále
vyvinula potravinářsky bezpečný chladící systém typu Daikin a chladící systém s životnímu prostředí
nezávadným chladícím mediem, vytvářejícím stabilní klima bez větších vlhkostních ztrát na
skladovaných produktech.
Holandská firma Mooij Agro BV - Holandsko (www.mooij-agro.nl ) například vyvinula
nehlučné ventilátory typu AFM s regulací rychlosti snižující spotřebu elektřiny až o 35 % a
spolehlivé uzavírací klapky, které jsou ovládané automaticky elektropohony .
V oblasti techniky pro pěstování a sklizeň cukrovky jsou zřetelné následující trendy
vývoje techniky: firma Holmer-mashinenbau – SRN, největší výrobce techniky pro sklizeň
cukrovky, inovuje své samojízdné sklízeče komunikačním a sledovacím zařízením, nově vyvíjí
zejména překládací a nakládací samojízdné stroje z polních složišť na transportní automobilní
prostředky. Vyšší účinnost, vyšší produktivita a usnadnění práce i při sklizni cukrové řepy,
zpracování a šetrném zacházení jsou trvalé technické požadavky v tomto oboru. Zcela nově
přepracované technologie sklizně cukrovky vyvíjí a nabízí firma FRANZ KLEINE Vertriebs &
Engineering GmbH- SRN, které jsou ekonomičtější a ergonomické v porovnání s konvenčními
postupy sklizně zejména při řízení a kontrole sklizně řidičem, například u sklízečů typu SF 10-2 a
SF 18-2 vybavených systémem Systemabfahrer LS.
V oblasti techniky pro pěstování a sklizeň pícnin je v současné době velká část výzkumu
a vývoje věnována obnovitelným zdrojům energie. Stroje a zařízení, určené pro sklizeň pícnín mají
využití i při sklizni plodin, určených pro energetické účely, ať se jedná o fytomasu pro výrobu
bioplynu nebo pro spalování. Z prezentace firem sklizňové techniky na píci vedle tradičních nabídek
stálých firem KRONE, CLASS, KUHN, byly také firmy z Itálie zastoupené firmou AGMATECH, z
36
MZE0002703102
Finska firma ELHO, firma MEIJERHOLLAND balící systémy na hranolové balíky. Firmy z Itálie a
Finska vystavovaly stroje menší konstrukce – žací stroje, obraceče, shrnovače, mulčovače. Z firem
s rozsáhlým programem pro zemědělství byla zajímavá expozice firmy KRONE. Samojízdné vysoce
výkonné řezačky BiG M 420 s motory zn. MAN, které se vyznačují nižší spotřebou paliva a vyšším
výkonem. Zajímavým řešením byl lis na velkoobjemové válcové balíky s variabilní komorou
KRONE Ultima CF 155XC, vybavený balicím zařízením. Firma WINLIN ze Švédska představila na
výstavě silážní lis VERSA ID912 – pro lisování trávy, kukuřice, obilí na zeleno - do vaků,
s výkonností 4 t/min. Výška lisu 3,6 m, šířka 3,4 m, délka 2,85 m. Ve Švédsku je systém využíván ke
bezztrátovému skladování surovin pro bioplynové stanice.
Firma DOMINONI (Itálie) vyvinula sklízeč SLT 968 pro sklizeň kukuřice a slunečnice.
Předností je regulovatelná práce válců, která zajišťuje nepoškození sklizených palic kukuřice
V oblasti výzkumu a vývoje techniky pro rostlinnou výrobu lze pozorovat zejména trendy ve
spojování pracovních operací a ve stále větších a výkonnějších strojích a strojních soupravách
využívajících nových řídících i sledovacích prvků zejména senzorových a dalších zařízení moderní
výpočetní a komunikační techniky.
Trendy výzkumu a vývoje evropského zemědělství jsou zaměřeny na zvýšení efektivity
zemědělské produkce jak v oblasti rostlinné a živočišné výroby tak i v oblasti ochrany životního
prostředí, ekonomiky, ergonomie výroby a kvality produkce. Aktuální je výzkum a vývoj techniky a
zařízení pro využití bioenergetických surovin. Jako hlavní cíl se v nejbližší budoucnosti jeví zajištění
efektivní výroby zemědělských a potravinářských produktů a jejich zpracování a distribuce při
zajištění požadované kvality a zdravotní nezávadnosti. Velká pozornost je v současné době věnována
i nepotravinářské produkci a problematice využívání odpadů a odpadních surovin a jejich zpracování.
Ad bod 2.10 Výzkum a ověřování řídícího systému informací, metod a diagnostiky
ochrany brambor při jejich skladování. (2009-2013)
Ing. V. Mayer, CSc. Ing. D. Vejchar, L. Pastorková
V rámci řešení této výzkumné části etapy záměru je současným hlavním cílem při skladování
brambor v našich podmínkách udržení vysoké kvality brambor v souladu s požadavky mezinárodních
standardů Evropské Unie (EU) a kvantity produkce tržních hlíz v průběhu skladovacího období. Tím
by měla být maximalizována ekonomická návratnost vložené energie a dalších prostředků do jejich
výroby. Proto je v praxi důležité zkvalitnění systému sběru informací, diagnostiky a inovace
technických systémů pro řízení mikroklimatu a snížení energetické náročnosti při skladování.
V roce 2011 bylo pokračováno v energetických měřeních v provozních podmínkách ve
skladech brambor na 3000 tun a 10 000 tun uskladněných volně ložených brambor. Výsledky
naměřených energetických a dalších provozních veličin při skladování brambor v sezóně 2010-2011
byly zpracovány v tabulkách. Průběhy naměřených hodnot spotřeby elektrické energie a paliv skladů
brambor v posledních třech skladovacích sezónách jsou znázorněny na přiložených grafech obrázků
obr. 2.1 a obr. 2.2.
37
Spotřeba elektrické energie
(kWh.t -1.sez -1)
20
18,29
1,25
18
1,11
16
12,9
14
0,89
11,35
12
10,53
8,8
10
7,9
8
6
4
2
0
60%/40%; 95%/5%
60%/40%; 90%/10%
53%/47%; 93%/7%
Sklad brambor 3000t
(sez.10- 11)
Sklad brambor 3000t
(sez.09- 10)
Sklad brambor 3000t
(sez.08-09)
1,50
1,40
1,30
1,20
1,10
1,00
0,90
0,80
0,70
0,60
0,50
0,40
0,30
0,20
0,10
0,00
Spotřeba paliv (l.t -1.sez -1)
MZE0002703102
Typ skladu - sadba/konzum; volně ložené/palety
Spotřeba elektr.energie na udržení klimatu
Spotřeba elektr. energie na provoz technologie
Spotřeba paliv na provoz skladu
Obr. 2.1 Průběh spotřeby elektrické energie a paliv skladu brambor na 3000 tun
ve skladovacích sezónách 2008 - 2011
0,50
70,9
70
60
57,6
0,40
0,37
0,35
0,33
50
42,6
0,30
40
0,20
30
20
10
5,60
0,10
6,22
6,10
0
Spotřeba paliv (l.t -1.sez-1)
Spotřeba elektrické energie
(kWh.t -1.sez -1)
80
0,00
85% /15%; 98%/2%
Sklad sadby na 10 000 t
(r.10-11)
85% /15%; 95%/5%
Sklad sadby na 10 000 t
(r.09-10)
85% /15%; 92%/8%
Sklad sadby na 10 000 t
(r.08-09)
Typ skladu - podíl sadba/konzum; volně ložené/palety
Spotřeba elektr.energie na udržení klimatu
Spotřeba elektr. energie na provoz technologie
Spotřeba paliv na provoz skladu
Obr. 2.2 Průběh spotřeby elektrické energie a paliv skladu brambor na 10 000 tun
ve skladovacích sezónách 2008 – 2011
38
MZE0002703102
Výsledky energetických měření, diskuse, zhodnocení a závěry:
Z naměřených hodnot uvedených v tabulkách a znázorněných na grafech obr. 2.1 a obr. 2.2
za uvedená období skladování byly opětovně zjištěny poměrně velké rozdíly ve spotřebované
elektrické energii na udržování klimatu skladů i na provoz technologických systémů mezi kapacitně
rozdílnými sklady (3 tis. tun a 10 tis. tun skladovaných brambor), s různým podílem skladovaných
hlíz určených pro sadbu a konzum. Spotřeba provozních paliv (nafta, plyn, topný olej) na obsluhu při
naskladňování a vyskladňování hlíz ve skladu 3 tis.tun byla v tomto období 2,5 - 3,5 násobně vyšší
ve srovnání se skladem s kapacitou 10 tis. tun sadbových brambor. Bylo to dáno zejména vyšším
procentním podílem konzumních brambor a palet u kapacitně menšího skladu. V jednotlivých
sezónách byla spotřeba provozních paliv u obou skladů mezi sebou srovnatelná. Spotřeba elektrické
energie na provoz technologických systémů pro příjem, rozdružování, třídění, přebírání a
vyskladnění hlíz byla v porovnávaném období u skladu na 3 tis. tun 2 - 3 násobně vyšší. Je to dáno
patrně také vlivem podílu skladovaných hlíz pro konzum a sadbu a paletizací a dále potřebným
větším počtem manipulací při expedicích konzumních hlíz oproti sadbě. Výrazně vyšší 5 - 7mi
násobně byla zjištěna spotřeba elektrické energie na udržení klimatu a regulaci větrání u skladu sadby
na 10 tis.tun. Bylo to patrně dáno zejména delší dobou skladování a vyšším počtem ventilátorů a
ovládacích zařízení s většími příkonovými parametry. Významně se na spotřebě energie pro udržení
klimatu podílel u obou skladů i průběh počasí zejména v zimním období, což dokládají i zvýšené
spotřeby elektrické energie v sezónách 2009 – 2011, kdy byly tužší zimy. V dalším řešení této části
etapy záměru bude pokračováno v energetických měřeních tak, aby byly exaktně určeny a stanoveny,
případně eliminovány příčiny nadměrné spotřeby energie při skladování brambor. Výsledky budou
dále prezentovány formou metodických doporučení a úprav stávajících technologií ve
spolupracujících zemědělských podnicích a informačních mediích..
Ad bod 2.11 Výzkum metod zjišťování zdrojů a operativní nápravy zdrojů
mechanického poškození a ztrát produkce v technologickém procesu při sklizni a skladování
(2009-2013)
Ing. J. Bradna, Ph.D.
V oblasti posklizňového ošetřování a skladování obilovin byla v r. 2011 provedena měření
pro stanovení hlavních zdrojů negativního ovlivňování kvality zrnin při dopravě a vyskladňování,
byly prováděny následující práce:
1. Byla provedena analýza vhodných technologií prefinalizačních úprav a výběr vhodných
druhů odrůd zrnin, které jsou vhodné svými technologickými a nutričními parametry pro výrobu
etanolu formou literární rešerše (viz. část B6).
2. Byly odebrány vzorky a provedena experimentální měření vnější kvality zrnin na třech
uzlech posklizňových linek v ZOS Kačina, a.s. a ZOD Potěhy.
3. Byla zjišťována kvalita a stupeň poškození zrna při dopravě a vyskladňování šnekovými
dopravníky rozdílného technického provedení a pásovými dopravníky na posklizňových linkách
zemědělských podniků:
ZAS Podchotucí Křinec - věžové sklady DINA
ZOS Kačina, a.s. - věžové sklady LIPP
ZOD Potěhy - věžové sklady DENIS privé.
Manipulace se zrnem při posklizňovém ošetřování je obecně zdrojem velkého mechanického
39
MZE0002703102
poškození. Na rozdíl od vnitřní kvality zrna je tedy vnější kvalita zrna v praxi ovlivňována především
volbou nevhodných dopravníků při posklizňovém ošetřování (jedná se o vytváření zlomků a
ostatního mechanického poškození). Volbou vhodné dopravy zrna dle uspořádání posklizňové
skladovací linky lze tyto zráty minimalizovat. Největší podíl dopravy ve stávajících linkách zajišťují
pásové dopravníky, řetězové dopravníky (redlery), korečkové elevátory a částečně i šnekové
dopravníky.
U výše uvedených zemědělských podniků byly v roce 2011 při manipulaci se zrnem na
posklizňových linkách odebírány vzorky zrna na dopravních cestách s cílem zjišťování míry
poškozování zrnin při dopravě a vyskladňování šnekovými a pásovými dopravníky.
Vzorky zrna potravinářské pšenice ze sklizně 2011 byly zajištěny ve dvou střediscích
posklizňové úpravy a skladování zrnin – ZOS Kačina, a.s. a ZOD Potěhy. Jednotlivé vzorky byly
odebírány na příjmovém zásobníku, po předčištění a na dně skladového zásobníku. Na příjmový
zásobník se dostává zrno částečně upravené při sklizni sklízecí mlátičkou a obsahuje řadu příměsí
(zlomky zrn a jiná mechanická poškození, zrna scvrklá, porostlá, zrna poškozená škůdci, se
změněnou barvou klíčku, tepelně poškozená zrna, zelená zrna a zrna jiných obilovin). Součástí těchto
vzorků bývají také nečistoty v podobě cizích semen a semen poškozených hnilobou nebo teplem a
dále organické a anorganické částice. Po průchodu heterogenní směsi zrna a dalších složek
předčističkou by mělo dojít k dílčímu snížení podílu některých, především drobnějších, částic. Plnění
zásobníků probíhá sypáním zrna střešní násypkou. Zvláště při počáteční fázi plnění zásobníku
dochází k dopadu zrna z velké výšky na tvrdý povrch dna. Při tom může docházet k určitému stupni
mechanického poškození obilek a tím opětovnému zvýšení podílu zlomků zrn.
Metodický postup
Metodický postup odběru vzorků a jejich vyhodnocení při experimentech zjištění kvality a
stupně poškození zrna při dopravě a vyskladňování šnekovými a pásovými dopravníky byl obdobný
jako u experimentálních pokusů při dopravě zrna korečkovými a řetězovými dopravníky (redlery)
v předchozím roce řešení (uveden ve zprávě za r. 2010).
Odběr vzorků pšenice na třech uzlech posklizňových linek v ZOS Kačina, a.s. a ZOD Potěhy
byl proveden na příjmovém zásobníku, po předčištění a na dně věžového zásobníku. V ZOS Kačina,
a.s. se jednalo o odrůdy FEDERER, MAGISTER a TOPPER, v ZOD Potěhy se jednalo o odrůdy
BOHEMIE, MULAN a VÁNEK. Experimentální pokusy poškozování zrna pásovými dopravníky
byly uskutečněny na posklizňové lince v ZAS Podchotucí Křinec u potravinářské pšenice odrůda
CUBUS.
Byly zjištěny ukazatele ovlivňované velikostí a tvarem zrna a dalších částic: objemová
hmotnost, hmotnost tisíce semen a podíl plných zrn. U vzorků byly zjištěny příměsi a nečistoty
celkem a z toho zvlášť zlomky zrn, zrnové příměsi a nečistoty (ČSN 46 1011-6). Na odděleném
vzorku byly zvlášť stanoveny hodnoty jednotlivých složek mechanického poškození zrna: celkové
mechanické poškození, deformace zrna, zlomky zrn o velikosti ¼, ½ a ¾ původní velikosti obilek.
Výsledky
Provozní měření proběhla u šnekového dopravníku s uzavřeným žlabem typ DŠK-320
výkonnostní řady 32 t.h-1 (obr. 2.3) a vyskladňovacího oběžného šnekového dopravníku VŠ-40
40
MZE0002703102
s aktivním posunem šneku do záběru (obr.2.4), který se používá k vyskladňování zrna ze zásobníků
s rovným dnem.
1,00
0,90
množství zlomků způsobené šnekovým dopravníkem
celkové mechanické poškození způsobené šnekovým
dopravníkem
0,80
Poškození zrna (%)
0,70
0,60
0,50
0,40
0,30
0,20
0,10
0,00
pokus č.1 - vlhkost zrna 13,50 %
pokus č.2 - vlhkost zrna 13,90 %
pokus č.3 - vlhkost zrna 14,10 %
Obr. 2.3 Průměrné hodnoty poškození zrna šnekovým dopravníkem DŠK-320, potravinářská
pšenice MULAN
1,00
množství zlomků způsobené oběžným šnekovým dopravníkem
0,90
celkové mechanické poškození způsobené oběžným šnekovým
dopranvíkem
0,80
Poškození zrna (%)
0,70
0,60
0,50
0,40
0,30
0,20
0,10
0,00
pokus č.1 - vlhkost zrna 13,80 %
pokus č.2 - vlhkost zrna 13,90 %
pokus č.3 - vlhkost zrna 13,70 %
Obr. 2.4 Průměrné hodnoty poškození zrna oběžným šnekovým dopravníkem VŠ-40,
potravinářská pšenice BOHEMIE
41
MZE0002703102
Provozní ověřování poškozování zrna pásovými dopravníky proběhlo u pásového dopravníku,
který je umístěn v technologickém kanálu v základové desce procházející středem věžového
zásobníku. Tento pásový dopravník (typ ND-081) je určen pro vyskladňování zrna z věžového
zásobníku typu DINA u posklizňové linky pro ošetřování a skladování potravinářských zrnin v ZAS
Podchotucí Křinec. Výsledky měření jsou na grafu Obr. 2.5.
0,10
0,09
množství zlomků způsobené pásovým dopravníkem
celkové mechanické poškození způsobené pásovým
dopravníkem
0,08
Poškození zrna (%)
0,07
0,06
0,05
0,04
0,03
0,02
0,01
0,00
pokus č.1 - vlhkost zrna 14,10 %
pokus č.2 - vlhkost zrna 14,00 %
pokus č.3 - vlhkost zrna 14,30 %
Obr. 2.5 Průměrné hodnoty poškození zrna pásovým dopravníkem ND-081, potravinářská
pšenice CUBUS
Obr. 2.6 Detail vyskladňovacího oběžného šnekového dopravníku VŠ-40
42
MZE0002703102
Po provedené analýze naměřených výsledků lze konstatovat, že šnekový dopravník
s uzavřeným dopravním žlabem má spíše sklon k celkovému mechanickému poškozování
dopravovaného zrna než k vytváření zlomků, na rozdíl od korečkových elevátorů. Toto je způsobeno
především třením dopravovaného materiálu o dopravní žlab. Naměřené výsledky jasně dokazují, že u
šnekového dopravníku je vzdálenost dopravovaného materiálu limitujícím faktorem poškozování
zrna. Ovlivňuje jak množství zlomků, tak i celkové mechanické poškozování. Čím delší je dopravní
vzdálenost u šnekových dopravníků s uzavřeným žlabem, tím vyšší je celkové mechanické poškození
dopravovaného zrna. K poškozování dopravovaného zrna šnekovým dopravníkem dochází jak při
vstupu zrna do dopravníku, tak i při jeho výstupu ze šnekového dopravníku.
Podstatně nižší hodnoty celkového mechanického poškozování dopravovaného zrna byly
dosaženy u oběžného šnekového dopravníku s aktivním posunem šneku do záběru. Je to způsobeno
patrně neuzavřeným dopravním žlabem. Na celkové poškozování zrna při dopravě šnekovými
dopravníky má samozřejmě vliv i technický stav dopravníků (opotřebení vlastního šneku) či sklon
dopravníků při vlastní dopravě zrna. Význam jakéhokoli snížení poškozování zrna šnekovými
dopranvíky je velmi důležitý, protože u posklizňových linek jde většinou o vícenásobnou manipulaci,
takže výsledné poškození zrna nemůže být zanedbatelné.
U pásového dopravníku ND-081 (Obr. 2.7) při vyskladňování zrna a při dopravní vzdálenosti
20 m se množství zlomků pohybovalo v rozmezí 0,01 – 0,03 %. Celkové mechanické poškození se
pohybovalo v rozmezí 0,01 – 0,08 %. Dopravovaným materiálem byla potravinářská pšenice CUBUS
o průměrné vlhkosti 14,13 % a objemové hmotnosti 763 – 782 kg.m-3.
Obr. 2.7 Pásový dopravník, který je uložen ve vyskladňovacím kanále základové desky,
ZAS Podchotucí Křinec
43
MZE0002703102
Z naměřených výsledků plyne, že pásový dopravník je velice šetrný k dopravovaným zrninám
a proto je vhodný pro horizontální dopravu zrna u posklizňových linek jak na příjmu, při dopravě
mezi jednotlivými věžovými zásobníky, tak i při vyskladňování.
Z výsledků sledování fyzikálních jakostních ukazatelů zrna pšenice - objemová hmotnost,
hmotnost tisíce semen a podíl plných zrn je patrné, že u dobře vyčištěného zrna již při vlastní sklizni
(sklízecí mlátičkou) nedocházelo během další úpravy a manipulace se zrnem k výrazným změnám.
Projevila se pouze tendence možného zlepšení po provedeném předčištění. Z toho vyplývá, že
výraznější efekt čištění může nastat u partií zrna s vyšším podílem příměsí a nečistot, po kterém by se
mohla znatelněji zlepšit objemová hmotnost.
Čištění může příznivě ovlivnit i podíly drobných zlomků zrna a drobných obilek jejich dílčím
odstraněním. U větších zlomků, které se podobají normálně vyvinutému zrnu je čistící efekt již
omezený. Vliv dopadu zrna na podlahu zásobníku se nepříznivě projevil mírným zvýšením podílu
drobných zlomků, to signalizuje pro použití kaskádových brzdičů pádu zrna hlavně v počátku plnění
zásobníku a jeví se jako jeden z možných směrů dalšího řešení problematiky poškození a kvality
produkce potravinářských zrnin. Na stavu letošní sklizené produkce z hlediska obsahu příměsí a
nečistot se zřejmě významně podílela sklízecí technika, protože u všech sledovaných partií pšenice
byly velmi malé celkové podíly příměsí a nečistot. Pohybovaly se v rozmezí od 0,86 % do 2,24 %.
V oblasti pěstování a sklizně pícnin byla v r. 2011 provedena měření sklizně pícnin na
travních porostech z hlediska energetické náročnosti ve vztahu k hektarovému výnosu píce.
Sklizeň trvalých travních porostů patří mezi energeticky náročné operace. První fáze, kterou
je sečení píce, vykazuje již velké rozdíly ve spotřebě energie.
Doba první seče má velký vliv na výnos a kvalitu píce. V chráněných krajinných oblastech a
horských oblastech probíhá první sklizeň trvalých travních porostů až po odkvětu trav, jetelovin a
ostatního bylinného porostu. Semena zralého porostu zaručují přirozenou obnova porostu. Stébla
trav, květenství jetelovin a bylin se většinou nacházejí již ve fenofázi kvetení a zrání. Termín prvé
seče se posouvá v těchto oblastech až na dobu od 15.7. do 31.8., v nižších oblastech probíhá první
seč u trvalých travních porostů již 15.6. Porost pozdní seče vykazuje již vyšší procento sušiny až 38
%, než porost v době před kvetením. Druhá seč u těchto pozemků se uskutečňuje podle dalšího
nárůstu travní hmoty a připadá na konec září až začátek října.
Sklízený pozemek se nacházel v 1000 m n.m. v CHKO Šumava. V LPISu je veden jako
horská a suchomilná louka, s označením pozemku NN (nehnojený, nepasený). Na pozemku se
vyskytovaly chráněné druhy vegetace, první seč porostu se posouvá až na polovinu července.
Při sečení rotačním žacím strojem PÖTTINGER NOVACAT 306 F alfa-motion (čelně
nesený, záběr 2,98 m)a KUHN GMD 8730 (vzadu nesený, záběr 3,10 m) byla měřena spotřeba
motorové nafty traktoru Masey Ferguson 7490 Dyna VT pro tři různé požadované pracovní rychlosti
(5, 10, 15 km.h-1).
Jmenovitý výkon motoru traktoru Masey Ferguson 129 kW, maximální výkon motoru 140
kW, plynulá převodovka Dyna VT.
Celá žací souprava vykazovala záběr 8,5 m (viz obr. 2.8, obr. 2.9).
44
MZE0002703102
Obr. 2.8 Příprava sklízecí soupravy – montáž měřicích zařízení
Obr. 2.9 Sečení porostu
Na pozemku byly odebrány vzorky píce ke stanovení výnosu píce, změření délek posečené
fytomasy a určení sušiny (obr. 2.10).
45
MZE0002703102
Obr. 2.10 Sklízený luční porost
Luční porost vykazoval během sečení pozemku rozdílný nárůst fytomasy.
U vzorku č. 1 se pohyboval porost v délce 16,7 až 23,5 cm. Plocha porostu tohoto vzorku byla
část dne zastíněna a tvořila přechod mezi plochou vzorku 2 a 3. Travní druhy zde byly zastoupeny
z 50 %, jeteloviny z 20 % a byliny z 30 %.
U vzorku č. 2 byla výška fytomasy v rozmezí od 20,9 cm do 25,0 cm. V porostu byly
zastoupeny z 60 % byliny, 20 % trávy a 20 % jeteloviny. Bylinná a jetelová složka se nacházela ve
fázi kvetení a zrání. Trávy se vyskytovaly v menším množství, s patrnými známkami zralosti. Porost,
jak je uveden u vzorku č. 2, byl v průběhu dne bez zastínění a tvořil až 60 % plochy pozemku.
Nejvyšší vzrůst porostu 34,2 až 48,2 cm byl u vzorku č. 3, hmotnost výnosu nadzemní
fytomasy byla u tohoto vzorku v rozpětí 15,70 až 16,52 kg.m-2. Takto hustý porost se vyskytoval na
okrajích pozemku, kde se projevoval vliv zastínění od vegetace lesního porostu nebo keřů. V těchto
místech se udržovala vyšší vlhkost jak porostu, tak půdy. Porost tvořily ze 70 % vysoké druhy trav,
10 % jeteloviny a 20 % byliny.
Odebrané vzorky píce vykazovaly následující údaje uvedené v tabulce 2.1 a na obr. 2.11.
46
MZE0002703102
Tab. 2.1. Údaje o sklízeném travním porostu
Vzorek
porostu
Průměrná
délka
posečeného
materiálu
Průměrná
délková
hmotnost
řádku
Obsah
sušiny
materiálu
Výnos
travní
hmoty při
sklizni
Výnos v
seně
Č.
[cm]
[kg.m −1 ]
[%]
[t.ha −1 ]
[t.ha −1 ]
1a;1b
20,10
8,05
38,06
10,07
4,40
2a;2b
22,95
4,15
34,58
5,19
2,06
3a;3b
41,20
14,86
35,26
16,11
6,53
Délková hmotnost řádků je hmotností posečené píce z celého záběru sklízecí soupravy (8 m).
Tyto hodnoty vypovídají o hustotě porostu a o výnosu sklízené fytomasy.
60
39,00
38,00
37,00
40
36,00
35,00
30
34,00
20
% sušiny
výška porostu (cm)
50
33,00
10
32,00
0
31,00
1a
1b
2a
2b
číslo vzorku porostu
3a
3b
výška porostu [cm]
sušina [%]
Obr. 2.11 Výška porostu a obsah sušiny při sklizni
Ze změřených hodnot výnosu travního porostu, spotřeby motorové nafty, pracovní rychlosti a
záběru žací soupravy byly vypočteny ukazatele, hodnotící uvedenou sklizeň.
Plošná výkonnost (ha.h-1) udává velikost posečeného pozemku za jednotku času. Pro plošnou
výkonnost a efektivitu je rozhodující záběr žacího stroje a pracovní rychlost soupravy. Ta se musí
přizpůsobit stavu sklízeného porostu a terénu. Sledovaná souprava měla záběr 8,5 m. Při koeficientu
využití záběru k = 0,95 byl skutečný záběr sklízecí soupravy 8 m. Vliv pracovní rychlosti při sečení
pozemku na plošnou výkonnost uvádí obr. 2.12.
47
MZE0002703102
-1
výkonnost W02 ha [ha.h ]
14
12
10
8
6
4
2
0
5
10
15
-1
pracovní rychlost [km.h ]
Obr. 2.12 Vliv pracovní rychlosti sklízecí soupravy na hektarovou výkonnost v čase
operativním T02
Hmotnostní výkonnost (t.h-1) charakterizuje intenzitu sečení sklízecí soupravy, vyjadřuje
množství posečeného materiálu za jednotku času.
Ukazatel hmotnostní výkonnosti W02 t je ovlivněn výnosem porostu a pracovní rychlostí žací
soupravy. Při sklizni porostu o výnosu 5 t.ha-1 bylo dosaženo o polovinu menší výkonnosti než při
sklizni porostu o výnosu 10 t.ha-1. Se zvyšujícím se výnosem stoupá hmotnostní výkonnost (t.h-1) ve
všech zvolených pracovních rychlostech (viz obr. 2.13).
250
-1
W02 t [t.h ]
200
150
100
50
0
0
5
10
pracovní rychlost = 15 km.h-1
15
20
-1
výnos [t.ha ]
pracovní rychlost = 10 km.h-1
pracovní rychlost = 5 km.h-1
Obr. 2.13 Vliv výnosu fytomasy [t.ha-1] na hmotnostní výkonnost [t.h-1] při zvolených
pracovních rychlostech sklízecí soupravy
48
MZE0002703102
obr. 2.14). Nejvyšší spotřebu paliva na pohon žací soupravy je při nízké pracovní rychlosti (5 km.h-1)
a nízkém výnosu (5 t.ha-1). Většina sklízeného pozemku vykazovala výnos kolem 5 t.ha-1 a byla
sklízena pracovní rychlostí 10 km.h-1, která vyhovovala terénním podmínkám
0,9
0,8
pracovní rychlost 5 km.h-1
0,7
pracovní rychlost 10 km.h-1
pracovní rychlost 15 km.h-1
-1
Qt [l.t ]
0,6
0,5
-1,1018
y = 4,9843x
2
0,4
R = 0,9636
0,3
y = 3,4642x
2
R = 0,8683
-1,0542
0,2
-0,9893
y = 2,2162x
0,1
2
R = 0,9446
0,0
0,00
2,00
4,00
6,00
8,00
10,00
12,00
14,00
16,00
18,00
-1
výnos [t.ha ]
Obr. 2.14 Vliv výnosu fytomasy na měrnou spotřebu motorové nafty při různých
pracovních rychlostech sklízecí soupravy
Při sklizni pozemků s TTP v horských oblastech a uvedeným počtem a termínem sečí je
patrné značné kolísání hustoty porostu. Na okrajích pozemku je patrný vyšší výnos nadzemní
fytomasy, který bývá způsoben zastíněním porostu lesními stromy a také je dán expozicí pozemku.
Vyskytuje se zde jak vyšší vlhkost půdy, tak vegetace.
Prostřední část pozemků, která je po většinu dne bez zastínění, vykazuje porost s nižším
vzrůstem a vyšším obsahem sušiny. Dochází zde k rychlejšímu zrání porostu.
Při sklizni pícnin, většinou monokultur pěstovaných na orné půdě, je možné zaručit kvalitní
výnos jak vstupním materiálem, tak správným obhospodařováním. U píce, sklízené z ploch trvalých
travních porostů, na které se vztahují určitá pravidla obhospodařování, jako je posunutý termín seče a
výnos může značně kolísat.
Při sklizni porostu s nevyrovnaným porostem dochází i k výkyvům v energetickém využití
zemědělské sklízecí techniky.
Ad bod 2.12 Vypracování a ověření metodických postupů a zařízení pro zjišťování
vnější i vnitřní kvality produktů vlivem mechnického zatěžování běhenm jejich výroby.(20112013)
Ing. D. Vejchar, L. Pastorková
V letošním prvním roce řešení tohoto dílčího cíle byly zpracovávány literární a další podklady
49
MZE0002703102
příštího roku.
V SRN v ATB Potsdam-Bornim, byl vyvinut elektronický katalog pro zjiťování poškození
brambor, ovoce a zeleniny označený Elska obr. 2.15. Je vyvinut počítačový software pro vizuální
posouzení a určení poškození a tím i stanovení tržní kvality brambor, ovoce a zeleniny. Je podle toho
provedeno hodnocení v porovnání s obchodními normami platnými v Evropské Unii. Software Elska
je určen pro výrobce, dovozce, vývozce, obchodníky a kontrolory jakosti. Cílem je, aby veškerá
dodávaná tržní produkce byla zkontrolována podle platných unijních i národních předpisů a norem.
Obchodní normy a třídy se vztahují na všechny výrobky bez ohledu na výrobní podmínky
v různých oblastech výroby, skladovací podmínky, dobu skladování nebo požadavky na kvalitu a
vzhledem k tomu, že normy mají důležitou funkci konkurenceschopnosti v oblasti obchodu a
porovnatelnosti výrobků na trhu, je nutné vypracování znění obchodních norem ve vizuální
interpretaci, která bere v úvahu veškeré výše uvedené faktory.
Na vývoji software Elska se podílely výzkumní pracovníci i pracovníci pro kontrolu kvality
ovoce, zeleniny a brambor aj., dozorčí orgány státní správy i agrární komory ve spolupráci
s Leibnitzovým ústavem zemědělské techniky v Bornimu, který jej vyvinul a dodává zájemcům.
-
Funkce programu Elska obsahují následující hodnotící parametry:
potřebné normy řízení marketingu
poskytuje pomoc při výkladu obchodních norem
kdykoli jsou k použití aktuální informace o stavu kvality a např. do jaké skupiny cenové
skupiny je produkt zařazen
aktuální lexikon povrchových znaků a defektů, nemocí, vývojových poruch a důsledků
nesprávného ošetření.
Obr. 2.15 Ukázka software ELSKA pro hodnocení kvality produktů
50
MZE0002703102
3. Výzkum vlivu technologických systémů pro chov hospodářských zvířat na
životní prostředí, welfare chovaných hospodářských zvířat, pracovní
podmínky ošetřovatelů a ekonomiku a výzkum možností eliminace jejich
negativního působení a posílení pozitivních účinků
Doc. Ing. Jiří Vegricht, CSc., Ing. Antonín Machálek, CSc.
Vliv sluneční radiace na oteplování stájového prostoru přes střešní krytinu
V roce 2011 pokračovaly výzkumné práce zahájené v roce 2010. Popis metodického řešení a
použitých materiálů byl podrobně popsán ve zprávě za rok 2010. V roce 2011 byla metodika řešení
rozšířena o použití snímače tepelného toku, kterým bylo snímáno teplo prošlé střešním pláštěm.
Podrobněji byla také zkoumána povrchová teplota vnitřního a vnějšího povrchu střešního pláště.
Schéma měřených bodů a základní získané výsledky jsou uvedeny v tab. 1.
Zkoumání byly podrobeny 3 různá provedení vláknocementových střešních panelů a byl
sledován vliv barvy panelu na množství tepla, které prostoupí do podstřešního prostoru.
Měření bylo prováděno za srovnatelných podmínek při vysoké úrovni solární radiace (669,7 –
689 W.m-2- měřeno meteostanicí) a venkovní teplotě 26,7 – 27,2 oC.
Z hlediska povrchové teploty bylo dosaženo nejlepších výsledků (tj. nejnižších teplot
povrchu) u bílošedého panelu, kdy bílá barva je na vnější straně. Ve srovnání s černošedým
provedením je jeho povrchová teplota o 39% nižší. Souhrnně jsou získané výsledky zobrazeny
v grafu na obr. 3.1.
Obr. 3.1 Vliv barevného provedení cemento vláknitých panelů na teploty jejich povrchu
51
MZE0002703102
V grafu na obr. 3.2 jsou uvedeny výsledky sledování prostupu tepla barevně různě řešeným
povrchem střešního pláště s vláknocementovou krytinou. Tyto výsledky korespondují s průběhem
povrchových teplot. Nejlepšího výsledku bylo dosaženo opět u střešního pláště tvořeného bílošedým
panelem s vnější bílou barvou. Prostup tepla do podstřešního prostoru je v tomto případě více než 4x
menší než u panelu černošedým provedením (vrchní barva černá), event. 3,5x menší, když je vrchní
barva šedá.
Obr. 3.2 Prostup tepla variantně řešeným střešním pláštěm
Toto zjištění je velice závažné z hlediska projektování a provádění střešních pláště stájí pro
chov hospodářských zvířat. V běžné zemědělské praxi se nejčastěji setkáváme s šedou případně
červenou barvou střešního pláště, které významně přispívají k nadměrnému oteplování vnitřního
prostředí stáje a následně se přijímají náročná a komplikovaná opatření ke snížení vnitřní teploty.
Výsledkem tohoto stavu je potom skutečnost, že místo toho aby se odstraňovala příčina, odstraňuje
se následek.
52
MZE0002703102
53
MZE0002703102
54
MZE0002703102
Podestýlání a jeho vliv na prašnost ve stájovém prostředí
Cílem řešení bylo zjištění vlivu procesu podestýlání na prašnost ve stáji jak z hlediska
velikosti změny, tak z hlediska jejího trvání
Metodika a materiál
Měření bylo prováděno v produkční stáji holštýnských dojnic s dojením AMS (dojící
robot). Stáj je rekonstruovaná typová stáj K 147 (původně čtyřřadá průjezdná stáj pro dojnice). Ve
stáji je zajištěno větrání přirozeným způsobem přes střešní štěrbinu a otevřené boční stěny. Střešní
krytina je vláknocementová. Materiál podestýlky je středně dlouhá sláma. Odkliz mrvy je prováděn
traktorovým shrnovačem vyhrnováním ven ze stáje a následným naložením a odvozem mobilním
dopravním prostředkem.
Nastýlání bylo prováděno soupravou skládající se z traktoru Zetor 6911 a krmného a
nastýlacího vozu STS Olbramovice ZP 5-005.1. Po nastlání pomocí traktorové soupravy je v lehacích
boxech sláma ručně rozhozena pracovníkem s vidlemi.
Provedení stáje a nastýlacího vozu je zřejmé z obr. 3.3 – 3.6
Obr. 3.3 Traktor 6911, krmný vůz ZP 5-005.1 Obr. 3.4 Příčný vynášecí dopravník
Obr. 3.5 Čerstvě nastlaná stáj
Obr. 3.6 Rozhoz slámy do lehacích boxů
55
MZE0002703102
Měřicí přístroje
DustTrak 8520 + tryska 10 µm.
- přístroj pro měření koncentrace prachových částic
Almemo 2290-4 + čidlo FHA646-E1 a FVA915-SMA1
- datalogger s čidly pro měření teploty, relativní vlhkosti a rychlosti proudění vzduchu
Mediator 2238 fy Brüel & Kjaer
- přístroj pro měření hluku splňuje normu IEC 1672 Class 1. Měřící rozsah 32-112 dB. Zapnut
korekční filtr vlivu krytu proti účinku větru.
Abychom mohli sledovat vliv výkonu operace na hladinu prachu uvnitř stáje, byl přístroj
spuštěn 30 min. před jejím zahájením. Pro měření koncentrace aerosolu (frakce PM10) byla použita
tryska 10 µm a interval registrace koncentrací byl nastaven na 1 sec.
Půdorys stáje a směr zastýlání je uveden na obrázku č. 3.7. Umístění přístroje bylo na úrovni
hlavy stojící krávy uprostřed stáje.
Obr. 3.7 Půdorys sledované stáje a místa měření
Výsledky měření emisí prachu
Před samotným nastýláním byla měřena koncentrace prachových částic na dvou místech
v klidu po dobu 30 min (2 x 15 min, měření I a II), obr. 3.8 resp. 3.9. Průměrná koncentrace
prachových částic v klidu dosáhla hodnoty 0,040 mg/m3, maximální hodnota byla 0,078 mg/m3 a
minimální 0,024 mg/m3.
56
MZE0002703102
Koncentrace prachových částic při samotném nastýlání (měření III) byla měřena po celou
dobu trvání operace a poté až do ustálení koncentrace prachu.
V průběhu operace zastýlání došlo k významnému zvýšení koncentrace prachových částic.
Maximální hodnota, v nejbližším místě průjezdu nastýlací soupravy, činila 92,848 mg/m3,
Obr. 3.8 Koncentrace prachových částic před nastýláním (měření I)
Obr. 3.9 Koncentrace prachových částic před nastýláním (měření II)
57
MZE0002703102
Obr. 3.10 Koncentrace prachových částic v průběhu nastýlání
průměrná po dobu 5 min. měření byla 1,889 mg/m3, minimum pak bylo 0,017 mg/m3. Průběh
hladiny prachu během operace a chvíli po ní je vidět v grafu na obr. 3.10.
Ze srovnání výsledků měření před výkonem operace a v jejím průběhu jasně vyplývá, že
v průběhu operace dochází k řádově vyšší prašnosti oproti klidovému stavu. Z průběhu hladiny
prachu během operace je ale vidět, že dochází ke zvýšení prachové zátěže pouze bezprostředně před
průjezdem nastýlací soupravy a po něm. Zhruba do 2-3 minut po průjezdu soupravy dosahuje
koncentrace prachových částic klidových hodnot.
Tyto výsledky ukazují, že pracovní operace podestýlání při správném provedení nemusí být,
na rozdíl od doposud převládajícího názoru, významným zdrojem prachových emisí ve stájovém
prostředí.
Během dalšího výzkumu však bude potřebné tyto znalosti prohloubit o analýzu dalších
zařízení (zastýlání metačem) a vlivu délky řezanky na prachové emise.
Měření hlukové zátěže při zastýlání
Metodika a materiál
Před výkonem operace bylo nejdříve provedeno měření hluku pozadí. Přístroj byl umístěn
uprostřed stáje (nejméně 1 m od zdí anebo dalších větších odrazivých povrchů, ve výšce 1,5 m nad
podlahou a minimálně 1,5 m od oken dle ČSN ISO 1996-1). Meteorologické vlivy byly zanedbány,
při měření hluku na krátké vzdálenosti jsou nevýznamné. Doba měření hluku pozadí byla 15 min.
Co se týká měření hlukové zátěže v průběhu nastýlání, nejdříve byla změřena hladina hluku v
58
MZE0002703102
blízkosti nastýlacího vozu s motorem běžícím na prázdno ve vzdálenosti 1 m ve směru nastýlání.
Následně byla změřena hladina hluku při průjezdu soupravy celou stájí, a to ve vzdálenostech 1, 10,
20, 30 a 40 m od soupravy traktoru a nastýlacího vozu. Dále byla změřena hluková zátěž při nastýlání
ve vzdálenosti 4 m kolmo na směr jízdy (v této vzdálenosti se pohybovali dojnice v krmišti).
Půdorys stáje a místa měření jsou naznačeny na obr. 3.7.
Obr. 3.11 Průběh hlukové zátěže při nastýlání (A – hluk pozadí, B – traktor na prázdno ve
vzdálenosti 1 m ve směru jízdy, C – při nastýlání ve vzdálenosti 40 m ve směru
jízdy, D – 30 m, E – 20 m, F – 10 m, G – 1 m, H – při nastýlání 4 m kolmo ke směru
jízdy)
V bodě A, kde se měřila hladina hluku pozadí, byla naměřena hodnota 66,1 dB. V průběhu
měření hluku pozadí byl kromě běžících ventilátorů ve stáji klid a pohyb dojnic byl minimální.
Od momentu vjezdu soupravy do stáje a zahájení operace došlo ke zvýšení hluku oproti
klidovému stavu. Průběh hlukové zátěže je znázorněn v obr. 3.11. Hluk traktoru běžícího na prázdno
ve vzdálenosti 1 m ve směru jízdy byl 75,4 dB. Po zahájení operace, v největší vzdálenosti 40 m od
soupravy, byla změřena hodnota hluku 77,4 dB, ve vzdálenosti 1 m pak byla dosažena maximální
hluková zátěž 96,4 dB. Ve vzdálenosti 4 m kolmo na směr jízdy soupravy, v místě, kde se
pohybovaly dojnice, byla dosažena hladina hluku 93,8 dB. Ekvivalentní hodnota akustického tlaku
v průběhu celé operace pak byla 89,2 dB.
Ze získaných výsledků je zřejmé že pracovní operace zastýlání krátkodobě zvyšuje hladinu
zvuku až o 28 dB. S ohledem na krátkost trvání však nemá tato operace prakticky žádný vliv na
chovaná zvířata.
Spotřeba elektrické energie v chovech dojnic
V roce 2011 pokračovalo dlouhodobé sledování a měření spotřeby elektrické energie v 6-řadé
stáji pro 372 dojnic v závislosti na ročním období a mikroklimatických parametrech vnějšího a
vnitřního prostředí ve stáji. Provedení stáje a schéma rozmístění ventilátorů bylo uvedeno ve zprávě
59
MZE0002703102
za rok 2010.
Průměrná cena elektrické energie 3,0 Kč/kWh (2011).
Získané výsledky
V grafu na obr. 3.12 je znázorněn průběh spotřeby el.energie na větrání v průběhu roku 2011
v závislosti na vnější a vnitřní teplotě.
Při průměrné ceně za el. energii 3 Kč/kWh činí celkové roční náklady na energii vynaloženou
na stáj s ventilátory 29 910 Kč (bez započtení nákladů na servis, údržbu atd.). Pro účely tohoto
hodnocení byla průměrná cena elektrické energie převzata z kalkulace provozovatele ve výši 3,0
Kč/kWh (2011).
Jak je vidět z grafu na obr. 3.15, v roce 2011 byl nejteplejším měsícem srpen, ve kterém činily
náklady na nucené větrání 7 831,1 Kč.
Přepočtem na počet ustájených dojnic vycházejí roční náklady na 1 dojnici 80,4 Kč. Při
celkové produkci mléka 3 394 500 l mléka/rok pak vycházejí průměrné náklady na ventilaci v letním
období na 0,009 Kč/l mléka.
Obr. 3.12 Průměrná denní spotřeba el.energie pro větrání stáje axiálními vetilátory
60
MZE0002703102
Obr. 3.13 Typický průběh spotřeby el.energie pro větrání během teplého letního dne ( Te –
průměrná venkovní telota, Ti1 a Ti2 - průměrná teplota v různých místech stáje, Ecprůběh celkové spotřeby el.energie ventilátory ve stáji, E1 a E2 - průběh spotřeby
el.energie ventilátory ve stáji v pravé a levé polovině stáje)
Obr. 3.14 Spotřeba el.energie ventilátory ve vybraných měsících v roce 2011
61
MZE0002703102
Obr. 3.15 Náklady na spotřebu el.energie pro větrání v roce 2011
Získané výsledky ukazují, že náklady na nucené větrání ve stájích v letním období jsou
s ohledem na celkové náklady na výrobu mléka nepatrné (0,009 Kč/l mléka). Nucené větrání stáje
však významně přispívá ke snížení tepelné zátěže dojnic v období vysokých letních teplot, což se
projevuje mj. i ve zlepšení welfare, zdravotního stavu zvířat a lze předpokládat pozitivní vliv na
užitkovost (snížení propadu užitkovosti v důsledku tepelného stresu).
4. Optimalizace ekologicky šetrných způsobů zpracování a konverze biomasy
Ing. Jaroslav Kára, CSc.
Název prací
Bioplyn vzniká při anaerobní digesci organických látek. Tato technologie využívaná v tzv.
bioplynových stanicích (BPS) je souborem procesů, ve kterých směsná kultura mikroorganismů
rozkládá biologicky odbouratelnou organickou hmotu bez přístupu vzduchu. Výslednými produkty
jsou biologicky stabilizovaný digestát a bioplyn (Váňa et al., 1998). Digestát je nejčastěji využíván
jako organické hnojivo. Bioplyn je velmi kvalitní zdroj obnovitelné energie. Jeho vlastnosti závisejí
na zpracovávaných substrátech a procesních parametrech anaerobní digesce. V ideálním případě by
bioplyn obsahoval jen dvě složky – metan a oxid uhličitý. V praxi je bioplyn tvořen vedle majoritních
složek ještě příměsí minoritních plynů. Výhřevnost bioplynu však významně ovlivňuje pouze obsah
metanu. Ten bývá v rozmezí 50 – 70 %, nejčastěji okolo 60 %. Z bioplynu se v současnosti nejčastěji
vyrábí elektrická energie a teplo v kogeneračních jednotkách. Takto vyrobená elektrická energie
může být dodávána za garantovanou cenu do distribuční sítě. Zvýhodněná cena zajišťuje solidní
návratnost investice, což způsobilo dynamický rozvoj této technologie v posledních letech v ČR i
v okolních zemích.
V BPS je možné vedle cíleně pěstované fytomasy a exkrementů hospodářských zvířat
využívat i celou řadu dalších biologicky rozložitelných materiálů jako jsou např. separované
komunální bioodpady či odpady a vedlejší produkce potravinářského průmyslu. Takovou surovinou
62
MZE0002703102
jsou nepochybně i vyslazené cukrovarské řízky. I přes výrazný pokles výroby cukru v ČR je stále
produkce této suroviny nezanedbatelná. Podle Spagnuola et al. (1997) je z jedné tuny bulev cukrové
řepy vyprodukováno okolo 250 kg vyslazených cukrovarských řízků. Což při ročním zpracování cca
2,9 milionů tun řepy pro výrobu cukru v ČR (Adamec et al., 2011) odpovídá přibližně produkci 730
000 tun vyslazených řízků ročně. V současné době se cukrovarské řízky nejčastěji využívají jako
krmivo ve formě siláže, nebo jsou po vysušení lisovány do podoby pelet. Uplatňují se především
silážované v krmných dávkách skotu, včetně dojnic, sušené pak ve směsích i pro prasata, zvláště
plemenná.
Materiál a metody
Pokusy byly zaměřeny na ověření možností výroby bioplynu z vyslazených cukrovarských
řízků a jejich kofermentaci s v současnosti nejvíce využívanou surovinou pro produkci bioplynu –
kukuřičnou siláží. Vzorky ve vacích silážovaných cukrovarských řízků byly odebrány z cukrovaru
TTD, a.s. Dobrovice prostřednictvím ZOD Potěhy.
Obr. 4.1 Drcené cukrovarské řízky
Obr. 4.3 Příprava vsádky do
laboratorních fermentorů
Obr. 4.2 Silážní kukuřice
Obr. 4.4 Analyzátor plynu Dräger
X-am 700
63
MZE0002703102
Kukuřičná siláž i digestát pochází z bioplynové stanice ZD Krásná Hora, a.s, která
zpracovává zejména kukuřičnou siláž a kejdu skotu. Základní vlastnosti použitých materiálů jsou
uvedeny v tabulce 4.1.
Tab. 4.1. Základní vlastnosti vstupních substrátů
Substrát
Obsah sušiny Obsah org. sušiny
(% hm.)
v sušině (% hm.)
Cukrovarské řízky
Kukuřičná siláž
Inokulum/digestát
22,20
34,60
7,10
94,06
94,85
74,74
C:N
pH
30,4
37,5
9,1
3,92
4,43
7,89
Obsah sušiny a organických látek
Ve vzorcích byly obsah sušiny a organických látek stanoveny gravimetricky - vysoušením v
elektrické peci při teplotě 105 °C do konstantní hmotnosti, resp. spálením a vyžíháním vysušeného
vzorku při 505 °C do konstantní hmotnosti podle norem ČSN EN 14346, resp. ČSN EN 15169.
Obsah celkového dusíku byl stanoven Kjeldahlovou metodou analyzátorem Kjeltec 1030. Hodnoty
pH byly určeny pomocí pH-metru WTW pH/Cord 340i.
Postup stanovení výtěžnosti metanu
Laboratorních pokusy s výtěžností bioplynu byly prováděny v malých fermentorech o objemu
1 l. Sada fermentorů je umístěna ve vyhřívané vodní lázni, která umožňuje nastavení a udržování
stálé teploty. Každý fermentor má svůj plynojem pro odečet produkce bioplynu. Pro ilustraci je
laboratorní zařízení pro stanovení produkce bioplynu znázorněno na obrázku 1. Všechny pokusy
probíhaly tzv. dávkovým způsobem v mezofilních podmínkách (teplota 40 oC) ve třech opakováních
pro každou směs vstupních materiálů. V tabulce 2 jsou uvedeny hmotnostní poměry sušiny
jednotlivých směsí vstupních substrátů a jejich vlastnosti.
Obr. 4.1 Sada dávkových laboratorních fermentorů ve vyhřívané lázni s plynojemy
64
MZE0002703102
Tab. 4.2. Složení a základní vlastnosti vstupních substrátů pro dávkové pokusy s výtěžností bioplynu
Varianta
Složení (% hm. suš.)
Obsah
sušiny (%
hm.)
1
50 % cukrovarské
řízky; 50 % digestát
8,0
84,7
19,8
7,21
2
60 % cukrovarské
řízky; 40 % digestát
8,0
85,9
21,9
7,25
3
60 % cukrovarské
řízky; 40 % digestát +
aditivum
8,0
85,9
21,9
6,95
4
25% cukrovarské řízky;
25 % kukuřičná siláž;
50 % digestát
8,0
86,4
21,5
7,13
5
30% cukrovarské řízky;
30% kukuřičná siláž; 40
% digestát
8,0
88,5
24,0
7,11
6
30% cukrovarské řízky;
30% kukuřičná siláž; 40
% digestát + aditivum
8,0
88,5
24,0
7,10
100 % digestát
7,1
74,7
9,1
7,89
Kontrolní
vzorek
Obsah org.
sušiny v sušině
(% hm )
C:N
pH
U variant 3 resp. 5, které mají stejné složení vstupních substrátů jako varianta 2 resp. 4, bylo navíc do
směsí dávkováno aditivum Gasbacking v množství výrobcem předepsaném a ověřeném předchozími
pokusy. Jedná se o enzymatický a bakteriální biotechnologický přípravek složený zejména ze směsi
enzymů - amylázy, proteázy, lipázy a celulázy a bakterií v roztoku stabilizantu a pomocných látek.
Tento přípravek by měl mít pozitivní vliv na proces anaerobní digesce a zvyšovat produkci metanu.
Výsledky a diskuze
Proces anaerobní digesce probíhal v takřka ideálních mezofilních podmínkách při teplotě 40
°C. Hodnoty pH kolísaly téměř u všech pokusů v rozmezí od počátečních hodnot okolo 7 do
konečných 8. U substrátů složených pouze z cukrovarských řízků a inokula se částečně potvrdil
rychlý průběh procesu – po 35 dnech byla produkce bioplynu téměř ukončena a 80 % bioplynu bylo
vyprodukováno v rozmezí prvních 12 - 14 dní. Nicméně většina autorů uvádí ještě vyšší rychlost
anaerobního rozkladu cukrovarských řízků. Koppar et al. (2008) při svých pokusech docílil 95 %
celkové výtěžnosti bioplynu během 12 dní. Kryvorucko et al. (2009) udává, že produkce 75 %
procent bioplynu bylo dosaženo v prvních 5 dnech pokusu při celkové době zdržení 28 dní. Pomalejší
průběh procesu je možné částečně vysvětlit tím, že k pokusům byl použit jako inokulum digestát
z bioplynové stanice, která nezpracovává cukrovarské řízky, vyšším podílem cukrovarských řízků
v testovaných substrátech, a tím že laboratorní fermentory nebyly v průběhu procesu míchány.
65
MZE0002703102
Z energetického hlediska je jedinou významnou složkou bioplynu metan. Vzhledem k tomu, uvádíme
v grafické podobě rovnou výtěžnost metanu. Průběh kumulativní produkce metanu je patrný z grafu
na obrázku 4.2.
Obr. 4.2 Měrná kumulativní produkce metanu ze směsných substrátů z cukrovarských řízků a
digestátu
Z hlediska možnosti posouzení využívání cukrovarských řízků pro produkci bioplynu je
vhodné očistit výsledky od vlivu inokula. Tedy od celkové produkce metanu ze sledovaných vzorků
odečíst adekvátní množství metanu vyprodukovaného z digestátu a tyto hodnoty přepočítat na
množství organické sušiny výhradně z cukrovarských řízků. Takto přepočtené výsledky představují
skutečnou měrnou produkci metanu z vyslazených cukrovarských řízků. V grafu na obrázku 4.3. a v
tabulce 4.3. jsou již uvedeny takto očištěné hodnoty. Výjimkou je množství odbourané organické
hmoty, vyjádřené procentuálně jako poměr rozložených látek k původnímu obsahu organických látek
v substrátu. Množství organické sušiny na začátku a na konci pokusu bylo stanoveno ze směsných
substrátů včetně digestátu a je tedy v korelaci s celkovou produkcí metanu ze směsných substrátů
znázorněnou na obrázku 4.2. Množství odbourané organické sušiny se pohybovalo u jednotlivých
vzorků v rozmezí mezi 47 a 60 %.
Tab. 4.3 Měrná kumulativní produkce bioplynu a metanu z cukrovarských řízků
Varianta
Počet
měření
1
2
3
Kontrolní
vzorek
3
3
3
3
Měrná produkce
bioplynu (l kg-1 OS)
Průměr
Směrodatná
odchylka
542,5
29,4
516,0
21,0
552,9
26,2
132,1
13,7
Měrná produkce
metanu (l kg-1 OS)
Průměr Směrodatná
odchylka
329,2
16,8
304,2
11,9
330,9
15,1
51,7
5,4
Obsah
metanu
(% obj.)
Odbouraná
org. sušina
(% hm.)
57,2
56,6
57,5
39,1
49,6
52,7
56,8
12,2
66
MZE0002703102
Obr. 4.3 Měrná kumulativní produkce metanu z cukrovarských řízků
Z obrázků 4.2 a 4.3 je patrné, že nejvyšší měrné produkce metanu bylo podle předpokladů
dosaženo u varianty 3, konkrétně 330,9 litrů přepočtených na kilogram organické sušiny
l kg-1 OS. I když po očištění výsledků o vliv inokula bylo dosaženo téměř shodné výtěžnosti i u
varianty 1. Porovnání variant 1 a 2 ukazuje, že pro dávkové pokusy bez možnosti přímého a
pravidelného vnitřního promíchávání fermentoru je lepší poměr směsi s vyšším podílem inokula.
Zajímavější je srovnání variant 2 a 3, tedy variant se stejným složením směsi, kde jediný rozdíl ve
výtěžnosti metanu způsobuje dávkování aditiva. Pozitivní vliv enzymaticko-bakteriálního
biotechnologického přípravku se projevil v podobě zvýšení produkce metanu o průměrných 8,8 %,
což je dostatečné pro jeho ekonomicky efektivní využití v praxi, ale lehce zaostává za údaji
udávanými výrobcem. Nižší vliv intenzifikace procesu pomocí biotechnologických prostředků se zde
dal předpokládat, protože silážované cukrovarské řízky jsou všeobecně pokládané za snadno
biologicky rozložitelný materiál. Podíl metanu v bioplynu se pohyboval u všech variant kolem 57 %
a mezi sledovanými variantami směsí i mezi jednotlivými opakováními pokusů byly pouze malé
rozdíly od cca 55 do 59 %. Poměrně nízký rozptyl mezi jednotlivými opakováními byl dosahován i
ve výtěžnosti metanu viz tabulka 4.3. Při porovnání našich výsledků s výsledky dávkových pokusů
publikovaných jinými autory lze konstatovat, že se pohybuje na dolní hranici výtěžnosti metanu.
Kryvorucko et al. (2009) uvádí průměrnou výtěžnost metanu 430 l kg-1 OS při 28 dnech zdržení
substrátu v laboratorních fermentorech a teplotě 37,5 °C. Vyšší produkci lze v tomto případě
vysvětlit zejména tím, že fermentory byly pravidelně míchány po dobu deseti minut v intervalech 30
minut. Koppar et al. (2008) docílil 336 l kg-1 OS při pouhých 15 dnech zdržení v termofilních
podmínkách (55 °C). Zde fermentory, podobně jako v našem případě, nebyly míchány. Zkrácení
doby potřebné pro prakticky stejnou výtěžnost metanu lze vysvětlit vyšší provozní teplotou. Hassan
67
MZE0002703102
(2003) udává výtěžnost metanu v rozmezí 400 – 468 l kg-1 OS. a Hutnan et al. (2000) 352 l kg-1 OS
při 17 dnech zdržení a teplotě 35 °C. Naopak čeští autoři uvádí spíše nižší měrné produkce metanu –
Váňa et al. (2011) 250 – 300 l kg-1 OS a Koman et al. (2010) docílil v poloprovozní experimentální
bioplynové stanici při mezofilních podmínkách, průměrné době zdržení cca 30 dní a kontinuálním
dávkování výtěžnosti metanu okolo 230 l kg-1 OS.
Druhá série pokusů byla zaměřena na ověření možnosti kofermentace vyslazených
cukrovarských řízků s kukuřičnou siláží. Výsledky, opět očištěné o vliv inokula, jsou shrnuty
v tabulce 4.4 a na obrázku 4.4.
Tab. 4.4 Měrná kumulativní produkce bioplynu a metanu ze substrátů s cukrovarskými řízky a
kukuřičnou siláží
Varianta
Počet
měření
4
5
6
Kontrolní
vzorek
3
3
3
3
Měrná produkce
bioplynu (l kg-1 org. suš.)
Průměr
Směrodatná
odchylka
535,4
22,1
551,8
41,3
615,4
67,3
136,5
12,7
Měrná produkce metanu
(l kg-1 org. suš.)
Průměr
Směrodatná
odchylka
334,4
22,0
327,8
26,3
388,9
31,4
53,4
5,0
Obsah
metanu
(% obj.)
Odbouraná
org. sušina
(% hm.)
58,5
57,1
60,7
39,1
49,7
55,0
64,9
12,6
Obr. 4.4 Měrná kumulativní produkce metanu ze substrátů s cukrovarskými řízky a
kukuřičnou siláží
68
MZE0002703102
Nejvýraznější rozdíl oproti první sérii pokusů je pomalejší náběh procesu a delší doba
produkce bioplynu. Také bylo docíleno vyšší produkce metanu – až 388,9 l kg-1 OS u nejvýkonnější
varianty 6 po 55 dnech zdržení ve fermentoru. Mírně vyšší produkce metanu však byla dosažena i po
35 dnech trvání pokusu u varianty 6 s aplikací aditiva (okolo 350 l kg-1 OS). Ostatní varianty dosáhly
po 35 dnech mírně nižší výtěžnosti metanu než u substrátů bez kukuřičné siláže, ale jelikož produkce
plynu ještě pokračovala, po 55 dnech zdržení byla i zde produkce metanu vyšší. Zajímavé je také
porovnání variant 5 a 6. Aplikace enzymaticko-bakteriálního aditiva zde měla výraznější vliv na
průběh procesu - produkce metanu byla zvýšena o velmi dobrých 18,6 %. Delší dobu zdržení
potřebnou pro biologický rozklad substrátů s významným podílem kukuřičné siláže i výraznější vliv
biotechnologické předpravy (dávkování aditiva) na zvýšení produkce metanu je možné vysvětlit
vyšším podílem vlákniny, resp. celulózy v těchto substrátech. Straka et al. (2006) uvádí, že enzymová
a mikrobiální předúprava je vhodná zejména pro specifické substráty a jako příklad zmiňuje celulózu.
To potvrzuje i Štambaský et al. (2009), který poukazuje na fakt, že hydrolýza patří mezi nejpomalejší
fáze procesu anaerobní digesce a její urychlení je klíčové pro intenzifikaci celého procesu.
Štambaský (2008) také uvádí, že většina zemědělských bioplynových stanic dnes zpracovává
materiály bohaté na polysacharidy, reprezentované především škrobem a vlákninou, kterou tvoří
zejména celulóza a hemicelulóza. A jako příklad zmiňuje právě kukuřičnou siláž, která sestává
přibližně z 50 % z vlákniny, 37 % škrobu a 8 % proteinů, zbytek tvoří lignin a tuky. Cukrovarské
řízky mají nižší podíl vlákniny i celulózy – Kryvorucko et al. (2009) udává u siláže z cukrovarských
řízků pouze 19,5 % podíl vlákniny. Štambaský (2008) také laboratorně testoval různé enzymatické
prostředky na bázi celuláz a prostředek s nejlepšími výsledky byl následně aplikován na 30
vybraných bioplynových stanicích. Dlouhodobé pokusy v těchto provozech dosahovaly velmi
dobrých výsledků v navýšení produkce bioplynu v rozmezí 4 – 35 %.
Závěr
Výsledky provedených experimentů dokazují, že anaerobní digesce vyslazených
cukrovarských řízků je perspektivní alternativou jejich využití. V laboratorních podmínkách bylo
dosaženo vysoké výtěžnosti metanu, a to zejména při kofermentaci cukrovarských řízků s kukuřičnou
siláží. V pokusech se substráty složenými pouze z cukrovarských řízků a inokula se částečně potvrdil
rychlý průběh procesu a relativně vysoká produkce metanu. Dalším významným výsledkem
provedených experimentů bylo ověření možnosti využití biotechnologické předpravy vstupních
substrátů. V obou řadách pokusů se dávkování biotechnologického prostředku projevilo pozitivně a
především výsledky u směsí cukrovarských řízků s kukuřičnou siláží jsou velmi slibné. Všechny
metody předúpravy vstupních surovin by měly vést ke zvýšení rozložitelnosti organických látek,
zrychlení jejich rozkladu a zvýšení produkce bioplynu. Liší se ale svou účinností, technickou
náročností a také cenou. Proto je třeba biotechnologickou intenzifikaci procesu anaerobní digesce
hodnotit individuálně a zohlednit zejména její ekonomickou efektivnost. Prezentované výsledky však
ukazují, že aplikace biotechnologických prostředků se jeví jako velmi perspektivní. Obecně lze
konstatovat, že výsledky experimentu jsou slibné a dokazují solidní potenciál využívání
cukrovarských řízků pro produkci bioplynu.
5.
Technologické postupy udržitelné výroby a užití biosurovin a energetických
nosičů nové generace se zřetelem na potravinovou bezpečnost a globální trhy
souvisejících produktů
Ing. Petr Jevič, CSc., prof. h. c.
69
MZE0002703102
Vlastní řešení a dosažené výsledky věcné etapy 5 výzkumného záměru
1.
Výběr a inovace postupů přípravy a technického zajištění produkce biosurovin a
biopaliv nové generace
Tato etapa byla zaměřena na pokračování prací orientovaných na termolýzní technologie,
resp. termochemické a termoselektivní procesy zpracování zbytkových zemědělských produktů,
biogenních a dalších vhodných odpadů. Těžištěm prací byla karbonizace, pražení (carbonized,
torrefaction). Lze ji charakterizovat jako pomalou pyrolýzu v bezkyslíkatém prostředí s teplotou 240
- 320 oC s kratší dobou zdržení v reaktoru. Tento postup (dále torefakce) zajišťuje vyšší hustotu
energie, spalné teplo, výhřevnost a měl by tak zlepšit spalovací charakteristiky u takto získaného
biouhlí oproti vstupní biomase.
Současná situace
Torefakce v současné době opouští laboratoře. Technologie torefakce, která umožňuje
zlepšené využití tuhé biomasy a její zařazení do druhé generace tuhých biopaliv, je rozvíjena
současně výzkumnými týmy v Evropě, USA a Asii. Tyto týmy zkoumají mnoho různých typů
reaktorů a různé podmínky reakce v průmyslovém měřítku. Potenciální trh zahrnuje široké spektrum
od paliva pro elektrárny až po suroviny pro výrobu syntetických paliv. Nabízí rovněž možnosti
využití nákladově efektivních logistických systémů vytvářených po staletí pro uhlí. Seznam závodů
na torefakci (viz tab. 5.1) není úplný. Většinou je založený na tiskových zprávách a osobních
informacích, aniž by byla zaručena jejich přesnost. Je třeba si uvědomit, že tento seznam zahrnuje
velmi odlišné dodávky a většinou se jedná o pokusné či předváděcí provozy.
Tab.5.1 Orientační přehled závodů na torefakci biomasy, které jsou v provozu nebo ve stádiu
výstavby (uvedení do provozu nejpozději koncem roku 2011)
Kapacita k dispozici v sezóně
Společnost (konsorcium)
Stát
2010/2011
Pechiney
Francie
uzavřen (předtím 12 000 t/rok)
Andritz AG/Polytechnik
Rakousko
10 000 t/rok
Thermya
Francie/Španělsko
20 000 t/rok
4 Energyinvest
Belgie/Nizozemí
40 000 t/rok
ECN/Vattenfall
Nizozemí/Švédsko
40 000 t/rok
New Energy Biomass
USA
96 000 t/rok
Integro Earth Fuels
USA
84 000 t/rok
Atmosclear SA
Švýcarsko/Lotyšsko
50 000 t/rok
Topell/RWE
Nizozemí
60 000 t/rok
Torr Coal
Nizozemí
70 000 t/rok
Zdroj: Tiskové zprávy, osobní informace a jednání s Dr. M. Englisch z Ofi (Österreichisches Forschungsinstitut für
Chemie und Technik), Wien ve Freibergu, 2011
Technologický přehled
Typický reaktor pro torefakci potřebuje zajišťovat dva hlavní úkoly. Zahřívá biomasu na
požadovanou teplotu torefakce včetně vysušení zbytkové vlhkosti, která zůstala v předsušené
biomase a udržovat tuto biomasu při této teplotě po stanovenou dobu (Bergman, P.C.A. et al., 2005).
Použitou technologii (reaktor) je možné zhruba zařadit do dvou kategorií:
• Nepřímý ohřev. Biomasa je v nepřímém styku (pomocí stěny) s nosičem tepla (olej, kouřový
plyn, pára). Nepřímo zahřívaný (olejem) šnekový reaktor použitý v technologickém procesu
společností Pechiney je dobrým příkladem. Na tomto principu je založena větší část procesů
70
MZE0002703102
karbonizace a pomalé pyrolýzy (rotační pece, nepřímo zahřívaný šnekový reaktor, lopatkové
reaktory), ale také některá sušící zařízení využívají tuto technologii (např. parní trubkové
sušárny nebo sušárny využívající přehřátou páru).
• Přímý ohřev. Biomasa je přivedena do přímého styku s nosičem tepla v plynném stavu.
Příkladem je reaktor využívající přehřátou páru. Většina způsobů sušení (konvekční sušárny)
je založena na této technologii (žaluziové, rotační bubnové a tunelové sušárny, sušárny s
fluidní vrstvou). Na tomto principu je založeno také mnoho technologií zplyňování
(s pohyblivou vrstvou, fluidní vrstvou, unášecím proudem), avšak při zplyňování je biomasa
často zčásti okysličena.
Na obr. 5.1 a 5.2 je znázorněna vývojová termolýzní zkušební linka VÚZT, v.v.i. PolyComp, a.s. s výkonností 2 kg.h-1 vstupního materiálu s elektrickým vytápěním, umožňujícím
nepřímý ohřev trubkového reaktoru až na teplotu 1000 oC. Pohyb tepelně zpracovávané hmoty
zajišťuje šnekovnice.
Obr. 5.1 Pohled na kontejnerovou
vývojovou zkušební linku VÚZT, v.v.i.
Praha - PolyComp, a.s. Poděbrady
s výkonností 2 kg.h-1 vstupního materiálu
Obr. 5.2 Pohled na vytápěné sekce
trubkového reaktoru se šnekovnicí
vývojové zkušební linky VÚZT, v.v.i.
Praha - PolyComp, a.s. Poděbrady
Všeobecná charakteristika je patrná z tab. 5.2 a parametry procesu z tab.5.3.
Tab 5.2 Všeobecná charakteristika rozdílných typů reaktorů používaných při torefakci
Druh reaktoru
Výhody
Nevýhody
Reaktor s oběžnou
dobrý přenos tepla,
je obtížné homogenizovat
vrstvou (šachtový
vysoký stupeň plnění reaktoru,
průtok plynu vrstvou reaktoru,
reaktor)
omezená doba zdržení,
kontrolovat dobu reakce a
plyny z torefakce s nízkým
podmínky reakce v reakční
obsahem dehtu
podmínky reakce v reakční
(protiproudová operace),
zóně,
nenáročné z hlediska investic
pokles tlaku ve vrstvě,
je obtížné přesunout proces
z laboratorních podmínek
do pokusných provozů nebo
normální výroby
Reaktor s fluidní
výborný přenos tepla,
recyklace plynů z torefakce,
vrstvou
velikost a tvar částic jsou méně
je potřebný dodatečný materiál
71
MZE0002703102
důležité,
vysoké investice
Bubnový reaktor
s nepřímým ohřevem
s dodatečnou
aparaturou nebo
bez ní
Lopatkový reaktor,
šnekový reaktor,
diskový sušič
Hydro-termální
úprava
plyn z torefakce může být
spalován přímo,
velikost a tvar částic jsou méně
důležité,
úzké rozdělení doby zdržení je
možné
plyn z torefakce může být
spalován přímo,
velikost a tvar částic jsou méně
důležité,
úzké rozdělení doby zdržení je
možné
dobrý přenos tepla,
je možné úzké rozdělení doby
zdržení,
také je možné vyluhování
anorganických složek
Tab. 5.3 Parametry procesu
Společnost
Typ reaktoru
(konsorcium)
Pechiney
nepřímo ohřívaný
šnekový reaktor
AndritzAG/
Polytechnik
(ACB reaktor)
Thermya
(Torspyd reaktor)
4 Energyinvest
ECN/Vattenfall
(BO2 proces)
Integro Earth
(Wyssmont)
Atmosclear SA
(bezkyslíkaté
systémy)
Topell (Torbed
reaktor/ RWE
Torr Coal
Torr Wash
nepřímo ohřívaný
bubnový reaktor
reaktor s pohyblivým
lůžkem
fluidní reaktor
reaktor s pohyblivým
lůžkem
pro vrstvu,
široké rozdělení doby zdržení,
oddělování částic z materiálu
vrstvy,
velké množství emisí prachu
z reaktoru
špatný přenos tepla,
omezená velikost povrchu
pro přenos tepla
nízký stupeň plnění reaktoru
špatný přenos tepla,
malý stupeň plnění reaktoru,
je nákladný a pouze omezený
přesun z laboratorních podmínek
do pokusných provozů nebo
normální výroby
čištění odpadních vod,
obtíže v nepřetržitém provozu
vysoké investice
Velikost částic
suroviny
G 50, jemné
částice použité
jako palivo
Vstupní
vlhkost
10 %
G 50
G 50
Teplota
reakce
240 280 oC
Doba
zdržení
60 - 90
Min
5%
260 320 oC
20 - 30
min
< 15 %
240 oC
do 210
min
270 oC
250 300 oC
240 270 oC
bubnový reaktor
260 300 oC
vířivý typ reaktoru
homogenní
částice
5 - 30 mm
nepřímo ohřívaný
bubnový reaktor
< 7 cm
320 380 oC
< 12 %
20 s 4 min
250 300 oC
190 -
72
MZE0002703102
(koncepce)
200 oC
Zdroj: Tiskové zprávy, Bergman, P.C.A. et al., 2005, Dr. M. English, Ofi (Österreichisches Forschungsinstitut für Chemie
und Technik, Wien), 2011
Torefakce samotná není izolovaným procesem. Je k ní potřeba příprava materiálu nebo tyto
následující přípravné operace:
• Drcení, homogenizace: v závislosti na technologickém procesu torefakce je požadován dost
malý rozdíl ve velikosti částic výchozí suroviny, např. u společnosti Andritz se pohybuje mezi
dřevní štěpkou spadající do třídy G 50 a pilinami, nebo musí být tato velikost stejná, jako je to
v případě společností Topell a 4 Energyinvest.
• Předsušení: zde se požadavky pohybují mezi 5 % až 15 %. U všech nepřímo zahřívaných
reaktorů snižuje vyšší obsah vody jejich výkon. Kromě toho voda, která je převedena do
torefakčního plynu, snižuje jeho výhřevnost.
Při získávání určitého produktu procesem torefakce jsou důležité tři parametry: teplota reakce
nebo torefakce, doba zdržení a přenos tepla mezi topnými médii. V případě systémů s nepřímým
ohřevem je velmi důležitá doba kontaktu produktu s horkými povrchy. V případě systémů s přímým
ohřevem plynem je nutno zvážit víření a rozptyl.
Po torefakci je nezbytné ochlazení produktu v atmosféře bez kyslíku nebo s jeho sníženým
množstvím. Je požadována minimální teplota 175 oC (Dr. M. English, Ofi, 2011), ostatní udávají
maximálně požadovanou teplotu 150 oC (Bergman,P.C.A. et al., 2005; ACB) předtím, než se materiál
dostane do ovzduší, aby se zamezilo samovznícení. Po torefakci obsahuje materiál částice podobné
těm, které měl vstupní materiál v případě, že se jedná o reaktory s fluidní vrstvou. U jiných typů
reaktorů dochází k drcení a rozmělňování v důsledku působení pohybu a směšování v těchto
reaktorech, což vede ke zvýšenému podílu velmi malých částic a zlomků. Avšak toto rozmělnění je
žádoucí pro získání prášku. Společnost Thermya používá dvouválcový drtič, jiné společnosti
například kladívkové drtiče rozemílající materiál na homogenní produkt. Tento prášek získaný
torefakcí je buď přímo prodáván zákazníkům (např. Torr Coal a Thermya), nebo dále zpracován na
pelety (např. EBES, ECN).
Hydrotermální úprava (např. proces TORWASH) představuje úplně odlišný způsob torefakce.
Surovina je zahřívána pod tlakem v kašovité hmotě na požadovanou teplotu. Za těchto podmínek
(Bergman, P.C.A., Pells, J.R. 2006)se rozpustí 30 % tuhých částic, avšak 85 % energie zůstává ve
zbytku. Ionty draslíku, sodíku a chlóru se rozpustí úplně, prvky fosfor, síra, vápník a hořčík se
rozpustí částečně, zatímco většina ostatních minerálních prvků zůstává úplně v produktu. Zbavení
vody mechanickým způsobem je snadné. Pokud je palivo slisováno do pelet, má obsah sušiny 60 %.
Mělo by to usnadnit i sušení teplem. Výhřevnost produktu se pohybuje kolem 20 MJ.kg-1.
Kvalita biomasy prošlé procesem torefakce a základní ekonomické aspekty
V tab. 4 jsou uvedeny palivářské vlastnosti před a po torefakci peletovaných dřevěných pilin
bez kůry a pšeničné slámy na zkušební vývojové lince. Na obr. 3 jsou ukázány pelety dřevěných pilin
a pšeničné slámy původní a torefikované. Z tab. 4 je patrný výrazný nárůst výhřevnosti a více než 60
% u obou těchto produktů.
Stupeň torefakce, podávající informace o zbývajícím obsahu prchavé hořlaviny
v torefikovaném produktu, se stanoví:
V
[% m/m]
(1)
stupeň torefakce = 100 − d ,torr .100
Vd
kde:
Vd,torr prchavá hořlavina v sušině torefikované hmoty,
Vd
prchavá hořlavina v sušině vstupní hmoty.
73
MZE0002703102
Z údajů tab.5. 4 je stupeň torefakce při teplotě 280 - 300 oC:
37,71
dřevěných pilin = 100 −
.100 = 55,03 % m/m
83,86
19,18
pšeničné slámy = 100 −
.100 = 74,19 % m/m.
74,32
Tento stupeň torefakce vedl u dřevěných pilin ke ztrátě hmotnosti cca 45 % a u pšeničné
slámy o 52 %. V důsledku zvýšení výhřevnosti zbývající torefikované biomasy je většina obsahu
energie zachycena v produktu. Předpokládá se, že obsah energie v torefakčních plynech bude použit
ke krytí energetických potřeb provozu.
Dalšími parametry, které je nutné sledovat, je odolnost proti vodě a schopnost mělnění
torefikované hmoty. Voda je absorbována pouze povrchem. Torefikované pelety jsou velmi málo
smáčivé, což by mohlo výrazně usnadnit skladování. V současnosti však neexistuje způsob testování
odolnosti proti vodě. Co se týče schopnosti produktu být rozemílán a drcen, voda rovněž nebyla pro
tyto produkty definována. Pokud ji srovnáme s uhlím, je možné použít index melitenosti.
Předpokládá se, že biopalivo získané torefakcí se může stát významnou komoditou
na mezinárodních trzích s energií a rovněž se očekává, že pelety získané tímto procesem se pro své
zlepšené vlastnosti mohou stát příští generací tuhých biopaliv, ev. jednou ze surovin syntetických
motorových paliv.
Obr. 5. 3 Pelety dřevních pilin a pšeničné slámy průměr 8 mm před a po torefakci
74
MZE0002703102
75
MZE0002703102
2.
Hodnocení životních cyklů biosurovin a biopaliv a postupů certifikace biomasy pro
ekologickou, sociální a ekonomickou udržitelnost výroby a využití
V roce 2011 pokračovaly aktivity týkající se udržitelné produkce biomasy pro energetické
využití, zahrnující zásady, kritéria a požadavky na udržitelnosti biopaliv a biokapalin a metody
výpočtu bilance emisí CO2eq s využitím analýzy životního cyklu.
Výchozí stav, požadavky na udržitelnost a certifikační systémy
V roce 2010 se situace v oblasti biopaliv po dvou letech poznamenaných hospodářským
poklesem výrazně změnila. V menší míře kvůli nárůstu kapacity a více pak v důsledku
hospodářských a politických změn. Ceny obilovin a cukru byly ovlivněny snížením jejich zásob.
Kromě toho probíhaly diskuze o budoucí americké politice v této oblasti, které se týkaly především
otázky daňových pobídek. Naproti tomu v Evropské unii se zvláště ve druhém pololetí roku 2010
staly klíčovým faktorem ovlivňujícím tržní ceny už dříve vypracované předpisy týkající se
udržitelnosti biopaliv.
Směrnice Evropského parlamentu a Rady 2009/28/ES o podpoře energie z obnovitelných
zdrojů, označovaná jako směrnice o obnovitelné energii (RED), definuje v článku 2 mj. energii
z obnovitelných zdrojů, biomasu, biopaliva a povinnost využívat energii z obnovitelných zdrojů.
RED obsahuje také závazná kritéria, týkající se snížení emisí skleníkových plynů, území s vysokým
stupněm biologické rozmanitosti, půd s vysokou zásobou uhlíku a agro-environmentální praxe.
Obecně se uznává, že udržitelnost zahrnuje ekologické, sociální a ekonomické aspekty. Kritéria
udržitelnosti jsou rovněž závazně stanovena ve směrnici 98/70/ES o jakosti benzinu a motorové
nafty, která je novelizovaná směrnicí 2009/30/ES (pokud jde o specifikaci benzinu, motorové nafty a
plynových olejů a zavedení mechanismu pro sledování a snížení emisí skleníkových plynů).
Směrnice 98/70/ES je uváděna jako směrnice o kvalitě paliv (FQD). Články a přílohy týkající se
biopaliv a biokapalin ve směrnicích RED a FQD uvádí tab.5. 5.
Tab 5.5 Články a přílohy týkající se biopaliv a biokapalin ve směrnicích RED a FQD
Směrnice RED
Směrnice FQD
Článek 2: Definice
neobsahuje
Článek 5: Výpočet podílu energie
neobsahuje
z obnovitelných zdrojů vč. konečné spotřeby
energie z obnovitelných zdrojů v dopravě
Článek 17: Kritéria udržitelnosti pro
Článek 7b: Kritéria udržitelnosti
biopaliva a biokapaliny
pro biopaliva
Článek 18: Ověřování souladu s kritérii
Článek 7c: Ověřování souladu s kritérii
udržitelnosti pro biopaliva a biokapaliny
udržitelnosti pro biopaliva
Článek 19: Výpočet dopadu skleníkových
Článek 7d: Výpočet emisí skleníkových
plynů z biopaliv a biokapalin
plynů vznikajících během životního cyklu
biopaliv
Článek 21: Zvláštní ustanovení týkající se
neobsahuje
energie z obnovitelných zdrojů v dopravě
Článek 24: Platforma pro transparentnost
neobsahuje
Příloha III: Energetický obsah paliv
neobsahuje
používaných v odvětví dopravy
Příloha V: Pravidla pro výpočet dopadů
Příloha IV: Pravidla pro výpočet emisí
skleníkových plynů z biopaliv, biokapalin
skleníkových plynů vznikajících během
a referenčních fosilních paliv
životního cyklu biopaliv
76
MZE0002703102
Především biomasa získaná ze zemědělství a lesního hospodářství, biogenní zbytky a odpady
poskytují dlouhodoběji skladovatelnou obnovitelnou energii a suroviny. Z biomasy je možné vyrobit
tuhé, kapalné a plynné zdroje energie sloužící jednak k výrobě tepla, jednak k produkci elektrické
energie nebo pohonných hmot a dále lze vyrobit chemické suroviny. Biomasa pro tyto účely musí být
vypěstována v souladu s požadavky na správnou zemědělskou praxi a v souladu se společnými
pravidly pro režim podpor v rámci společné zemědělské politiky EU.
Směrnice RED stanovuje dále závazné národní cíle a opatření pro využívání energie
z obnovitelných zdrojů. V článku 3 bodu 1 se deklaruje, že každý členský stát EU zajistí, aby se
v roce 2020 podíl energie z obnovitelných zdrojů na hrubé konečné spotřebě energie, vypočítaný
v souladu s dalšími články RED (článek 5 a 11), rovnal alespoň jeho celkovému národnímu cíli pro
podíl energie z obnovitelných zdrojů v tomto roce. Tyto závazné národní cíle jsou v souladu s cílem
nejméně 20 % e.o. (energetického obsahu) podílu energie z obnovitelných zdrojů na hrubé konečné
spotřebě energie ve Společenství v roce 2020. S ohledem na přílohu I RED by měl podíl energie
z obnovitelných zdrojů na hrubé konečné spotřebě energie v České republice v roce 2020 dosáhnout
13 % e.o. (v roce 2005 činil 6,1 % e.o.). Současně se v bodě 4 stejného článku požaduje od všech
členských států, aby podíl energie z obnovitelných zdrojů ve všech druzích dopravy v roce 2020 činil
alespoň 10 % e.o. spotřeby energie v dopravě. Přitom pro výpočet jmenovatele, tj. celkové množství
energie spotřebované v dopravě, se zohledňují pouze benzin, motorová nafta, biopaliva spotřebovaná
v silniční a železniční dopravě a elektřina. Pro výpočet čitatele, tj. množství energie z obnovitelných
zdrojů spotřebované v dopravě, se zohledňují všechny druhy energie z obnovitelných zdrojů
spotřebované ve všech druzích dopravy.
V roce 2010 se zvýšila světová výroba biopaliv při stoupajících cenách komodit. V tomto
roce se také zvýšila výroba palivového ethanolu o více než 18 % ve srovnání s rokem 2009, a to na
86,9 miliard litrů. K tomu přispěly hlavně legislativní úpravy v Evropské unii a v USA a rovněž
zvýšené používání vozidel s motory poháněnými směsí benzinu a ethanolu v Brazílii. Celková
světová výroba bionafty vzrostla o 16 % za rok, a to na více než 18 milionů tun, zvláště v důsledku
výhodných závazných kvót v tomto sektoru v Argentině a Brazílii.
V roce 2010 byly ceny tradičních druhů paliv ovlivňovány světovým hospodářským růstem.
Ve třetím čtvrtletí dokonce země sdružené v Organizaci pro ekonomickou spolupráci a rozvoj
(OECD) vyrovnaly krok se zeměmi, které nejsou jejími členy. Mezinárodní agentura pro energetiku
(IEA) očekávala, že v roce 2010 dojde ke zvýšení světové poptávky po ropě na 87,4 milionů barelů
denně a v roce 2011 pak na 88,8 milionů barelů. V roce 2009, který je charakterizován hospodářským
poklesem, činila tato spotřeba pouze 85 milionů barelů denně. V listopadu 2010 představovala
celosvětová produkce, včetně zemí sdružených v Organizaci zemí vyvážejících ropu (OPEC), 88,1
milionu barelů denně.
V roce 2009 byl sektor výroby bionafty v USA největší, pokud jde o výrobní kapacitu (více
než 8 milionů tun). Byl však poškozen ukončením daňového odpočtu jeden dolar za galon na konci
téhož roku a také tím, že EU uplatnila zvláštní dovozní cla, která znemožnila vývozy po roce 2009.
To se odrazilo v rekordně nízké výrobě během celého roku 2010. Vývozy bionafty do EU ve formě
směsí B-19 byly příliš malé, aby vyrovnaly tento propad. V oblasti legislativy byl pro rok 2011 a se
zpětnou platností i 2010 opětovně zaveden daňový odpočet u bionafty. Dále stanovila Agentura
pro ochranu životního prostředí na rok 2011 závaznou spotřebu bionafty ve výši 800 milionů galonů.
V EU proběhly vážné diskuze o budoucí podobě kritérií udržitelnosti a řešily se praktické
otázky související s ratifikací požadavků na udržitelnost obsažených ve směrnici RED, které vedou
k nárůstu byrokracie a vytváření obchodních překážek. Chybějící kritéria pro jednotné začlenění
směrnice RED do národní legislativy mohou tyto problémy ještě zhoršit a dokonce bránit obchodu
s výchozími surovinami v rámci Společenství a tím přispívat k nárůstu nákladů.
Požadavky směrnice RED jsou ve státech EU v různém stádiu implementace. Pouze Anglie,
Francie a Německo začlenily požadavky směrnice do své legislativy. Anglie a Francie vyžadují
kontrolu všech farem pěstujících biomasu pro výrobu biopaliv a biokapalin, Německo pouze 3 %.
77
MZE0002703102
V Anglii byl zaveden systém „Renewable Transport Fuels obligation“ (RFTO) s dohlížením nad
sledováním kritérií udržitelnosti. Ve Švédsku uzavřel dvoustrannou dohodu největší dovozce se 4
brazilskými výrobci bioethanolu. V Německu je zaveden systém certifikace Biokraft-NachV und
BioSt-NachV a systém International Sustainability and Carbon Certification (ISCC) a Renewable
Energy Directive Certification (RED). Systém ISCC je velmi komplexní, s rozsáhlou dokumentací.
Kritéria se nevztahují pouze na oblasti produkce surovin pro výrobu bioenergie, ale na všechny
oblasti vč. sociálních, zdraví a bezpečnost. Je aplikovatelný i pro země mimo EU. Je v EU schválený
jako mezinárodně uznávaný standard. Systém RED je jednodušší a jeho požadavky nejdou nad rámec
směrnice o obnovitelných zdrojích. Zatím není schválený jako mezinárodně uznatelný standard.
Takto se zvýšila pružnost legislativy, což usnadnilo obchod s udržitelnými surovinami a zajistilo
stálé dodávky certifikovaného zboží, přičemž zůstaly nezměněny základní požadavky udržitelnosti,
tj. snížení emisí skleníkových plynů, ustanovení o biologické rozmanitosti a pravidla kontrol
podmíněnosti (cross-compliance).
Evropská komise oznámila 19.7.2011 své rozhodnutí uznat dobrovolný certifikační systém
vytvoření konsorciem 2BSvs. Francouzské hospodářské subjekty podnikající v obilnářství a řetězci
výroby biopaliv se spojily v Konsorcium, které vypracovalo dobrovolný systém 2BS zaměřený na
splnění kritérií udržitelnosti stanovených ve směrnici RED, a to prostřednictvím nezávislého auditu.
Hospodářský subjekt zavede systém řízení a sledování, týkající se všech požadavků systému
ověřování a zahrnující jeho celou certifikační jednotku, aby byl schopen prokázat, že kritéria
udržitelnosti jsou splněna v celém rozsahu ověřování. „Vysledovatelnost“ kritérií udržitelnosti uvnitř
certifikační jednotky se provede prostřednictvím systému hmotnostní bilance.
Aktuální přehled dobrovolných certifikačních systémů uvádí tab. 5.6.
Tab. 5.6 Schválené dobrovolné certifikační systémy
Název
Biosuroviny
RSBA - Abengoa „RED Bioenergy
všechny
Sustainability Assurance“
2BSvs - Biomasse Biokraftstoffe
všechny
Bonsucro
cukrová třtina
Greenenergy Brazilian Bioethanol
cukrová třtina
verification program
ISCC - International Sustainability
všechny
& Carbon Certification
RSB - Roundtable of Sustainable
všechny
Biofuels EU RED
RTRS - Roundtable Responsible Soy
sója
Geografická poloha
veškerá území
veškerá území
veškerá území
Brazílie
veškerá území
veškerá území
mimo EU
Zdroj: EK, F.O.Licht, UFOP, IFEU, 2011
Přímá a nepřímá změna ve využití půdy
Přímá změna ve využití půdy by měla být chápána jako změna v pokrytí půdy mezi šesti
kategoriemi využití půdy, které používá IPPC (lesní půda, louky a pastviny, orná půda, mokřady,
osídlená a ostatní půda) plus ještě sedmá kategorie, kterou tvoří trvalé kultury, tzn. víceleté rostliny,
jejichž nadzemní část se obvykle každoročně nesklízí, jako jsou například rychlerostoucí dřeviny
pěstované na výmladkových plantážích nebo palma olejná. To znamená např., že změna z louky či
pastviny na ornou půdu představuje změnu ve využití půdy, zatímco změna z jedné pěstované
plodiny na jinou, např. z kukuřice na řepku, se za změnu ve využití půdy nepovažuje. Do kategorie
orné půdy spadá i úhor (to je půda ponechaná ladem jeden rok nebo několik let a potom znovu
obdělávaná). Změny ve způsobu hospodaření, obdělávání půdy nebo hnojení nejsou považovány za
změnu ve využití půdy.
Otázka nepřímé změny ve využití půdy (ILUC - Indirect Land Use Change) zůstává stále
78
MZE0002703102
nevyřešena a týká se rostlinné biomasy jak pro výrobu biopaliv, tak obecně bioenergie. ILUC je
velmi diskutovanou teoretickou koncepcí, aniž by došlo k jakékoliv jasné shodě mezi vědci.
Směrnice o obnovitelné energii (RED) jasně uvádí, že dopad ILUC, pokud bude vůbec nějaký, by
měl být založen na nejlepším vědeckém důkazu, který bude k dispozici a obsahovat konkrétní
metodiku pro emise ze změn zásoby uhlíku způsobených změnami v nepřímém využití půdy. Avšak
různé studie o ILUC vedou k rozdílným závěrům s tím, že Evropská komise dala přednost jedné
konkrétní studii před ostatními, aniž by to bylo podloženo konkrétními fakty. Kromě toho se ukazuje,
že dosud nedošlo k žádné shodě mezi oběma stanovisky. Je proto politováníhodné, že Evropská
komise v současnosti zakládá své hodnocení stále ještě na velmi sporném dopadu ILUC na emise
skleníkových plynů uvolňovaných z biopaliv, jak to uvádí výzkumný ústav IFPRI (International Food
Policy Research Institute) v USA. Odvětví šetrné k životnímu prostředí, jakým je evropský sektor
výroby biopaliv, by neměl být penalizován (čímž by byla ohrožována jeho další existence), návrhem
právního předpisu vzniklém na základě neověřených předpokladů a chybějících metodik.
Don O´ Connor z poradenské společnosti S a T Consultants Inc. zvláště zdůraznil velké
nedostatky v metodice a tvrdí, že ve studii IFPRI chybí některé důležité skutečnosti:
- Databáze inventarizace půdy: chybí všechna zemědělská půda potřebná k produkci krmiv pro
hospodářská zvířata a všechna půda, která je přechodně nevyužitá (leží ladem), dohromady to
představuje 400 až 500 milionů hektarů.
- Převedení půdy s pěstovanými krmnými plodinami: model rovněž nadhodnocuje plochu půdy
s pěstovanými krmnými plodinami, protože používá stejnou hodnotu pro pastviny i
obhospodařované lesy. Ve skutečnosti jsou údaje dokládající, že existuje 20x až 30x větší
pravděpodobnost, že dojde ke konverzi pastviny než lesa.
- Modelování vedlejších výrobků: pozitivní dopad vedlejších výrobků u olejnin na snížení změny ve
využití půdy z ploch určených k produkci krmiv pro hospodářská zvířata je velmi podceněn.
V této souvislosti je velmi sporné modelování sektoru produkce krmiv pro zvířata vypracované
IFPRI, protože je založeno spíše na amerických než evropských standardech.
- Stupeň náhrad rostlinných olejů: studie předpokládá významné substituční účinky mezi rostlinnými
oleji, což neodpovídá skutečnosti na evropském trhu s bionaftou (například technická omezení u
palmového oleje).
Kromě toho profesoři Lange a Delzeit z Kielského ústavu světové ekonomiky přispívají do
diskuze zdůrazněním některých závažných skutečností, jako jsou:
- Asimilace (přizpůsobení): modely CGE obecně nemohou rozlišovat mezi dopady nařízení o
biopalivech při změně v přímém využití půdy a změně v nepřímém využití půdy při výpočtu
faktoru změny ve využití půdy.
- Neurčitá konstatování: Dvě verze modelu IFPRI jsou velmi neurčité v případě, že se mění
parametry nebo předpoklady.
- Žádný základ pro strategii: Kielská universita doporučuje, aby tvůrci strategie nepoužívali
výsledky k odvození specifických faktorů ILUC.
- Nedostatečná kontrola: ILUC nemůže být účinně kontrolována samotnými činnostmi spojenými
s certifikacemi biopaliv.
Toto má zvláštní význam, protože výroba biopaliv je už předmětem omezujících opatření
podle směrnice o obnovitelné energii (jako jsou kritéria udržitelnosti) a dalších dodatečných
omezení:
- bylo by to nepřiměřené (protože kritéria udržitelnosti nemají ani sektorový přístup, ani nejsou
aplikována v jiném průmyslu, který používá suroviny),
- mělo by to poškozující a osudný dopad na výrobu biopaliv/biokapalin v Evropské unii.
Díky masivní podpoře biopaliv v některých členských státech Evropské unie, např. Německu,
Francii a Švédsku, by měl být dosažen jejich podíl kolem 4 %. Bylo obtížné dosáhnout cíle pro rok
2010, protože ve většině členských států EU nedošlo k zavedení paliva E-10. Standardy B-7 pro
bionaftu byly zavedeny v několika zemích Společenství během let 2009 a 2010 a v současné době je
79
MZE0002703102
podíl příměsi bionafty kolem 5 % objemových. Tak se jako správné ukázaly předchozí prognózy
Evropské komise, že cíl pro rok 2010 nebude splněn.
Prognózy zveřejněné pěti hlavními spotřebiteli paliv v EU 27, tj. Francií, Německem, Itálií,
Španělskem a Velkou Británií, poukázaly na prudký nárůst palivového ethanolu a rostlinných olejů.
Údaje shromážděné z těchto pěti národních akčních plánů ukazují, že se očekává, že v roce 2020
bude v těchto zemích použito více než 8 miliard litrů palivového alkoholu. V případě bionafty a
hydrogenovaných rostlinných olejů se předpokládá spotřeba 16 milionů tun v roce 2020. Avšak
plánované spotřeby těchto paliv výrazně převyšují produkci potřebných výchozích surovin ve
Společenství. Kromě toho požadavky na udržitelnost by mohly ještě více ztížit dostupnost surovin
v rámci EU i dovozy z ostatních zemí. Proto zůstávají velmi vážné pochybnosti o splnění
plánovaných cílů uvedených v národních akčních plánech pro obnovitelné zdroje již v roce 2020. To
se týká zvláště bionafty a hydrogenovaných rostlinných olejů. K dosažení plánovaných cílů v roce
2020 při dodržení požadavků udržitelnosti bude třeba více invence a nejen další pokračování
současného trendu.
Metody výpočtu bilance CO2eq
Úspory emisí skleníkových plynů dosažené použitím biopaliva/biokapaliny se vypočítají
v souladu s RED a FQD podle vztahu:
E − EB
(2)
−
úspora = F
EF
kde:
celkové emise ekvivalentu CO2 během životního cyklu biopaliva,
EB
EF
jsou celkové emise ekvivalentu CO2 během životního cyklu referenčního fosilního paliva.
Pro účely výpočtu hodnoty EF se používá poslední známá hodnota průměrných emisí z fosilní
části benzínu nebo motorové nafty spotřebované ve Společenství. Pokud tato hodnota není
k dispozici, použije se v případě biopaliv a biokapalin hodnota uvedená v souladu s RED a FQD
v tab. 7.
Tab. 5.7 Hodnoty EF pro účely výpočtu podle vzorce (2) (zdroj: RED, FQD)
Hodnota EF
Použití
83,8 g CO2eqMJ
pro biopaliva (emisní faktor motorové nafty a motorových benzinů)
91,0 g CO2eq/MJ
pro biokapaliny používané k výrobě elektřiny
77,0 g CO2eq/MJ
pro biokapaliny používané k výrobě tepla
85,0 g CO2eq/MJ
pro biokapaliny používané ke kombinované výrobě elektřiny a tepla
Přehled minimálních úspor emisí CO2eq ukazuje tab. 8.
Tab.5. 8 Přehled minimálních úspor emisí skleníkových plynů (zdroj: RED)
Platnost od
Minimální úspora
1.1.2011
35 %
1.1.2017
50 %
*)
1.1.2018
60 %
*)
Platí pouze pro výrobní zařízení uvedená do provozu od 1. ledna 2017.
Emise CO2eq se v souladu s RED a FQD vypočítají:
E B = eec + el + e p + etd + eu + e sca − eccs − eccr − eee
kde:
eec
(3)
emise původem z pěstování biomasy; zahrnují emise pocházející ze samotného procesu
pěstování, získávání (sklízení) biomasy, emise z odpadu a úniků a z výroby chemických látek
80
MZE0002703102
el
ep
etd
eu
esca
eccs
eccr
eee
nebo produktů použitých při pěstování. Zachycování emisí CO2 při pěstování biomasy není
zahrnuto. Emise z pěstování jsou ovlivněny zejména druhem osiva, množstvím a druhem
použitých hnojiv a pesticidů, spotřebou pohonných hmot, výnosem plodiny a emisí N2O
pocházejících z pole;
roční hodnoty emisí ze změn v zásobě uhlíku vyvolaných změnou využití půdy, vypočítají se
rozdělením celkových emisí rovnoměrně na dvacet let;
emise původem ze zpracování; zahrnují emise z vlastního procesu zpracování, z odpadu a
úniků a z výroby chemických látek nebo produktů použitých při zpracování. Při zohlednění
spotřeby elektřiny, která není generována přímo v zařízení vyrábějícím příslušné palivo, se
předpokládá, že intenzita emisí skleníkových plynů z její výroby a distribuce se rovná
průměrné intenzitě emisí skleníkových plynů při výrobě a distribuci elektřiny v dané oblasti.
Existují i výjimky z tohoto pravidla, specifikované v metodice směrnice;
emise původem z dopravy, skladování, distribuce polotovarů a konečného výrobku;
emise původem z používání daného paliva; u biopaliv a jiných biokapalin rovné nule;
úspory emisí vyvolané nahromaděním uhlíku v půdě díky zdokonaleným zemědělským
postupům;
úspory emisí vyvolané zachycením, sekvestrací a geologickým ukládáním uhlíku; omezují se
na emise, ke kterým nedošlo v důsledku zachycení a sekvestrace emitovaného CO2 v přímé
souvislosti se získáváním, přepravou, zpracováním a distribucí paliva;
úspory emisí vyvolané zachycením a náhradou uhlíku; omezují se na emise, ke kterým
nedošlo v důsledku zachycení CO2, jehož uhlík pochází z biomasy a používá se k náhradě
CO2 z fosilních paliv používaného v souvislosti s komerčními výrobky a službami;
úspory emisí v důsledku přebytečné elektřiny z kombinované výroby tepla a elektřiny; úspory
emisí skleníkových plynů související s touto přebytečnou elektřinou se pokládají za rovné
množství skleníkových plynů, které by byly emitovány při výrobě stejného množství elektřiny
v elektrárně s využitím stejného paliva, jaké se používá v kogenerační jednotce.
Všeobecný výrobní řetězec biopaliv/biokapalin ukazuje obr.5. 4. Vstupy a výstupy typického
konverzního závodu zobrazuje obr. 5.5.
81
MZE0002703102
Přímé změny ve využití půdy
Zlepšené hospodaření na zemědělské půdě
Systém biologické obnovy předchozího stavu
Degradovaná půda
VYUŽITÍ PŮDY
Osivo
Hnojiva a agrochemikálie
Polní emise
Zavlažování
Spalování před setím a před/po sklizni
PRODUKCE BIOMASY
Odpady
& zbytky
Biomasa
Druhotné
produkty
Odpady
& zbytky
PŘÍPRAVA BIOMASY
Skladování
Doprava
Meziprodukty
MANIPULACE
S BIOMASOU
/MEZIPRODUKTY
Energie
Činidla
Procesní chemikálie
KONVERZE BIOMASY
/MEZIPRODUKTŮ
Meziprodukty nebo
biopalivo/biokapalina
Druhotné
produkty
Odpady
& zbytky
PŘEPRAVA BIOPALIVA
/BIOKAPALINY
Obr. 5.4 Všeobecný výrobní řetězec biopaliv/biokapalin
82
MZE0002703102
Činidla
Surovina
Procesní chemikálie
Palivo
KONVERZE
BIOMASY
/MEZIPRODUKTU
Elektřina
Teplo
Elektřina
Teplo
Biopalivo/biokapalina
nebo meziprodukt
Druhotné produkty
Odpady a zbytky
Obr. 5.5 Obecné konverzní zařízení
Systém hmotnostní bilance
Systém hmotnostní bilance se využívá při míchání dodávek s odlišnými parametry z hlediska
kritérií udržitelnosti biopaliv, od různých subdodavatelů a z různých zemědělských lokalit. Principem
je možnost fyzického smísení jednotlivých dodávek s různými parametry do jedné směsi na vstupu
skladovací nebo výrobní jednotky. Pro tuto směs jsou stanoveny průměrné emise skleníkových plynů
pomocí váženého průměru emisí jednotlivých dodávek. Na výstupu z jednotky jsou postupně
odebírány dodávky s hmotností nezávislou na hmotnostech vstupních dodávek, přičemž celková
hmotnost odebraných dodávek nesmí překročit hmotnost dodávek dodaných na vstupu do jednotky
za dobu trvání časového rámce a hmotnost počáteční dodávky v jednotce na začátku časového rámce.
Dodávky surovin nesplňující kritéria udržitelnosti jsou evidovány odděleně. Časový rámec pro účely
této metodiky je aplikován na časový úsek platnosti certifikátu, tj. 12 měsíců. Schématické zobrazení
systému hmotnostní bilance je uvedeno na obr. 5.6.
83
MZE0002703102
Skladovací nebo výrobní jednotka
Udržitelná produkce
Počáteční dávka A1
parametry: mA1, E’A
Výstupní dávka E1
parametry: mE1, Ē’C
1
Vstupní dávka A2
parametry: mA2, E’A
2
:
Dávka C
mC, Ē’C
parametry:
:
Vstupní dávka Ai
parametry: mAi, E’A
Výstupní dávka Ek-1
parametry: mEk-1, Ē’C
Zbývající dávka Ek
parametry: mEk, Ē’C
i
Neudržitelná produkce
Počáteční dávka B1
parametry: mB1
Vstupní dávka B2
parametry: mB2
:
Vstupní dávka Bj
parametry: mBj
Výstupní dávka F1
parametry: mF1
:
Dávka D
mD
parametry:
Výstupní dávka Fl-1
parametry: mFl-1
Zbývající dávka Fl
parametry: mFl
Obr. 5.6 Systém hmotnostní bilance v průběhu časového rámce v souladu s RED a Draft prEN
16214-2 „Conformity assessment including chain of custody and mass balance
(December 2010)
Výpočet vážených průměrných emisí skleníkových plynů se provádí podle vzorce (4):
∑i (mi × E' i )
(4)
E' =
∑ mi
i
kde:
E’i
mi
dílčí emise skleníkových plynů z dosavadního životního cyklu produktu, respektive suroviny
před vstupem do skladovací nebo výrobní jednotky (zahrnují např. emise původem
z pěstování surovin, emise z dopravy suroviny apod.) připadající na tunu suroviny, vypočtené
pro i-tou dodávku suroviny [g CO2eq.t-1],
hmotnost i-té dodávky suroviny.
Dílčí emise skleníkových plynů jsou dokládány na výstupu jednotlivých článků
zpracovatelského řetězce. Emisní příspěvek následujících článků k dokladovaným dílčím emisím
skleníkových plynů je přehledně zobrazen v tab. 5.9.
84
MZE0002703102
Tab.5.9 Součásti dílčích výpočtů emisí
Příspěvek do dílčích emisí
el
ep
etd
eu
esca
eccs
eccr
eee
z používání daného paliva (E’i) eec
Pěstitel suroviny
●
○
○
○
Obchodník, velkosklad
●
Výrobce biopaliva
●
○
○
○
○
Distributor paliv
●
● Započítány vždy.
○ Započítány v závislosti na tom, zda jsou v daném článku produktového řetězce emise
produkovány, příp. uspořeny.
Standardní hodnoty emisních faktorů původem z těžby nebo pěstování surovin pro Českou
republiku jsou uvedeny v tab. 5.10. V případě vlastního výpočtu emisních faktorů je potřeba doložit
kompletní postup výpočtu s uvedením použitých datových zdrojů.
Tab.5.10 Emisní faktory pro výpočet emisí původem z těžby nebo pěstování surovin
Emisní faktor
Hodnota
Jednotka
Zdroj
Hnojiva
DAM, minerální půda
4590109
g CO2eq.t-1 Projekt SPII4i1/33/07
LAV/LAD, minerální půda
4432170
g CO2eq.t-1 Projekt SPII4i1/33/07
DASA, minerální půda
3967754
g CO2eq.t-1 Projekt SPII4i1/33/07
NPK, minerální půda
2661706
g CO2eq.t-1 Projekt SPII4i1/33/07
N-hnojivo
5880600
g CO2eq.t-1 Projekt IEE/09/736/SI2.558249
P2O5-hnojivo
1010700
g CO2eq.t-1 Projekt IEE/09/736/SI2.558249
K2O-hnojivo
576100
g CO2eq.t-1 Projekt IEE/09/736/SI2.558249
CaO-hnojivo
129500
g CO2eq.t-1 Projekt IEE/09/736/SI2.558249
Pesticidy
Bez rozlišení
10971300
g CO2eq.t-1 Projekt IEE/09/736/SI2.558249
Energetické zdroje
Nafta
2964,39
g CO2eq.l-1 Projekt SPII4i1/33/07
MEŘO
1627,05
g CO2eq.l-1 Projekt SPII4i1/33/07
Elektrická energie EU mix
129,19
g CO2eq.MJ-1 Projekt IEE/09/736/SI2.558249
nízkonapěťový (2010)
Elektrická energie EU mix
127,65
g CO2eq.MJ-1 Projekt IEE/09/736/SI2.558249
středněnapěťový (2010)
Standardní hodnoty emisních faktorů pro výpočet emisí původem ze zpracování pro Českou
republiku jsou uvedeny v tab. 5.11. V případě vlastního výpočtu emisních faktorů je potřeba doložit
kompletní postup výpočtu s uvedením použitých datových zdrojů.
Tab. 5.11 Emisní faktory pro výpočet emisí původem ze zpracování
Emisní faktor
Hodnota
Jednotka
Zdroj
Energetické zdroje
Elektrická energie EU mix
129,19
g CO2eq.MJ-1 Projekt IEE/09/736/SI2.558249
nízkonapěťový (2010)
Elektrická energie EU mix
127,65
g CO2eq.MJ-1 Projekt IEE/09/736/SI2.558249
středněnapěťový (2010)
85
MZE0002703102
Topný olej
Zemní plyn (EU mix, 4000 km)
Hnědé uhlí
Černé uhlí
Pšeničná sláma
Provozní materiály
Methanol
HCl
NaOH
Na2CO3
H2SO4
H3PO4
n-hexan
84,98
67,58
116,99
111,28
1,81
1981443
750900
469300
1190200
207700
3011700
3630550
g CO2eq.MJ-1
g CO2eq.MJ-1
g CO2eq.MJ-1
g CO2eq.MJ-1
g CO2eq.MJ-1
Projekt IEE/09/736/SI2.558249
Projekt IEE/09/736/SI2.558249
Projekt IEE/09/736/SI2.558249
Projekt IEE/09/736/SI2.558249
Projekt IEE/09/736/SI2.558249
g CO2eq.t-1
g CO2eq.t-1
g CO2eq.t-1
g CO2eq.t-1
g CO2eq.t-1
g CO2eq.t-1
g CO2eq.t-1
Projekt IEE/09/736/SI2.558249
Projekt IEE/09/736/SI2.558249
Projekt IEE/09/736/SI2.558249
Projekt IEE/09/736/SI2.558249
Projekt IEE/09/736/SI2.558249
Projekt IEE/09/736/SI2.558249
Projekt IEE/09/736/SI2.558249
Hodnoty výhřevností nejčastějších vedlejších produktů jsou uvedeny v tab. 5.12.
Tab. 5.12 Výhřevnosti vedlejších produktů
Vedlejší produkt
Výhřevnost [MJ.t-1]
Glycerin
16000
Řepkový šrot
18700
Řízky řepy cukrovky
15600
Cukrovkové výpalky
15600
Pšeničná sláma
17200
Bioolej (vedlejší produkt při
21800
výrobě FAME z odpadního oleje)
Surový rostlinný olej
36000
Zdroj
Projekt IEE/09/736/SI2.558249
Projekt IEE/09/736/SI2.558249
Projekt IEE/09/736/SI2.558249
Projekt IEE/09/736/SI2.558249
Projekt IEE/09/736/SI2.558249
Projekt IEE/09/736/SI2.558249
Projekt IEE/09/736/SI2.558249
Příklad výpočtu emisí CO2eq pro pěstování produkce kukuřice, žita a travin k výrobě bioplynu
a jeho úpravu na plynné motorové palivo biomethan
Základní ukazatelé hektarových výnosů surovin a bioplynu, resp. biomethanu z nich
vyrobeného ukazuje tab.5.13. V tab. 5.14 je bilance výtěžnosti a hodnotová alokace bioplynu
na biomethan.
Tab. 5.13 Základní ukazatele hektarového výnosu surovin a bioplynu z nich vyrobeného
v hmotnostních a energetických jednotkách ze zemědělské půdy
Kukuřičná
Travní
Žito
Jednotka
siláž
senáž
na GPS
Hektarový výnos v čerstvé hmotě
t/ha.rok
40
11
20
Podíl sušiny
%
32
35
32
Hektarový výnos kukuřice v sušině
t/ha.rok
12,8
3,85
6,40
Podíl organických látek v sušině
%
94
88
92
Organická sušina (OM)
t/ha.rok
12
3,39
5,89
Ztráty OM při silážování
%
10
10
10
Měrná produkce methanu 1)
m3 CH4/kg OM
0,35
0,30
0,31
Měrná hektarová produkce methanu
m3 CH4/ha.rok
3790
910
1640
2)
Měrná hektarová produkce energie
MWhspal/ha.rok
39,7
9,6
17,2
1)
2)
zdroj: Normativy VÚZT, v.v.i.; Biogas Basisdaten - FNR Gülzow, 2009
Energetická vydatnost methanu vyjádřena jeho spalným teplem ve výši 10,5 kWh/Nm3 pro standardní
86
MZE0002703102
podmínky (odpovídá spalné teplo methanu 15,42 kWh/kg (55,5 MJ/kg) a měrné hmotnosti methanu při 15
o
C a 1 013 bar ve výši 0,68 kg/Nm3.
Tab. 5.14 Bilance výtěžnosti a hodnotová alokace bioplynu na biomethan
Alokační poměr pro úpravu
Plodina
Produkce
Výtěžnost biopaliv
bioplynu na biomethan
3
Siláž
Bioplyn
52 %
198 - 206 m bioplynu
54,3 % 1)
kukuřice Digestát CH4
na 1 t siláže, průměr: 202 m3
Siláž
Bioplyn
52 %
159 - 167 m3 bioplynu
54,3 % 1)
žita
Digestát CH4
na 1 t siláže, průměr: 163 m3
Senáž
Bioplyn
54 %
169 - 175 m3 bioplynu
56,1 % 2)
TTP
Digestát CH4
na 1 t senáže, průměr: 172 m3
1)
2)
Úprava surového bioplynu na biomethan: spalné teplo bioplynu 52 % CH4 je cca 5,7 kWh/Nm3
při normálních referenčních podmínkách (0 oC; 1,013 bar). Spalné teplo biomethanu je cca 10,5 kWh/Nm3
při standardních referenčních podmínkách (15 oC; 1,13 bar)
Úprava surového bioplynu na biomethan: spalné teplo bioplynu 54 % CH4 je cca 5,9 kWh/Nm3
při normálních referenčních podmínkách (0 oC; 1,013 bar)
Výpočet emisní zátěže CO2eq v g CO2eq/kWhBP původem z pěstování eec je členěn
do následujících kroků:
eec1
Spotřeba fosilní energie v podobě PHM a s tím spojené přímé emisí CO2 pro veškeré
agrotechnické postupy potřebné na obdělávání zemědělské půdy, na níž budou pěstovány
potřebné vstupy, vč. dopravy surovin do místa BPS a vykonávané strojní mechanizací
(traktor, nákladní automobil, kolový nakladač apod. s dieselovým pohonem.
eec2
Nepřímá spotřeba fosilní energie na výrobu minerálních hnojiv potřebných pro pěstování
předpokládaných vstupů a tím spojené emise CO2eq.
eec3
Přímé i nepřímé emisí N2O vznikající z rozkladu posklizňových zbytků a z aplikace
minerálních i organických hnojiv na půdu a vyčíslení jejich skleníkového efektu v CO2eq.
Pro výpočet množství emisí oxidu uhličitého, k němuž bude docházet v důsledku spotřeby
pohonných hmot fosilního původu (v zásadě motorové nafty) strojovou technikou zajišťující
potřebné suroviny pro výrobu bioplynu, resp. biomethanu, byly sestaveny měrné spotřeby
energetické náročnosti pro jednotlivé agrotechnické úkony (viz tab. 15). Zahrnuje veškeré úkony
vyžadující mechanizaci - od prvotní přípravy půdy až po uskladnění sklizně (silážování či
senážování) a její postupné dávkování do fermentorů. Výsledné hodnoty absolutní spotřeby nafty
v litrech v přepočtu na hektar té dané plodiny (substrátu) a rok uvádí tab. 15. Nejvyšší hodnoty podle
očekávání připadají na zajištění kukuřičné siláže - více než 170 litrů/ha.rok, nejméně naopak
v případě travní senáže - cca 65 litrů/ha.rok. Situace se však mění po přepočtu těchto spotřeb do
energetických jednotek - emisí CO2eq a jejich vyjádření v přepočtu na kilowatthodinu vyrobeného
bioplynu, jak uvádí tab. 16. Vážený průměr emisního faktoru této fáze eec1 podle procentuálního
zastoupení jednotlivých substrátů na celkové výrobě bioplynu činí 18,4 g CO2eq/kWhBP.
Tab. 5.15 Spotřeba PHM (nafty) u mechanizace zajišťující potřebné úkony spojené se zabezpečením
potřebných surovin pro výrobu bioplynu/biomethanu [l/ha.rok]
Kukuřičná siláž
Travní senáž
Žito na GPS
1)
Doprava a rozmetání hnojiv
15
7,8
15
Orba a úprava půdy na setí
32,7
32,7
Setí (uTTP údržba a doplň. zatravnění)
9,4
2,5
9,4
Odplevelení
3
0,275
3
Sklizeň
27,5
22
25
Doprava sklizně z pole do BPS 2)
28
7,7
14
87
MZE0002703102
Silážování
Dávkování do fermentoru
Doprava digestátu z BPS na pole 3)
Celkem
5,6
20
31
172
4,5
20
65
5,6
20
31
156
Zahrnuje dopravu organického či minerálního hnojiva po poli v délce 2 kg.
Zahrnuje dopravu sklizně z pole do silážního žlabu v areálu BPS nákladním vozem o ložném objemu cca 50
m3, užitné přepravní hmotnosti 10 tun a měrné spotřeby motorové nafty 50 l/100 km v délce 15 km, vč.
zpáteční cesty.
3)
Zahrnuje dodatečnou dopravu digestátu z BPS k aplikaci na pole cisternovým vozem o objemu 18 m3
v délce 15 km, vč. zpáteční cesty.
Zdroj: Internetový expertní systém „Technologie a ekonomika pěstování plodin, VÚZT, v.v.i.
1)
2)
Tab.5.16 Emisní faktor CO2eq bioplynu vycházejícího ze spotřeby PHM (nafty) strojovou technikou
na zajištění potřebných surovin - pěstované biomasy
Jednotka
Kukuřičná siláž Travní senáž Žito na GPS
Ekvivalent spotřeby nafty kWh/ha.rok
1707
642
1544
S tím spojené emise
kg CO2eq/ha.rok
529
199
479
CO2eq
Emisní faktor CO2eq
g CO2eq/kWhBP
13,3
20,7
27,8
vyrobeného bioplynu eec1
Vážený průměr eec1
g CO2eq/kWhBP
18,4
Každá ze zemědělských ploch využívaných pro pěstování uvedených surovin si bude
vyžadovat jisté množství hnojiv (pro dodávku potřebného dusíku, fosforu, draslíku a dalších
minerálních látek) a příp. prostředků na ochranu porostu (pesticidy, herbicidy).
S ohledem na zanikající živočišnou výrobu je tak dodavatel surovin nucen většinu potřebných
minerálů a dalších minerálních látek dodávat ve formě minerálních hnojiv. S jejich výrobou se však
pojí nemalá spotřeba energie, respektive emise skleníkových plynů. Navržený příklad tuto skutečnost
v případě realizace (z)mění a umožní nahradit jistou část dusíkatých minerálních hnojiv
prostřednictvím digestátu. Předpokládá se, že digestátem se podaří krýt mezi 50 % (kukuřice) až 100
% (TTP) dusíku, který bude potřeba porostům dodávat. Díky tomu bude spotřeba minerálního dusíku
v případě kukuřice jen 100 kg/ha.rok (z celkových 200 kg N), u žita 50 kg (z celkových 80 kg N) a u
travních porostů nebude aplikován žádný (pouze N v digestátu v množství 50 kg/ha.rok) - viz tab.
5.17. Skutečnost, že příklad umožní spotřebu minerálních hnojiv snížit, se ve výpočtu zohledňuje
„emisním kreditem“ (tj. odpočtem ekvivalentního množství skleníkových emisí, které tím budou
eliminovány).
Výsledné hodnoty měrných emisí CO2eq z výroby minerálních hnojiv v přepočtu na kWh
vyrobeného bioplynu eec2 uvádí tab. 5.18.
Tab.5.17 Množství minerálních hnojiv aplikovaných (spolu s organickými hnojivy - digestátem) na
plochy využívané pro zabezpečení potřebných vstupů [kg/ha.rok]
Kukuřičná siláž
Travní senáž
Žito na GPS
N
100
0
50
P2O5
50
0
0
K2O
0
0
0
Prostředky proti či na odplevelení
2
0,1
0,5
88
MZE0002703102
Tab.5.18 Spotřeba (primární) energie a s tím spojené emise CO2eq vznikající z minerálních hnojiv
spotřebovávaných pro zabezpečení potřebných surovin
Jednotka
Kukuřičná siláž Travní senáž Žito na GPS
Emise CO2eq spojené
s výrobou použitých
kg CO2eq/ha.rok
732
1
330
hnojiv
Emisní kredit za úsporu
minerálních dusíkatých
-647
0
-194
kg CO2eq/ha
hnojiv při použití
digestátu
Měrné emise CO2eq
z výroby minerálních
g CO2eq/kWhBP
2,1
0,1
7,9
hnojiv na kWh
vyrobeného bioplynu eec2
Vážený průměr eec2
g CO2eq/kWhBP
2,7
V souladu s metodickými pravidly IPCC (Intergovernmental Panel on Climate Change) pro
přípravy hodnotících a inventarizačních zpráv bilancujících emise skleníkových plynů, které jsou
povinny vypracovávat země přistoupivší ke Kjótskému protokolu, dochází při aplikaci minerálních i
organických hnojiv obsahujících dusík na půdu a při tlení posklizňových zbytků zůstávajících na poli
i v zemi ke vzniku oxidu dusného - N2O, jenž má mnohem větší skleníkový vliv než CO2 (v časovém
období 100 let je odhadován na cca 300x oproti CO2). I přes relativně velkou míru nejistoty v určení
přesného množství oxidu dusného, které při těchto procesech vzniká (různé studie a výzkumy vedou
k násobným rozdílům), je nutné tento fakt do výpočtu emisního faktoru CO2eq vyráběného bioplynu
resp. biomethanu zohlednit. Využita byla pro tento účel nejnovější metodika IPCC, jež sloužila pro
přípravu poslední hodnotící zprávy IPCC z roku 2007 (tzv. „IPCC Forth Assessment Report“).
Při výpočtu množství posklizňových zbytků na povrchu byl zohledněn fakt, že jak u kukuřice,
tak i žita bude sklízena de facto veškerá biomasa (z důvodu využití celých rostlin pro výrobu
řezanky, jež bude poté uskladněna pro výrobu siláže a senáže). Podíl zbytkové hmoty tak bude velmi
malý.
Jelikož k emisím N2O by docházelo při jakémkoliv užití půdy, je zohledňována tuto
skutečnost ve výpočtu tak, že od výsledných vypočtených emisí oxidu dusného je odečítána
referenční hodnota odpovídající extenzivně obhospodařovaným plochám (Ahlgren, S. et al., 2009) a
to ve výši 0,32 N2O-N/ha.rok (pro přepočet do emisí N2O je nutné tuto hodnotu násobit součinitelem
44/28 v souladu s metodikou IPCC).
Finální výpočet (viz tab. 5.19) z emisí N2O do jejich skleníkového dopadu vyjádřeného kg
CO2eq eec3 pak využívá koeficient definovaný ve směrnici RED, jehož výše činí pro N2O 296.
Tab.5.19 Kalkulace množství N2O vzniknuvšího při aplikaci dusíkatých hnojiv na půdu využívanou
pro účely výroby bioplynu/biomethanu
Přímé a nepřímé emisi
N2O
Emisní kredit (odpočet)
referenčního užití půdy
(jako extenzivní TTP)
Čistý skleníkový účinek
Měrné emise CO2eq na
Jednotka
Kukuřičná siláž
Travní senáž
Žito na GPS
kg/ha.rok
3,7
1,0
1,5
kg/ha.rok
-0,5
-0,5
-0,5
kg CO2eq/ha.rok
g CO2eq/kWhBP
956
24,1
149
15,6
308
17,9
89
MZE0002703102
kWh vyrobeného
bioplynu eec3
Vážený průměr eec3
g CO2eq/kWhBP
20,3
Úplná metodika výpočtu N2O podle dostupného kalkulátoru IPCC 2007
Celkový emisní faktor z pěstování eec = eec1 + eec2 + eec3 = 18,4 + 2,7 + 20,3 = 41,4 g
CO2eq/kWhBP = 11,5 g CO2eq/MJBP. Celkový emisní faktor biomethanu byl vyčíslen na 100 g
CO2eq/kWhBP. Na výsledném emisním faktoru se pěstování biosurovin podílí 41,4 %, zpracování 38
% a doprava a distribuce biomethanu 20,6 %. To je v dobré shodě s doposud prováděnými
obdobnými operacemi, kdy v části „pěstování“ obvykle vzniká 30 - 70 % celkových emisí CO2eq
podle způsobu pěstování, „zpracování“ je odpovědné za 25 - 60 % a zbývající emisí (často relativně
malé, obvykle v rozmezí 2 - 20 %) pocházejí z „dopravy a distribuce“.
Výsledný emisní faktor biomethanu 100 g CO2eq/kWhBP dosahuje cca 33 % emisního faktoru
motorové nafty (viz tab. 7), kterou by měl využitím v městské dopravě nahradit 100 g CO2eq/kWh
spalného tepla u příkladu procesu výroby biomethanu oproti 302 - 315 g CO2eq/kWh energetického
obsahu motorové nafty dané výhřevnosti. Úspory emisí skleníkových plynů vyvolané
předpokládaným používáním biomethanu v městské dopravě by tak činily minimálně 66 %.
90
MZE0002703102
3 Příprava podkladů pro normování nebo revizi technických norem a souvisejících
předpisů sledovaných biosurovin a biopaliv
Práce v této etapě byla zaměřena na ukončení ověřování technologie decentralizovaného
lisování řepky olejné s ohledem na kvalitu podle ČSN 65 6516 „Motorová paliva - Řepkový olej pro
spalovací motory na rostlinné oleje - Technické požadavky a metody zkoušení“, která byla
zpracována ve VÚZT, v.v.i. v roce 2007. Výsledky budou využity pro revizi této normy zejména
s ohledem na obsah popelotvorných prvků Ca, Mg, P a oxidační stabilitu.
Oxidační stabilita je dalším významným ukazatelem, určujícím vhodnost použití řepkového
oleje jako paliva z pohledu skladování a s tím související degradace. Průběžné vyhodnocení
skladovací zkoušky řepkových olejů s přípravkem Baynox (viz obr. 7 a 8 s kvalitou podle tab. 20)
ukázalo, že při aplikaci 400 a 600 mg.kg-1 tohoto přípravku ani po 250 dnech nedošlo ke snížení
oxidační stability pod hodnotu, kterou má olej ihned po vylisování a filtraci. S přídavkem 200 mg.kg1
Baynox se oxidační stabilita ihned po vylisování zvýšila z 8 na 9,05 hod. a po 280 dnech klesla na 6
hod. Řepkový olej s přídavkem 400 ppm Baynox měl i po 360 dnech skladování oxidační stabilitu
větší než 6 hod. S přídavkem 600 ppm tohoto aditiva dosahoval i po 420 dnech skladování téměř
7 hod. oxidační stabilitu.
Monitorování přineslo nezbytné poznatky a znalosti pro optimalizaci procesu získávání
řepkových olejů a jejich distribuci jako motorová paliva. Je také výchozím podkladem pro vytvoření
potřebného řízení kvality. Její zavedení do praxe je nutnou podmínkou k zajištění stálé a vysoké
jakosti motorového paliva z řepkového oleje.
Obr. 5.7 Místo uložení a způsoby skladování tří dávek řepkových olejů s 200, 400 a 600 ppm
přísady Baynox
Tab. 5.20 Jakostní parametry zkušebního vzorku řepkového oleje využitého pro dlouhodobé zkoušky
oxidační stability a porovnání dosažených výsledků s mezními hodnotami podle ČSN 65 6516 (2007)
Mezní hodnota
Vlastnost
Jednotka
Výsledek
min.
max.
Bod
vzplanutí
v uzavřeném kelímku PM
o
C
275,0
Obsah vody podle Karl
% m/m
Kinematická viskozita
při 40 oC
mm2.s-1
34,85
Obsah
popela)
% m/m
0,002
mg
0,82
Fischer
popela
Číslo kyselosti
(oxid
0,0659
220
-
-
0,075
-
36,0
-
0,01
-
2,0
91
MZE0002703102
KOH.g-1
Výhřevnost
36
-
-
24
-
0,40
6,0
-
919,9
900,0
930,0
mg.kg-1
<3
-
10
g jodu.100
g-1
112
95
125
Obsah fosforu
mg.kg-1
9,33
-
12
Kovy II. skupiny Mg +
mg.kg-1
12,53
-
20
kJ.kg-1
37 690
Celkový obsah nečistot
nízkoviskózních paliv filtrací
mg.kg-1
106
Conradsonův
karbonizační zbytek
% m/m
0,22
h
8,0
Hustota při 15 oC
kg.m-3
Obsah síry
Oxidační stabilita při
110 oC
Jodové číslo
000
Ca
11
10,5
Oxidační stabilita řepkového oleje bez aditiv
200 ppm aditiva Baynox
10
400 ppm aditiva Baynox
9,5
o
Oxidační stabilita 110 C Rancimat (h)
600 ppm aditiva Baynox
9
8,5
8
7,5
7
6,5
6
min. 6h
5,5
5
4,5
4
0
30
60
90
120
150
180
210
240
270
300
330
360
390
420
450
Dny
Obr. 5.8 Závislost oxidační stability řepkových olejů s 200, 400 a 600 mg.kg-1 antioxidační
přísady Baynox
V oblasti standardizace tuhých biopaliv byly ukončeny práce na zpracování a předány Úřadu
pro technickou normalizaci, metrologii a státní zkušebnictví (ÚNMZ) tyto české technické normy:
• ČSN EN 15210-2 „Tuhá biopaliva - Stanovení mechanické odolnosti pelet a briket - Část 2:
Brikety“, vydána ÚNMZ v květnu 2011
92
MZE0002703102
•
ČSN EN 14588 „Tuhá biopaliva - Terminologie, definice a popis“, vydána ÚNMZ v červnu
2011
• ČSN EN 14961-2 „Tuhá biopaliva - Specifikace a třídy paliv - Část 2: Dřevní pelety pro
maloodběratele“, vydána ÚNMZ v listopadu 2011
• ČSN EN 14961-3 „Tuhá biopaliva - Specifikace a třídy paliv - Část 3: Dřevní brikety pro
maloodběratele“, vydána ÚNMZ v listopadu 2011
• ČSN EN 14961-4 „Tuhá biopaliva - Specifikace a třídy paliv - Část 4: Dřevní štěpka pro
maloodběratele“, vydána ÚNMZ v listopadu 2011
• ČSN EN 14961-5 „Tuhá biopaliva - Specifikace a třídy paliv - Část 5: Palivové dřevo pro
maloodběratele“, vydána ÚNMZ v srpnu 2011.
Technickou normu ČSN EN 15357 „Tuhá alternativní paliva - Terminologie, definice a
popis“ vydal ÚNMZ v září 2011.
Připomínkovým řízením prošel první návrh ČSN prEN 16214-1 „Udržitelná produkce
biomasy pro energetické využití - Zásady, kritéria, ukazatale a ověřovatelé pro biopaliva a
biokapaliny - Část 1: Terminologie“.
6. Technologické postupy udržitelné výroby a užití biosurovin a energetických
nosičů nové generace se zřetelem na potravinovou bezpečnost a globální trhy
souvisejících produktů
Ing. Petr Hutla, CSc.
6.1 Ověřování reakce amoniaku s ozonem ve výstupu klimatizačních zařízení
Pro ověřování možnosti snížení koncentrace amoniaku ve výstupu klimatizačních
zařízení v objektech pro chov prasat bylo navrženo experimentální zařízení pro zjištění potřebného
času prodlení. Zařízení je tvořeno trubkou o průměru 120 mm,délka je 10 m. Do trubky je
ventilátorem vháněno regulované množství vzduchu. Za vstupem vzduchu je zdroj amoniaku, který
je v regulovaném množství přidáván do proudícího vzduchu. Za ním je vstup ozonu, který je
generován a dodáván generátorem ozonu NAD 40. Za vstupem ozonu je homogenizační vložka,
zajišťující promíchávání proudu plynu. V následném proudění plynu jsou odebírány vzorky po celé
dráze po 2 m a z vzorků je měřena koncentrace amoniaku. Pro měření je použit plynový analyzátor
55INNOVA 1312, využívající infračervenou optoakustickou metodu, doplněný o přepínač měřících
míst INNOVA 1309. Měřící rozsah analyzátoru je 0,2 – 15 000 mg/m3, pracovní teplota +5 až
+40°C. Výrobcem zařízení je INNOVA Air Tech Instruments, Dánsko. Měřící sestava je uvedena na
obr. .6.1. Sestava celého zařízení na obr.6. 2.
93
MZE0002703102
Obr. 6. 1 Měřidlo amoniaku INNOVA
Obr. 6. 2 Měřící zařízení pro aplikaci ozonu
Generátor ozonu NAD 40 (obr.6. 3) má regulovatelný průtok výstupního vzduchu a regulaci
intenzity zdroje ozonu. Jelikož je třeba znát přesné dávky ozonu vycházející z generátoru, byl tento
porovnáván s ověřeným měřidlem. Pro tento účel byl použit měřič ozonu Horiba APOA 350E.
Měření byla provedena ve spolupráci se SZÚ Praha, který toto měřicí zařízení provozuje. Generátor
ozonu byl nastaven na maximum produkce O3 a průtok 3,2 l/min. Produkce ozonu v tomto nastavení
je 1 g/h.
94
MZE0002703102
Obr. 6. 3 Generátor ozonu NAD40
Při ověřování zařízení bylo zjištěno, že měřidlo INNOVA zřejmě vykazuje křížovou
citlivost při měření NH3 a O3. Ověřování proto budou pokračovat v r. 2012.
6.2 Ověření aplikace O3 v chovu prasat
V objektu pro chov prasat Zemědělské a.s. Hluboš bylo instalováno ozonizační
zařízení s generátorem ozonu NAD 40. Jedná se o porodnu s 24 kojícími prasnicemi. Schéma haly je
na obr.6. 4. Půdorysné rozměry haly jsou 26,2 x 7,3 m. Klimatizace je podtlaková, je zajištěna dvěma
odtahovými ventilátory do svislých průduchů vyvedených nad střechu objektu. Vstup vzduchu do
haly je zajištěn podélným perforovaným větracím potrubím z chodby (z jedné strany) nebo
přestupním z venkovního prostoru (,,zimní provoz“). V letním období se otevřou vyklápěcí okna –
celkem 10 ks.
Pro zjištění množství amoniaku v objektu byla měřena jeho aktuální koncentrace ve
vzduchu – 13 mg/m3 ± 5 mg v průběhu 48 h. Množství odvětrávaného vzduchu oběma ventilátory je
1 m3/s. Z těchto hodnot vypočtené množství vznikajícího amoniaku je 46 g/h.
Pro srovnání bylo vypočteno vznikající množství amoniaku s využitím tabulkových hodnot
z přílohy 2 Nařízení vlády č. 615/2006 Sb. Vypočtená hodnota je v tomto případě 35 g/h. Na obr.6. 5
je celkový pohled do porodny, na obr. 6.6 pohled na stěnu s větracími okny, nad nimi je rozváděcí
perforované potrubí vstupního vzduchu.
95
MZE0002703102
96
MZE0002703102
Obr. 6. 5 Porodna pro prasata – pohled v podélné ose místnosti
Obr. 6. 6 Stěna s větracími okny, nad nimi vzduchotechnické potrubí
Ozon byl z generátoru ozonu zaváděn do vzduchotechnického vstupního potrubí, z něhož byl
rovnoměrně rozptylován do prostoru stáje. Pro produkci ozonu byla použita kyslíková láhev, čímž
byla zajištěna produkce 5 g/h. Koncentrace amoniaku byla průběžně měřena čidlem Data Logger
NH3 (výrobce Protronix s.r.o.). Čidlo bylo umístěno v prostoru středové chodby, 0,5 m nad podlahou.
Pro zajištění bezpečné koncentrace ozonu v prostoru bylo u výstupu vzduchotechnického
potrubí umístěno hladinové čidlo ozonu OS-11 PSB (výrobce HIVUS s.r.o.), které je uvedeno na obr.
6.7. Čidlo je nastaveno na hodnotu 200 µg/m3. Při dosažení této hladiny dochází k vypnutí generátoru
ozonu.
97
MZE0002703102
Obr. 6.7 Čidlo ozonu OS-11 PSB v prostoru stáje
Koncentrace NH3 [ppm]
Měření probíhalo po dobu 6 hodin. V intervalech 1 h byl střídavě vypnut a zapnut zdroj ozonu.
Koncentrace amoniaku v prostoru stáje je uvedena na obr.6. 8.
20
19,5
19
18,5
18
17,5
17
16,5
16
15,5
15
14,5
14
13,5
13
12,5
12
11,5
11
10,5
10
0
60
120
180
240
300
360
Čas [min]
Obr. 6. 8 Koncentrace amoniaku v prostoru porodny pro prasata
Z obr. 6.8 je zřejmý pokles koncentrace amoniaku v časových intervalech, v nichž byl v provozu
generátor ozonu. Průměrné koncentrace v době bez ozonové aplikace jsou 16,8;17,2;17,1 ppm, s aplikací
ozonu 15,9; 16,1; 15,9 ppm. Rozdíly v následných intervalech jsou 0,9; 1,1; 1,2 ppm. Z provozního pohledu
nejsou tyto poklesy významné. Výkon generátoru ozonu je nízký. Pokles koncentrace o cca 1 ppm odpovídá
teoretickým předpokladům, dle nichž by pokles ve středu stáje měl být asi o 5 %.
6.3 Návrh ozonové technologie v chovu prasat
Pro objekt porodny prasat bylo navrženo zařízení pro ozonizaci vzduchu ve spolupráci
s firmou AZCO Industries LtD.
98
MZE0002703102
-
Zařízení je sestaveno z následujících komponentů:
2 x generátor ozonu RMU16 – DG3
regulátor RMOC
nosný rám RS 6
2 x generátor kyslíku AS12E, příp. 2 kyslíkové tlakové lahve.
Sestava je zřejmá z obr. 6. 9.
Obr. 6. 9 Sestava zařízení ozonových generátorů
Výstup z ozonátorů bude zaveden variantně do podélného vzduchotechnického potrubí (zimní
provoz), nebo do plastové trubky o délce 26 m instalované pod větracími vyklápěcími okny (letní
provoz). Plastové potrubí má průměr cca 10 cm a je instalováno nad podlahou podélné chodby pod
okny. Potrubí je perforováno otvory s roztečí cca 25 cm. Sestava ozonových generátorů
s příslušenstvím bude umístěno v obslužné místnosti stavby, v níž je relativně čisté ovzduší.
Generovaný ozon je veden hadičkou, jejíž délka nepřesáhne 15 m. Výkon ozonizačního zařízení je
navržen tak, aby došlo k výraznému snížení koncentrace amoniaku v prostoru porodny, ne však
k jeho úplné eliminaci.
Realizace návrhu je předjednána s výrobcem zařízení, je však závislá na finančních
možnostech výrobce i realizátora výzkumu
6.4 Desinfekce vzduchu UV zářením
Zařízení pro mikrobiální dekontaminaci vzduchu UVC-30 bylo instalováno v laboratoři pro
výzkum bioplynu ve VÚZT. Jedná se o místnost o půdorysu 4,1 x 6,2, výška místnosti je 2,76 m.
Objem vzduchu v tomto prostoru je tedy 70 m3.
Zařízení bylo ověřováno se dvěma průtokovými ventilátory, které mají průtoková množství
260 m3/h a 40 m3/h. Při předpokladu účinné dávky záření 100 mb.h.m-3 je třeba pro desinfekci
celkového objemu vzduchu v místnosti čas 7 h. Celkový čas působení byl 65 h. Pro zjištění stupně
kontaminace vzduchu byly provedeny mikrobiologické sedimenty kvasinek a plísní a dále celkového
počtu mikroorganismů. Odběr probíhal standardními postupy po dobu 1 h na Petriho miskách o
průměru 90 mm a následně pak kultivace. Výsledné hodnoty jsou aritmetickým průměrem ze šesti
99
MZE0002703102
odběrových míst. Zjištěné hodnoty jsou uvedeny v tab. 1. Na obr. 10 uvádíme kultivaci plísní
z pokusu ,,260 m3/h – II.“
Obr. 6. 10 Kultivace plísní před a použití UV - záření
Tab. 6. 1 Vliv UV desinfekce vzduchu na mikrobiální kontaminaci
Označení(dle průt. Kvasinky a plísně
množství)
KTJ/h
před aplikací
Celkový počet mikroorganismů
KTJ/h
po aplikaci
před aplikací
po aplikaci
260 m3/h – I.
13
3
35
17
260 m3/h – II.
11
1
29
10
40 m3/h – I.
13
2
48
21
3
10
3
51
19
40 m /h – II.
Z tabulky je zřejmé výrazné snížení mikrobiálního zatížení vzduchu v prostoru, jak kvasinek a
plísní, tak i celkového počtu mikroorganismů. Mikrobiální kontaminace byla však poměrně nízká již
před použitím UV ozařovače. V dalším postupu bude zařízení ověřeno v silně znečištěném prostředí.
6.5 Porovnání germicidních účinků UV záření a ozonizace
V podzemním prostoru, který je určen pro skladování zemědělských produktů, byly
pro účely snížení mikrobiálního zatížení porovnávány účinky zařízení UVC-30 a ozonizace prostředí.
Pro ozonizaci prostředí byl použit generátor NAD 40 s produkcí ozonu 1 g/h.
Prostor má půdorysné rozměry 2,3 x 4 m, jeho výška je 1,8 m. Objem vzduchu
v prostoru je 16 m3. Pokud předpokládáme účinnou dávku záření 100 mb.h.m-3, je třeba pro
desinfekci vzduchu místnosti dobu provozu zařízení cca 1,6 h. V tab. 2 uvádíme měření
mikrobiologických spadů v prostoru, před a po použití příslušného zařízení. Měření bylo prováděno
obdobně jako v kap. 6.4. Aplikace UV – záření v prostoru byla po dobu 70 h. Následně byla použita
ozonizace po dobu 2,5 h. Aplikace ozonu byla poté opakována v trvání 24 h. Kultivaci plísní
z pokusu ,,Ozonizace 2,5 h„ uvádíme na obr. 6.11.
100
MZE0002703102
Tab. 6.2 Porovnání vlivu UV – ozařování a ozonizace na mikrobiální zatížení prostoru
Označení
Kvasinky a plísně
Celkový počet mikroorganismů
KTJ/h
před aplikací
KTJ/h
po aplikaci
před aplikací
po aplikaci
UV - ozařování
56
192
26
172
Ozonizace 2,5 h
192
12
172
51
Ozonizace 24 h
69
14
-
-
Obr. 6. 11 Kultivace plísní před a po aplikaci ozonizace prostoru
Ze zjištěných výsledků překvapivě vyplývá zvýšená kontaminace prostředí po aplikaci UV –
záření, a to po značně dlouhou dobu. Částečné vysvětlení může být ve zvířeném vzduchu vlivem
proudění přes zařízení. Následnou ozonizací ovšem počet mikroorganismů výrazně klesá, což je dále
potvrzeno i při prodloužené době působení. Zdá se však, že i poměrně krátká doba, při níž vzniklo asi
2,5 g O3 je pro účinek dostatečná. Při poločasu rozpadu ozonu 45 min je při kratším působení
teoreticky dosaženo jeho koncentrace cca 50 mg/m3, ve skutečnosti však tato hodnota bude výrazně
nižší, dosahující hodnot 10x až 100x vyšších než je hygienický limit.
7. Logistika
materiálových
k energetické náročnosti
s energetickou biomasou
toků energetické biomasy s přihlédnutím
a eliminaci negativních vlivů nakládání
Ing. Jiří Souček, Ph.D.
7.1 Stanovení vlastností surovin z hlediska škodlivých vlivů
V souladu se zadáním postupu řešení věcné etapy 7 byly v roce 2011 rozšířeny poznatky v oblasti
vlivu podmínek prostředí na výskyt a vývoj koncentrace mikroskopických vláknitých hub-plísní,
co by indikátorů negativních vlivů prostředí na výskyt hygienických rizik v bioenergetických
surovinách. Zkoumaným materiálem byla stejně jako v roce 2010 dřevní štěpka. Simulace reálných
podmínek prostředí byla oproti předchozímu roku řešení rozšířena o výzkum při vyšších teplotách
(simulace podmínek uvnitř vrstvy skladované suroviny) a dle doporučení oponentů o výzkum při
101
MZE0002703102
teplotě nižší než 0 °C. Další proměnnou doplňující charakteristiku podmínek skladování byl obsah
vody ve skladovaném materiálu.
Zkoumaným materiálem byla štěpka lísky. Rostliny byly čerstvě pokácené a naštěpkované
pro pokusné účely v areálu výzkumného ústavu pomocí řetězové motorové pily a štěpkovače
Pezzolato 110 Mb. Obě zařízení i sběrná nádoba, do které byla naštěpkovaná hmota lapána byly
pečlivě zbaveny mechanických nečistot a všechny části, které mohou přijít do styku s materiálem,
byly očištěny pomocí denaturovaného lihu, aby bylo minimalizováno riziko intoxikace materiálu a
následné ovlivnění výsledků.
Výzkum byl realizován při třech různých vlhkostech materiálu. Různého obsahu vody
v materiálu bylo dosaženo použitím čerstvého vzorku (65 %), částečným vysušením (22 %) a úplným
vysušením v laboratorní horkovzdušné sušárně (při 60 °C). V průběhu manipulace s vysušeným
vzorkem došlo samovolným jímáním vzdušné vlhkosti k jeho částečnému navlhnutí (1 %). Takto
upravené vzorky byly nasypány do sterilních nádobek o objemu 0,2 l, těsně uzavřeny a následně
skladovány při stálých teplotách (-15) °C (mrazicí box) 12 °C (lednice), 25 °C (termostatický box 1)
a 50 °C (termostatický box 2). Těsnost nádobek byla kontrolována porovnáním hmotnosti vzorku při
založení pokusu a před realizací mikrobiologického rozboru.
Ke stanovení počtu plísní došlo 4x v průběhu pokusu – v momentě založení a následně po 7,
14 a 28 dnech. Mikrobiologické rozbory byly realizovány podle metodiky vypracované a ověřené
řešitelským týmem v roce 2010.
Výchozí suspenze byla připravena vytřepáváním navážky 10 g vzorku dřevní štěpky do 100
ml 0,1 % peptonové vody. Další, desetinásobné ředění bylo voleno tak, aby výsledný počet kolonií
narostlých na Petriho miskách nebyl vyšší než 150 (ředění 10-4, 10-5 a 10-6). Inokulace byla
prováděna přenesením pipetou 0,1 ml inokula na pevnou živnou půdu a rozetřením skleněnou
zahnutou tyčinkou po povrchu agaru. Připravené plotny se inkubovaly aerobně, víčky nahoru
v termostatu při 25 ºC. Počet ploten byl odečítán za 3 až 5 dní inkubace. Kultivace byla prováděna na
selektivní živné půdě s přídavkem antibiotika. Pro přípravu kultivační půdy bylo použito
dehydratované kompletní kultivační médium, chloramfenikolový agar s dichloranem a bengálskou
červení. Zjištěný počet vyrostlých kolonií po inkubaci byl přepočítán na gram sušiny vzorku.
Výsledky jsou znázorněny na grafech 7.1 až 7.3.
štěpka vlhkost 65 %
100 000 000
50 °C
25 °C
10 000 000
plísně (KTJ.g -1)
12 °C
1 000 000
-15 °C
Polynomický
(50 °C)
Polynomický
(25 °C)
Polynomický
(12 °C)
Polynomický (15 °C)
100 000
10 000
1 000
0
5
10
15
20
25
30
doba skladování (dny)
Graf 7.1 Vývoj počtu plísní v dřevní štěpce při obsahu veškeré vody 65 %.
102
MZE0002703102
štěpka vlhkost 22 %
100 000 000
50 °C
25 °C
10 000 000
plísně (KTJ.g -1)
12 °C
-15 °C
1 000 000
Polynomický (50
°C)
Polynomický (25
°C)
Polynomický (12
°C)
Polynomický (-15
°C)
100 000
10 000
1 000
0
5
10
15
20
doba skladování (dny)
25
30
Graf 7.2 Vývoj počtu plísní v dřevní štěpce při obsahu veškeré vody 22 %.
štěpka vlhkost 1 %
100 000 000
50 °C
plísně (KTJ.g -1)
10 000 000
25 °C
12 °C
1 000 000
-15 °C
Polynomický (50
°C)
Polynomický ( 25
°C)
Polynomický (12
°C)
Polynomický (-15
°C)
100 000
10 000
1 000
0
5
10
15
20
25
30
doba skladování (dny)
Graf 7.3 Vývoj počtu plísní v dřevní štěpce při obsahu veškeré vody 1 %.
103
MZE0002703102
Z výsledků uvedených v grafech 7.1 až 7.3. je zřejmé, že obsah vody v dřevní štěpce
ovlivňuje zásadním způsobem zachování kvality materiálu v průběhu skladování a výskyt rizikových
faktorů působících na okolí skladovaného materiálu včetně hygienických rizik, kterým je vystavena
obsluha skladovacího zařízení i následných zpracovatelských technologických linek.
Nejvyšší koncentrace plísní byla stanovena při nejvyšším obsahu vody v materiálu (65 %).
Hodnoty se blížily 108 KTJ.g-1 (kolonií tvořících jednotky na gram sušiny). Při vysokém obsahu vody
v materiálu se nejvíce projevil vliv teploty prostředí na vývoj počtu plísní. Nejvyšší koncentrace byla
zaznamenána po 15 dnech skladování při teplotě 50 °C. Průběh koncentrace plísní při teplotách
skladování 50 a 12 °C zaznamenal na začátku prudký vzestup o po následném zpomalení došlo
přibližně v polovině experimentu k postupnému poklesu. Při teplotě skladování 25 °C je počáteční
nárůst počtu plísní pozvolnější, ale postupný nárůst byl zaznamenán po celou dobu experimentu.
Tuto skutečnost lze vysvětlit druhovou skladbou vyskytujících se plísní, pro jejichž rozvoj je teplota
25 °C optimální.
Při obsahu veškeré vody ve štěpce na úrovni 22 % je vliv teploty na vývoj počtu plísní
v průběhu skladování patrný méně, ale stále je velmi významný. Při teplotě 25 °C je nárůst počtu
opět pozvolný a stálý. Koncentrace při teplotě 12 °C byla v průběhu celého pokusu nižší.
Koncentrace plísní při teplotě 50 °C byla v první polovině doby trvání pokusu vyšší a následně
zaznamenala pokles. Při teplotě skladování –15 °C nebyla významná změna počtu plísní
zaznamenána.
V případě skladování suché štěpky (1 %) vliv teploty (s výjimkou – 15 °C) na průběh počtu
plísní v materiálu slábne. Při příznivé teplotě 25 °C je stále nepatrně vyšší počet KTJ.g-1, ale rozdíl u
teplot 50 a 12 °C je zanedbatelný. Při všech teplotách skladování má ve druhé polovině experimentu
koncentrace plísní klesající charakter.
Množství plísní ve štěpce skladované při – 15 °C se v průběhu experimentu výrazně neměnil.
U vzorků o obsahu vody 65 % a 1 % došlo sice v první fázi k mírnému nárůstu. K tomu ale mohlo
dojít i lehkou neúmyslnou toxikací v průběhu zakládání pokusu, které nebylo možné i přes všechna
realizovaná opatření zabránit se stoprocentní jistotou. Vzhledem k použité metodě se
z mikrobiologického hlediska jedná o rozdíly zanedbatelné.
Ze získaných výsledků vyplývá, že v souladu teoretickými předpoklady je skladování štěpky
s vysokým obsahem vody dlouhodobě nevhodné. S výjimkou skladování v mrazu je obsah počtu
plísní v porovnání se sušenou štěpkou více než stonásobný. Úměrně tomu jsou vyšší i rizika
hygienická a pravděpodobnost vzniku biodegradabilních procesů ve skladovaném materiálu lze bez
použití případných konzervačních látek označit za jistotu.
Pro krátkodobé skladování (do cca 20 dní) není nutné materiál sušit na extrémně nízký obsah
vody. Při obsahu vody kolem 20 % nebyly v počáteční fázi skladování z hlediska obsahu plísní
zjištěny významnější rozdíly. Při skladování štěpky v delším časovém horizontu se ale z hlediska
minimalizace hygienických rizik jeví jako žádoucí skladovat materiál s co nejnižším obsahem vody
bez ohledu na teplotu skladování. Z praktického hlediska lze doporučit obsah vody v materiálu při
skladování (tam kde je to technicky možné) zajistit přibližně úrovni, která je žádoucí při jeho dalším
zpracování (tzn. 8 – 15 % při následné výrobě briket a pelet a do 17 % pro přímé spalování. Zásady
by měly samozřejmě platit i při neenergetickém využívání dřevní štěpky.
Ve vzorcích dřevní štěpky byly identifikovány plísně rodu Cladosporium, Mucor,
Penicillium, Alternaria, Botrytis, Aspergillus, Rhizopus, Fusarium a kvasinky rodu Saccharomyces,
Candida a Rhodotorula.
V roce 2012 bude výzkum pokračovat stanovením vývoje počtu plísní ve slámě. Pokusy
budou realizovány stejným postupem jako výzkum realizovaný v roce 2011 s dřevní štěpkou.
104
MZE0002703102
7.2 Stanovení parametrů a optimalizace dopravy, manipulace a prostorového řešení v
logistických systémech
V roce 2011 rovněž pokračoval výzkum problematiky stanovení parametrů dopravy
manipulace a prostorového řešení logistického systému energetického využívání rostlinné biomasy.
Výzkum byl realizován na bioplynové stanici provozované firmou ZAS Bečváry, a.s.. Stanice byla
uvedena do provozu v roce 2008. Jako vstupní surovina je využívána řezanka kukuřice (31 t.den-1) a
hovězí kejda (10 t.den-1). Stanice má kruhový dvoustupňový reaktor o objemu 2 400 m3. Doba
zdržení materiálu je 70 dní při 40 °C. Instalovaný elektrický výkon kogenerační jednotky je 536 kW.
Cílem realizovaného výzkumu bylo stanovit reálnou spotřebu přímé energie (reprezentovanou
spotřebou PHM) a jednotkové náklady na jednotlivé operace, které reprezentují články logistického
řetězce pro zajištění provozu bioplynové stanice. Z hlediska náplně etapy č. 7 VZ byly pomocí
měření v provozních podmínkách exaktně stanoveny parametry jednotlivých operací. Pro
provozovatele mělo měření význam v určení slabého článku logistického řetězce, jehož odstraněním
bude dosaženo úspory finančních prostředků vynakládaných na aplikaci digestátu.
Zkoumané operace v sobě zahrnovaly všechny činnosti, které je nutné realizovat pro zajištění
chodu BPS. Byl monitorován celý technologický postup od předseťové přípravy pozemku pro
pěstování vstupní suroviny až po aplikaci výstupního digestátu. Střední dopravní vzdálenost pro svoz
řezanky a aplikaci digestátu je 10 km. Dopravní vzdálenost kejdy je 3,9 km.
Při měření byl pohyb jednotlivých zařízení monitorován pomocí nainstalovaných GPS
modulů Garmin 76CS, resp. Garmin 76CSx se záznamem. Pro získání dat z GPS byla použita
aplikace MapSource 6.13.7., pomocí níž lze údaje o časovém průběhu rychlostí, změně polohy a
ujetých vzdálenostech zobrazit a vyexportovat pro zpracování v aplikaci Microsoft Excel [7.1.]. Na
základě rozboru souřadnic a provozních rychlostí z obou zařízení byly určeny oblasti pohybu strojů
(pole, polní cesta, silnice, zpevněná plocha atd.). Výkonnost sledovaných zařízení byla stanovena
pomocí dat vypočtených ze záznamu a technických parametrů zařízení (šířka záběru, ložný objem).
Spotřeba PHM byla stanovena metodou plné nádrže [7.2.]. Pro výpočet ekonomických parametrů
byla využita aplikace AGROTEKIS.
Přehled zkoumaných operací, použité mechanizace a základní výsledky jsou uvedeny
v tabulce T07.1. Výsledné hodnoty jsou uvedeny jako jednotkové, přepočtené na tunu
vyprodukované, resp. zpracované sušiny. Například při výpočtu měrné spotřeby PHM pro operaci
setí, byla výkonnost (hektarová) vztažena na množství sušiny, která byla na tomto hektaru v daném
roce vyprodukována (sklizena). Hodnoty ukazatelů pro dopravní operace byly vztaženy na tunu
sušiny dopravenou na střední dopravní vzdálenost (10 km). Tímto postupem bylo dosaženo možnosti
vzájemného porovnání jednotlivých operací.
105
MZE0002703102
Tab.7.1 Přehled operací, mechanizačních prostředků a získaných výsledných hodnot
použitá mechanizace
operace
měrná
spotřeba jednotkové
výkonnost PHM
náklady
(tsušiny.h-1) (l.tsuš-1)
orba
předseťová příprava půdy kombinátorem
setí kukuřice
sklizeň kukuřice sklízecí řezačkou
Manipulace - nakládka od řezačky
Přeprava řezanky
pěchování do žlabu
naskladnění siláže do BPS
Manipulace - nakládka kejdy
Přeprava kejdy
Manipulace - přečerpávání kejdy
Manipulace - nakládka digestátu
doprava digestátu
aplikace digestátu naširoko
aplikace hadicovým aplikátorem
traktor CASE 140
traktor CASE 7230
traktor CASE MX150
CLAAS Jaguar 870
traktor CASE 140
traktor CASE 140
ZTS KNB 250 + CASE 821E
Merlo
traktor CASE MXU 135
traktor CASE MXU 135
traktor CASE MXU 135
traktor CASE MXU 135
traktor CASE MXU 135
traktor CASE MXU 135
traktor Zetor Crystal 16045
+ KVERNELAND
+ SATURN Ostroj
+ ACCORD Optima NT
+ ZDT MEGA 200
ZDT MEGA 200
+ NFT-12P-HR
+ NFT-12P-HR
+ NFT-12P-HR
+ NFT-12P-HR
+ NFT-12P-HR
+ NFT-12P-HR
+ Vakuumat
36,4
75,0
48,1
27,5
27,1
6,3
30,1
11,7
10,0
2,5
5,0
20,3
0,8
11,2
1,1
1,00
0,53
0,19
1,48
0,51
1,74
0,98
0,97
1,88
6,22
1,85
1,12
20,11
0,86
1,11
(Kč.tsuš-1)
44,7
21,6
35,3
173,7
72,3
289,7
104,8
136,0
5,1
22,3
10,2
61,8
1924,9
164,4
1089,5
Nejnáročnější technologickou operací z hlediska spotřeby PHM je při zabezpečení chodu
bioplynové stanice doprava digestátu. Digestát má nízký obsah sušiny (v průběhu měření byl obsah
sušiny 6,2 %) a vzhledem k platné legislativě (zejména nitrátová směrnice) nelze snížit dopravní
vzdálenost. To samé platí i o přepravě kejdy, která ovšem tvoří pouze část vstupní suroviny, takže
výše měrné spotřeby se úměrně sníží. V průběhu celého technologického procesu bylo na zpracování
1 tuny sušiny v zemědělské bioplynové stanici spotřebováno 40,56 l motorové nafty. Z tuny sušiny
bylo vytěženo cca 1 020 kWh elektrické energie. Při odpočtu cca 10 % spotřeby el. energie vlastní
technologií lze konstatovat, že na 1 MWh vyprodukované elektrické energie bylo spotřebováno 44,2 l
motorové nafty.
Ve struktuře měrných nákladů v alternativě aplikace digestátu naširoko a s aplikací do řádků
zaujímají dominantní podíl dopravní operace. Jedná se zejména o dopravu řezanky, kejdy a odvoz
digestátu. Vysoký podíl nákladů zaujímala i aplikace digestátu hadicovým aplikátorem. V součtu
tvoří dopravní náklady při střední dopravní vzdálenosti 10 km v alternativě aplikace naširoko téměř
75 % měrných nákladů.
Obr. 7.1 Hadicový aplikátor s instalovaným GPS modulem.
106
MZE0002703102
Obr. 7.2 Aplikace digestátu naširoko – měřená souprava.
9000
8000
celkové náklady (tis. Kč)
7000
6000
5000
aplikace
4000
3000
navážení siláže a kejdy do
BPS
2000
sklizeň + doprava řezanky
+ pěchování
příprava + setí 1000
0
alternativa s aplikací
alternativa s
digestátu naširoko
hadicovým
celkem
aplikátorem celkem
Graf 7.4 Celkové roční náklady při provozu bioplynové stanice pro dvě alternativy aplikace
107
MZE0002703102
Při pohledu na grafické znázornění měrných nákladů na grafu 7.4. je zřejmé, že náklady na
alternativu s aplikací hadicovým aplikátorem jsou vyšší. V případě přepočtu na celoroční provoz by
rozdíl činil více než 1 mil. Kč. Tento rozdíl je dán částečně technickým řešením obou operací, ale
v tomto konkrétním případě měla hlavní podíl na vyšších nákladech zastaralá technika s nízkou
výkonností (Zetor Crystal 16045).
Při aplikaci digestátu na ornou půdu mají své opodstatnění obě metody aplikace. Aplikace
naširoko je vhodná zejména v případě, kdy je nutné rychle využít příznivých podmínek pro uvolněné
skladové kapacity. Digestát naširoko je vhodné aplikovat na strniště a v co nejkratším termínu jej
zapravit, aby nedocházelo k úniku živin.
Hadicový aplikátor je vhodný při aplikaci ,,ke kořenům“. Při jeho využití dochází k nižšímu
úniku živin a nižší pachové zátěži okolí. Z environmentálního hlediska hraje důležitou roli i nižší
množství emisí skleníkových plynů.
Ze získaných výsledků je zřejmé, že náklady na dopravu a související logistické operace tvoří
větší část z celkových nákladů na provoz zemědělských bioplynových stanic. Z toho vyplývá, že
zefektivnění činnosti v této oblasti může významným způsobem ovlivnit celkovou ekonomiku
provozu.
8. Výzkum technických, technologických, ekonomických a energetických
podmínek produkčních i mimoprodukčních systémů v zemědělském podniku
Ing. Zdeněk Abrham, CSc.
8.1 Výzkum technických a ekonomických podmínek exploatace a inovace techniky v zemědělství
a) vyhodnocení současného stavu dodávek techniky do zemědělství
Vývoj dodávek traktorů do zemědělství od roku 1995 je uveden v grafu na obr. 1. Na dodávkách
se podílí celkem 18 firem, více jak 85 % traktorů je z dovozu. Rozhodující podíl na dodávkách
traktorů do zemědělství mají značky John Deer, Zetor, Case IH a New Holland - celkem cca 62 %
z celkového počtu traktorů. V posledních letech se výrazněji začínají prosazovat na našem trhu
„nové“ značky, Kubota (kromě strojů pro komunální účely se rozšířila nabídka zemědělských
traktorů převážně nižších výkonových tříd do 100 kW) a Belarus (rovněž převážně traktory do 100
kW s relativně nízkou pořizovací cenou)
3500
3098
3000
2766
2500
2230
1864
2000
1717
1630
ks
1401
1500
1308
1224
1077
1017
1034
869
1000
809
493
528
500
0
1995
1996
1997
1998
1999
2000
2001
2002
2003
2004
2005
2006
2007
2008
2009
2010
rok
Obr. 8.1 Vývoj dodávek traktorů do zemědělství
108
MZE0002703102
Vývoj dodávek sklízecích mlátiček je uveden v grafu na obr. 2. Na dodávkách sklízecích
mlátiček se téměř 70 % podílí 3 hlavní firmy (Claas, New Holland a John Deer). V posledních letech
se na trhu nabídky sklízecích mlátiček začínají prosazovat i další firmy, především Massey Ferguson
a Case IH.
Vývoj dodávek sklízecích řezaček je uveden v grafu na obr. 3. Na trhu sklízecích řezaček se
začíná podíl hlavních dodavatelů vyrovnávat. Hlavními dodavateli (v současné době vlastně
výhradními) v této oblasti jsou firmy Claas, John Deer, New Holland a Krone.
600
539
500
400
327
300
284
ks 300
231
210
182
200
154
132
121
173
144
127
136
109
92
100
0
1995
1996
1997
1998
1999
2000
2001
2002
2003
2004
2005
2006
2007
2008
2009
2010
rok
Obr. 8.2 Vývoj dodávek sklízecích mlátiček do zemědělství
38
40
33
35
34
29
30
23
25
21
22
22
19
18
20
15
24
10
10
5
0
1999
2000
2001
2002
2003
2004
2005
2006
2007
2008
2009
2010
Obr. 8.3 Vývoj dodávek samojízdných řezaček do zemědělství
109
MZE0002703102
Z grafů je zřejmý výrazný pokračující vliv ekonomické krize v roce na ekonomiku zemědělských
podniků a tím i na výrazné omezení investic do zemědělské techniky. Dodávky traktorů se proti roku
2009 zvýšily o 147 ks přesto zůstává výrazný pokles ve srovnání s rokem 2008 (o 40 %) resp. 2007
(o 33 %). U sklízecích mlátiček došlo k dalšímu poklesu dodávek a to ve srovnání s rokem 2008 (o
52 %) resp. 2007 (o 41 %).
Nákup mobilní zemědělské techniky byl v roce 2010 podporován přes PGRLF. Podpora investic
do strojního zařízení byla zařazena v programu Zemědělec. Podpora je poskytována formou úhrady
části úroků z úvěru.
Na období 2007 – 2013 je podpora inovací obsažena rovněž v Programu rozvoje venkova
v opatření 1.1.1 Modernizace zemědělských podniků. V rámci tohoto programu lze získat podporu
investic ve formě nenávratné dotace ve výši 40 % resp. 50% ve znevýhodněných oblastech (pro
mladé zemědělce ještě možnost navýšení na 50 resp. 60 %). Tyto podpory jsou však orientovány na:
- výstavbu a rekonstrukci staveb a skladovacích prostor v živočišné výrobě včetně
technologického vybavení
- výstavbu a rekonstrukci vybraných typů staveb pro rostlinnou výrobu včetně
technologického vybavení.
V současné době se vytváří pracovní skupina pro přípravu nového Programu rozvoje venkova
na období po roce 2013. Řešitelé etapy jsou do této pracovní skupiny zařazeni a mohou tak využít
informace a zkušenosti pro přípravu nového programu.
b) hodnocení technického vybavení resortu
Za významný přínos řešení této části subetapy považujeme úspěšnou spolupráci s Českým
statistickým úřadem v oblasti úpravy struktury statistických dotazníků pro hodnocení technického
vybavení zemědělských podniků v rámci pravidelného strukturálního šetření (vždy 3., 5. a 7. rok
desetiletí) a statistického šetření AGROCENZUS (vždy na konci desetiletí).
Struktura statistického šetření vybavení resortu zemědělskou technikou je sice kompromisem
mezi požadavky řešitelů a možnostmi a finančními prostředky ČSÚ pro realizaci šetření, ale přesto
lze konstatovat, že se významně zvýšila podrobnost a především vypovídací schopnost šetřených
ukazatelů pro hodnocení technického vybavení resortu.
Vybrané ukazatele ze statistického šetření AGROCENZUS 2010 jsou uvedeny v tab. 8.1.
Ze statistického šetření vyplývá výrazný rozdíl mezi počtem strojů u právnických osob (PO
obhospodařují 70,9 % zemědělské půdy a průměrná výměra podniku je 801 ha z.p.) a počtem
strojů u fyzických osob (FO obhospodařují 29,1 % z. p. a průměrná výměra farmy je 51 ha z.p.).
Zatímco u PO připadá 16,9 traktoru na 1000 ha z. p. tak u FO je to 32,3 traktoru na 1000 ha z. p.
Počet traktorů přepočtu na 1000 ha z.p. u FO a PO je pro jednotlivé výkonové třídy uveden v grafu
na obr. 8.4. Obdobný rozdíl mezi počtem strojů u PO a FO se projevuje u všech sledovaných
kategorií strojů. Výjimkou jsou pouze nákladní automobily, kterých je u PO 1,5 ks na 1000 ha z. p. a
u FO jen 0,7 ks na 1000 ha z. p.
Pro traktory a samojízdné sklizňové sklízecí mlátičky a řezačky statistické šetření poskytuje i
určitý náhled do tempa obnovy, vykazuje stroje do stáří 10 let. Do této kategorie spadá u traktorů
19,9 % celkového počtu (mírně příznivější je situace u PO - 21.8 %, u FO - 18,3 %). Dále ze
sledování vyplývá, že traktorový park byl celkem dobře vybaven traktory do 69 kW a tempo obnovy
v těchto kategoriích je tedy oprávněně dosti pomalé. V posledních letech se investuje především do
vyšších výkonových tříd. U traktorů nad 100 kW instalovaného výkonu je podíl strojů do 10 let stáří
41,9 % (z toho u PO 44.2 %, u FO 38,7 %)
110
MZE0002703102
Tab. 8.1 Vybrané ukazatele statistického šetření AGROCENZUS 2010
Celkem
Stroj
ks
Traktory kolové a pásové celkem
Právnické osoby
na 1000 stroje do 10
roků
ha z.p. (ks
(%)
)
59 013
16,9
19,9
0,6
1,6
5,7
5,4
3,7
2,1
0,4
1,3
0,3
6,1
1,0
0,5
4,4
5,3
4,0
na 1000
ha z.p.
ks
Fyzické osoby
stáří do 10
let
na 1000
ha z.p.
ks
stáří do 10
let
26 266
10,6
21,8
32 747
32,3
18,3
13,2
350
1 904
4,5
3 934
7,2
9 639
5,7
10 079
22,4
7 222
24,1
11 551
41,9
7 479
44,2
5 279
24,6
27,4
2 736
783
43,8
37,8
4 661
461
1,9
3,9
9,9
11,4
5,2
4,6
0,5
0,7
0,2
15,2
2,8
1,7
10,1
13,0
9,5
12,0
1 576
0,1
0,6
3,9
2,9
3,0
1,1
0,3
1,5
0,3
2,3
0,2
0,1
2,1
2,1
1,7
19,4
8,4
v tom s výkonem:
do 20 kW
2 254
21–39 kW
5 510
40–59 kW
19 718
60–99 kW
18 773
100 kW a více
12 758
Sklízecí mlátičky samojízdné
Sklízecí řezačky samojízdné
7 397
1 244
Nákladní automobily nad 3,5 t
4 525
z toho cisterny
899
Pluhy
21 094
Sklízeče brambor
3 384
z toho jednořádkové
1 882
Kypřiče a kombinátory
15 419
Rotační žací stroje
18 429
Secí stroje
Rozmetadla tuhých minerálních
hnojiv
13 817
hnoje a kompostu
Postřikovače
z toho samojízdné
9 757
10 782
7 235
1 170
2,8
3,1
2,1
0,3
3 777
713
5 677
502
136
5 230
5 221
4 182
3 094
4 264
2 046
504
748
186
15 417
2 882
1 746
10 189
13 208
9 635
1,3
1,7
0,8
0,2
6 663
6 518
5 189
666
10,0
8,6
21,4
38,7
13,5
9,8
6,6
6,4
5,1
0,7
Počet traktorů u fyzických a právnických osob
12,0
Počet traktorů na 1000 ha z.p.
10,0
8,0
6,0
Fyzické osoby
4,0
Právnické osoby
2,0
0,0
do 20 kW
21–39 kW
40–59 kW
60–99 kW
100 kW a více
Výkonová třída traktoru
Obr. 8.4 Počty traktorů u PO a FO podle jednotlivých výkonových tříd
c) normativy investičních a provozních nákladů strojů a souprav
Tvorba normativů investičních a provozních nákladů strojů a strojních souprav je pravidelná
každoroční činnost. Předpokládá to rozsáhlý soubor výpočtů na základě podkladů z databáze strojů a
s ohledem na měnící se podmínky ekonomiky provozu strojového parku v zemědělském podniku.
Pro rok 2011 se jednalo především o zohlednění následujících faktorů:
111
MZE0002703102
-
aktualizace cen (stroje, pohonné hmoty)
aktualizace nákladů na opravy, výkonnosti strojů a spotřeby paliva
aktualizace vnějších ekonomických podmínek (daně, poplatky)
V roce 2011 byl dále přepracován systém prezentace normativů na webové stránce řešitele do
formy databázového programu, který poskytuje uživateli větší komfort při vyhledávání a zobrazení
normativů. Kompletní soubor normativů investičních a provozních nákladů zemědělských strojů je
pro uživatele přístupný na webové stránce řešitele v rubrice: Databáze a programy/Normativy pro
poradenství/Provozní náklady zemědělských strojů.
Obdobným způsobem byl aktualizován i soubor normativů a databázový program pro
normativy provozních údajů a nákladů doporučených strojních souprav. Ten je pro uživatele
přístupný na webové stránce řešitele v rubrice:
Databáze a programy/Normativy pro poradenství/Provozní náklady strojních souprav.
d) Expertní systém „Provozní náklady zemědělských strojů“
Expertní systém Provozní náklady zemědělských strojů byl dokončen v roce 2010. V roce 2011
probíhalo ověřování expertního systému a především práce byly zaměřeny na aktualizaci databáze.
Expertní systém je pro uživatele k dispozici na webové stránce řešitele v rubrice Databáze a
programy/Expertní systémy ON LINE/Výpočet provozních nákladů zemědělských strojů.
e) Expertní systém „Provozní náklady souprav“
V roce 2011 byl realizován o věřen o nový expertní systém „Provozní náklady souprav“.
Základem je databáze mechanizačních prostředků a mobilních energetických prostředků. Jedná se o
databázový program, který pro zadanou operaci řeší výběr mechanizačního i energetického
prostředku z databáze, sestavení strojní soupravy a vyhodnocení ekonomiku provozu soupravy pro
různé úrovně využití strojů.
Uživatel může vybraná vstupní data energetického i mechanizačního prostředku z databáze
upravit a přizpůsobit vlastním lokálním podmínkám, případně i zadat nový mechanizační nebo
energetický prostředek.
Výslednou soupravu a její provozní parametry si může uživatel uložit do databáze a vrátit se
k těmto výsledkům při další práci s programem.
Příklad výstupní relace expertního systému je uveden na obr. 8.5.
Expertní systém je pro uživatele přístupný na webové stránce řešitele v rubrice:
Databáze a programy/Expertní systémy ON LINE/Provozní náklady souprav.
112
MZE0002703102
Provozní náklady soupravy pro technologickou operaci "Střední orba"
DEUTZ-FAHR Agrotron Mechanizační
6.30 -99kW
prostředek:
Kolové traktory 4x4 80Třída stroje: 1265
Třída stroje: 2005
99 kW
Pořizovací cena bez
Pořizovací cena bez
2054918 Kč
DPH:
DPH:
Doba odpisování: 5 r
Doba odpisování:
Využití výkonu
40 %
Výkonnost:
motoru:
Hodinová spotřeba
Spotřeba paliva na 1
16.2 l/h
paliva:
ha:
Osobní náklady
Osobní náklady
140 Kč/h
řidiče:
obsluhy stroje:
Traktor:
OVERUM ROTO
Pluhy pětiradličné
oboustranné
455000 Kč
5r
0.9 ha/h
18 l
0 Kč/h
Technicko-ekonomické ukazatele soupravy
Roční
nasazení
Náklady (Kč/h)
Náklady (Kč/ha)
MP (h/r) Variabilní Fixní Celkem Variabilní Fixní Celkem
500
984
462
1446
1093
513
1607
1600
625
990
424
1414
1100
471
1571
375
978
526
1504
1087
584
1671
500
991
407
1398
1101
452
1553
2000
625
997
369
1366
1108
410
1518
375
985
471
1456
1094
523
1618
500
976
552
1528
1084
613
1698
1200
625
982
514
1496
1091
571
1662
375
970
616
1586
1078
684
1762
Průměr
984
482
1466
1093
536
1629
Roční nasazení
traktoru (h/r)
Obr. 8.5 Výstupní relace z expertního systému „Provozní náklady soupravy“
8.2 Výzkum technologických, ekonomických a energetických podmínek produkčních systémů
v zemědělském podniku
Při zadávání výzkumného záměru byla problematika ekonomiky technologických systémů
rozdělena na tzv. „produkční systémy“ (zaměřené na klasickou zemědělskou produkci
potravinářských a krmných plodin, pěstovaných v systému konvenční, integrované i ekologické
produkce – ty jsou náplní subetapy 8.2) a dále na tzv. „mimoprodukční systémy“ (zaměřené na
ostatní technologie – tj. energetické plodiny, energetické využití travních porostů, využití odpadní
fytomasy, péče o krajinu – ty jsou náplní subetapy 8.3)
Expertní systém „Technologie a ekonomika plodiny“
Expertní systém je plně aktualizován pro podmínky roku 2011 a nabízí výsledky v následujícím
rozsahu:
113
MZE0002703102
-
výrobní oblast kukuřičná a řepařská - 64 technologických systémů plodin
výrobní oblast bramborářská - 32 technologických systémů plodin
výrobní oblast bramborářsko-ovesná a horská - 23 technologických systémů plodin
Expertní systém „Hnojení fosforem a draslíkem“
Expertní systém je aktualizován pro podmínky roku 2011 a nabízí využití pro v následujícím
rozsahu:
- výrobní oblast kukuřičná a řepařská - 32 plodin
- výrobní oblast bramborářská - 18 plodin
- výrobní oblast bramborářsko-ovesná a horská - 26 plodin
Expertní systém „Hnojení dusíkem“
Expertní systém je aktualizován pro podmínky roku 2011 a nabízí využití pro v následujícím
rozsahu:
- výrobní oblast kukuřičná a řepařská - 19 plodin
- výrobní oblast bramborářská - 20 plodin
- výrobní oblast bramborářsko-ovesná a horská - 16 plodin
Databáze normativů
Výsledky expertního systému „Technologie a ekonomika plodin“ za rok 2011 jsou pro potřeby
rychlého využívání zpracovány do 2 souboru normativů:
- Technologické postupy pěstování plodin
- Ekonomika pěstování plodin
Databáze normativů je zpracována pro stejnou škálu plodin, jako obsahuje expertní systém
Technologie a ekonomika plodin
8.3
Výzkum technologických, ekonomických a energetických podmínek mimoprodukčních
systémů v zemědělském podniku
V této etapě se řeší ekonomika a energetika technologických systémů, které v praxi zemědělských
podniků doplňují běžné produkční systémy, tj. především energetické využití hlavní i vedlejší
produkce a péče o krajinu.
a) expertní systém - tvorba a aktualizace databáze technologických postupů
Expertní systém je pro uživatele přístupný na webové stránce řešitele v rubrice:
Databáze a programy/Expertní systémy ON LINE/Technologie a ekonomika plodin
b) výpočet normativů , ověřování
Normativy jsou pro uživatele přístupné na webové stránce řešitele v rubrikách:
Databáze a programy/Normativy pro poradenství/Technologické postupy pěstování plodin
Databáze a programy/Normativy pro poradenství/Ekonomika pěstování plodin
Jednou z významných oblastí je řešení možností využití travních porostů a slámy pro
energetické účely.
V současné době se významně snižuje možnost využití produkce z TTP (trvalých travních
porostů) pro krmivářské účely. Z vývoje výměry TTP a stavu skotu je zřejmé, že za posledních 20
let se zvýšila produkce sena na 1 ks skotu téměř na trojnásobek. TTP dnes představují především
významný stabilizační a krajinotvorný prvek v soustavě hospodaření a v péči o venkovský prostor a
nabízí se tedy využití produkce z těchto ploch pro surovinové účely (především kompostování) a
energetické účely (především tuhá biopaliva a bioplyn).
114
MZE0002703102
Náklady na pěstování a sklizeň energetického sena z TTP se bez dotací pohybují okolo:
- bez dotací
- s využitím dotací SAPS + TOP UP
- 2500 Kč/t
- 900 až 1300 Kč/t
Podstatně příznivější ekonomické podmínky pro energetické využití fytomasy z TTP jsou
v oblastech, kde lze využít některé z dotací LFA. V těchto podmínkách klesají výsledné náklady na 1
t sena pod 300 Kč/t (v některých podmínkách mohou celkové dotace být dokonce vyšší než náklady
na produkci fytomasy).
Dále byly zpracovány normativní podklady pro ekonomické hodnocení energetického využití
slámy. Celková roční produkce slámy využitelná pro surovinové a energetické účely se odhaduje na
cca 4 mil tun. Podrobnější bilance je uvedena v tab. 8.2.
Pro vyhodnocení ekonomiky tuhých fytopaliv ze slámy vycházíme z úvahy, že cena slámy je
dána 2 hlavními faktory:
-
náklady na produkci slámy
náklady na sběr a odvoz slámy
Vzhledem k tomu, že neexistuje objektivně sledovaná nákupní cena slámy, tak pro kalkulaci
nákladů na produkci slámy se nejčastěji používají rozčítací metody. Nejčastější metodou je využívání
rozčítacích koeficientů stanovených na základě krmné hodnoty zrna a slámy, vyjádřené ve
škrobových jednotkách a stravitelných bílkovinách. VÚZE Praha rozpracoval podrobněji tuto metodu
v polovině 90. let minulého století a doporučil uvažovat náklady na produkci slámy:
-
u ozimých obilovin 12 % celkových nákladů
u jarních obilovin 15 % celkových nákladů.
Tab. 8.2 Produkce slámy a možnosti využití pro energetické účely
Plodina
Pšenice ozimá
Pšenice jarní
Žito
M. j.
Plocha [ha]
Výnos zrna[t/ha]
Plocha [ha]
Výnos zrna[t/ha]
Plocha [ha]
Výnos zrna[t/ha]
Ječmen ozimý
Ječmen jarní
Oves
Plocha [ha]
Výnos zrna[t/ha]
Plocha [ha]
Výnos zrna[t/ha]
Plocha [ha]
Výnos zrna[t/ha]
Ostatní obiloviny
OBILOVINY
celkem
Řepka
Plocha [ha]
Výnos zrna[t/ha]
Průměr 2008 - 2010
779788
5,34
42613
3,59
37367
4,46
128665
4,66
313382
4,26
50449
3,05
61333
3,73
Produkce slámy
t/ha
celkem (tis.t)
4,80
3743
3,20
136
4,50
168
4,20
540
3,40
1065
3,00
151
3,10
190
5995
Plocha [ha]
Výnos zrna[t/ha]
Plocha [ha]
Výnos zrna[t/ha]
360191
2,98
6,00
2161
Biomasa z vedlejších produktů
Sláma obilovin (50 %)
2997
obilovin a řepky využitelná pro
Sláma řepky (90 %)
1081
surovinové a energetické účely
Celkem
4078
a) náklady na produkci slámy
Pro současné ekonomické podmínky pak s využitím této metody je třeba uvažovat náklady na
produkci slámy u ozimů okolo 500 Kč.t-1, u jařin cca 600 až 700 Kč.t-1 .
115
MZE0002703102
-
Náklady na sběr a odvoz stébelnin se pohybují:
u sběracích vozů se pohybují okolo 140 až 150 Kč.t-1, (tato varianta se využívá jen minimálně,
výrazně narůstají náklady na skladování a manipulaci)
u lisů na válcové balíky okolo 650 Kč.ha-1, tj. cca 200 až 250 Kč.t-1
u lisů na hranolovité balíky okolo 850 Kč.ha-1, tj. cca 250 až 300 Kč.t-1
Při stanovení výsledné celkové ceny slámy je třeba vzít v úvahu, že odpadá operace drcení a
rozhoz slámy po pozemku (nejčastěji s adaptérem za sklízecí mlátičkou). Tato úspora nákladů je však
přibližně ve stejné výši vykompenzována zvýšením nákladů na skladování slámy.
Výsledná průměrná cena slámy pro energetické využití je tedy pro jednotlivé technologie
sklizně odlišná a pro další ekonomické úvahy ji lze kalkulovat v následující výši:
-
volně ložená (sběrací vozy) - 650 Kč.t-1
válcové balíky - 750 Kč.t-1
lisy na hranolovité balíky - 800 Kč.t-1
Další část řešení subetapy byla orientována na hodnocení využití rostlinné produkce
z hlediska její energetické efektivnosti. S využitím normativů na pěstování a sklizeň plodin a dalších
dostupných podkladů výzkumných prací VÚZT bylo toto provedeno pro 9 vybraných plodin.
Výsledky jsou uvedeny v tabulce 8.3.
Tab. 8.3 Energetická efektivnost vybraných druhů biopaliv
Energetická plodina
Druh biopaliva
(energetického produktu)
Vstupy energie - pěstování + MJ/ha
sklizeň
Vstupy energie - skladování + MJ/ha
manipulace
Vstupy energie - zpracování MJ/ha
Vstupy energie celkem
MJ/ha
Šťovík
krmný
1
Brikety
Konopí seté Ozdobnice
čínská
2
3
Brikety
Brikety
Chrastice
rákosovitá
4
Brikety
Triticale
Čirok na
energetické siláž
5
6
Brikety
Bioplyn
1034
2526
748
769
2388
1849
3062
2452
2710
90
120
120
90
231
1585
1427
432
293
2916
3888
3888
2916
3402
19460
22350
22000
2300
4040
6534
4756
3775
6021
22894
26839
24884
5303
Měrná jedn. biopaliva
mjbp
Množství biopaliva
mjbp/ha
Celkový obsah energie –
hlavní výrobek
Celkový obsah energie –
vedlejší výrobek
Celkový obsah energie
GJ/ha
GJ/ha
GJ/ha
134,4
175,8
192,1
125,7
161,3
134,7
Vstupy energie celkem
MJ/mjbp
462,7
561,3
408,6
432,4
591,2
3,7
Obsah energie na výstupu
MJ/mjbp
15400
15100
16500
14400
15840
33,3
26,9
40,4
33,3
26,8
Energetická efektivnost
Řepka
ozimá
9
MEŘO
Kukuřice na Pšenice
siláž
ozimá
7
8
Bioplyn
Bioetanol
t
m
3
l
8,7
11,6
11,6
8,7
10,2
6271
7200
2362
1257
134,4
175,8
192,1
125,7
161,3
134,7
154,7
48,4
43,1
72,0
87,0
154,7
120,4
130,1
3,7
10,5
4,2
21,5
21,5
51,0
103,5
5,9
5,8
4,8
24,5
Pozn.:
-- pro plodiny 1 až 5 – energetickým produktem jsou brikety s vlhkostí 12 %, výhřevnost
- pro plodiny 6 a 7 - energetickým produktem je bioplyn (60 % CH4) získaný z pěstovaného
produktu z 1 ha plodiny
- pro plodiny 8 a 9 - je uvedena celková produkce kapalného biopaliva, získaná z hlavního
produktu z 1 ha plodiny + energetický obsah balíků slámy
8.4 Výzkum technologických a ekonomických podmínek využití pěstované i odpadní biomasy
ze zemědělské výroby
Databáze materiálů byla v roce 2011 doplněna o 20 nových druhů biomasy. Údaje o
116
MZE0002703102
stávajících druzích biomasy byly na základě laboratorních rozborů, literární rešerše a pokusů
verifikovány Databáze materiálů je tedy v letošním roce opět obsáhlejší a přesnější.
Laboratorní rozbory se v letošním roce zaměřily zejména na stanovování poměru C:N u nově
vkládaných druhů biomasy. Pokusy s výtěžností bioplynu byly prováděny na následujících druzích
biomasy:
-
odpady ze stravování,
cukrová řepa (čerstvá, bulvy)
cukrová řepa (siláž z celé rostliny),
cukrovarské řízky (siláž).
Výsledky pokusů byly zpracovány podle jednotné metodiky a vedle doplňování údajů do databází
ekonomických programů jsou výsledky těchto pokusů průběžně publikovány ve vědeckých
časopisech.
Modelováním ekonomiky linek na zpracování biomasy pomocí vytvořených a pravidelně
aktualizovaných programů za různě nasimulovaných provozních podmínek jsou tvořeny ekonomické
normativy zpracovávání biomasy.
9. Výzkum enviromentálních opatření pro snížení negativního působení
zemědělské a potravinářské výroby v oblasti ochrany ovzduší a povrchových
vod.
Doc. Ing. Antonín. Jelínek, CSc.
9.1 Stanovení a ověření emisních faktorů pro amoniak a skleníkové plyny u dosud nesledovaných
kategorií hospodářských zvířat (2009 - 2012)
V hale chovu bažanta divokého v Korosekách bylo provedeno měření koncentrací a emisí
amoniaku, oxidu dusného a oxidu uhličitého vznikajících při chovu sledovaného hejna. Zvířata byla
chována ve zděné hale uzpůsobené pro chov bažanta divokého. Na halu navazovala voliéra,
umožňující přirozený pohyb chovaných zvířat. Krmení je řešeno krmítky s ručním doplňováním
krmiva, napájení zajišťují automatické napáječky. V hale bylo v době měření 198 bažantů. do
krmení byl přidáván biotechnologický přípravek Bioalgen pro zlepšení konverze krmiva. Odběrové
sondy byly umístěny v obou odtahových šachtách, které byly po dobu měření osazeny měřicími
ventilátory. Průměrná rychlost proudění byla 0,28 m.s-1. Měření koncentrací sledovaných plynů
bylo provedeno plynovým analyzátorem INNOVA 1312, využívajícím infračervenou
optoakustickou metodu, doplněným o přepínač měřicích míst INNOVA 1309. Naměřené hodnoty
přístroj přepočítává na normální stavové podmínky a průběžně automaticky ukládá. Teplota
vzdušiny i její relativní vlhkost byla kontinuálně měřena a zaznamenávána registračním přístrojem
COMMETER L3120. Hodnoty tlaku vzduchu byly kontinuálně měřeny a zaznamenávány
přístrojem COMMETER D4141. Měření vzduchotechnických parametrů bylo provedeno
anemometrem - přístrojem TESTO 445. Měření bylo započato 7.6.2011 v 12:11 a trvalo 24 hodin,
aby byly zachyceny veškeré projevy zvířat ovlivňující vznik sledovaných zátěžových plynů.
Na Obr. 9-1 je graf naměřené koncentrace amoniaku, na Obr. 9-2 je graf koncentrace oxidu dusného
a na Obr. 9-3 je graf naměřené koncentrace oxidu uhličitého. Koncentrace metanu a sirovodíku po
celou dobu měření nepřesáhly úroveň pozadí, proto nebyly vyhodnocovány.
117
MZE0002703102
KONCENTRACE AMONIAKU
HALA CHOVU BAŽANTA OBECNÉHO, 7. - 8. 6. 2011
18.00
16.00
koncentrace NH3 (mg.m-3)
14.00
12.00
10.00
8.00
NH3-1 (mg/m3)
6.00
NH3-4 (mg/m3)
4.00
2.00
0.00
7.6.11
10:00
7.6.11
12:00
7.6.11
14:00
7.6.11
16:00
7.6.11
18:00
7.6.11
20:00
7.6.11
22:00
8.6.11
0:00
8.6.11
2:00
8.6.11
4:00
8.6.11
6:00
8.6.11
8:00
8.6.11
10:00
8.6.11
12:00
8.6.11
10:00
8.6.11
12:00
čas (s)
Obr. 9.1 graf koncentrace amoniaku
KONCENTRACE N2O
HALA CHOVU BAŽANTA OBECNÉHO, 7. - 8. 6. 2011
2.00
koncentrace N2O (mg.m-3)
1.80
1.60
N2O-1 (mg/m3)
1.40
N2O-4 (mg/m3)
1.20
1.00
0.80
0.60
0.40
0.20
0.00
7.6.11
10:00
7.6.11
12:00
7.6.11
14:00
7.6.11
16:00
7.6.11
18:00
7.6.11
20:00
7.6.11
22:00
8.6.11
0:00
8.6.11
2:00
8.6.11
4:00
8.6.11
6:00
8.6.11
8:00
čas (s)
Obr. 9.2 graf koncentrace oxidu dusného
118
MZE0002703102
KONCENTRACE CO2
HALA CHOVU BAŽANTA OBECNÉHO, 7. - 8. 6. 2011
2400
2200
2000
koncentrace CO2 (mg.m-3)
1800
1600
1400
1200
CO2-1 (mg/m3)
1000
CO2-4 (mg/m3)
800
600
400
200
0
7.6.11
10:00
7.6.11
12:00
7.6.11
14:00
7.6.11
16:00
7.6.11
18:00
7.6.11
20:00
7.6.11
22:00
8.6.11
0:00
8.6.11
2:00
8.6.11
4:00
8.6.11
6:00
8.6.11
8:00
8.6.11
10:00
8.6.11
12:00
čas (s)
Obr. 9.3 graf koncentrace oxidu uhličitého
Na Obr. 9.4 je graf naměřené teploty, relativní vlhkosti a tlaku vzduchu uvnitř haly po dobu měření.
100
996
90
995
80
994
70
993
60
992
teplota [°C]
rel. vlhkost [%]
tlak [hPa]
50
991
40
990
30
989
20
988
10
987
0
7.6.11
10:00
7.6.11
12:00
7.6.11
14:00
7.6.11
16:00
7.6.11
18:00
7.6.11
20:00
7.6.11
22:00
8.6.11
0:00
8.6.11
2:00
8.6.11
4:00
8.6.11
6:00
8.6.11
8:00
8.6.11
10:00
8.6.11
12:00
tlak (hPa)
teplota (°C) , rel. vlhkost (%)
TEPLOTA, REL. VLHKOST A TLAK VZDUŠINY
HALA CHOVU BAŽANTA OBECNÉHO, 7. - 8. 6. 2011
986
8.6.11
14:00
čas (h)
Obr. 9.4 graf teploty, relativní vlhkosti a tlaku
119
MZE0002703102
V Tab. 9.1 jsou shrnuty naměřené hodnoty a vypočteny hmotnostní toky amoniaku, z kterých byla
stanovena měrná výrobní emise.
Tab. 9.1 naměřené hodnoty a vypočtená měrná výrobní emise amoniaku
Veličina
jednotka
celkem
nejistota
Průměrná teplota
Vzdušiny
(°C)
17,2
± 0,4
(%)
51,5
± 2,1
987,8
± 20
0.20
± 0.004
0.00
± 0.000
0.3383
± 0.008
Průměrná relativní
vlhkost vzdušiny
Průměrný tlak vzduchu
(hPa)
Odběrové místo
Průřez potrubí
Průtok vzdušiny
2
Sonda
Sonda
č.1
č.4
(m )
0.36
0.36
(m3.s-1)
0.10
0.10
-3
Průměrná hm. koncentrace
(mg.m )
10.54
10.53
Hm. tok znečišťující látky
(mg.s-1)
1.06
1.06
Měrná výrobní emise
(kg.zvíře-1.rok-1)
V Tab. 9.2 jsou shrnuty naměřené hodnoty a vypočteny hmotnostní toky oxidu dusného, z kterých
byla stanovena měrná výrobní emise.
Tab. 9.2 naměřené hodnoty a vypočtená měrná výrobní emise oxidu dusného
Veličina
jednotka
celkem
nejistota
Průměrná teplota
Vzdušiny
(°C)
17,2
± 0,4
(%)
51,5
± 2,1
(hPa)
987,8
± 20
0.20
± 0.004
0.00
± 0.000
0.0283
± 0.001
Průměrná relativní
vlhkost vzdušiny
Průměrný tlak vzduchu
Odběrové místo
Průřez potrubí
2
(m )
3
-1
Sonda
Sonda
č.1
č.4
0.36
0.36
Průtok vzdušiny
(m .s )
0.10
0.10
Průměrná hm. koncentrace
(mg.m-3)
0.78
0.99
Hm. tok znečišťující látky
(mg.s-1)
0.08
0.10
Měrná výrobní emise
-1
-1
(kg.zvíře .rok )
V Tab. 9. 3 jsou shrnuty naměřené hodnoty a vypočteny hmotnostní toky oxidu uhličitého, z kterých
byla stanovena měrná výrobní emise.
Tab. 9.3 naměřené hodnoty a vypočtená měrná výrobní emise oxidu uhličitého.
Veličina
jednotka
celkem
nejistota
Průměrná teplota
Vzdušiny
(°C)
17,2
± 0,4
(%)
51,5
± 2,1
(hPa)
987,8
± 20
Průměrná relativní
vlhkost vzdušiny
Průměrný tlak vzduchu
120
MZE0002703102
Sonda
č.1
č.4
(m2)
0.36
0.36
(m3.s-1)
0.10
0.10
(mg.m-3)
1373.09
1363.81
138.41
137.47
Odběrové místo
Průřez potrubí
Průtok vzdušiny
Průměrná hm.
koncentrace
Hm. tok znečišťující
látky
Měrná výrobní emise
Sonda
(mg.s-1)
-1
-1
(kg.zvíře .rok )
0.20
± 0.004
0.00
± 0.000
43.9400
± 1.098
Z naměřených hodnot koncentrací oxidu uhličitého je patrné, že hala je velice dobře provětrána.
(Pro srovnání průměrná koncentrace oxidu uhličitého ve venkovním prostředí se je cca 850 mg.m-3,
průměrná koncentrace například v halách pro chov kuřecích brojlerů se pohybuje mezi 3000 až
4500 mg.m-3.)
Bezprostředně po skončení měření v hale pro chov bažantů byla technika přemístěna do haly pro
chov kachny divoké na stejné farmě. Hala je identická s halou pro chov bažanta. Jedná se rovněž o
zděnou halu ve které jsou odtahové šachty situovány v boční stěně. Krmení je ručně doplňováno.
Napáječky jsou poloautomatické. Do krmiva byl přidáván rovněž biotechnologický přípravek
Bioalgen pro zlepšení konverze krmiva. Odběrové sondy byly umístěny opět v odtahových
šachtách, které byly po dobu měření osazeny měřicími ventilátory. Měření bylo zahájeno 8.6.2011
v 13:03 a rovněž probíhalo po 24 hodin.
Na Obr. 9.5 je graf naměřené koncentrace amoniaku, na Obr. 9.6 je graf koncentrace oxidu dusného
a na Obr. 9.7 je graf naměřené koncentrace oxidu uhličitého. Koncentrace metanu a sirovodíku po
celou dobu měření nepřesáhly úroveň pozadí, proto nebyly vyhodnocovány.
KONCENTRACE AMONIAKU
HALA CHOVU KACHNY DIVOKÉ, 8. - 9. 6. 2011
22.00
20.00
koncentrace NH3 (mg.m-3)
18.00
16.00
NH3-1 (mg/m3)
14.00
NH3-2 (mg/m3)
12.00
10.00
8.00
6.00
4.00
2.00
0.00
8.6.11
12:00
8.6.11
14:00
8.6.11
16:00
8.6.11
18:00
8.6.11
20:00
8.6.11
22:00
9.6.11
0:00
9.6.11
2:00
9.6.11
4:00
9.6.11
6:00
9.6.11
8:00
9.6.11
10:00
9.6.11
12:00
9.6.11
14:00
čas (s)
Obr. 9.5 graf koncentrace amoniaku
121
MZE0002703102
KONCENTRACE N2O
HALA CHOVU KACHNY DIVOKÉ, 8. - 9. 6. 2011
5.00
4.50
N2O-1 (mg/m3)
4.00
koncentrace N2O (mg.m-3)
N2O-2 (mg/m3)
3.50
3.00
2.50
2.00
1.50
1.00
0.50
0.00
8.6.11
12:00
8.6.11
14:00
8.6.11
16:00
8.6.11
18:00
8.6.11
20:00
8.6.11
22:00
9.6.11
0:00
9.6.11
2:00
9.6.11
4:00
9.6.11
6:00
9.6.11
8:00
9.6.11
10:00
9.6.11
12:00
9.6.11
14:00
čas (s)
Obr. 9.6 graf koncentrace oxidu dusného
KONCENTRACE CO2
HALA CHOVU KACHNY DIVOKÉ, 8. - 9. 6. 2011
5000.00
4500.00
4000.00
koncentrace CO2 (mg.m-3)
CO2-1 (mg/m3)
3500.00
CO2-2 (mg/m3)
3000.00
2500.00
2000.00
1500.00
1000.00
500.00
0.00
8.6.11
12:00
8.6.11
14:00
8.6.11
16:00
8.6.11
18:00
8.6.11
20:00
8.6.11
22:00
9.6.11
0:00
9.6.11
2:00
9.6.11
4:00
9.6.11
6:00
9.6.11
8:00
9.6.11
10:00
9.6.11
12:00
9.6.11
14:00
čas (s)
Obr. 9.7 graf koncentrace oxidu uhličitého
Na Obr. 9.8 je graf naměřené teploty, relativní vlhkosti a tlaku vzduchu uvnitř haly pro chov kachny
divoké po dobu měření.
122
MZE0002703102
100
992
90
991
80
990
70
989
60
988
teplota [°C]
rel. vlhkost [%]
tlak [hPa]
50
987
40
986
30
985
20
984
10
983
0
8.6.11
12:00
8.6.11
14:00
8.6.11
16:00
8.6.11
18:00
8.6.11
20:00
8.6.11
22:00
9.6.11
0:00
9.6.11
2:00
9.6.11
4:00
9.6.11
6:00
9.6.11
8:00
9.6.11
10:00
9.6.11
12:00
tlak (hPa)
teplota (°C) , rel. vlhkost (%)
TEPLOTA, REL. VLHKOST A TLAK VZDUŠINY
HALA CHOVU KACHNY DIVOKÉ, 8. - 9. 6. 2011
982
9.6.11
14:00
čas (h)
Obr. 9.8 graf teploty, relativní vlhkosti a tlaku vzduchu
V Tab. 9.4 jsou shrnuty naměřené hodnoty a vypočteny hmotnostní toky amoniaku, z kterých byla
stanovena měrná výrobní emise.
Tab. 9.4 naměřené hodnoty a vypočtená měrná výrobní emise amoniaku
Veličina
jednotka
celkem
nejistota
Průměrná teplota
Vzdušiny
(°C)
18.3
± 0,4
(%)
54.9
± 2,1
(hPa)
982.7
± 20
0.18
± 0.004
0.00
± 0.000
0.1232
± 0.003
Průměrná relativní
vlhkost vzdušiny
Průměrný tlak vzduchu
Odběrové místo
Průřez potrubí
2
(m )
3
-1
Sonda
Sonda
č.1
č.2
0.36
0.36
Průtok vzdušiny
(m .s )
0.09
0.09
Průměrná hm. koncentrace
(mg.m-3)
10.70
11.53
Hm. tok znečišťující látky
(mg.s-1)
0.92
1.08
Měrná výrobní emise
-1
-1
(kg.zvíře .rok )
V Tab. 9.5 jsou shrnuty naměřené hodnoty a vypočteny hmotnostní toky oxidu dusného, z kterých
byla stanovena měrná výrobní emise.
123
MZE0002703102
Tab. 9.5 naměřené hodnoty a vypočtená měrná výrobní emise oxidu dusného
Veličina
jednotka
celkem
nejistota
Průměrná teplota
Vzdušiny
(°C)
18.3
± 0,4
(%)
54.9
± 2,1
(hPa)
982.7
± 20
0.18
± 0.004
0.00
± 0.000
0.0228
± 0.001
Průměrná relativní
vlhkost vzdušiny
Průměrný tlak vzduchu
Odběrové místo
Průřez potrubí
2
(m )
3
-1
Sonda
Sonda
č.1
č.2
0.36
0.36
Průtok vzdušiny
(m .s )
0.09
0.09
Průměrná hm. koncentrace
(mg.m-3)
1.78
2.32
Hm. tok znečišťující látky
(mg.s-1)
0.15
0.22
Měrná výrobní emise
-1
-1
(kg.zvíře .rok )
V Tab. 9. 6 jsou shrnuty naměřené hodnoty a vypočteny hmotnostní toky oxidu uhličitého, z kterých
byla stanovena měrná výrobní emise.
Tab. 9.6 naměřené hodnoty a vypočtená měrná výrobní emise oxidu uhličitého.
Veličina
jednotka
celkem
nejistota
Průměrná teplota
Vzdušiny
(°C)
18.3
± 0,4
(%)
54.9
± 2,1
982.7
± 20
0.18
± 0.004
0.00
± 0.000
24.5735
± 0.614
Průměrná relativní
vlhkost vzdušiny
Průměrný tlak vzduchu
(hPa)
Odběrové místo
Průřez potrubí
Průtok vzdušiny
2
Sonda
Sonda
č.1
č.2
(m )
0.36
0.36
(m3.s-1)
0.09
0.09
-3
Průměrná hm. koncentrace
(mg.m )
2153.18
2283.18
Hm. tok znečišťující látky
(mg.s-1)
186.03
213.71
Měrná výrobní emise
(kg.zvíře-1.rok-1)
Z naměřených hodnot koncentrací oxidu uhličitého je patrné, že i hala pro odchov kachny divoké
byla velice dobře provětrána.
9.2 Návrh a ověření nových BAT technik s ohledem na dusíkový cyklus v rostlinné a živočišné
výrobě (2010-2013)
V roce 2011 byly provedeny první měření umožňující vzájemné porovnání emisní zátěže rozdílných
zapravení hovězí kejdy na travnaté porosty. Ihned po aplikaci jedy rozstřikem a zapravením
hadicovým aplikátorem byly na půdu s porostem umístěny odběrové komory s nuceným průtokem
vzduchu, navržené a zhotovené v předešlém roce v rámci řešení výzkumného záměru. Komory o
124
MZE0002703102
půdorysu 50 x 60 cm a výšce 30 cm jsou osazeny odtahovým ventilátorem a protilehlá stěna je
opatřena nasávacími otvory. Po celou dobu měření byl nastaven průtok vzduchu ventilátorem tak,
aby byla zajištěna rychlost proudění vzduchu nad sledovaným povrchem uvnitř komory na hodnotu
0,06 m.s-1. odběrové sondy byly umístěny v proudu vzduchu za odtahovými ventilátory. Pro měření
koncentrace amoniaku byl použit osvědčený plynový analyzátor INNOVA 1312, využívajícím
infračervenou optoakustickou metodu, doplněným o přepínač měřicích míst INNOVA 1309. Oba
přístroje byly včetně řídícího notebooku po dobu měření napájeny měničem pracujícím s dvěma
olověnými akumulátory 12V/150Ah.
Na Obr. 9.9 je graf naměřených hodnot koncentrací amoniaku po aplikaci kejdy na travní porosty.
KONCENTRACE AMONIAKU
FARMA STAROSEDLSKÝ HRÁDEK
35.00
30.00
koncentrace NH3 (mg.m-3)
25.00
ROZSTRIK
ZAPRAVENI
20.00
15.00
10.00
5.00
0.00
11:00:00
12:00:00
13:00:00
14:00:00
15:00:00
16:00:00
17:00:00
čas (h)
Obr. 9. 9 graf naměřených hodnot koncentrací amoniaku po aplikaci kejdy
Na Obr. 9.10 je odběrová komora na sledovaném povrchu po aplikaci rozstřikem, na Obr. 9.11 je
měřicí aparatura včetně měniče a napájecích akumulátorů.
125
MZE0002703102
Obr. 9.10 odběrová komora
Obr. 9.11 měřicí aparatura
Průměrná hodnota koncentrace amoniaku při použití hadicového aplikátoru byla v průběhu prvních
4 hodin 14,66 mg.m-3, při aplikaci kejdy rozstřikem 9,14 mg.m-3 při stejné rychlosti proudění
vzduchu nad sledovaným povrchem.
9.3 Návrh a ověření BATtechnik pro využití digestátu, fugátu a odpadních vod z hlediska redukce
emisí pachů, amoniaku a skleníkových plynů do ovzduší a emisí dusíkatých látek do odpadních
vod.Návrh řešení úpravy parametrů odpadních vod na vody závlahové. (2009-2011)
Fugát lze využívat v souladu se zákonem o hnojivech č. 156/1998 Sb., který byl novelizován 8. 1.
2009. Novela byla vydána pod č. 9/2209 Sb. Nejdůležitější změna, vztahující se k fugátu, se týká
terminologie: Nově je zavedena kategorizace na kapalná a tekutá hnojiva. Fugát je zařazen mezi
tekutá hnojiva, která mohou mít až 13% sušiny. Nově jsou pod pojem „hnojiva“ zahrnuta i
statková hnojiva. Ani novelizovaný zákon neuvádí pro hnojiva limitní hodnoty mikrobiologických
ukazatelů.
126
MZE0002703102
V roce 2011 byly prováděny rozbory obsahu dusíkatých látek ve fugátu ze separované kejdy na
farmě chovu dojnic v Petrovicích. V tabulce Tab. 9-7 jsou uvedeny průměrné obsahy dusíkatých
látek a sušiny ve fugátu a pro porovnání i průměrné hodnoty v kompostech z kompostáren
v Petrovicích a v Ruzyni.
Tab. 9.7 průměrné obsahy dusíkatých látek a sušiny
Vzorek
lokalita
Fugát Petrovice
kompost Petrovice
Ruzyně
%N2v suš
11,9
0.81
1.10
%sušiny
6.4
64.21
50.09
Z uvedených hodnot vyplývá, že při doporučované dávce 40 – 80 kg dusíku na 1 ha travních
porostů by bylo potřeba aplikovat 6900 až 13800 litrů fugátu na 1ha. Vzhledem k minimálnímu
obsahu fosforu a draslíku by bylo daleko výhodnější použít dávku výrazně nižší a potřebný obsah
dusíkatých látek doplnit například kompostem, který je z hlediska vyváženosti prvků potřebných
pro optimální růst daleko příznivější.
9.4 Implementace směrnice Evropského Parlamentu a Rady 2008/1/ES ze dne 15. ledna 2008 o
integrované prevenci a omezování znečištění (kodifikované znnění). (2009-2013)
Primárním účelem všech snižujících opatření pro omezení emisí amoniaku ze zemědělské
činnosti je snížit emise a dodržet emisní stropy vyjednané jednotlivými signatářskými státy v rámci
směrnice Rady 2001/81/ES ze dne 23. října 2001 o národních emisních stropech. V ČR platí emisní
strop pro amoniak ve výši 80 kt ročních emisí. Jelikož začíná mít ČR problém s dosažením tohoto
vyjednaného stropu byl v rámci novelizace NV615/2006 Sb. zpracován ve spolupráci s MŽP
metodický pokyn za účelem zpřesnění vykazování emisí amoniaku z chovů hospodářských zvířat.
Dle metodického pokynu by měly provozovatelé středních zdrojů znečišťování ovzduší připravovat
plány zásad správné zemědělské praxe. Metodický pokyn je koncipován tak, aby zpracovatelé plánů
měly možnost využit snižující opatření jednak z příručky snižujících technologií patřící ke
Goteborgskemu protokolu a jednak z BREF. Tímto postupem došlo k harmonizaci obou dokumentů
pro účely chovů hospodářských zvířat v ČR.
10. Výzkum negativních antropogenních vlivů technického charakteru na vývoj
krajinných prvků a ekosystémů. Výzkum uplatnění šetrných a stimulačních
prostředků pro rozvoj krajiny a fytocenózy s ohledem na využití zbytkové
biomasy z údržby krajiny.
Ing. Petr Plíva, CSc.
10.1 Ověření možnosti využití kompostu, vyrobeného ze zbytkové biomasy z údržby krajiny
v místě jejího vzniku, pro zakládání prvků územního systému ekologické stability v krajině
I) Software „Provozní deník kompostárny“
Zjednodušení administrativy při provozování kompostárny je jednou z cest, jak rozšířit
kompostování jako způsob zpracovávání zbytkové biomasy, resp. BRO.
V minulém období byl vytvořen a modelově odzkoušen software „Provozní deník
kompostárny“, jehož účelem používání je umožnit vedení provozního deníku kompostárny
elektronicky a tím pádem zjednodušit archivaci všech údajů o kompostovaných surovinách, průběhu
127
MZE0002703102
procesu a hotovém kompostu vyžadovaných kontrolními úřady. Zjednodušuje měření a vedení
záznamu teplot při kompostování. Software automaticky načítá a zaznamenává teploty
z bezdrátových zapichovacích teploměrů.
Z důvodu realizace ověřování přímo v provozu kompostárny navrženého softwaru v příštím
roce, byla v roce 2011 uzavřena Rámcová smlouva o spolupráci s odbornou firmou VIA ALTA a.s.
Třebíč. Software "Provozní deník kompostárny" je v současné době v uvedené firmě analyzován a
je posuzována vhodnost funkčního použití softwaru v provozu kompostárny dle zkušeností s
praktickými potřebami při řízení procesu. Cílem je také zjednodušení vedení a správné dodržení
legislativních povinností souvisejících především s evidencí a provozními záznamy.
II) Kompostování v kompostérech
Vzhledem k tomu, že se na základě uveřejněných informací o možnosti řízení
kompostovacího procesu v kompostérech, řešeného v minulém období řešení výzkumného záměru a
na základě průzkumu provedeného v rámci konference „Ekonomická udržitelnost využití
bioodpadů“, která se uskutečnila v roce 2010 v Brně (viz Příloha 1), otevřeli řešitelé problematiku
kompostování v kompostérech.
Komunitní a domácí kompostování je jedna z možností jak snížit množství odpadů a tím
zároveň ušetřit na poplatcích za odvoz odpadu. Samotnému procesu kompostování BRO
v domácnostech napomáhá i legislativní zavázání ČR na snížení ukládání BRO na skládky odpadů,
které počítá se spoluprácí s obcemi a obyvatelstvem. V tomto ohledu na území ČR již probíhají
pilotní projekty, které mají za úkol zvýšit u občanů povědomí o kompostování.
Z těchto důvodů byl proveden průzkum kompostérů, které jsou v ČR dostupné a bylo
provedeno jejich hodnocení (viz Příloha 2).
Dílčím cílem etapy je řešení, návrh a odzkoušení nových typů kompostérů, které budou
určeny pro domácí a komunitní kompostování. Ověřením funkčních vzorků by mělo být prokázáno
zlepšení průběhu kompostovacího procesu v kompostérech a zejména snížení pracnosti při jejich
obsluze (nutnost dosažení dostatečného provzdušnění zpracovávaných surovin jejich přehazováním).
Na základě výsledků tohoto hodnocení byly navrženy konstrukce kompostérů, které by
nedostatky současně dodávaných zařízení částečně či úplně odstraňovaly a kompostovací proces by
zkvalitňovaly, čímž by došlo k podpoře dalšího rozšiřování kompostování jako jednoho z možných
způsobů zpracování biologicky zpracovatelných surovin, resp. odpadů. Popisy nové navržených
kompostérů jsou uvedeny v následujících podkapitolách.
A/ Modulový kompostér (kompozitní kompostér)
Funkční vzorek:
Modulový kompostér (obr.10-1) byl vyvinut a funkční vzorek byl vyroben ve spolupráci s
firmou PREFA KOMPOZITY, a.s., Kulkova 10/4231, Brno na základě Rámcové smluvy o spolupráci,
která byla uzavřena v roce 2010.
128
MZE0002703102
Obr.10.1 Modulový kompostér
(vlevo – dvoumodulový kompostér, vpravo - vizualizace základního modulu kompostéru)
Konstrukce kompostéru:
Kompostér se skládá z následujících prvků (obr.10-2):
1/ rohové stojny - termosetový kompozitní profil (50×50) mm tvaru U;
2/ průběžné (napojovací) stojny - termosetový kompozitní profil (50×50) mm tvaru U;
3/ boční prvky - pochůzné rošty z polyesterové pryskyřice vyztužené přímým skelným rovingem,
rozměr ok (30×30) mm, výšce 38 (25, 14) mm - dle zbytků z výroby mohou být jednotlivé
strany kompostéru složeny z různých variant rozměrů roštů o různém počtu ok, různé zbarvení;
4/ speciální spojovací prvky - silonový čep, pryžová spojka.
Obr.10.2 Prvky modulového kompostéru
129
MZE0002703102
Materiál kompostéru:
Termosetový kompozit (polyesterová pryskyřice vyztužená skelným vláknem), který ani za
vysokých teplot nemění svůj tvar.
Vysoká pevnost materiálu – stabilní konstrukce; odolává UV záření; chemická odolnost
(odolává agresivnímu prostředí); nemění tvar a barvu; variabilní systém; z převážné části vyroben
z odpadního materiálu z výroby firmy PREFA KOMPOZITY, a.s., Brno
Parametry základního modulu:
Délka: 1025 mm
Šířka: 930 mm
Výška: 880 mm
Objem: 0,85 m3
Novost zařízení:
Modulový kompostér je tvořen jako jednoduchá skládačka, jejíž složení by měl zvládnout i
méně zručný uživatel. Naplnění a vyprázdnění kompostéru je díky rozebíratelným bočním stranám
velmi jednoduché. Kompostér je konstruován tak, aby se počet modulů (komor) dal jednoduše
přizpůsobit přání a potřebám zákazníka. Tyto komory se v budoucnu budou dát k základnímu setu
přikoupit a tím si rozšířit objem stávajícího kompostéru. Ke kompostéru je možné instalovat dalších
doplňky (např. víko, snímač teploty). Může být vyráběn v různých barevných variantách.
Další nespornou výhodou modulového kompostéru je jeho dlouholetá životnost, tvarová stálost a
vysoká odolnost vůči vnějším vlivům díky vlastnostem použitých kompozitních materiálů. Tyto
vlastnosti žádný jiný kompostér na českém trhu v současnosti nemůže nabídnout a z tohoto důvodu je
kompostér výjimečný.
Modulový kompostér je určen jak pro větší zahrady/zahrádky, tak pro komunitní kompostování.
Ověřování funkčnosti:
V roce 2012 bude pokračovat ověřování modulového kompostéru na experimentální
kompostárně VÚZT,v.v.i., společně s dalšími kompostéry (navrženými i běžně dostupnými)
Výsledkem bude porovnání parametrů jednotlivých ověřovaných kompostérů.
Předpokládané výsledky dosažené při řešení:
1/ Funkční vzorek – již vyroben (č. FV I - MZE000270310 – 2011)
2/ Průmyslový vzor – podán 15.4. 2011 (číslo přihlášky: 2011-38641)
3/ Ověřená technologie – bude dokončena v roce 2012
B/ Bubnové zařízení pro řízení kompostování (bubnový kompostér)
Funkční vzorek:
Na základě výsledků experimentálního ověřování prováděných s prvním funkčním vzorkem
bubnového kompostéru, vyrobeného ze dřeva (viz zpráva za rok 2010), byla z důvodu odstranění
částečných konstrukčních nedostatků navržena nová konstrukce zařízení, byly zpracována výrobní
dokumentace a byla vyrobena základní konstrukce zařízení (obr. 10-3). V roce 2012 budou pokračovat
práce na dokončení funkčního vzorku (lamely tvořící plášť bubnu – pevné a posuvná).
Konstrukce kompostéru:
Bubnové zařízení pro řízené kompostování je tvořeno otočným bubnem, uloženým na pevném
rámu s vlastním elektrickým, popř. ručním pohonem. Součástí pevného rámu jsou hnaná podpěrná
kola pohánějící rotační buben. Plášť rotačního bubnu je vytvořen několika pevně připevněnými díly
obdélníkového tvaru (lamelami) tak, že mezi nimi je mezera zabezpečující efekt prosévání při otáčení
bubnu. Jeden díl je posuvný a slouží k plnění rotačního bubnu. Hotový kompost je odebírán pod
130
MZE0002703102
sesypným žlabem.
Obr.10.3 Bubnové zařízení pro řízení kompostování – základní konstrukce
Materiál kompostéru:
Rám zařízení – ocelové profily;
Čela a plášť bubnu, sesypný žlab – nerezová ocel;
Doplňkové prvky - plast, guma.
Parametry bubnu:
Délka: 1 180 mm
Průměr: 900 mm
Objem: 0,75 m3
Novost zařízení:
U běžně vyráběných bubnových kompostérů je možné kompost získat až po ukončené
fermentaci celého obsahu. Tuto nevýhodu lze odstranit použitím bubnového zařízení pro řízené
kompostování, tvořené rotačním bubnem, jehož plášť je tvořen pevně připevněnými lamelami tak, že
mezi nimi je mezera zabezpečující efekt prosévání při otáčení bubnu. Lamely mohou být natáčecí pro
regulaci mezery podle velikosti částic kompostované suroviny a podle potřeby prosévání.
Konstrukce zařízení umožňuje zpětnovazební řízení kompostovacího procesu vhodnými
zásahy, prováděnými automaticky, bez nutnosti přítomnosti obsluhy zařízení.
Bubnový kompostér je určen jak pro větší zahrady/zahradnictví, tak pro komunitní
131
MZE0002703102
kompostování.
Ověřování funkčnosti:
V roce 2012 bude funkční vzorek dokončen a začne jeho ověřování na experimentální
kompostárně VÚZT,v.v.i., společně s dalšími kompostéry (navrženými i běžně dostupnými)
Výsledkem bude porovnání parametrů jednotlivých ověřovaných kompostérů.
Předpokládané výsledky dosažené při řešení:
1/ Užitný vzor –zapsán 5.9. 2011 (číslo zápisu: 22660);
2/ Funkční vzorek – realizace bude dokončena v roce 2012;
3/ Průmyslový vzor – bude podán po dokončení funkčního vzorku;
4/ Ověřená technologie – ověřování funkčního vzorku začne v roce 2012;
5/ Článek v českém recenzovaném časopise.
C/ Víceúčelové kompostovací zařízení – krabicový kompostér
Funkční vzorek:
Výroba funkčního vzorku krabicového kompostéru, jehož schéma je na obr.10-4, bude zadána
spolupracující firmě po dokončení výrobní dokumentace a v případě, že bude k dispozici potřebné
množství finančních prostředků na řešení, v prvním čtvrtletí roku 2012.
Konstrukce kompostéru:
Kompostér se skládá z následujících prvků:
1/ nosná konstrukce nepohyblivá– ocelový profil (50×50) mm čtvercového průřezu;
2/ nosná konstrukce pohyblivá - ocelový profil (50×50) mm čtvercového průřezu;
3/ děrovaná boční stěna – děrovaný plech z nerezové oceli;
4/ speciální spojovací prvky - silonový čep, pryžová spojka.
Materiál kompostéru:
Kombinace konstrukční a nerezové oceli.
Parametry zařízení:
Objem: 1 m3
Novost zařízení:
Konstrukce běžných zahradnických kompostérů nezajišťuje dostatečného provzdušňování
zpracovávaných surovin. Ve většině případech je nutné z kompostéru kompostované suroviny ručně
přemístit na vedlejší pozemek a následně jej opět vložit do kompostéru. Není řešena ani problematika
prosévání hotového kompostu. Ve většině případech je nutno přesévat přes externí síto.
Uvedené nedostatky odstraňuje víceúčelové kompostovací zařízení – krabicový kompostér,
jehož konstrukce umožňuje vytvoření plochy pro přehazování zpracovávaných surovin a prosévání
kompostu.
Ověřování funkčnosti:
Ověřování funkčnosti krabicového kompostéru začne na experimentální kompostárně
VÚZT,v.v.i. ihned po dokončení výroby funkčního vzorku.
Předpokládané výsledky dosažené při řešení:
1/ Užitný vzor – bude podána žádost o zapsání;
2/ Funkční vzorek – bude vyroben v případě splnění výše uvedených podmínek;
3/ Průmyslový vzor – bude podán, pokud bude vyroben funkční vzorek;
4/ Ověřená technologie – v případě splnění výše uvedených podmínek.
132
MZE0002703102
Legenda
1/ dno
2/ děrovaná boční stěna
3/ děrovaná boční stěna
4/ děrovaná boční stěna
5/ noha
6 / děrovaná boční stěna široká
7/ víko
8/ čep
9/ čep
10/ bočnice
11/ bočnice
12/ sklopná noha
13/ sklopná noha
14/ čep
15/ čep
16/ sklopná noha
17/ sklopná noha
18/ zajišťovací kolík
19/ otvor
20/ otvor
21/ bočnice
22/ děrovaná boční stěna
23/ vlis pro uložení nohy
24/ vlis pro uložení nohy
Obr.10.4 Schéma krabicového kompostéru
10.2 Výzkum vlivu vybraných typů biotechnologických přípravků na ujímavost sazenic pří
zakládání dřevinných vegetačních prvků v krajině
Experiment pokračoval na pozemku kompostárny ECOWOOD Unhošť (Praha – západ) i v
roce 2011, kde bylo v roce 2010 vysazeno 70 kusů sazenic lípy srdčité (Tilia cordata).
Dne 18.7.2011 proběhla kontrola a měření všech sazenic. Současně byl proveden převaz
těsných úvazků, zastřižení a vyholení obrostu. Tři ze sledovaných stromků (č. 38, 44, 48) odumřely.
Měření proběhla dle metodiky z roku 2010, výsledky byly zaznamenány do tabulky a zpracovány
graficky (graf 10.1).
133
MZE0002703102
Graf 10.1 Výsledky měření v roce 2011
Na základě statistického zpracování výsledků měření lze konstatovat, že u žádného
sledovaného znaku nebyl prokázán statisticky významný rozdíl. Oproti minulému roku došlo
k setření rozdílu ve výšce sazenic mezi variantou výsadby do zahradnického substrátu s aplikací
biotechnologického přípravku Bio-Algeen kořenový koncentrát a Bio-Algeen granulát a ostatními
variantami.
Z důvodu komplexnosti výsledků celého experimentu byla v dubnu 2011 provedena
mechanizovaná výsadba 120 sazenic břízy bělokoré (Betula pendula) na pozemku firmy JENA –
školky okrasných rostlin v Úholičkách. Při výsadbě byly použity přípravky Bio-Algeen kořenový
koncentrát, Bio-Algeen granulát a Jena – zahradnický kompost.
Stromky byly vysazeny pomocí připojitelného sazeče (obr.10.5) ve čtyřech variantách - ve
čtyřech řádcích (tři řádky, každý s aplikací jednoho přípravku a čtvrtý, kontrolní řádek bez
přípravku). Délka řádku je 31 m, rozestup řádků 1,8 m, spon sazenic v řádku 1 m. Sazenice byly
zakráceny a vyholeny, korunka se nachází u všech v 50 cm ± 1 cm. Jedná se o „kontejnerové
sazenice“, které si jsou velmi podobné, což znamená dobré startovní podmínky pro experiment.
Obr.10.5 Mechanizovaná výsadba sazenic břízy bělokoré
134
MZE0002703102
Biotechnologický přípravek Bio-Algeen granulát byl aplikován při výsadbě v dávce 50 g ke
kořenovému balu každé sazenice.
Biotechnologický přípravek Bio-Algeen koncentrát byl zředěn v poměru 1:20, (použito 0,5 l
přípravku a 10 l vody), kořenový bal sazenic byl smáčen bezprostředně před vysazením.
JENA – zahradnický kompost s jakostními znaky, uvedenými v tab.10.1, byl před výsadbou
v řádku lehce zaorán v množství cca 12 kg.m-2, celkově 360 kg.
Název
sušina
[%]
vlhkost
[%]
spal.
látky
[%]
spal.
uhlík [%]
dusík
[%]
pH
[-]
C:N
[-]
JENA –
zahradnický
kompost
72,91
27,09
39,15
19,56
1,04
8,73
18,8
První měření stromků proběhlo bezprostředně po výsadbě na pozemku společnosti JENA Úholičky,
dne 7.4.2011. Druhé měření a kontrola pak 13.09.2011, současně bylo provedeno okopání stromků a
nasazení ochranek proti okusu (obr.10.6).
U všech jedinců byly proměřeny a zaznamenány následující rozměry (obr.10.7):
1 . . . celková výška sazenice;
Ø2 . . . průměr kmínku sazenice ve vzdálenosti 10 cm od povrchu pozemku;
Ø3 . . . průměr kmínku pod korunkou.
Měření proběhla dle metodiky z roku 2010, výsledky byly zaznamenány do tabulky a
zpracovány graficky (graf 10.2). Z důvodu příliš krátké doby trvání experimentu nebyly výsledky
prozatím komentovány ani nebyly předběžně hodnoceny.
Obr.10.6 Sazenic ve školkách JENA Úholičky
135
MZE0002703102
Obr.10.7 Místa měření kontroly růstu sazenic
Graf 10.2 Výsledky měření v roce 2011
136
MZE0002703102
Příloha 1
8. D OTAZNÍK – MODULOVÝ KOMPOSTÉR
VYHODNOCENÍ
Celkový počet vyplněných dotazníků: 24
1) Zpracovávám nebo mám zájem zpracovávat biologicky rozložitelný odpad (BRO) z údržby zahrady,
vytříděný v domácnosti, ze zahradnické činnosti apod.
Ano / Ne
95 % / 5 %
2) BRO uvedený v otázce č. 1 zpracovávám, popř. bych zpracovával:
a) kompostováním přímo v místě vzniku
83 %
b) BRO odvážím
17 %
c) Jinak
0
3) Pro kompostování v místě jeho vzniku využívám metodu:
a) kompostování na volné ploše
45 %
b) kompostování v kompostéru
55 %
c) jinou
0
4) Pro kompostování využívám kompostér:
a) malý
b) velký
(objem do 1 m3)
54 %
3
46 %
(objem nad 1 m )
5) Používám kompostér:
a) vlastní výroby
64 %
b) kupovaný
36 %
6) Uvítal bych možnost zakoupení kompostéru, který by bylo možné po modulech přistavovat:
Ano /Ne
81 % / 19 %
7) Do základního modulu kompostéru o velikosti cca 1 m3 jsem ochotný investovat:
a) 1 000,– až 2 000,– Kč
79 %
b) 2 000,– až 3 000,– Kč
21 %
137
MZE0002703102
c) více než 3 000,– Kč
0
8) Mám zájem o další informace ohledně modulového kompostéru:
Ano / Ne
68 % / 32 %
SHRNUTÍ
83 % (22) respondentů zpracovává BRO v místě vzniku z toho:
55 % používá kompostér,
45 % kompostuje na hromadě
respondenti kompostující na volné ploše (10):
73 % projevilo zájem o možnost zakoupení modulárního kompostéru
89 % je ochotno investovat 1000 až 2000 Kč
75 % má zájem o další informace
respondenti s kompostérem (12):
50 % vlastní kompostér o objemu nad 1 m3
73 % kompostérů je vlastní výroby
90 % respondentů projevilo zájem o možnost zakoupení modulárního
kompostéru
70 % je ochotno investovat 1000 až 2000 Kč
64 % má zájem o další informace
75 % (3) respondentů odvážejících BRO projevilo zájem o kompostér.
UVEDENÉ KONTAKTY
[email protected]
[email protected]
[email protected]
[email protected]
138
MZE0002703102
[email protected]
[email protected]
[email protected]
[email protected]
[email protected]
[email protected]
[email protected]
[email protected]
[email protected]
9. D OTAZNÍK – MODULOVÝ KOMPOSTÉR
ƒ
Vámi vybranou odpověď, prosím, zakroužkujte, podtrhněte či jinak označte.
9) Zpracovávám nebo mám zájem zpracovávat biologicky rozložitelný odpad (BRO) z údržby zahrady,
vytříděný v domácnosti, ze zahradnické činnosti apod.
Ano
ƒ
/
Ne
Pokud ano, prosím pokračujte ve vyplňování dotazníku dále.
10) BRO uvedený v otázce č.1 zpracovávám, popř. bych
zpracovával:
d) kompostováním přímo v místě vzniku
e) BRO odvážím
f) jinak
11) Pro kompostování v místě jeho vzniku využívám metodu:
d) kompostování na hromadě
e) kompostování v kompostéru
f) jinou
12) Pro kompostování využívám kompostér:
Základní modul kompostéru
3
c) malý
(objem do 1 m )
d) velký
(objem nad 1 m3)
13) Používám kompostér:
139
MZE0002703102
c) vlastní výroby
d) kupovaný
14) Uvítal bych možnost zakoupení kompostéru, který by bylo možné po modulech přistavovat:
Ano
/
Ne
15) Do základního modulu kompostéru o velikosti cca 1 m3 jsem ochotný investovat:
d) 1 000,– až 2 000,– Kč
e) 2 000,– až 3 000,– Kč
f) více než 3 000,– Kč
16) Mám zájem o další informace ohledně modulového kompostéru:
Ano
ƒ
/
Ne
Pokud ano, prosím, zanechte své kontaktní údaje (např. e-mail):
Příloha 2
9.1. Přehled zahradních kompostérů
V tabulce 1 je uveden přehled kompostérů z plastových, kovových a dřevěných materiálů
(případně kov v kombinaci se dřevem), které se daly na českém trhu zakoupit k červenci roku 2011
Díky rozsáhlé nabídce kompostérů zde nemusí být uvedeny úplně veškeré výrobky, které se
v obchodních řetězcích a internetu vyskytují.
Bílou barvou jsou označeny kompostéry „plastové“, zeleně jsou označeny kompostéry „kovové“,
žlutě je označena „kombinace ocel/dřevo“ a hnědě dřevěné kompostéry.
140
MZE0002703102
Tab. 10.2 Kompostéry dostupné na českém trhu
141
MZE0002703102
142
MZE0002703102
11. Optimalizace složení fytopaliv z pohledu spalovacích charakteristik
Ing. David Andert, CSc.
Byl zapsán užitný vzor – „ANDERT, D.: SMĚSNÉ TUHÉ PALIVO NA BÁZI PSINEČKU.
Úřad průmyslového vlastnictví, spis užitných vzorů 22182, číslo přihlášky 2010-23750
Byl podán návrh na zápis„Užitný vzor - Směsné tuhé palivo na bázi ovesné slámy“
Metodický postup řešení věcné etapy (plán dílčích prací) pro rok 2012
Číslo věcné etapy:
Název práce
Optimalizace složení
11
Řešitel (řešitelé): Ing. David Andert,CSc.
Cíl práce
Termín
(měsíc)
Učení optimálních směsí fytopaliv
Výroba vzorku směsných Zajištění
pelet
zkoušky
Provedení spalných zkoušek
vzorku
pro
spalné
splnění
7
9
12
143
MZE0002703102
Výroba zkušebních pelet
Jedním z důležitých parametrů pro výrobu standartizovaných paliv je vlhkost dodávaného
materiálu. Pro získání základní představy o kolísání vlhkosti jsme provedli týdenní sledování na
realné kotelně spalující slámu uskladněnou ve stohu. Z grafu je vidět, že vlhkost značně kolísá.
Prakticky se pohybuje mezi 11,1 % až maximálně 23,8 %. Pro bezproblémovou výrobu tvarovaného
paliva ve formě pelet či briket je nutné se pohybovat do 17 až 18 %. To je možné zabezpečit pouze
při skladování balíku pod přístřeškem.
Na základě rozborů fytomasy uvažované pro výrobu směsného paliva byly určeny vhodné
směsi k odzkoušení. Jedná se o:
výmladková sláma psinečku,
výmladková sláma psinečku 80% + vyslazené řepné řízky 20%,
kuřičná sláma,
pšeničná sláma 80% + vyslazené řepné řízky 20%.
Z těchto materiálů byly vyrobeny peletky. Výrobní postup byl následující. Veškeré komponenty
byly zpracovány na řezačce vybavené síty. To nám umožnilo spojit operaci štěpkování a drcení na
kladívkovém šrotovníku. Následně byla provedena homogenizace směsi a samotné lisování pelet.
Pelety byly vyráběny na laboratorní peletovací lince, kde je základem peletovací lis firmy KOVO
Novák. Průměr matrice byl zvolem 8 mm.
Tab. 11.1 Silikátová analýza (metoda RTG-fluorescence)
SiO2
TiO2
Al2O3 Fe2O3 MnO MgO
Psineček
1,77
0.003
<0.06
0,01
0,03
0.83
Štěpka dřevní
Kukuřice
<0.03
34,26
0
0,24
0,06
1,80
0,03
2,12
0,07
1,37
0.83
2,10
Řepné řízky
15,48
0,43
3,17
1,45
0,21
9,54
32,28
Vzorek
CaO
Na2O
K2O
S03
P2O5
Cl
0,26
<0.02
1,55
0,33
21,77
<0.02 0,13
<0.02 13,66
0,21
0,11
0,13
0,03
1,58
<0.01
8,78
0,02
0,92
15,32
7,89
0,23
(%)
1,8
13,78
Obr. 11.1 Řezací šrotovník RS 650- pohled na řezací hlavu
144
MZE0002703102
;
Obr. 11.2 Řezací šrotovník RS 650
Obr. 11.3 Linka na výrobu pelet
145
MZE0002703102
Obr. 11.4 Vyrobené vzorky pelet
U jednotlivých typů pelet byly hodnoty otěru a měrné hmotnosti. Hodnoty otěru byly
zjišťovány dle rakouské normy ÖNORM M7135 pomocí přístroje Ligno-tester. V ČR je připravena
norma ČSN P CEN/TS 15210-1. Pro měření otěru se nejprve naváží 100 g pelet, následně jsou
vloženy do přístroje Ligno-tester, kde jsou proudem vzduchu uvedeny do pohyby po dobu 30s. Pelety
narážejí vzájemně do sebe i na stěny přístroje a tím dochází k otěru. Po vyjmutí s přístroje jsou pelety
opět zváženy a sleduje se hmotnostní úbytek.
Požadavky podle zmiňované normy ÖNORM M7135 na mechanické vlastnosti jsou
následující:
• Hodnota otěru menší než 2,3 %,
3
• měrná hmotnost vyšší než 1120 kg/m .
Tab. 11.2 Mechanické vlastnosti topných pelet
Otěr
[%]
Měrná
hmotnost[kg/m3]
Teplota
měknutí
Teplota
tečení
Vymlácená sláma psinečku,
3,5
1030
745
980
vymlácená sláma psinečku 80% +
vyslazené řepné řízky 20%,
2,8
1180
830
1020
kuřičná sláma
3,7
1040
890
1040
pšeničná sláma 80% + vyslazené
řepné řízky 20%.
4,2
1175
790
1020
Spalovací zkoušky
Spalovací zkoušky jsme prováděly na teplovzdušných kamnech. Kamna vyrábí firma Kovo
Novák a jsou určeny pro spalování dřevních pelet, resp směsi 50 na 50 se zrnem obilovin. Kamna
146
MZE0002703102
mají tepelný výkon 18 kW a jsou vybaveny ventilátorem pro zajištění dostatečného přestupu tepla.
Obr. 11.5 Zkušební teplovzdušná peletová kamna KNP o výkonu 18 kW
Tab. 11.3 Výsledky palivářských rozborů jednotlivých paliv pro spalovací zkoušky s peletami
Vzorek v původním
stavu
Dřevní peletky
Vzorek
bezvodý
Hořlavina
vzorku
Voda celková
%
6,14
Popel
%
0,46
0,49
Hořlavina
%
93,40
99,51
100,00
Spalné teplo
kJ/kg
20446
21 781
21888
Výhřevnost
kJ/kg
18945
20332
20432
Vodík
%
6,60
7,028
7,06
Uhlík
%
44,94
47,879
48,11
Dusík
%
0,10
0,109
0,11
Kyslík
%
41,77
44,49
44,71
Síra
%
< 0,001
< 0,001
Vzorek v původním
stavu
Vzorek
bezvodý
Psineček 50 % a
50% řepné
řízky
< 0,001
Hořlavina
vzorku
147
MZE0002703102
Voda celková
%
4,28
Popel
%
10,01
10,44
Hořlavina
%
85,71
89,56
100,00
Spalné teplo
kJ/kg
16402
17 132
19129
Výhřevnost
kJ/kg
15125
15900
17753
Vodík
%
5,73
5,983
6,68
Uhlík
%
40,10
41,88
46,76
Dusík
%
1,02
1,062
1,19
Kyslík
%
38,90
40,64
45,37
Síra
%
< 0,001
< 0,001
< 0,001
Vzorek v původním
stavu
Psineček
Vzorek
bezvodý
Hořlavina
vzorku
Voda celková
%
6,92
Popel
%
1,92
2,06
Hořlavina
%
91,16
97,94
100,00
Spalné teplo
kJ/kg
18281
19 638
20051
Výhřevnost
kJ/kg
16868
18292
18677
Vodík
%
6,08
6,535
6,67
Uhlík
%
41,64
44,735
45,68
Dusík
%
0,36
0,388
0,40
Kyslík
%
43,08
46,28
47,25
Síra
%
< 0,001
< 0,001
Vzorek
bezvodý
Hořlavina
vzorku
< 0,001
Vzorek v původním
stavu
Kukuřice - sláma
Voda celková
%
3,94
Popel
%
14,70
15,30
Hořlavina
%
81,36
84,70
100,00
kJ/kg
14524
15 120
17851
kJ/kg
13255
13893
16402
Spalné teplo
Výhřevnost
Vodík
%
5,72
5,959
7,04
148
MZE0002703102
Uhlík
%
38,00
39,56
46,71
Dusík
%
0,84
0,879
1,04
Kyslík
%
36,79
38,30
45,22
<
Síra
%
Kukuřice 50 %
a 50 % řepka
< 0,001
Vzorek v původním
stavu
0,001
Vzorek
bezvodý
< 0,001
Hořlavina vzorku
Voda celková
%
6,55
Popel
%
0,75
0,86
Hořlavina
%
92,70
99,14
100,00
Spalné teplo
kJ/kg
18824
20133
20306
Výhřevnost
kJ/kg
17906
19154
19317
Vodík
%
6,45
6,9
6,96
Uhlík
%
43,1
46,1
46,49
Dusík
%
0,25
0,27
0,27
Kyslík
%
42,9
45,83
46,28
Síra
%
< 0,001
< 0,001
< 0,001
Obr. 11.6 Pohled do spalovací komory
Získané výsledky byly přepočteny na miligramy v metru krychlovém suchých spalin za
normálních podmínek, přepočteny na referenční obsah kyslíku O2ref =11%.
149
TOC
NOx
SO2
CO
17:30
17:25
17:20
17:15
17:10
17:05
17:00
12:00
11:55
11:50
11:45
11:40
11:35
11:30
11:25
11:20
11:15
11:10
11:05
11:00
10:55
10:50
10:45
10:40
10:35
10:30
10:25
10:20
10:15
10:10
10:05
10:00
9:55
9:50
9:45
9:40
9:35
9:30
9:25
9:20
9:15
9:10
9:05
9:00
koncentrace CO, NOx, SO2, TOC [mg.m N-3] při 11% O2
600
400
10
8
300
6
100
0
1400
800
10
600
8
0
koncentrace O2 [%]
700
koncentrace O2 [%]
CO
16:55
SO2
16:50
16:45
NOx
16:40
16:35
TOC
16:30
16:25
16:20
16:15
16:10
16:05
16:00
15:55
15:50
15:45
15:40
15:35
15:30
koncentrace CO, NOx, SO2, TOC [mg.m N-3] při 11% O2
MZE0002703102
16
14
500
12
200
4
2
0
O2
Obr. 11.7 Průběh emisí při spalován dřevních pelet
18
1200
16
14
1000
12
400
6
4
200
2
0
O2
Obr. 11.8 Průběh emisí při spalování pelet z výmladkové slámy psinečku 80% a
řepných řízků 20%
150
TOC
NOx
SO2
CO
1500
10
8
0
3000
2000
1000
0
koncentrace O 2 [%]
12
9
1500
8
7
6
koncentrace O 2 [%]
21:30
21:25
21:20
21:15
21:10
21:05
21:00
20:55
20:50
20:45
20:40
20:35
20:30
20:25
20:20
20:15
20:10
20:05
20:00
19:55
19:50
19:45
19:40
19:35
19:30
19:25
19:20
19:15
19:10
19:05
19:00
3000
11:15
11:10
11:05
11:00
10:55
10:50
10:45
10:40
10:35
CO
10:30
10:25
SO2
10:20
10:15
10:10
NOx
10:05
10:00
9:55
TOC
9:50
9:45
9:40
9:35
9:30
9:25
9:20
9:15
9:10
9:05
9:00
8:55
8:50
8:45
koncentrace CO, NOx, SO2, TOC [mg.mN-3] při 11% O2
-3
koncentrace CO, NOx, SO 2, TOC [mg.m N ] při 11% O2
MZE0002703102
20
18
2500
16
2000
14
1000
6
500
4
2
0
O2
Obr. 11.9 Průběh emisí při spalování pelet z vymlácené slámy psinečku
15
14
2500
13
12
11
10
5
4
500
3
2
1
0
O2
Obr. 11.10 Průběh emisí při spalování pelet z kukuřičné slámy
151
MZE0002703102
20
3000
19
17
16
15
14
2000
13
12
11
10
1500
9
8
koncentrace O2 [%]
koncentrace CO, NOx, SO2, TOC [mg.mN-3] při 11% O2
18
2500
7
1000
6
5
4
500
3
2
1
TOC
NOx
SO2
CO
14:30
14:25
14:20
14:15
14:10
14:05
14:00
13:55
13:50
13:45
13:40
13:35
13:30
13:25
13:20
13:15
13:10
13:05
13:00
12:55
12:50
12:45
12:40
12:35
12:30
12:25
12:20
12:15
12:10
12:05
12:00
11:55
11:50
11:45
11:40
11:35
0
11:30
0
O2
Obr. 11.11 Průběh emisí při spalování pelet ze slámy pšenice80% a řepných řízků 20%
Závěry
Palivo
Všechny zkoušené typy směsí a čistých trav jsou využitelné jako palivo. Horší výsledky
některých směsí a trav jsou dány skutečností, že kamna jsou vyvinuta a seřízena na spalování čisté
dřevní hmoty, případně dřevní hmoty s malým podílem kůry. Spalování jiných typů paliv je
principiálně možné, ale je nutno si uvědomit, že spalovací podmínky vlivem jiných fyzikálně
chemických vlastností vstupujícího paliva budou odlišné. Nelze tedy jednoznačně rozhodnout, že
některé paliva jsou pro spalování vhodnější případně méně vhodné. Pokud by vývoj topidla od
začátku směřoval ke spalování travních směsí, byly by pravděpodobně provedeny změny v
konstrukci roštu pro tento typ paliva.
Srovnávacím etalonem bylo spalování čisté dřevní hmoty v podobě suchých peletek.
Výhřevnost dřevní hmoty je cca 19 MJ.kg-1. Výhřevnost vymlácené slámy psinečku je kolem 16,8
MJ.kg-1. Výhřevnost ostatních materiálů se pohybuje kolem 15 MJ.kg-1. Tyto rozdíly nejsou z
hlediska energetického významné. Obsah vody je podle očekávání u všech paliv poměrně vyrovnaný.
Pro spalovací proces jsou podstatné popeloviny a jejich fyzikálně – chemické vlastnosti po
spálení. Kamna jsou určena pro spalování dřevní hmoty s obsahem popela kolem 1% ( v suchém
stavu). Tomuto se nejvíc přibližuje sláma psinečku s obsahem popela v sušině 1,92%. Ostatní
spalovaná paliva mají popel v sušině 7 až 10%, kukuřičná sláma 14%. Přesto je nutno konstatovat, že
chemické složení popela psinečku způsobuje vznik spečených kusů stébel, která jsou na povrchu
pokryta plastickým popelem, který je natavený a způsobuje jednak vzájemné lepení částic popela a
jednak omezuje přístup spalovacího vzduchu ke zbytku uhlíku z organické hmoty. Při vyšší spalovací
teplotě je ověřeno, že k prohoření veškeré organické hmoty spolehlivě dochází. Nebezpečí
struskování ovšem zůstává. Při spalování kukuřičné slámy s popelnatostí paliva 14% se sklon k
spékání projevil v menší míře. Oproti dřevní hmotě bylo ovšem nutno z kamen častěji vybírat popel.
Ekonomický přínos však byl jednoznačný. Spalování směsi pšeničná sláma + řízky prokázalo
výrazně menší tendenci k lepení než u psinečku. Materiál zůstával v podstatě v sypkém stavu. Bylo
zde však patrné pozdější zapalování a delší průběh odhořívání.
152
MZE0002703102
Emise při spalování
Topidlo je určen pro spalování dřevní hmoty a emise při spalování dřevní hmoty vykazují
nejlepší výsledky.
Spalovací zkoušky s vymlácenou slámou psinečku vykazují nejmenší emise CO při spalování
směsi slámy psinečku s řepnými řízky. Naopak směs pšeničné slámy a řepkových řízků vykázala
horší emise než čisté kukuřičné peletky.
Emise NOx jsou funkcí palivového dusíku, spalovací teploty a přebytku vzduchu. U všech
směsí a trav došlo oproti dřevní hmotě k zvýšení emisí na dvojnásobek. Stále však z hlediska
emisního vyhovují.
Obsah SO2 v emisích je dán obsahem organické síry v palivu. V podstatě u všech travin jsou
hodnoty přijatelně nízké.
12. Výzkum teoretických předpokladů pro zvýšení efektivnosti využití mobilních
energetických prostředků a snížení jejich nepříznivého působení na
zemědělskou půdu, její rostlinný pokryv a životní prostředí a jejich ověření
Ing. Zdeněk Pastorek, CSc., prof. h. c, Ing. Otakar Syrový, CSc.
Vliv tahového odporu pluhu na zatížení pneumatik hnacích kol traktoru
Cílem tohoto měření bylo zjištění vlivu tahové síly na dotížení zadní nápravy traktoru
při orbě s poloneseným pětiradličným otočným pluhem s plynule nastavitelnou šířkou záběru a
různém nastavení hloubky při zpracování půdy.
Tab. 12.1 Základní technické údaje traktoru SAME Diamond 230
Údaj
Jednotka
Hodnota
Pohotovostní hmotnost
kg
8410
- z toho na přední nápravu
kg
3420
- z toho na zadní nápravu
kg
4990
Dovolená hmotnost
kg
13500 - 14000
- z toho na přední nápravu
kg
5600 - 6500
- z toho na zadní nápravu
kg
7750 - 10000
Pneumatiky – přední náprava
-
600/65 R 34
- zadní náprava
CONTINENTAL SVT
-
650/65 R 38
Rozvor náprav
mm
3089
Rozchod kol přední nápravy
mm
1874
Rozchod kol zadní nápravy
mm
1879
153
MZE0002703102
Měřeným strojem byl kolový traktor SAME Diamond II, typ 50S (tab. 12.1) ve spojení
s poloneseným pětiradličným otočným pluhem s plynule nastavitelnou šířkou záběru (tab. 12.2, obr.
12.1). Měření tahových sil a skutečné pracovní šířky a hloubky orby se uskutečnilo na pozemku s
maximální svažitostí ve směru jízdy soupravy do 0,5o. Podmínky, za kterých bylo měření
uskutečněno, jsou uvedeny v tabulce 12.3. Pro každé měření při různém nastavení pracovní hloubky
byl vytýčen trasírkami 200 m dlouhý úsek měření.
Obr. 12.1
Kolový traktor SAME Diamond II, typ 50S ve spojení s poloneseným
pětiradličným otočným pluhem s plynule nastavitelnou šířkou záběru při
měření tahových sil
Tab. 12.2 Základní technické údaje pluhu
Údaj
Jednotka
Hodnota
Typ
-
polonesený
Kategorie
-
otočný
Pracovní záběr
cm
0,92 – 2,45
Hmotnost
kg
1492 - 1791
Pracovní hloubka
cm
10 - 35
Počet orebních těles
ks
4-5
Záběr na orební těleso
cm
23 - 49
Traktor jede
-
v brázdě
154
MZE0002703102
Tab. 12.3 Podmínky měření
Údaj
Jednotka
Povrch pozemku
Svažitost pozemku
Hodnota
-
po sklizni cukrovky
Stupňů
Půdní druh
0,5
-
jílovito-hlinitá
g/cm3
2,56
- na povrchu
%
17,26
- v hloubce 11 cm
%
14,04
- v hloubce 19 cm
%
14,68
- v hloubce 26 cm
%
14,34
Měrná hmotnost půdy
Vlhkost půdy
Měřením bylo zjištěno, že hlavní rozměry traktoru odpovídají technickým parametrům
uváděným v prospektových materiálech. Tyto údaje a naměřené hodnoty potřebné pro výpočet
dodatečného zatížení jsou uvedeny v tabulce 12.4. Celková hmotnost traktoru a její rozdělení na
jednotlivá kola náprav jsou uvedeny v tabulce 12.5.
Měření tahové síly bylo provedeno pro 4 různě nastavené hloubky orby, jejich
průměrné hodnoty dosažené skutečné hloubky orby při jednotlivých měření uvádí tabulka 12.6.
Výsledky potřebné tahové síly (Ft), pracovní rychlosti, středního jednotkového odpor
(kp), měrné tahové síly (Ftm) a průměrného tahového výkonu (Pt) jsou uvedené na obrázcích 12.2 a
12.3 a tabulce 12.7.
Tab. 12.4 Hlavní rozměry traktoru
L – rozvor náprav traktoru
3,089 m
hH – výška působení tahové síly na rám traktoru
0,54 m
b - souřadnice těžiště
2,061 m
(Bp) - skutečně dosažený průměrný pracovní záběr
1,976 m
Tab. 12.5 Celkové hmotnost traktoru a její rozdělení na jednotlivá kola náprav (na rovině)
Hmotnost traktoru připadající na:
kg
pravé přední kolo
1760
levé přední kolo
1780
přední náprava
3540
pravé zadní kolo
3480
levé zadní kolo
3620
zadní nápravu
7100
Celková hmotnost traktoru
10640
155
MZE0002703102
Tab. 12.6 Skutečně dosažená hloubka orby (a) v cm
Číslo
Teoretická hloubka (cm)
měření
10
20
30
Skutečně dosažená hloubka (cm)
1
11,5
23,5
26,0
2
12,0
21,0
26,0
3
12,0
22,0
23,5
4
11,0
17,0
27,0
5
13,0
15,0
24,0
6
12,0
17,0
22,0
7
11,0
17,0
24,5
8
11,0
20,0
28,5
9
12,5
20,0
28,0
10
12,0
18,0
28,0
Průměr
11,8
19,05
25,7
30
29,0
27,5
27,5
28,0
27,0
27,5
27,0
29,0
29,0
26,0
27,7
Tab. 12.7 Naměřené a vypočtené hodnoty při zpracování půdy 5-radličným pluhem
Průměrná hloubka zpracování - a
(cm)
11,8
19,05
25,7
27,7
Popis
Jednotky
Průměrná šířka záběru
Bρ [m]
vp
[km/hod]
1,976
1,976
1,976
1,976
7,07
7,10
6,20
6,28
Ft [N]
29310
33740
35092
37930
Průměrná pracovní rychlost
Průměrná tahová síla
2
Střední jednotkový odpor půdy
kp [kN/m ]
125,7
89,6
69,1
69,3
Měrná tahová síla
Ftm [kN/m]
14,8
17,1
17,8
19,2
Pt [kW]
57,98
67,12
60,92
66,68
mBD [kg]
521,4
600,3
624,4
674,9
Průměrný tahový výkon
Dotížení zadní nápravy vlivem tahové
síly
Stanovení zatížení zadního záhonového kola při jízdě traktoru v brázdě je dotížení kola v
brázdě vlivem naklonění traktoru v příčné ose při průměrné hloubce brázdy 25,7 cm (sklon příčné
osy traktoru 6 stupňů) + 312 kg (Obr. 12.4).
Při orbě poloneseným pluhem s jízdou traktoru jedněmi koly v brázdě a vlivem
dotížení zadní nápravy vlivem tahové síly vyvozené na ramenech hydrauliky se zvýšilo zatížení
pneumatik zadních kol traktoru v závislosti hloubce orby o 312 až 649 kg u kola jedoucího v brázdě a
u záhonového kola o 0 až 337 kg.
156
MZE0002703102
Box Plot (Spreadsheet1 10v*124c)
Median; Box: 25%-75%; Whisker: Non-Outlier Range
45000
40000
Tahova sila - Ft (N)
35000
30000
25000
20000
15000
10000
11,8
19,05
25,7
27,7
Median
25%-75%
Non-Outlier Range
Outliers
Extremes
Prum erna hloubka zpracovani pudy - a (cm )
Obr. 12. 2 Krabicový graf závislosti tahové síly při dané hloubce zpracování
Box Plot (Ft-dataproboxplot 10v*124c)
Median; Box: 25%-75%; Whisker: Non-Outlier Range
9,0
8,5
Pracovni rychlost - vp (km/hod)
8,0
7,5
7,0
6,5
6,0
5,5
5,0
4,5
4,0
11,8
19,05
25,7
27,7
Median
25%-75%
Non-Outlier Range
Outliers
Extremes
Prum erna hloubka zpracovani - a (cm )
Obr. 12.3 Krabicový graf závislosti pracovní rychlosti při dané hloubce zpracování půdy
157
MZE0002703102
Obr. 12.4 Závislost dotížení zadní nápravy traktoru vlivem tahové síly na hloubce zpracování
Při huštění pneumatik traktoru před jízdou je třeba výše uvedené pomůcky brát v úvahu a
provést korekci statických zjištěných hmotností připadajících na jednotlivé pneumatiky a tomu
odpovídající hodnoty huštění. Jen tak lze zajistit maximální využití trakčních vlastností pneumatika a
zároveň prodloužit jejich životnost.
Perspektivy dopravy v zemědělství
Cílem práce je stanovit množství (hmotnost) materiálu dopravovaného v zemědělství za rok,
stanovit přepravní výkony dopravních prostředků, které přepravu zabezpečují a spotřebu motorové
nafty na jednotku přepravního výkonu.
Celková hmotnost matriálu dopravovaného v zemědělství (mc) je součtem hmotnosti
jednotlivých druhů dopravovaných materiálů (m1 až mn):
n
mc =
∑m
i =1
kde:
[t]
i
mc = celková hmotnost dopravených materiálů [t]
mi = dopravená hmotnost jednotlivých druhů materiálů
[t]
Způsob stanovení dopravení hmotnosti jednotlivých materiálů vyplývá ze vztahu:
mi = mip . kp
[-]
kde : mip = hmotnost vyrobeného materiálu [t]
158
MZE0002703102
kp = součinitel překládky
[-]
Součinitel překládky byl určen analýzou materiálových toků jednotlivých druhů
materiálů a způsobů jejich užití. U materiálového toku byla stanovena jeho intenzita (t/h) a přepravní
vzdálenost, na kterou se materiál přepravuje. Užití materiálu a jeho fyzikálně-mechanické vlastnosti
určují i druh dopravního prostředku, kterým se doprava realizuje.
Přepravované materiály byly rozděleny podle skupenství a objemové hmotnosti do 5
skupin, a to na materiály s objemovou hmotností do 400 kg/m3, nad 400 do 1 000 kg/m3, nad 1 000
kg/m3 a kapaliny a ostatní materiály. Přepravní výkon dopravního prostředku je závislý na jeho
technických parametrech (užitečné hmotnosti, ložném objemu a přepravní rychlosti), přepravovaném
materiálu a na energetickém prostředku, zařazeném do soupravy. Pro jednotlivé druhy dopravních
prostředků, podle převažujících technických parametrů v jednotlivých desetiletích, byl stanoven
příslušný přepravní výkon s vazbou na hodinu jízdy (tkm/h). Na základě známé hodinové spotřeby
motorové nafty energetického prostředku v přepravě byla stanovena i spotřeba na jednotku
přepravního výkonu.
Doprava v zemědělství se vyznačuje krátkými přepravními vzdálenostmi, většinou
jednosměrnými materiálovými toky, nízkými přepravními rychlostmi, nejrůznějšími fyzikálněmechanickými, chemickými a biologickými vlastnostmi dopravovaných materiálů, především jejich
nízkou objemovou hmotností, velkým podílem jízd v terénu a vysokým počtem ložných operací.
Vývoj přepraveného množství materiálu v zemědělství za posledních 50 let a odhad
pro rok 2020 znázorňuje obr. 12.5.
Převážná část materiálu se přepraví uvnitř zemědělského podniku (doprava vnitřní).
Tato doprava se podílí na celkovém přepraveném množství 83 % a doprava mimo zemědělský
podnik spojená se zásobováním a odbytem výrobků (doprava vnější) 17 %.
180
160
140
mil. t
120
100
80
60
40
20
0
1960
1970
1980
1990
2000
2010
2020
Roky
Obr. 12.5 Množství materiálů dopravovaných v zemědělství v ČR a předpoklad pro rok 2020
159
MZE0002703102
Podíl jednotlivých materiálových toků na celkovém přepravovaném množství
materiálu, spotřebě motorové nafty a přímých nákladech na dopravu v dopravě vnitřní uvádí tabulka
12.8 a v dopravě vnější tabulka 12.9.
Tab. 12.8 Materiálové toky v dopravě vnitřní
Podíl na
přepravním
množství
Na spotřebě
přímých
nákladech
[%]
[%]
[%]
Směřující na pole
32
34
36
Směřující z pole
44
31
27
Uvnitř
podniku
24
35
37
100
100
100
Materiálový tok
areálu
Celkem
Tab. 12.9 Materiálové toky v dopravě vnější
Podíl na
Materiálový tok
Směřující
zemědělského
podniku
ze
Směřující
zemědělského
podniku
do
Celkem
přepravním
množství
Na spotřebě
přímých
nákladech
[%]
[%]
[%]
67
70
69
33
30
31
100
100
100
Lze předpokládat, že poměr mezi dopravou vnitřní a vnější ani podíl jednotlivých
materiálových toků se nebude v příštím období výrazněji měnit.
Pro tvorbu technického zabezpečení dopravního procesu je důležitá znalost
skupenství a objemové hmotnosti přepravovaného materiálu. Z tohoto důvodu je účelné rozdělit
matriály přepravované v zemědělství do skupin podle objemové hmotnosti a skupenství. Do skupiny
pevných materiálů s objemovou hmotností do 400 kg/m3 patří pícniny a sláma. Pro jejich přepravu
jsou vhodné návěsy s velkoobjemovou nástavbou a sběrací návěsy popř. dopravní prostředky
160
MZE0002703102
převážná část materiálů přepravovaných v zemědělství, zejména zrniny, okopaniny, tuhá statková
hnojiva, ovoce, zelenina apod. Pro dopravu těchto materiálů jsou určeny především sklápěcí přípojná
vozidla podle potřeby vybavená nástavky bočnic a specielní vozidla jako jsou překládací návěsy,
rozmetadla hnoje apod. Tato vozidla jsou vhodná i pro materiály s objemovou hmotností nad 1000
kg/m3, které tvoří zejména minerální hnojiva, zeminy, písek, štěrk apod.
Zvláštní kategorií mezi materiály dopravovanými v zemědělství jsou kapaliny dopravované
cisternami, konstrukčně řešenými podle druhu a užití kapaliny. Sem patří kromě vody i kapalná
minerální hnojiva s objemovou hmotností 1 300 až 1 450 kg/m3 a kejda s objemovou hmotností
obvykle 960 až 990 kg/m3. Mezi ostatní materiály patří zvířata, stroje a zařízení, potraviny a jiné
jednoznačně nespecifikované materiály.
Podíl jednotlivých výše uvedených skupin materiálů na celkovém přepravovaném
množství materiálu v zemědělství, počtu odpracovaných hodin, spotřebě motorové nafty a nákladech
na dopravu uvádí obr. 12.6 až 12.9.
(2) 37,5 %
(3) 6,0 %
(1) do 400 kg/m3
(2) nad 400 do1000 kg/m3
(3) nad 1000 kg/m3
(4) kapaliny, tekutá hnojiva
(4) 19,0 %
(5) ostatní
(5) 7,5%
(1) 30,0 %
Obr. 12.6 Podíl materiálů o objemové hmotnosti do 400 kg/m3 (1), nad 400 do 1000 kg/m3 (2),
nad 1000 kg/m3 (3), kapalin (4) a ostatních materiálů (5) na celkovém množství
materiálu dopraveném v zemědělství
161
MZE0002703102
(2) 32 %
(3) 9,0 %
(1) do 400 kg/m3
(2) nad 400 do1000 kg/m3
(3) nad 1000 kg/m3
(4) 12,0 %
(4) kapaliny, tekutá hnojiva
(5) ostatní
(5) 3,0 %
(1) 44,0 %
Obr. 12.7 Podíl materiálů o objemové hmotnosti do 400 kg/m3 (1), nad 400 do 1000 kg/m3 (2),
nad 1000 kg/m3 (3), kapalin (4) a ostatních materiálů (5) na počtu odpracovaných
hodin v dopravě
(2) 46,5 %
(1) do 400 kg/m3
(3) 8,0 %
(2) nad 400 do1000 kg/m3
(3) nad 1000 kg/m3
(4) 7,5 %
(1) 34,0 %
(4) kapaliny, tekutá hnojiva
(5) ostatní
(5) 4,0 %
Obr. 12.8 Podíl materiálů o objemové hmotnosti do 400 kg/m3 (1), nad 400 do 1000 kg/m3 (2),
nad 1000 kg/m3 (3), kapalin (4) a ostatních materiálů (5) na spotřebě motorové nafty
162
MZE0002703102
(2) 46,0 %
(1) do 400 kg/m3
(2) nad 400 do1000 kg/m3
(3) 6,5 %
(3) nad 1000 kg/m3
(4) kapaliny, tekutá hnojiva
(4) 6,5 %
(5) ostatní
(5) 4,0 %
(1) 37,0 %
Obr. 12.9 Podíl materiálů o objemové hmotnosti do 400 kg/m3 (1), nad 400 do 1000 kg/m3 (2),
nad 1000 kg/m3 (3), kapalin (4) a ostatních materiálů (5) na přímých nákladech
vynaložených na dopravu
Vývoj technického zabezpečení přepravních procesů v posledních letech a předpoklady
pro další období
Traktorová přípojná vozidla
Traktorová přípojná vozidla v soupravě s vhodnými traktory jsou v současné době
hlavními dopravními prostředky používanými v zemědělství. Vzhledem k charakteru zemědělské
výroby se jejich konstrukční řešení často výrazně liší od přípojných vozidel užívaných v jiných
odvětvích národního hospodářství.
Období posledních dvaceti let se vyznačuje neustálým zvyšováním výkonnosti traktorových
přepravních souprav při snižování jednotkové spotřeby. Tato skutečnost je způsobena jak
zvyšováním užitečné hmotnosti a ložného objemu přípojných vozidel, tak růstem průměrných
přepravních rychlostí. Nová traktorová přípojná vozidla se vyznačují stále lepším poměrem mezi
provozní a užitečnou hmotností. Užití nových materiálů a konstrukčních řešení způsobuje, že vozidla
jsou relativně lehčí což příznivě ovlivňuje jejich exploatační a energetické parametry.
Zatímco před více jak dvaceti lety u zemědělských přípojných vozidel převažovala
užitečná hmotnost 3 500 až 5 000 kg a ložný objem 5 až 10 m3, dosahuje v současné době užitečná
hmotnost 20 000 kg a ložný objem až 50 m3.
Dalšímu zvyšování těchto parametrů brání legislativa určující technické podmínky
provozu vozidel na pozemních komunikacích. Užitečnou hmotnost omezují nejvyšší povolené
hmotnosti u silničních vozidel a nejvyšší hmotnost připadající na nápravu, ložné objemy pak největší
povolené rozměry vozidla (výška a šířka) a největší povolené délky soupravy.
Při vytváření souprav omezuje hmotnost přípojného vozidla i údaj výrobce traktoru o
nejvyšší technicky přípustné hmotnosti brzděného a nebrzděného vozidla a požadavek na okamžitou
163
MZE0002703102
hmotnost přípojného vozidla vzhledem k okamžité hmotnosti tažného vozidla.
Přívěsy
Přívěsy jsou přípojná vozidla, které nepřenášejí na energetický prostředek část své
okamžité hmotnosti. Přívěsy se v zemědělství používají zejména jako univerzální dopravní
prostředky, vhodné pro materiály s objemovou hmotností 450 až 1 500 kg/m3. Pro lehčí materiály se
vybavují nástavky bočnic. Do osmdesátých let minulého století byly hlavními zemědělskými
přípojnými vozidly. Používaly se i jako rozmetadla hnoje, s krmnými a velkoobjemovými
nástavbami apod. Od této doby postupně jejich význam klesal. Těžiště zemědělské dopravy se
přesunulo na návěsové soupravy.
Vzhledem ke zvyšování užitečné hmotnosti se přepravní výkon traktorových přívěsů
postupně zvyšoval až dosáhl v roce 2011 hodnot uvedených na obr. 12.10. Nepředpokládá se, že by
přepravní výkon po tomto roce dále stoupal a užitečná hmotnost vyráběných přívěsů se zvyšovala
nad 15 000 kg.
Zvyšování přepravních výkonů bylo provázeno i snížením jednotkové spotřeby
motorové nafty , jak je zřejmé z obr. 12.11.
160
Přepravní výkon (tkm/h)
140
120
100
silnice
polní cesta
80
strniště
60
40
20
0
1990
2000
2010
Obr. 12.10 Vývoj přepravních výkonů (tkm/h) dosahovaných traktorovými přívěsovými
soupravami v letech 1990 až 2010
164
Jednotková spotřeba motorové nafty (l/tkm)
MZE0002703102
0,35
0,30
0,25
silnice
0,20
polní cesta
0,15
strniště
0,10
0,05
0,00
1990
2000
2010
Obr. 12.11 Vývoj jednotkové spotřeby motorové nafty (l/tkm) u traktorových přívěsových
souprav v letech 1990 až 2010
Návěsy
Návěsy na rozdíl od přívěsů přenášejí část své okamžité hmotnosti na připojovací
zařízení energetického prostředku. To přináší řadu vhod. Zvyšuje se zatížení hnací nápravy
energetického prostředku, a tím se zlepšují jeho trakční vlastnosti. Díky vhodnějšímu poměru mezi
provozní a užitečnou hmotností jsou návěsy relativně lehčí. Návěsové soupravy jsou lépe ovladatelné
a mají lepší jízdní vlastnosti. To způsobilo, že návěsové podvozky se uplatňují nejenom u
univerzálních sklápěcích návěsů, ale i u návěsů speciálních jako jsou např. návěsy s velkoobjemovou
nástavbou, sběrací návěsy, překládací návěsy, rozmetadla tuhých statkových hnojiv, fekální cisterny
apod.
Z jednonápravových návěsových podvozků se postupně výroba zaměřila na dvou a
třínápravové podvozky, vykazující vyšší užitné vlastnosti. Návěsy byly postupně vybavovány
komponenty a zařízeními, která zlepšují jejich jízdní vlastnosti, zvyšují bezpečnost a komfortnost
obsluhy. Z nich je možno jmenovat různé druhy mechanického, pneumatického a
hydropneumatického pérování, řiditelné nápravy, snižující poloměry otáčení soupravy, zařízení pro
změnu tlaku v pneumatikách za jízdy, nová konstrukční řešení připojovacího zařízení apod.
Sklápěcí návěsy
Traktorové sklápěcí návěsy se vyrábějí jako zadní, dvoustranné popř. třístranné
sklápěče. Jsou vhodné především pro dopravu materiálů s objemovou hmotností 400 až 1 000 kg/m3
popřípadě i materiálů těžších. Užitečná hmotnost návěsů používaných v zemědělských podnicích
v ČR se postupně od roku 1990 zvyšovala, což umožnilo růst přepravních výkonů a snižování
jednotkové spotřeby motorové nafty. V dalším období lze předpokládat uplatnění sklápěcích návěsů
až do užitečné hmotnosti 25 000 kg. Tuto hodnotu je možno považovat za mezní vzhledem
165
MZE0002703102
2020 se v dalším období nebudou již výrazně zvyšovat. Právě tak se nepředpokládá další významné
snižování hodnot jednotkové spotřeby uvedené na obr. 12.13.
Přepravní výkon (tkm/h)
300
250
200
silnice
150
polní cesta
strniště
100
50
0
1990
2000
2010
2020
Jednotková spotřeba motorové nafty (l/tkm)
Obr. 12.12 Vývoj přepravních výkonů (tkm/h) dosahovaných traktorovými návěsovými
soupravami v letech 1990 až 2010 a výhled do roku 2020
0,35
0,30
0,25
silnice
0,20
polní cesta
0,15
strniště
0,10
0,05
0,00
1990
2000
2010
2020
Obr. 12.13 Vývoj jednotkové spotřeby motorové nafty (l/tkm) u traktorových návěsových
souprav v letech 1990 až 2010 a výhled do roku 2020
166
MZE0002703102
Návěsy velkoobjemové
Pro přepravu pícnin při sklizni mobilními řezačkami se uplatňují návěsy
s velkoobjemovou nástavbou. Materiály, které přepravují, mají objemovou hmotnost nejčastěji do
400 kg/m3. Tyto návěsy se vyznačují velkým ložným objemem, který se u návěsů s užitečnou
hmotností 20 000 kg/m3 blíží 60 m3. Tyto hodnoty jsou mezní a nebudou se dále zvyšovat.
Vyprazdňují se sklápěním, podlahovým dopravníkem nebo vyhrnovacím štítem.
Vývoj přepravních výkonů dopravních souprav s velkoobjemovými
obr. 12.14 a vývoj jednotlivé spotřeby obr. 12.15.
návěsy uvádí
Přepravní výkon (tkm/h)
300
250
200
silnice
150
polní cesta
strniště
100
50
0
2000
2010
2020
Jednotková spotřeba motorové nafty (l/tkm)
Obr. 12.14 Vývoj přepravních výkonů (tkm/h) dosahovaných velkoobjemovými návěsy v letech
2000 až 2010 a výhled do roku 2020
0,35
0,30
0,25
silnice
0,20
polní cesta
0,15
strniště
0,10
0,05
0,00
2000
2010
2020
Obr. 12.15 Vývoj jednotkové spotřeby motorové nafty (l/tkm) u velkoobjemových návěsů v
letech 2000 až 2010 a výhled do roku 2020
167
MZE0002703102
Sběrací návěsy
Sběrací návěsy se používají v českém zemědělství od šedesátých let minulého století.
Staly se oblíbeným technickým prostředkem pro sklizeň, přepravu popř. dávkování pícnin a slámy. U
čerstvých pořezaných pícnin objemová hmotnost nepřevyšuje obvykle 400 kg/m3. U zavadlých
pícnin se pohybuje mezi 60 až 250 kg/m3, u sena mezi 50 až 90 kg/m3 a u slámy mezi 30 až 80
kg/m3. Užitečná hmotnost sběracích návěsů se v průběhu jejich výroby zvyšovala až na současných
15 000 kg. Lze předpokládat, že údaje o přepravních výkonech uvedené na obr. 12.16 pro rok 2011
ani údaje o jednotkové spotřebě motorové nafty na obr. 12.17 pro tento rok se nebudou v příštím
období měnit a lze je považovat za setrvalé hodnoty.
Přepravní výkon (tkm/h)
120
100
80
silnice
60
polní cesta
strniště
40
20
0
1990
2000
2010
Jednotková spotřeba motorové nafty (l/tkm)
Obr. 12.16 Vývoj přepravních výkonů (tkm/h) dosahovaných sběracími návěsy v letech 1990 až
2010
0,45
0,40
0,35
0,30
silnice
0,25
polní cesta
0,20
strniště
0,15
0,10
0,05
0,00
1990
2000
2010
Obr. 12.17 Vývoj jednotkové spotřeby motorové nafty (l/tkm) u sběracích návěsů v letech 1990
až 2010
168
MZE0002703102
Překládací návěsy
Překládací návěsy, které se vyrábějí na jednonápravovém až třínápravovém podvozku
slouží k přepravě a překládce zrnin, olejnin, tuhých minerálních hnojiv i jiných zrnitých
neabrazivních materiálů. Objemová hmotnost těchto materiálů je 400 až 1 450 kg/m3. Obvykle se
vyrábějí s užitečnou hmotností 5 000 až 20 000 kg a ložným objemem 11 až 23 m3. Pro překládku
přepravovaných materiálů se používá šnekových dopravník.
Údaje o vývoji průměrných přepravních výkonů u dopravních souprav s překládacími
návěsy uvádí obr. 12.18 a o vývoji jejich jednotkové spotřeby obr. 12.19.
350
Přepravní výkon (tkm/h)
300
250
silnice
200
polní cesta
150
strniště
100
50
0
2000
2010
2020
Jednotková spotřeba motorové nafty (l/tkm)
Obr. 12.18 Vývoj přepravních výkonů (tkm/h) dosahovaných překládacími návěsy v letech
2000 až 2010 a výhled do roku 2020
0,35
0,30
0,25
silnice
0,20
polní cesta
0,15
strniště
0,10
0,05
0,00
2000
2010
2020
Obr. 12.19 Vývoj jednotkové spotřeby motorové nafty (l/tkm) u překládacích návěsů v letech
2000 až 2010 a výhled do roku 2020
169
MZE0002703102
Návěsová rozmetadla tuhých statkových paliv
Návěsová rozmetadla tuhých statkových hnojiv se používají k přepravě a rozmetání
chlévského hnoje, kompostu apod., které mají objemovou hmotnost 400 až 900 kg/m3. Vyrábějí se
obvykle o užitečné hmotnosti 3 000 kg až 22 000 kg. I u návěsových rozmetadel statkových hnojiv
dochází v průběhu minulého období v zemědělských podnicích ke zvyšování počtu rozmetadel
s vyšší užitečnou hmotností. To spolu se změnami technických a provozních parametrů nových
traktorů, se kterými vytvářejí dopravní soupravy, vede ke zvyšování přepravních výkonů a snižování
jednotkové spotřeby nafty, jak je zřejmé z obrázků 12.20 a 12.21.
Přepravní výkon (tkm/h)
300
250
200
silnice
150
polní cesta
strniště
100
50
0
1990
2000
2010
2020
Jednotková spotřeba motorové nafty (l/tkm)
Obr. 12.20 Vývoj přepravních výkonů (tkm/h) dosahovaných návěsovými rozmetadly hnoje v
letech 1990 až 2010 a výhled do roku 2020
0,70
0,60
0,50
silnice
0,40
polní cesta
0,30
strniště
0,20
0,10
0,00
1990
2000
2010
2020
Obr. 12.21 Vývoj jednotkové spotřeby motorové nafty (l/tkm) u návěsného rozmetadla hnoje v
letech 1990 až 2010 a výhled do roku 2020
170
MZE0002703102
Návěsové fekální cisterny
Návěsové fekální cisterny jsou určeny pro nakládku, přepravu, vykládku popř. aplikaci
kejdy a močůvky a pro přepravu vody. Objemové hmotnosti přepravovaných kapalin se pohybují
mezi 950 a 1 200 kg/m3. Vyrábějí se jako jednonápravové, dvou a třínápravové s užitečnou hmotností
od 3 000 kg do 25 000 kg a ložném objemu od 3 do 28 m3. Vzhledem k postupnému nárůstu počtu
rozmetadel s vyšší užitečnou hmotností v praxi, zvyšoval se i jejich přepravní výkon (obr. 12.22) a
snižovala jednotková spotřeba motorové nafty (obr. 12.23).
350
Přepravní výkon (tkm/h)
300
250
silnice
200
polní cesta
150
strniště
100
50
0
1990
2000
2010
2020
Jednotková spotřeba motorové nafty (l/tkm)
Obr. 12.22 Vývoj přepravních výkonů (tkm/h) dosahovaných návěsovými fekálními cisternami
v letech 1990 až 2010 a výhled do roku 2020
0,35
0,30
0,25
silnice
0,20
polní cesta
0,15
strniště
0,10
0,05
0,00
1990
2000
2010
2020
Obr. 12.23 Vývoj jednotkové spotřeby motorové nafty (l/tkm) u návěsových fekálních cisteren v
letech 1990 až 2010 a výhled do roku 2020
171
MZE0002703102
Závěr
Efektivní řešení dopravních procesů do značné míry závisí na jejich technickém
zabezpečení. V posledních dvaceti letech je rozvoj dopravy v zemědělství spojen s dodávkami
nových dopravních prostředků, které se vyznačují lepšími exploatačními, energetickými i
ekonomickými parametry. Zvyšuje se užitečná hmotnost dopravních prostředků, jejich ložný objem i
přepravní rychlosti. Nová konstrukční řešení zlepšují jízdné vlastnosti dopravních souprav i komfort
obsluhy. Důsledkem toho je nárůst přepravních výkonů a snižování jednotkové spotřeby motorové
nafty. Další zvyšování užitečné hmotnosti a ložního objemu je omezeno legislativou určující
podmínky provozu vozidel na pozemních komunikacích. To do značné míry limituje i možnosti
dalšího nárůstu přepravních výkonů a snižování jednotkové spotřeby motorové nafty. Proto údaje o
přepravních výkonech a spotřebě motorové nafty na jednotku dopravního výkonu uvedené pro rok
2020 jsou do značné míry mezní a v dalších letech se již nebudou významněji měnit.
Spotřeba paliva s podílem MEŘO u traktorového motoru
V posledních letech věnuje Evropská unie stále větší pozornost možnostem využívání
biopaliv pro pohon mobilních strojů. Mezi hlavní důvody podpory biopaliv ze strany EU patří snaha
o snížení závislosti členských států na dovozech ropy, dále snaha o snížení emisí ze spalovacích
motorů a v neposlední řadě také snaha o podporu zemědělství a zachování zaměstnanosti. Mezi
hlavní požadavky kladené na biopalivo patří především požadavek na podobnost jeho chemických a
fyzikálních vlastností s tradičním palivem. Jako nejvhodnější náhrada motorové nafty se
v současnosti prosazují metylestery mastných kyselin (FAME – Fatty Acid Methyl Ester). Konkrétně
v českých podmínkách je nejrozšířenější náhradou motorové nafty metylester řepkového oleje
(MEŘO, anglicky RME – Rapeseed Methyl Ester).
MEŘO se získává lisováním řepkových semen a následnou chemickou úpravou vylisovaného
oleje pomocí reesterifikace. Přestože se výsledný produkt, tedy MEŘO, chemicky liší od ropných
produktů, jeho palivové vlastnosti se motorové naftě velmi přibližují. Požadavky na motorovou naftu
jsou určeny normou ČSN EN 590 a požadavky na MEŘO předepisuje norma ČSN EN 14 214.
Srovnání základních kvalitativních požadavků na motorovou naftu a MEŘO podle těchto norem je
uvedeno v tab. 12.10.
V současné době se na základě požadavků směrnic EU provádí povinné přidávání MEŘO (příp.
jiných metylesterů) do motorové nafty v maximálním objemovém podílu 7 %. Toto směsné palivo
vyhovuje ČSN EN 590 a lze jej použít bez jakýchkoliv úprav ve stávajících vznětových motorech.
Pojem směsná nafta dle ČSN 65 6508 označuje palivo, které se skládá ze standardní motorové nafty a
MEŘO, přičemž podíl MEŘO je minimálně 30 % (označuje se také jako tzv. „Bionafta II.
generace“). Toto palivo lze dlouhodobě používat pouze v motorech, u kterých to jejich výrobce
povoluje (příp. v motorech, které byly upraveny pro používání tohoto paliva). Použití čistého MEŘO
jako paliva je také možné, pokud to výrobce motoru povoluje.
172
MZE0002703102
Tab. 12.10 Porovnání základních parametrů motorové nafty (ČSN EN 590) a MEŘO (ČSN EN
14 214)
Požadavek
Měrné jednotky
Motorová nafta
Metylester
řepkového oleje
Hustota při 15 °C
kg·m-3
820 - 860
860 - 900
Kinematická viskozita při 40 °C
mm2·s-1
2,0 - 4,5
3,5 - 5,0
Bod tuhnutí
°C
-4 / -22
-8 / -20
Bod vzplanutí
°C
nad 55
nad 120
min 51
min. 51
Cetanové číslo
Výhřevnost
Karbonizační zbytek
MJ·kg-1
% hmotnostní
42,5
0,10 0,30
37,1 –
40,7
max 0,3
Cílem tohoto výzkumu bylo ověřit skutečný vliv podílu MEŘO v motorové naftě na spotřebu
paliva u traktoru Zetor Forterra 8641. Použitý traktor měl v době měření odpracováno cca 100 hmt,
převážně různých zkušebních měření. Jako paliva byly postupně voleny následující směsné poměry
motorové nafty dostupné ze stojanu na běžné čerpací stanici a MEŘO:
• 100 % motorová nafta,
• 70 % motorová nafta a 30 % MEŘO,
• 55 % motorová nafta a 45 % MEŘO,
• 100 % MEŘO.
Běžná motorová nafta dle ČSN EN 590, která byla použita pro svou snadnou dostupnost v síti
běžných čerpacích stanic, obsahuje ze zákona povinně podíl biosložky, který v době měření činil cca
5 %. Skutečný podíl MEŘO v jednotlivých zkušebních palivech je tedy vyšší o zmíněných 5 %.
Palivová soustava traktoru nebyla pro paliva s obsahem MEŘO žádným způsobem upravena.
Spotřeba při použití jednotlivých paliv byla porovnávána nejprve pomocí průběhů jmenovité
otáčkové charakteristiky. Dále byl vyhodnocen vážený průměr spotřeby paliva v osmi různých
pracovních režimech motoru, které byly zvoleny v souladu s měřícími body testu NRSC.
Zkušební test NRSC (2004/26/ES, 97/68/ES) se skládá z řady osmi režimů otáček a točivého
momentu, které charakterizují typický provoz traktorového motoru. Jednotlivé režimy a jejich
váhový faktor uvádí tab. 12.11, grafické znázornění je uvedeno na obr. 12.24.
Tab. 12.11 Měřící body NRSC testu (2004/26/ES)
Číslo režimu
Otáčky motoru
Zatížení [%]
Váhový faktor
1
jmenovité
100
0,15
2
jmenovité
75
0,15
3
jmenovité
50
0,15
4
jmenovité
10
0,10
5
mezilehlé
100
0,10
173
MZE0002703102
6
mezilehlé
75
0,10
7
mezilehlé
50
0,10
8
volnoběžné
–
0,15
Obr. 12.24 Měřící body NRSC testu pro traktor Zetor Forterra při provozu na otorovou naftu
Metodika měření a vyhodnocení dat
K zadnímu vývodovému hřídeli (PTO) traktoru Zetor Forterra 8641 (tab. 12.12) byl připojen
hydraulický dynamometr AW NEB 400 (tab. 12.13). Do palivové soustavy traktoru byl zapojen
palivoměr, který obsahuje dva průtokoměry Macnaught MSeries FlowMeter M2ASP-1R (tab. 12.14).
Dalšími snímači byla snímána teplota motorového oleje, teplota vzduchu, teplota paliva a tlak
vzduchu. Palivová nádrž traktoru byla v průběhu měření zcela odpojena, místo ní byla použita
pomocná nádrž o objemu cca 30 l, ve které bylo vždy aktuálně testované palivo. Jako paliva byly
postupně voleny výše uvedené směsné poměry motorové nafty (včetně povinného obsahu biosložky)
a MEŘO (motorová nafta % / MEŘO %; 100/0, 70/30, 55/45, 0/100).
Tab. 12.12 Základní technické parametry traktoru Zetor Forterra 8641
Parametr
Jmenovitý výkon motoru podle ECE 24 (kW)
Hodnota
60
Jmenovité otáčky (1/min)
2200
Maximální točivý moment (Nm)
351
Měrná spotřeba při jmenovitém výkonu podle ECE 24 (g/kWh)
253
174
MZE0002703102
Maximální přeběhové otáčky (1/min)
2460
Volnoběžné otáčky (1/min)
750
Tab. 12.13 Základní technické parametry dynamometru AW NEB 400
Parametr
Hodnota
Maximální točivý moment na PTO (Nm)
2850
Maximální otáčky PTO (min-1)
3200
Maximální brzdný výkon (kW)
343
-1
Maximální brzdný výkon při otáčkách PTO 540 min (kW)
149
Maximální brzdný výkon při otáčkách PTO 1000 min-1 (kW)
298
Chyba měření (%)
2
Hmotnost dynamometru bez chladící vody (kg)
586
Objem nádrže na chladící vodu (l)
370
Tab. 12.14 Základní technické parametry průtokoměru FlowMeter M2ASP-1R
Parametr
Hodnota
Maximální průtok
500
Rozlišení (puls·l-1)
400
Chyba měření (%)
1
(l·h-1)
Po ohřátí motoru na provozní teplotu byla změřena jmenovitá otáčková charakteristika motoru.
Při měření této charakteristiky je, po zapnutí vývodového hřídele, nastavena plná dodávka paliva,
která je ponechána po celou dobu měření. Vzhledem k tomu, že dynamometr v tento okamžik ještě
nevyvozuje žádný brzdný moment, pohybují se otáčky motoru v oblasti jeho maximálních otáček. Po
zahájení vlastního měření začne dynamometr zvyšovat zatížení motoru, což se projevuje poklesem
otáček motoru. Velikosti točivého momentu, výkonu motoru, otáček motoru, spotřeby paliva a
dalších snímaných veličin byly zaznamenávány v pravidelných intervalech po poklesu otáček o
určitou. Měření bylo ukončeno při dosažení otáček cca 1100 1/min.
Na základě této charakteristiky byly stanoveny měřící body testu NRSC (tab. 12.11) a to
v souladu s definicemi jednotlivých parametrů testu (97/68/ES). Následně bylo provedeno měření
spotřeby paliva v jednotlivých bodech tohoto testu. Po zapnutí vývodového hřídele byl nastaven
dynamometr a ovládací páka motoru tak, aby se motor ustálil v požadovaném pracovním. Po ustálení
motoru byly zaznamenány jeho otáčky, točivý moment, výkon, spotřeba paliva a další snímané
veličiny.
Pro každý druh testovaného paliva byla zjištěna závislost jeho hustoty na teplotě paliva.
Pomocí této závislosti byly z naměřených hodnot objemové spotřeby vypočteny hmotnostní a měrná
spotřeba paliva podle vztahů:
M P = Qh ⋅ ρ P
(1)
175
MZE0002703102
mPTO =
MP
PPTO
kde:
MP
hmotnostní hodinová spotřeba paliva (g/h),
Qh
objemová hodinová spotřeba paliva (l/h),
ρP
hustota paliva (kg/m3),
mPTO
měrná spotřeba na vývodovém hřídeli (g/kWh),
PPTO
výkon motoru na vývodovém hřídeli (kW).
(2)
Měrná spotřeba paliva (g/kWh) za celý NRSC test byla vypočtena podle vztahu (3).
∑ (M
8
m NRSC =
i =1
8
∑ (P
i =1
kde:
P ,i
PTO ,i
⋅ VFi )
⋅ VFi )
mNRSC
měrná spotřeba za celý NRSC test (g/kWh),
MP,i
hmotnostní hodinová spotřeba paliva v režimu i (g/h),
VFi
váhový faktor režimu i (–),
PPTO,i
výkon motoru na vývodovém hřídeli v režimu i (kW).
(3)
Výsledky
Podle výše uvedené metodiky bylo nejprve provedeno měření jmenovitých otáčkových
charakteristik na vývodovém hřídeli pro všechna zkoušená paliva. Naměřené průběhy výkonu,
točivého momentu a měrné spotřeby paliva jsou uvedeny na obr. 12.25 až 12.27.
Obr. 12.25 Jmenovitá otáčková charakteristika traktoru Z 8641pro různá paliva – výkon
176
MZE0002703102
Obr. 12.26 Jmenovitá otáčková charakteristika traktoru Z 8641pro různá paliva – točivý
moment
Obr. 12.27 Jmenovitá otáčková charakteristika traktoru Z 8641pro různá paliva – měrná
spotřeba
Naměřené charakteristiky potvrzují předpokládaný pokles výkonu motoru a nárůst měrné
spotřeby paliva se zvyšujícím se podílem MEŘO v palivu. Maximální naměřený výkon traktoru
Zetor Forterra na vývodovém hřídeli při provozu na běžnou motorovou naftu byl 55,1 kW,
177
MZE0002703102
maximální výkon naměřený při provozu na čisté MEŘO byl 53,1 kW. Zjištěný rozdíl mezi minimální
měrnou spotřebou při provozu na motorovou naftu (260,6 g/kWh) a minimální měrnou spotřebou při
provozu na čité MEŘO (287,9 g/kWh) byl 27,3 g/kWh.
Z naměřených hodnot výkonů a spotřeby paliva pro jednotlivé měřící body NRSC testu byly
pomocí vztahů (1) a (3) vypočteny měrné spotřeby za celý NRSC test. Přehled výsledků pro
jednotlivá paliva je uveden v tab. 12.14 a graficky znázorněn na obr. 12.28.
Tab. 12.14 Výsledky měrné spotřeby paliva za NRSC test měřený na VH pro Zetor Forterra 8641
Palivo
100 % nafta
Nafta / MEŘO – 70 /
30
Nafta / MEŘO – 55 /
45
100 % MEŘO
Měrná spotřeba za
NRSC test (g/kWh)
Nárůst měrné
spotřeby oproti 100 % naftě
(%)
325,6
–
335,8
3,1
341,7
4,9
366,6
12,6
Pozn. Nafta představuje palivo z běžné čerpací stanice dle ČSN EN 590 s obsahem biosložky
cca 5 %.
Obr. 12.28 Závislost měrné spotřeby paliva za NRSC test měřený na PTO na podílu MEŘO
v palivu pro Zetor Forterra 8641 (udávaný podíl MEŘO je včetně 5% obsahu
biosložky v palivu z běžné čerpací stanice)
Závěr
Naměřené jmenovité otáčkové charakteristiky potvrdily očekávaný pokles maximálního
výkonu motoru při spalování paliva s podílem MEŘO, který činí cca 4 % při použití čistého MEŘO
oproti běžné motorové naftě (obr. 12.25). Nárůst minimální měrné spotřeby paliva při použití MEŘO
178
MZE0002703102
oproti motorové naftě je, při nastavení ovládací páky na plnou dodávku paliva, cca 10,5 %
(obr. 12.26). Vážený průměr měrné spotřeby paliva v pracovních režimech motoru, které odpovídají
NRSC testu, prokázal nárůst spotřeby paliva při použití čistého MEŘO o cca 12,6 % oproti spotřebě
paliva při spalování běžné motorové nafty. Závislost měrné spotřeby paliva na podílu MEŘO
v palivu byla lineární, jak dokládá graf na obr. 12.28.
Provedená měření dokládají, že při hodnocení výhodnosti použití paliva s vyšším obsahem
MEŘO (nebo jiných metylesterů mastných kyselin) je nutno brát v úvahu nejen cenu za litr daného
paliva, ale také pokles maximálního výkonu motoru spojený s nárůstem měrné spotřeby paliva. Dále
je nutno respektovat schválení výrobce traktoru nebo jiného stroje pro použití paliva s vyšším
obsahem MEŘO. Za další nevýhodu použití paliva s vyšším podílem biosložky lze považovat vyšší
nároky na údržbu dané především požadavky na častější výměnu motorového oleje. Naproti tomu
výhodou použití MEŘO ve vznětových motorech je vyšší mazivost tohoto paliva, jeho vyšší cetanové
číslo a snížení některých emisí (především pevných částic a uhlovodíků). V zemědělství má význam
také velmi dobrá biologická rozložitelnost proti motorové naftě.
Hodnocení provozu pracovních souprav
V dnešní době je zemědělská výroba zajišťována širokým spektrem mechanizačních
prostředků. Výši nákladů na tuto výrobu ovlivňují především organizace a řízením pracovních
operací. Proto je základním předpokladem efektivního plánování a řízení zemědělských pracovních
operací znalost exploatačních, energetických, ekonomických a environmentálních ukazatelů těchto
operací. Cílem hodnocení provozu pracovních je stanovit tyto ukazatele při běžném provozu
v zemědělském podniku pomocí dlouhodobého sledování vybraných souprav.
Pro účely tohoto sledování pracovních operací byly na vybrané traktorové soupravy v ZD
Rosovice nainstalovány měřící soupravy, které se skládaly z následujících prvků:
• GPS přijímač Garmin GPS 35-HVS,
•
průtokoměr paliva EDM 1404,
•
záznamové zařízení (datalogger).
Dvoukomorový průtokoměr EDM 1404, který byl zapojen do palivové soustavy traktoru,
měří jak množství paliva dodané do motoru dopravním čerpadlem, tak množství přebytečného paliva,
které se vrací do nádrže. Signálový výstup průtokoměru (impulsy) byl připojen na příslušný vstup
záznamového zařízení. GPS přijímač byl umístěn na střeše traktoru a jeho výstup (sériový port) byl
připojen do GPS vstupu záznamového zařízení. Měřící soupravy byly na sledovaných traktorech
nainstalovány po celou sezónu. Obsluhu prováděl řidič traktoru, který vždy u vybraných operací
zapnul záznamové zařízení. Po své inicializaci začalo záznamové zařízení ukládat v předem
nastaveném intervalu (konkrétně 5 s) údaje o čase, poloze soupravy (získané z GPS přijímače) a
spotřebě paliva (získané z průtokoměru) do textového souboru. Po přenesení těchto údajů do počítače
a jejich vyhodnocení byly určeny energetické a exploatační ukazatele soupravy při provádění dané
operace.
V roce 2011 byly výše popsaným způsobem sledovány především operace setí pšenice a orba.
V následujících odstavcích jsou uvedeny příklady zaznamenaných a vyhodnocených dat pro tyto
pracovní operace.
179
MZE0002703102
Setí pšenice
Setí pšenice pomocí soupravy traktoru John Deere 8295R v agregaci se secím strojem
Lemken Solitair 9/500K s připojenými rotačními branami Lemken Zirkon 10/600 KA bylo
zaznamenáno a vyhodnoceno celkem na 17 pozemcích o rozloze od 8 do 116 ha. Celkem bylo
zaznamenáno zasetí cca 518 ha orné půdy. Základní technické parametry secí soupravy jsou uvedeny
v tab. 12.16. Obr. 12.29 ukazuje zákres zasetých pozemků v letecké mapě včetně jejich označení. Na
obr. 12.30 je znázorněn záznam trasy soupravy při setí na pozemku č. 16. Vyhodnocené exploatační a
energetické ukazatele této soupravy při setí pšenice jsou uvedeny v tab. 12.17. Průměrná výkonnost
soupravy na 17 sledovaných pozemcích byla 2,92 ha/h a průměrná jednotková spotřeba motorové
nafty byla 13,16 l/ha.
Tab. 12.16 Technické parametry soupravy traktoru John Deere 8295R secího stroje Lemken Solitair
9/500K s Lemken Zirkon 10/600 KA
Typ traktoru
Jmenovitý výkon traktoru (kW)
Typ secího stroje
Typ připojených bran
Šířka záběru secího stroje a bran
John Deere 8295R
217
Lemken Solitair
9/500K
Lemken Zirkon
10/600 KA
6
(m)
Obr. 12.29 Pozemky zpracované soupravou traktoru John Deere 8295R a secího stroje Lemken
Solitair 9/500K s branami Lemken Zirkon 10/600KA při setí pšenice
180
MZE0002703102
Obr. 12.30 Záznam trasy soupravy traktoru John Deere 8295R a secího stroje Lemken Solitair
9/500K s branami Lemken Zirkon 10/600KA při setí pšenice na pozemku č. 16.
Tab. 12.17 Energetické a exploatační ukazatele soupravy traktoru John Deere 8295R a secího
stroje Lemken Solitair 9/500K s branami Lemken Zirkon 10/600KA při setí pšenice
Pozemek
Doba
trvání
operace
(h)
Spotřeba
Hodinová
spotřeba
Jednotková
spotřeba
Plocha
pozemku
Plošná
výkonnost
Průměrná
rychlost
(l)
(l/h)
(l/ha)
(ha)
(ha/h)
(km/h)
Půda
Předchozí
zpracování
půdy
1
17,26
622,75
36,08
11,14
55,88
3,24
6,47 těžká
uvláčeno
2
3,80
118,33
31,15
10,51
11,26
2,96
6,23 těžká
uvláčeno
3
18,30
625,64
34,19
9,58
65,31
3,57
6,91 střední
uvláčeno
4
1,87
54,21
29,02
11,58
4,68
2,51
5,20 střední
-
5
3,55
134,23
37,80
14,16
9,48
2,67
5,68 střední
-
6
13,56
551,03
40,63
15,31
36,00
2,65
5,53 střední
-
7
4,67
204,88
43,92
17,04
12,03
2,58
5,50 střední
-
8
7,68
328,68
42,82
14,95
21,99
2,86
5,96 střední
uvláčeno
9
5,74
208,37
36,27
11,44
18,21
3,17
6,71 střední
uvláčeno
10
11
2,33
3,10
83,98
122,27
35,97
39,49
10,51
13,38
7,99
9,14
3,42
2,95
7,19 střední
5,85 těžká
uvláčeno
uvláčeno
12
7,14
300,73
42,11
13,93
21,60
3,02
5,86 těžká
uvláčeno
13
5,62
226,52
40,30
12,93
17,52
3,12
5,96 těžká
uvláčeno
14
22,32
910,64
40,79
14,52
62,71
2,81
5,76 těžká
uvláčeno
15
11,61
440,15
37,93
15,45
28,48
2,45
5,22 těžká
uvláčeno
16
7,84
277,60
35,39
14,08
19,71
2,51
5,88 těžká
uvláčeno
17
36,79
1530,71
41,61
13,17
116,19
3,16
6,30 střední
-
181
MZE0002703102
Orba
Orba pomocí soupravy traktoru John Deere 8295R s pluhem Kverneland BB-BC (3 m) byla
zaznamenána a vyhodnocena celkem na 10 pozemcích o rozloze od 0,8 do 25,6 ha. Celkem byla
zaznamenána orba cca 70 ha půdy Základní technické parametry orební soupravy jsou uvedeny
v tab. 12.18. Obr. 12.31 ukazuje zákres zoraných pozemků v letecké mapě včetně jejich označení. Na
obr. 12.32 je znázorněn záznam trasy soupravy při setí na pozemcích č. 7 a 8. Vyhodnocené
exploatační a energetické ukazatele této soupravy při setí pšenice jsou uvedeny v tab.12.19.
Průměrná výkonnost orební soupravy na 10 sledovaných pozemcích byla 1,64 ha/h a průměrná
jednotková spotřeba motorové nafty byla 18,14 l/ha.
Tab. 12.18 Technické parametry soupravy traktoru John Deere 8295R a pluhu Kverneland
BB-BC (3 m)
Typ traktoru
Jmenovitý výkon traktoru (kW)
Typ pluhu
Šířka záběru pluhu (m)
Nastavená hloubka orby (cm)
John Deere 8295R
217
Kverneland BB-BC
3
25
Obr. 12.31 Pozemky zpracované soupravou traktoru John Deere 8295R a pluhu Kverneland
BB-BC (3 m) při orbě
182
MZE0002703102
Obr. 12.32 Záznam trasy soupravy traktoru John Deere 8295R a pluhu Kverneland BB-BC
(3 m) při orbě na pozemcích č. 7 a 8.
Tab. 12.19 Energetické a exploatační ukazatele soupravy traktoru John Deere 8295R
a pluhu Kverneland BB-BC (3 m) při orbě
Pozemek
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
Doba
trvání
operace
(h)
2,59
2,23
2,11
20,10
2,83
8,24
0,77
2,20
0,73
4,02
Spotřeba
Hodinová
spotřeba
Jednotková
spotřeba
Plocha
pozemku
Plošná
výkonnost
Průměrná
rychlost
(l)
(l/h)
(l/ha)
(ha)
(ha/h)
(km/h)
79,25
78,96
95,33
469,88
81,25
320,30
15,54
59,42
15,06
92,20
30,55
35,46
45,10
23,38
28,69
38,86
20,27
26,98
20,57
22,96
20,94
16,31
16,35
19,12
18,61
18,55
18,43
17,91
14,58
20,64
3,78
4,84
5,83
24,58
4,37
17,27
0,84
3,32
1,03
4,47
1,46
2,17
2,76
1,22
1,54
2,10
1,10
1,51
1,41
1,11
6,46
8,02
9,64
5,89
7,09
8,41
4,88
5,92
5,71
5,12
Půda
těžká
střední
střední
střední
střední
těžká
střední
střední
střední
střední
183
MZE0002703102
13. Trendy rozvoje technické a technologické báze zemědělství, koordinace
řešení výzkumného záměru včetně podpůrných činností.
Ing. Zdeněk Pastorek, CSc., prof. h. c.
-
Hlavním přínosem těchto aktivit je vytvoření souladu mezi plánovaným rozsahem prací a
klesající institucionální podporou výzkumného záměru.
Výzkumným indikátorem kvality a počtem výsledků řešení výzkumného záměru je
nadprůměrné bodové hodnocení VÚZT, v.v.i., k němuž výsledky výzkumného záměru
významně přispívají, podle metodiky hodnocení institucí Radou vlády pro V a V a I. Tím je
v roce 2012 rozpočet institucionálních prostředků na výzkumný záměr VÚZT, v.v.i. doplněný
o příspěvek na rozvoj organizace zhruba o 10 % vyšší než v roce 2011.
Právní ochrana byla využity u následujících výsledků:
Průmyslově – právní ochrana v roce 2011 v rámci řešení výzkumného záměru
Patent
Název: Čisticí násadec
Přihlašovatel: Výzkumný ústav zemědělské techniky, v.v.i.
Původce: Ing. Antonín Machálek, CSc.
Číslo přihlášky: 2007-21
Datum přihlášky: 10.1. 2007
Zveřejněná
přihláška
dostupná
http://isdv.upv.cz/portal/pls/portal/portlets.pts.det?xprim=1001595&lan=cs
z:
Řízení před ÚPV: kladně ukončen úplný průzkum PV a vydán platební výměr na správní
poplatek za vydání patentové listiny (značka spisu PV 2007-21, č.j. PV 2007-21/1610/2007/ÚPV),
správní poplatek byl dne 12.1. 2012 uhrazen.
Čisticí násadec obsahuje stator a rotační kartáč, který je uzpůsoben pro nasazení na struk
vemene hospodářských zvířat, dosahuje intenzivního očištění struku a je použitelný u ručních i
strojních dojících zařízení.
Název: Bubnové kompostovaní zařízení
Přihlašovatel: Výzkumný ústav zemědělské techniky, v.v.i.
Původce: Ing. Antonín Machálek, CSc.
Ing. Petr Plíva, CSc.
Číslo přihlášky: 2011-357
Datum podání: 14.6. 2011
Řízení před ÚPV: nezveřejněná přihláška vynálezu, podána žádost o provedení úplného
průzkumu.
184
MZE0002703102
Užitné vzory
Název: Bubnové kompostovací zařízení
Číslo zápisu: 22660
Datum zápisu: 5.9. 2011
Přihlašovatel: Výzkumný ústav zemědělské techniky, v.v.i.
Původci: Ing. Antonín Machálek, CSc.
Ing. Petr Plíva, CSc.
Číslo přihlášky: 2011-24487
Datum podání: 14.6. 2011
Vynález se týká bubnového kompostovacího zařízení obsahujícího rám, na němž je otočně
uložen buben. Buben je opatřen pláštěm, který je uchycen ke dvěma koncovým plnostěnným čelům
a opatřen jednak uzavíratelným násypným otvorem a jednak na části povrchu prosévacími otvory.
Bubnové kompostovací zařízení podle vynálezu nalezne uplatnění zejména u nejmenších
producentů kompostu, tj. např. u drobných pěstitelů, v malých obcích při zpracování domácího
organického odpadu apod.
VÝZKUMNÝ ÚSTAV ZEMĚDĚLSKÉ TECHNIKY, V.V.I., PRAHA. Bubnové
kompostovaní zařízení. Původci: Antonín MACHÁLEK, Petr PLÍVA. Int. Cl.C05F 9/04, C05F 9/02.
Česká republika. Užitný vzor CZ 22660 U1. 2011-09-05. Dostupné také z:
http://isdv.upv.cz/portal/pls/portal/portlets.pts.det?xprim=1679721&lan=cs
Název: Topná peleta
Přihlašovatel: Výzkumný ústav zemědělské techniky, v.v.i.
Původci: Ing. Jiří Souček, Ph.D.
Číslo zápisu: 22376
Datum zápisu: 20.6. 2011
Číslo přihlášky: 2010-23599
Datum přihlášky: 9.12. 2010
Topná peleta, podle technického řešení, obsahuje částice rostlinné lignocelulozové hmoty s přídavkem
brambor, které jsou rozdruženy na částice o maximální velikosti 5 mm3 s tím, že obsah veškeré vody
v peletě je maximálně 15 % hmotn.
Topné pelety s přísadou na bázi brambor naleznou uplatnění jako kvalitní tuhé palivo na
bázi rostlinné biomasy a jako způsob nepotravinářského využití potenciálu odpadních surovin
zemědělské výroby.
VÝZKUMNÝ ÚSTAV ZEMĚDĚLSKÉ TECHNIKY, V.V.I., PRAHA. Topná peleta.
Původce: Jiří SOUČEK. Int. Cl. C10L 5/44, F16K 17/04. Česká republika. Užitný vzor, 22376 U1.
2011-06-20. Dostupné také z:
http://isdv.upv.cz/portal/pls/portal/portlets.pts.det?xprim=1605515&lan=cs
185
MZE0002703102
Název: Směsné tuhé palivo na bázi psinečku
Přihlašovatel: Výzkumný ústav zemědělské techniky, v.v.i.
Původci: Ing. David Andert, CSc.
Číslo zápisu: 22182
Datum zápisu: 9.5. 2011
Číslo přihlášky: 2010-23750
Datum přihlášky: 31.12. 2010
Technické řešení se týká tuhých paliv na základě obnovitelných zdrojů, kde obnovitelným
zdrojem jsou rostliny pěstované za účelem získání semen převážně pro potravinářskou výrobu,
nevyužité části rostlin slouží jako základ k výrobě tuhého paliva používaného k vytápění. Úpravou
chemického složení směsi pro výrobu tuhých biopaliv je dosaženo zvýšení teploty tavení popela.
Využití zejména pro vytápění a ohřev vody.
VÝZKUMNÝ ÚSTAV ZEMĚDĚLSKÉ TECHNIKY, V.V.I., PRAHA. Směsné tuhé palivo
na bázi psinečku. Původce: David ANDERT. Int. Cl. C10L 5/44. Česká republika. Užitný vzor CZ
22182 U1. 2011-05-09. Dostupné také z:
http://isdv.upv.cz/portal/pls/portal/portlets.pts.det?xprim=1616039&lan=cs
Podané přihlášky průmyslových vzorů
Název: Modulový kompostér
Číslo přihlášky: 2011-38641
Datum podání: 15.4. 2011
Přihlašovatel: Výzkumný ústav zemědělské techniky, v.v.i.
Původci: Ing. Petr Plíva, CSc.
Ing. Miloš Filip
Doc. Ing. Pavel Zemánek, Ph.D.
Výrobek, ve kterém je průmyslový vzor ztělesněn, je určen pro kompostování organických
odpadů hlavně ze zahrad a domácností (od malých producentů) a jeho velikost lze měnit.
Název: Generátor zvuku
Číslo přihlášky: 2011-38855
Datum podání: 16.11. 2011
Přihlašovatel: Výzkumný ústav zemědělské techniky, v.v.i.
Původce: Ing. Miroslav Češpiva
Výrobek, ve kterém je průmyslový vzor ztělesněn, je určen ke generování sinusového napětí
pro akustické měření.
186
MZE0002703102
B5 – Konkrétní přínos řešení výzkumného záměru a způsoby využití výsledků
(cíle, etapy)
1. Výzkum systému racionálního pohybu výkonné zemědělské techniky po
pozemcích s cílem omezit technogenní zhutňování půdy a zvýšit
akumulaci vody v půdě
Prof. Ing. Josef Hůla, CSc., Ing. Zdeněk Kovaříček, CSc.
Problematika řešená ve věcné etapě výzkumného záměru je aktuální, zájem
pracovníků zemědělské praxe se projevuje v podobě vyžádaných konzultací a v požadavcích
na přednášky na odborných seminářích. Dosavadní výsledky řešení přinášejí informační
podklady pro technologie, jejichž uplatnění může snížit riziko poškozování úrodnosti půdy
a zlepšit hospodaření s vodou v krajině.
2.
Uplatnění nových postupů a metod v technologických systémech
rostlinné výroby v podmínkách zemědělství ČR
Ing. Václav Mayer, CSc.
Přínos řešení Etapy 2 výzkumného záměru v roce 2011 byl v ověřování a měření nové
techniky a technologických systémů při pěstování, sklizni a skladování obilovin, okopanin a
pícnin. Bylo pokračováno ve sledování a byla prováděna měření vlivů technologických a
strojních linek i nové techniky na výkonnost, kvalitu produkce, eliminaci zdrojů poškozování
při skladování produktů a jejich úpravě v zemědělských podnicích. Ověřovány byly metody
měření a zjišťovány zdroje poškození produkce obilnin ve strojně- technologických linkách a
měřena energetická náročnost skladování produkce brambor. Jsou formována metodická
doporučení pro jejich eliminaci ztrát. Publikované výsledky za rok 2011 řešení budou
obsahovat odborné i rešeršní práce a výsledky měření při ověřování techniky, hodnocení
energetické náročnosti skladování brambor, návrhy požadavků na dopravní technologické
systémy pro skladování zrnin.
Problematika technologie pěstování a sklizně ošetřování a skladování potravinářského zrnin a
okopanin se dále musí řešit s ohledem na přísnější požadavky na kvalitu, bezpečnost a
nezávadnost potravin v souladu s Nařízením Evropského parlamentu a Rady ES (Úř.
věst.č.L31,1.2.2002,s.1, Cross compliance).
Veškerá prováděná měření, pokusy a ověření byla a jsou vedena snahou přímé nápravy
současných chyb a nedostatků vyskytujících se v naší zemědělské praxi.
Při ošetřování a skladování potravinářských zrnin a okopanin na posklizňových
linkách zemědělských podniků půjde především o následná navrhovaná opatření: - zlepšení
technických systémů příjmu zrnin a okopanin z hlediska šetrného nakládání s produkcí,
- snížení mechanického poškození zrna a dalších produktů na dopravních cestách
včetně ověření nových šetrných technických prvků,
- udržení kvality skladovaných plodin při dlouhodobém skladování brambor, t.j.
optimalizací řízení procesu klimatizace, prvků vzduchotechniky skladovacích prostor,
zásobníků a boxů,
- doporučení na snížení energetické náročnosti technologických procesů skladování
produkce obilovin a brambor.
187
MZE0002703102
Veškerá dosavadní měření a jejich výsledky jsou konzultovány a předávány spolupracujícím
zemědělským i výrobním podnikům formou doporučení a návrhů úprav technických zařízení
a strojních technologických linek. Formou publikací v informačních mediích jsou předávány
širší odborné veřejnosti.
3. Výzkum vlivu technologických systémů pro chov hospodářských zvířat
na životní prostředí, welfare chovaných hospodářských zvířat, pracovní
podmínky ošetřovatelů a ekonomiku a výzkum možností eliminace
jejich negativního působení a posílení pozitivních účinků
Doc. Ing. Jiří Vegricht, CSc., Ing. Antonín Machálek, CSc.
Dílčí výsledky řešení již byly publikovány, jak je vedeno v přehledu v části B 6, a jsou
přístupné široké zemědělské praxi.
Výsledky výzkumu vlivu konstrukčních systémů na mikroklimatické parametry ve
stáji přinášejí nové poznatky o vlivu různých střešních systémů na prostup tepla do stáje a
budou využívány investory, projektanty i dodavateli těchto systémů. Vybrané výsledky se
předpokládají publikovat v roce 2012.
Výsledky získané sledováním spotřeby el.energie při větrání stájí přispívají k hlubšímu
poznání spotřeby energie na farmách dojnic a budou využity pro doplnění databáze o spotřebě
energie na farmách ŽV a pro modelování nákladů na výrobu mléka, připravují se k publikaci
v roce 2012.
4. Optimalizace ekologicky šetrných způsobů zpracování a konverze
biomasy
Ing. Jaroslav Kára, CSc.
Hlavním problémem při využití menšího podílu cukrovarských řízků v surovinové
skladbě substrátu bylo jejich uchování po delší čas v dobré kvalitě v lokalitě bioplynové
stanice, kde již nebyla skladovací kapacita v silážních žlabech, nebo silážních platech. Díky
technologii plastových vaků lze cukrovarské řízky uchovat v dobré kvalitě jak přes zimu, tak
při dobrém uskladnění i přes teplé letní období. Silážování cukrovarských řízků je nezbytné
pro případ využití větších množství v BPS. Nový způsob alternativního využití této suroviny
se nabízí zejména s ohledem na energetickou náročnost výroby cukru – takto získaný bioplyn
by mohl částečně pokrýt potřebu tepla v cukrovaru, zatím jeví zájem TTD Dobrovice.
Realizace si ovšem vyžaduje značných finančních prostředků a výstavba je proto zatím
nejistá. Možné je i využití cukrovarských řízků při kofermentaci v zemědělských BPS. Jako
příklad můžeme uvést BPS Rozsochy, která zpracovává vedle travní senáže, kukuřičné siláže
a prasečí kejdy i řepné řízky z cukrovaru Vrbátky. Dalším příkladem je BPS v Jaroměři.
Dobré zkušenosti jsou i v BPS Velké Albrechtice I.
188
MZE0002703102
5. Technologické postupy udržitelné výroby a užití biosurovin a
energetických nosičů nové generace se zřetelem na potravinovou
bezpečnost a globální trhy souvisejících produktů
Ing. Petr Jevič, CSc., prof. h. c.
5.1 Přínosy
• Návrh a provedení inovace přepracování biogenních zbytků a separovaných spalitelných
odpadů, které nejsou nebezpečné, na tuhá alternativní paliva (TAP).
• Zpracování vývojového diagramu normovaného postupu a provedení kruhového testu
stanovení obsahu biomasy a ne-biomasy ve vyrobeném TAP (viz udělený užitný vzor
VÚZT, v.v.i. 21425 z 1.11.2010) pro vykazování a ověřování emisí skleníkových plynů.
• Stanovení hmotnostní bilance a porovnání kvality před a po karbonizaci řepkové a
pšeničné slámy, řepkových extrahovaných šrotů a dřevního odpadu při teplotě do 310 oC
s návrhem dalšího uplatnění tohoto procesu.
• Zpracování vývojového diagramu metody kalkulace skleníkových plynů z biopaliv a
biokapalin a konkrétní aplikace na výpočet při pěstování řepky olejné, pšenice ozimé,
kukuřice na zrno a technické cukrovky.
• Provedení tepelně-technických a výkonových měření na prototypu malého spalovacího
zařízení se standardizovanými dřevními peletami pro zpracování příslušných technických
norem na tuhá biopaliva.
• Vypracování srovnávací analýzy limitovaných emisí CO, HC, kouřivosti, výkonu a měrné
spotřeby u traktoru ZETOR a John Deer srovnatelné výkonnosti pro objektivní posuzování
vlivu směsných paliv a biopaliv na bezpečný provoz traktorových motorů a zajištění
podkladů pro revizi příslušných norem na motorová paliva, biopaliva a jejich směsi.
5.2 Uživatelé výsledku
• zemědělské podniky, stávající a potenciální investoři zaměření na nepotravinářské využití
zemědělské produkce a biomasy, podniky i organizace z oblasti péče o krajinu
• vývojoví pracovníci, konstruktéři a projektanti
• pracovníci státních orgánů
• poradci a jejich školitelé
• Úřad pro technickou normalizaci, metrologii a státní zkušebnictví
• studenti
5.3 Způsob využití
• jako technicko-ekonomické, marketingové, legislativní a logistické informace
• pro inovaci konverzních zařízení k surovinovému a energetickému využití zemědělských
produktů, zbytků a biogenních odpadů
• pro revize technických norem
• pro uspořádání mezinárodního semináře
• pro publikační, přednáškovou a expertní činnost
• pro zpracování užitného vzoru na TAP vyrobené z nerecyklovaného nebo zbytkového
textilu a biomasy
189
MZE0002703102
7. Logistika materiálových toků energetické biomasy s přihlédnutím
k energetické náročnosti a eliminaci negativních vlivů nakládání
s energetickou biomasou
Ing. Jiří Souček, CSc., Ph.D.
Na základě výsledků měření a analýzy struktury nákladů byl v podniku ZAS Bečváry
a.s. optimalizován technologický postup aplikace digestátu nákupem nové traktorové
soupravy pro aplikaci digestátu. Nová souprava má vyšší výkonnost a umožní efektivnější
aplikaci digestátu v kritických jarních měsících.
8. Výzkum technických, technologických, ekonomických a energetických
podmínek produkčních i mimoprodukčních systémů v zemědělském
podniku
Ing. Josef Abraham, CSc.
8.1
Výzkum technických a ekonomických podmínek exploatace a inovace techniky
v zemědělství
Normativy investičních a provozních nákladů strojů, normativy technických a provozních
ukazatelů doporučených strojních souprav jsou volně k dispozici a jsou využívány především
pracovníky zemědělské praxe a poradenství k objektivizaci hodnocení ekonomiky mechanizovaných
prací a pro rozhodování o obnově strojů v zemědělském podniku.
Za významný přínos řešení této subetapy považujeme rovněž úspěšnou spolupráci s Českým
statistickým úřadem v oblasti úpravy struktury statistických dotazníků pro hodnocení technického
vybavení zemědělských podniků v rámci statistického šetření AGROCENZUS 2010.
Významným výsledkem je rovněž vytvoření nového internetového expertního a poradenského
systému „Provozní náklady souprav“. Uživateli umožňuje podrobný výpočet provozních nákladů
souprav podle zadaných lokálních podmínek uživatele, posouzení vlivu hlavních faktorů na výsledné
provozní náklady a poskytuje tedy objektivní podklady pro rozhodování o využití a obnově strojů.
8.2 Výzkum technologických, ekonomických a energetických podmínek produkčních
systémů v zemědělském podniku
Hlavními uživateli výsledků jsou řídící pracovníci zemědělského provozu a pracovníci
zemědělského poradenského systému. Využívání uvedených expertních systémů může mít
významný přínos pro plánování a racionální sestavení výrobního záměru, pro kontrolu a
hodnocení vlastních výsledků výroby. Je výrazným pomocníkem pro zvyšování ekonomické
stability zemědělského podniku.
Expertní systém Technologie a ekonomika plodiny“ a navazující soubor normativů slouží
na podporu rozhodovací činnosti v oblasti sestavení výrobních záměrů v zemědělských
podnicích, využívají je rovněž pracovníci resortního poradenského systému, využívány jsou
rovněž pro řešení a ekonomické hodnocení technologií v některých navazujících výzkumných
projektech.
Expertní systémy „Hnojení P, K“ a „Hnojení dusíkem“ pomáhají uživatelům
objektivizovat technologicky i ekonomicky významné materiálové vstupy do technologických
systémů pěstování plodin a usnadňují tak jejich práci při plánování a ekonomickém
vyhodnocování přínosů a ekonomické efektivnosti jednotlivých plodin.
190
MZE0002703102
8.3
Výzkum
technologických,
ekonomických
a
mimoprodukčních systémů v zemědělském podniku
energetických
podmínek
V současné době se hledají vhodné alternativy k tradičním výrobám energie, které umožní
snížení nákladů na energii a také zvýšení energetické nezávislosti. Energetické využití
odpadní fytomasy je jednou z vhodných variant řešení tohoto problému. Kromě výzkumu
vhodných technologických systémů je třeba stejnou pozornost věnovat ekonomickým i
energetickým analýzám podmínek využití biopaliv.
Expertní systém i normativy slouží na podporu rozhodovací činnosti v oblasti
sestavení výrobních záměrů v zemědělských podnicích, využívají je pracovníci zemědělské
praxe i resortního poradenského systému.
Výsledky ekonomických výpočtů jsou rovněž využívány pro řešení a především
ekonomické hodnocení technologií v některých navazujících výzkumných projektech.
8.4 Výzkum technologických a ekonomických podmínek využití pěstované i odpadní
biomasy ze zemědělské výroby
Konkrétním výsledkem této subetapy výzkumného záměru jsou plně funkční programy
pro ekonomické hodnocení využívání biomasy, které jsou jako internetové aplikace plně
přístupné uživatelům. Postupným plněním a aktualizováním databází těchto programů a
modelováním různých ekonomických podmínek vznikají normativy zpracování a využití
biomasy. Příkladem je studie o ekonomické efektivnosti výroby biopaliv z vybraných druhů
energetických plodin, která byla v letošním roce publikovaná ve formě vědeckého článku.
Tato studie může sloužit jako podklad pro dotační a politiku státu.
9. Výzkum enviromentálních opatření pro snížení negativního působení
zemědělské a potravinářské výroby v oblasti ochrany ovzduší a
povrchových vod.
Doc. Ing. Antonín Jelínek, CSc.
9.1 Stanovení a ověření emisních faktorů pro amoniak a skleníkové plyny
nesledovaných kategorií hospodářských zvířat (2009 - 2012)
u dosud
Na základě provedených 24 hodinových měření koncentrací zátěžových plynů na farmě
Koroseky byly stanoveny pro chov bažanta obecného měrná výrobní emise amoniaku
0,3383 kg.zvíře-1.rok-1, měrná výrobní emise oxidu dusného 0,0283 kg.zvíře-1.rok-1 a měrná
výrobní emise oxidu uhličitého 43,94 kg.zvíře-1.rok-1. Pro chov kachny divoké byly
vypočtena měrná výrobní emise amoniaku 0,1232 kg.zvíře-1.rok-1, měrná výrobní emise
oxidu dusného 0,0228 kg.zvíře-1.rok-1 a měrná výrobní emise oxidu uhličitého 24,57
kg.zvíře-1.rok-1. V průběhu dalšího řešení výzkumného záměru by se tyto hodnoty měly
potvrdit dalším měřením za obdobných podmínek.
9.2 Návrh a ověření nových BAT technik s ohledem na dusíkový cyklus v rostlinné a
živočišné výrobě (2010-2013)
191
MZE0002703102
Bylo provedeno první měření koncentrací amoniaku při aplikaci hovězí kejdy dvěma
různými způsoby zapravení. Při aplikaci pomocí hadicového aplikátoru byla průměrná
koncentrace amoniaku pro porovnání emisní zátěže 14,66 mg.m-3, při aplikaci kejdy
rozstřikem 9,14 mg.m-3 při stejné rychlosti proudění vzduchu nad sledovaným povrchem.
Z naměřených hodnot je patrné snížení ztrát dusíkatých látek formou plynných emisí o 37%
ve prospěch hadicového aplikátoru.
9.3 Návrh a ověření BAT technik pro využití digestátu, fugátu a odpadních vod z hlediska
redukce emisí pachů, amoniaku a skleníkových plynů do ovzduší a emisí dusíkatých látek do
odpadních vod. Návrh řešení úpravy parametrů odpadních vod na vody závlahové. (20092011)
Z hodnot, získaných laboratorními rozbory, byla vypočtena dávka fugátu pro dostatečné
zásobení travních porostů dusíkatými látkami. Vzhledem k minimálnímu obsahu fosforu a
draslíku jsou v praxi aplikovatelné dávky nižší a je výhodné je nahradit například
komposty, jejichž obsah prvků je s ohledem na optimální růst rostlin příznivější. Obdobně
lze podle dostupných doporučených hodnot potřeby dusíkatých látek pro jiné rostliny
navrhnout optimální dávky fugátu jako tekutého hnojiva.
9.4 Implementace směrnice Evropského Parlamentu a Rady 2008/1/ES ze dne 15. ledna
2008 o integrované prevenci a omezování znečištění (kodifikované znění). (2009-2013)
Metodický pokyn MŽP Odboru ochrany ovzduší poskytuje přesné definice a příklady
výpočtů emisí amoniaku pro kategorizaci zemědělských zdrojů znečišťování, pro výpočet
snížení emisí amoniaku v rámci plnění Plánů zásad správné zemědělské praxe, slouží jako
podklad pro výpočet emisí pza účelem hlášení do Integrovaného registru znečišťování a jako
podklad pro zpracování studií proveditelnosti v rámci žádostí z OP 2.2. snižování emisí
amoniaku.
10. Výzkum negativních antropogenních vlivů technického charakteru na
vývoj krajinných prvků a ekosystémů. Výzkum uplatnění šetrných a
stimulačních prostředků pro rozvoj krajiny a fytocenózy s ohledem na
využití zbytkové biomasy z údržby krajiny.
Ing. Petr Plíva, CSc.
Problematika řešená ve věcné etapě výzkumného záměru je aktuální, o čemž svědčí
zájem odborné veřejnosti, zabývající se zpracováváním BRO, který se projevuje v podobě
vyžádaných konzultací, v požadavcích na přednášky na odborných seminářích (např. MZe
ČR) a o konzultace na odborných výstavách a konferencích včetně mezinárodních.
192
MZE0002703102
O praktické ukázky na experimentální kompostárny VÚZT,v.v,i, byl projevován zájem
nejen z řad odborníků z odpadářské praxe, ale i z řad pracovníků, zajišťujících vzdělávání na
středních a vysokých školách v oblasti zpracovávaní bioodpadů. Akce pořádání workshopů
má již na experimentální kompostárně tradici a prokazuje se, že je to velmi vhodný způsob
předávání poznatků, získaných při řešení projektu, do praxe a do školní výuky (obr. 10-8).
Obr. 10-8: Článek v Komunální technice č.7/2011
Jedním z výsledků řešení je návrh nového typu kompostéru – „Modulový kompostér“,
který vznikl v rámci spolupráce VÚZT,v.v.i. Praha a PREFA KOMPOZITY,a.s. Brno.
„Modulový kompostér“ bude zařazen do sortimentu výrobků firmy PREFA KOMPOZITY,
a.s., Brno. Kompostér je určen pro domácí, komunitní kompostování a je z převážné části
vyroben ze zbytkového materiálu firmy. Tímto krokem bude firma moci řešit využití části
zbytkových materiálů z vlastní výroby a tím snížit produkci odpadů a především zefektivnit
svoji výrobní produkci.
12. Výzkum teoretických předpokladů pro zvýšení efektivnosti využití
mobilních energetických prostředků a snížení jejich nepříznivého
působení na zemědělskou půdu, její rostlinný pokryv a životní
prostředí a jejich ověření
Ing. Zdeněk Pastorek, CSc., prof. h. c., Ing. Otakar Syrový, CSc.
Vliv tahového odporu pluhu na zatížení pneumatik hnacích kol traktoru
Výsledky byly využity pro analýzu maximální únosnosti pneumatik Mitas při
jejich provozním nasazení.
193
MZE0002703102
Perspektivy dopravy v zemědělství
Výsledky jsou určeny pro strategická plánování dopravních procesů
v zemědělství a dalším období.
Spotřeba paliva s podílem MEŘO u traktorového motoru
Vliv různého poměru MEŘO a motorové nafty na měrnou spotřebu směsného
paliva je důležitým údajem pro hodnocení efektivnosti používání těchto paliv.
Hodnocení provozu pracovních souprav
Zjištěné exploatační a energetické údaje v operacích rostlinné výroby budou
využity k tvorbě výkonnostních normativů a normativů jednotkové spotřeby motorové nafty.
194
MZE0002703102
B6 – Publikační činnost a dosažené výsledky v souvislosti s řešením
výzkumného záměru 3
Druh
výsledku 4
Název
I. kategorie – Publikace
Jimp5
článek
v odborném
periodiku
(časopise)
MUŽÍK, O., KÁRA, J., HANZLÍKOVÁ, I.: Potenciál cukrovarských
řízků pro výrobu bioplynu. Listy cukrovarnické a řepařské, 2012. ISSN
1210-3306
3
Po vyplnění odstranit z tabulky ty kategorie nebo druhy výsledků, které nebyly za hodnocené období dosaženy.
Definice vycházejí z Přílohy č. 2 Metodiky hodnocení výsledků výzkumných organizací a hodnocení výsledků
uskutečněných programů (platné pro léta 2010n a 2011
5
Článek v prestižním impaktovaném časopise (databáze WEB of Science)
6
Článek v recenzovaném časopise (databáze ERIH nebo SCOPUS)
7
Článek v českém recenzovaném časopise (seznam neimpaktovaných recenzovaných periodik vydávaných v ČR
– www.výzkum.cz
4
195
MZE0002703102
Jrec7
článek
v odborném
periodiku
(časopise)
BLAŽEJ, D., SOUČEK, J.. Analýza energetických paramterů dopravních
operací při sklizni kukuřice pro potřeby bioplynové stanice. [Analysis of
transportation energy consumption parameters during harvest of corn for
biogas station purposes]. Agritech Science, 2011, roč. 5, č. 1, článek 5, s. 15. Dostupný z WWW: <www.agritech.cz >. ISSN 1802-8942
BLAŽEJ, D., SOUČEK, J., PROCHÁZKA, M.. Parametry výroby tvarovaných
biopaliv z travních porostů. Mechanizace zemědělství, 2011, roč. 61, zvláštní
vydání, s. 148-151. ISSN0373-6776
SOUČEK, J.: Bioodpady na bázi dřevní a travní hmoty, Komunální
technika, 2011, roč. 5, č. 5, s. 32-35, ISSN 1802-2391
SOUČEK, J.: Odpadní rostlinná biomasa jako zdroj energie, Komunální
technika, 2011, roč. 6, č. 12, s. 30-31, ISSN 1802-2391
LAURIK, S., ROY, A.: OVĚŘOVÁNÍ PROSTŘEDKŮ PRO MĚŘENÍ TEPLOTY
KOMPOSTU. [Verification equipment for measurment the temperature of the
compost]. Mechanizace zemědělství , Žatec 2011. ISSN 0373-6776
PLÍVA P.: KOMPOSTOVÁNÍ V ZEMĚDĚLSTVÍ. Úroda, 2011, roč.
LIX, č. 12, str. 66-68. ISSN 0139-6013.
VEGRICHT, J., FABIÁNOVÁ, M., AMBROŽ, P., ŠIMON, J., Vliv
variantních řešení stáje na výrobní náklady mléka, Náš chov, 2011,
roč.71,č.4, s.60-64
KOVAŘÍČEK P., VLÁŠKOVÁ M., NOVÁK P., HŮLA J. Vliv utužení
povrchu půdy na infiltraci dešťové vody. Mechanizace zemědělství. 2011,
roč. LXI, č. 6, s. 34-36.
ISSN 0373-6776
Pražan, R. a kol: Vliv tahového odporu pluhu na zatížení pneumatik
hnacích kol traktoru. Mechanizace zemědělství, č. 6, Praha 2011, s.80-83,
ISSN 0373-6776.
Kubín, K., Pexa, M.: Spotřeba paliva s podílem MEŘO u traktorového
motoru. Mechanizace zemědělství, č. 3, Praha 2011, s.74 – 78. ISSN 03736776.
GERNDTOVÁ, I. a kol.: Sledování sklizně pícnin z hlediska energetické
náročnosti ve vztahu k hektarovému výnosu píce.
Mechanizace zemědělství, XX/2012 - připraveno do tisku
ABRHAM, Z.: Zemědělská technika - současný stav a vývoj technického
vybavení resortu Agritech Science, 2012
GERNDTOVÁ, I.: Modelování dopravy zavadlých pícnin od sběracích
řezaček. Mechanizace zemědělství, 3/2011, ročník LXI, s. 66-70. ISSN
0373-6776.
BRADNA J. a kol.: Vhodné odrůdy, efektivní postupy pěstování a
prefinalizační úpravy surovin pro produkci bioetanolu. AGRITECH
Science 2012 – oponovaná rešerše, 12/11 předáno oponentovi.
ISSN 1802-8942
196
MZE0002703102
B
odborná kniha
C
kapitola
v odborné
knize
D
článek
ve sborníku
Příprava knižní publikace v roce 2011, vydání v r. 2012
Název: Brambory - pěstování, užití, ekonomika
Ing. Bohumil Vokál a kol. VÚB Havl. Brod
Vydavatel: Profi Press v r.2012
Kapitola 6.0.:Technika pro pěstování, sklizeň, posklizňové zpracování,
skladování a tržní úpravu bramboru
(Ing.Václav Mayer, CSc a kol.- VÚZT v.v.i. Praha- Ruzyně )
BLAŽEJ, D., SOUČEK, J.. Global positioning system utilization for
monitoring of energetic biomass logistic processes. In: The Fifth
International Scientific conference ,,Engineering for rural development”.
Akademija. Kaunas district. University of Agriculture (Alexandras
Stuginskis University) 2011. s. 191-195. ISSN1822-3230
JEVIČ, P. Current situation of the production and marketing of biodiesel in
Czech Republic. In International Consultative Research Group on
Rapeseed - 13th International Rapeseed Congress. Abstract Book, Prague
Congress Centre CR, June 05 - 09, 2011, s. 98. ISBN 978-87065-32-7
KOVAŘÍČEK P., HŮLA J., VLÁŠKOVÁ M. A decrease of water
infiltration in wheel ruts of farm machines. In: Crop management practices
adaptable to soil conditions climate change. 6th International Soil
Conference ISTRO – Branch Czech Republic, Prague, 31.8.-2.9.2011,
2011, p. 157-162.
78-80-86908-27-4
II. kategorie – Patenty
P
patent
VÝZKUMNÝ ÚSTAV ZEMĚDĚLSKÉ TECHNIKY, v.v.i., PRAHA.
ATEA PRAHA, s.r.o., RUDNÁ U PRAHY. Palivo na bázi obilní slámy.
Původce: Petr HUTLA, Milan KNOTEK. Int. Cl. C10L 5/44. Česká
republika, Úřad průmyslového vlastnictví. Patentový spis 302910 (PV
2007-86, přihlášeno 1.2.2007, uděleno 7.12.2011, oznámení o udělení
Věstník, 2012, č. 3).
III. kategorie - Aplikované výsledky
Zpolop
poloprovoz
Ztech
ověřená
technologie
JEVIČ, P., ŠEDIVÁ, Z. Technologie decentralizovaného lisování řepky
olejné s úpravou řepkového oleje na kvalitu ČSN 65 6516 „Motorové
palivo - Řepkový olej pro spalovací motory na rostlinné oleje - Technické
požadavky a metody zkoušení“. Doba ověřování červenec 2009 - červen
2011. Uživatelé technologie RPN, spol. s r.o. Chrudim, AGRICOS, spol.
s r.o. Stod u Plzně, Agrochem, a.s. Lanškroun
197
MZE0002703102
Zodru
odrůda
Zplem
plemeno
Fuzit
užitný vzor
VÝZKUMNÝ ÚSTAV ZEMĚDĚLSKÉ TECHNIKY, v.v.i., PRAHA.
Topná peleta. Původce vynálezu: Jiří SOUČEK. Int. Cl. C 10 L 5/44, F 16
K 17/4. Česká republika, Úřad průmyslového vlastnictví. Spis užitných
vzorů 22376 (PUV 2010-23599, přihlášeno 9.12.2010, zapsáno 20.6.2011,
zveřejnění zápisu Věstník, 2011, č. 26)
Bubnové kompostovací zařízení
VÝZKUMNÝ ÚSTAV ZEMĚDĚLSKÉ TECHNIKY, v.v.i., PRAHA.
Původce vynálezu: Ing. Antonín Machálek, CSc., Ing. Petr PLÍVA, CSc.
Int. Cl. C05F 9/04 (2006.01), C05F 9/02 (2006/1),
Číslo přihlášky: 2011 - 24487
Česká republika, Úřad průmyslového vlastnictví.
Spis užitných vzorů 22660 (přihlášeno 14.6.2011, zapsáno 5.9.2011)
Fprum
průmyslový
vzor
Gprot
prototyp
198
MZE0002703102
Gfunk
funkční vzorek
Modulový kompostér (č. FV I - MZE000270310 – 2011)
Názvy vlastníků výsledku:
Výzkumný ústav zemědělské techniky, v.v.i.
PREFA KOMPOZITY, a.s.
Lokalizace výsledku:
Experimentální kompostárna VÚZT,v.v.i. umístěná v areálu VÚRV,v.v.i.
Druh možnosti využití výsledku jiným subjektem:
PREFA KOMPOZITY, a.s., Brno
(podána přihláška průmyslového vzoru se žádostí o zápis průmyslového
vzoru do rejstříku–F)
199
MZE0002703102
Hleg
výsledky
promítnuté
do právních
předpisů
a norem
KOTLÁNOVÁ, A., JEVIČ, P. ČSN EN 15210-2 „Tuhá biopaliva Stanovení mechanické odolnosti pelet a briket - Část 2: Brikety“. Úřad pro
technickou normalizaci, metrologii a státní zkušebnictví, Praha, květen
2011, 9 s.
KOTLÁNOVÁ, A., JEVIČ, P. ČSN EN 14588 „Tuhá biopaliva Terminologie, definice a popis“. Úřad pro technickou normalizaci,
metrologii a státní zkušebnictví, Praha, červen 2011, 68 s.
VAVŘÍN, M., JEVIČ, P. ČSN EN 15357 „Tuhá alternativní paliva Terminologie, definice a popis“. Úřad pro technickou normalizaci,
metrologii a státní zkušebnictví, Praha, září 2011, 36 s.
KOTLÁNOVÁ, A., JEVIČ, P. ČSN EN 14961-2 „Tuhá biopaliva Specifikace a třídy paliv - Část 2: Dřevní pelety pro maloodběratele“. Úřad
pro technickou normalizaci, metrologii a státní zkušebnictví, Praha,
listopad 2011, 13 s.
KOTLÁNOVÁ, A., JEVIČ, P. ČSN EN 14961-3 „Tuhá biopaliva Specifikace a třídy paliv - Část 3: Dřevní brikety pro maloodběratele“.
Úřad pro technickou normalizaci, metrologii a státní zkušebnictví, Praha,
listopad 2011, 13 s.
KOTLÁNOVÁ, A., JEVIČ, P. ČSN EN 14961-4 „Tuhá biopaliva Specifikace a třídy paliv - Část 4: Dřevní štěpka pro maloodběratele“. Úřad
pro technickou normalizaci, metrologii a státní zkušebnictví, Praha,
listopad 2011, 14 s
KOTLÁNOVÁ, A., JEVIČ, P. ČSN EN 14961-5 „Tuhá biopaliva Specifikace a třídy paliv - Část 5: Palivové dřevo pro maloodběratele“.
Úřad pro technickou normalizaci, metrologii a státní zkušebnictví, Praha,
srpen 2011, 13 s.
Hneleg
výsledky
promítnuté
do směrnic
a předpisů
nelegislativní
povahy
závazných
v rámci
kompetence
příslušného
poskytovatele
Hkonc
výsledky
promítnuté
do schválených
strategických a
koncepčních
dokumentů
VaVaI orgánů
státní nebo
veřejné správy
200
MZE0002703102
Nmet
uplatněná
certifikovaná
metodika
Nlec
léčebný postup
Npam
památkový
postup
Nmap
specializovaná
mapa
s odborným
obsahem
R
software
ABRHAM, Z., RICHTER, J., MUŽÍK O., HEROUT, M. SCHEUFLER,
V.,: Provozní náklady strojních souprav. Internetový databázový program
pro výpočet provozních nákladů strojních souprav pro technické zajištění
operací RV.
IV. kategorie - Ostatní nehodnocené výsledky
A
audiovizuální
tvorba
M
uspořádání
konference
W
uspořádání
workshopu
ŠEDIVÁ, Z., JEVIČ, P. Stav, zásady a kritéria udržitelné výroby
směsných a biogenních pohonných hmot [Current state, principles
and criteria of sustainable production of blended and biogenic fuels].
Mezinárodní seminář, konaný 23.6.2011 jako odborná doprovodná
akce „Národní výstavy hospodářských zvířat a zemědělské
techniky“ Brno – výstaviště, Veletrhy Brno, a.s.. VÚZT, v.v.i.: MZe
Praha - VÚZT, v.v.i. Praha - SVB Praha, 2011, 79 s. ISBN 978-8086884-58-5
Uspořádání workshopu „Den nové techniky – zpracování BRO“ dne 20.
dubna 2011 v areálu VÚRV, v.v.i. Praha 6 – Ruzyně, Drnovská 507,
v zasedací místnosti, kde byly předneseny tři přednášky, týkající se
zpracovávání BRO (A. Roy, P. Plíva, S. Laurik) a na experimentální
kompostárně VÚZT, v.v.i, kde byly předvedeny všechny dílčí technické
operace související s kompostováním v pásových hromadách na volné
ploše, včetně monitorování kompostovacího procesu.
Počet účastníků: 39 (presenční listina založena v materiálech projektu).
Akce opublikována v:
PALEČEK, R.: VÝZKUM POPULÁRNÍ FORMOU DO
technika, 2011, roč. V, č.7, str. 23, ISSN 1802-2391
VÝUKY.
Komunální
E
uspořádání
výstavy
201
MZE0002703102
O
ostatní
výsledky
SOUČEK, J. Význam slámy a její efektivní využití. Zemědělec, 2011, roč. 1
24, s. 14-24
SOUČEK, J. Rozdružování rostlin pro výrobu tepla. Zemědělec, 2011, roč.
19, č. 42, s. 16-17
SOUČEK, J. Kotelna na biomasu po deseti letch. Energie 21, 2011, roč. 4,
č. 5, s. 16-17, ISSN 1803-0394
SOUČEK, J. Odpady na báze drevnej a travnej hmoty. Komunálna
technika, 2011, roč. 3, č. 5, s. 20-23, ISSN 1337-9011
SOUČEK, Jiří: Logistika při energetickém využití rostlinné biomasy - 2.
Biom.cz [online]. 2011-06-08 [cit. 2011-12-21]. Dostupné z WWW:
<http://biom.cz/cz/odborne-clanky/logistika-pri-energetickem-vyuzitirostlinne-biomasy-2>. ISSN: 1801-2655.
SOUČEK, Jiří: Logistika při energetickém využití rostlinné biomasy.
Biom.cz [online]. 2011-05-18 [cit. 2011-12-21]. Dostupné z WWW:
<http://biom.cz/cz/odborne-clanky/logistika-pri-energetickem-vyuzitirostlinne-biomasy>. ISSN: 1801-2655.
Přednášky nepublikované ( - )
PLÍVA, P.: KOMPOSTOVÁNÍ ZEMĚDĚLSKÉ ZBYTKOVÉ BIOMASY A
BIOODPADŮ V OBCI, PROČ A JAK KOMPOSTOVAT. VI. krajské setkání
partnerů Celostátní sítě pro venkov – MZe ČR, KAZV Praha a
Středočeský kraj, Petrovice u Příbrami, 1.prosince 2011
LAURIK, S.: Základy KOMPOSTOVÁNÍ. Den nové techniky – zpracování
BRO. VÚZT. Praha, 20. dubna 2011
PLÍVA, P.: TECHNIKA PRO KOMPOSTOVÁNÍ V PÁSOVÝCH HROMADÁCH.
Den nové techniky – zpracování BRO. VÚZT. Praha, 20. dubna 2011
ROY, A.: POZNATKY Z PROVOZOVÁNÍ EXPERIMENTÁLNÍ KOMPOSTÁRNY.
Den nové techniky – zpracování BRO. VÚZT. Praha, 20. dubna 2011
JEVIČ, P., Tepelně-chemické zpracování biomasy na motorová paliva a
suroviny. Energie 21, 2011, roč. IV., č. 3, s. 26-29. ISSN 1803-0394
JEVIČ, P., ŠEDIVÁ, Z. Výroba biogenních pohonných hmot do roku 2020
s ohledem na zásady, kritéria a ukazatele udržitelnosti. In Stav, zásady a
kritéria udržitelné výroby směsných a biogenních pohonných hmot
[Current state, principles and criteria of sustainable production of blended
and biogenic fuels]. VÚZT, v.v.i. Praha, 2011, s. 53-64. ISBN 978-8086884-58-5
HUTLA, P., JEVIČ, P., DĚDKOVÁ, Š., KÁRA, J. Tuhá paliva z tříděného
papíru. In TOP 2011 - Technika ochrany prostředí, Engineering of
environment protection. STU v Bratislavě, Strojnická fakulta 2011, s. 513519. ISBN 978-80-227-3519-3
202
MZE0002703102
DUBROVIN, V., MELNYCHUK, M., JEVIČ, P., GRZYBEK, A.,
RACLAVICIUS, L. Socio-economic analysis of using energy from
biomass in Ukraine. In Stav, zásady a kritéria udržitelné výroby směsných
a biogenních pohonných hmot [Current state, principles and criteria of
sustainable production of blended and biogenic fuels]. VÚZT, v.v.i. Praha,
2011, s. 65-71. ISBN 978-80-86884-58-5
JEVIČ, P., ŠEDIVÁ, Z. Stav a předpokládaný vývoj výroby bionafty
v České republice do roku 2020 s ohledem na udržitelné pěstování řepky
olejné. In Systém výroby řepky, systém výroby slunečnice. SPZO, spol. s
r.o. Praha, 2011, s. 176-197. ISBN 978-80-87065-36-5
Muzikant, M., Havrland, B., Hutla, P., Věchetová, S.: Properties of heat
briquettes produced from vine cane waste – Case study republic of
Moldava. Agricultura tropica et subtropica. 2010, vol., 43, no. 4, s. 277 –
284, ISSN 023 1–5742
Hutla, P., Jevič, P., Dědková, Š., Kára, J.: Tuhá paliva z tříděného papíru.
In: TOP 2011 – Technika ochrany prostredia. Bratislava, VUT 2011, ISBN
978-80-227-3519-3
POBEDINSKIJ B.M., HAVRLAND B., HUTLA P.: Sravnitelnaja
ocenka kacestva tverdych biopaliv. IN: Praci Tavrijskogo
děržavnogo agrotechnologicnogo universitetu. Vip.11, Tom 5.,
TDátu, Melitopol 2011, s. 17-26, ISSN 2078-0877.
DĚDINA, M., HOLUBOVÁ, L., JELÍNEK, A., RICHTER, J.: Stanovení
kategorie zdroje znečišťování a uplatnění snižujících technologií u
zemědělských zdrojů. [Source of pollution category setting and utilization
of ammonia emissions abatement techniques at farm level]. Metodický
pokyn Odboru ochrany ovzduší MŽP. Věstník MŽP, 2011, roč. 21, č. 12, s.
17-30 ISSN 0862-9013. (MZE0002703102)legislativa-Hneleg
203
MZE0002703102
C – Čerpání finančních prostředků na řešení výzkumného záměru
C1 – Výkaz uznaných nákladů – přehled za rok 2011
MZE0002703102
Kód výzkumného záměru
Název výzkumného záměru
Výzkum efektivního využití technologických systémů pro setrvalé
hospodaření a využívání přírodních zdrojů ve specifikovaných podmínkách
českého zemědělství
Příjemce podpory
Výzkumný ústav zemědělské techniky, v.v.i.
Řešitel
Ing. Zdeněk Pastorek, CSc., prof. h.c.
Náklady na řešení (v tis.Kč)
Dle Rozhodnutí
Položka
celkem
Osobní náklady
Skutečnost
z toho
institucionální
podpora
z toho
institucionální
podpora
celkem
7 820
7 820
8 266
7 820
0
0
0
0
2 300
2 300
2 361
2 343
Cestovné
100
100
70
70
Náklady na mezinárodní spolupráci
100
100
87
87
67
67
72
67
4 822
4 822
4 822
4 822
15 209
15 209
15 678
15 209
Pořízení dlouhodobého majetku
Materiál, drobný majetek, zásoby, služby,
odpisy
Náklady na zveřejnění výsledků
Doplňkové (režijní) náklady
Celkem
Celkem čerpané náklady (tis.Kč)
z toho:
15 678
– institucionální podpora
15 209
– ostatní veřejné zdroje
0
– neveřejné zdroje
0
Převod z fondu účelově určených prostředků
620
Převod do fondu účelově určených prostředků
151
Vypracoval
(jméno a podpis):
Mgr. Vojtěch Smejkal
Statutární orgán
(jméno a podpis):
Ing. Zdeněk Pastorek, CSc., prof. h. c.
Pracovní zařazení: ekonomický náměstek
Telefon: +420 233 022 490
E-mail: [email protected]
Otisk razítka příjemce
204
MZE0002703102
C2 – Zdůvodnění nákladových položek
Osobní náklady – 8 266 tis. Kč
Osobní náklady byly využity na mzdy řešitelského týmu, na sociální a zdravotní pojištění, FKSP a
dohody o pracích konaných mimo pracovní poměr.
Pořízení dlouhodobého majetku – 0 tis. Kč
Pořízení dlouhodobého majetku nebylo v plánu.
Materiál, drobný majetek, služby, odpisy – 2 361 tis. Kč
Materiálové náklady tvořily náklady na nákup kancelářského a všeobecného materiálu, náklady na
předplatné a nákup knih. Z nákladové položky drobný materiál byl uhrazen podíl nákladů na
minipočítač, který je součástí měřícího zařízení, podíl nákladů na počítač využívaný pro
vyhodnocování měření a pro další výzkumné práce a náklady na dávkovače. Náklady na služby
zahrnovaly náklady na vnitroústavní služby, náklady na telekomunikační služby a internet, náklady
spojů, členské příspěvky a náklady na nájem a s tím spojené služby. Náklady na odpisy obsahovaly
podíl nákladů na odpisy hmotného majetku, který byl využit při řešení výzkumného záměru.
Cestovné – 70 tis. Kč
Náklady na cestovné je složeno z nákladů na tuzemské a zahraniční cesty uskutečněné v souvislosti
s řešením projektu.
Náklady na mezinárodní spolupráci – 87 tis. Kč
Náklady vynaložené na mezinárodní spolupráci tvoří náklady na cestovné a náklady služby spojené
s touto činností.
Náklady na zveřejnění výsledků – 72 tis. Kč
Náklady na zveřejnění výsledků byly dány převážně službami, poskytnutými při přihlašování užitných
vzorů a patentů apod., jako výsledků řešení výzkumného záměru.
Doplňkové (režijní) náklady – 4 822 tis. Kč
Doplňkové náklady představují podíl z režijních nákladů.
Ostatní veřejné zdroje – 0 tis. Kč
Ostatní veřejné zdroje nebyly čerpány.
Neveřejné zdroje – 0 tis. Kč – text zdůvodnění.
Zdůvodnění případných rozdílů mezi náklady dle Rozhodnutí a skutečným čerpáním:
Rozdíl nákladů byl uhrazen z fondu účelově určených prostředků.
205
MZE0002703102
– Seznam příloh
1 Zápis z projednání periodické zprávy za řešení výzkumného záměru
2. Oponentní posudek periodické zprávy – prof. Ing. Radomír Adamovský, DrSc.
3. oponentní posudek periodické zprávy – doc. Ing. Radomír Doucha, CSc.
4. Oponentní posudek periodické zprávy – Ing. Jiří Fiala, DrSc.
Presenční listina ze zasedání Oponentní rady – 24.1.2012
206
MZE0002703102
Obsah
str.
A
Identifikační údaje výzkumného záměru
1
B
Údaje o řešeném výzkumném záměru
2
B1
Personální zabezpečení řešení výzkumného záměru
2
B2
Plnění stanovených cílů výzkumného záměru
3
B3
Postup řešení výzkumného záměru
11
B4
Dosažené výsledky výzkumného záměru
25
B5
Konkrétní přínos řešení výzkumného záměru a způsoby
využití výsledků
B6
187
Publikační činnost a dosažené výsledky v souvislosti
s řešením výzkumného záměru
195
C
Čerpání finančních prostředků na řešení výzkumného záměru
204
C1
Výkaz uznaných nákladů
204
C2
Zdůvodnění nákladových položek
205
D
Seznam příloh
206
207
Zipis z projednini periodickf zpri*ry za ie5enivyzkumn6hozimdru MZg yideckou
rozpravouv oponentnfkomisi Vyzkumn6horfistavuzem6d6lsk6
techniky,v.v.i.
dne24.l.20l2
ifslo projektu:
Nfzev projektu:
M280002703102
Vyzkum efektivniho vyuliti technologickych syst6mripro
setrval6hospodaieni avyulivini piirodnich zdrojri ve
specifickych podmink6ch deskdhozemdddlstvi
Odpovddny ie5itel:
Ing. Z. Pastorek,CSc.,prof.h.c.
Piijemce - koordinitor:
Vyzkumn;f ristavzemdd6lskdtechniky, v.v.i.
prof. Ing. RadomfrAdamovsky, DrSc.
Oponenti:
doc. Ing. Tom65Doucha,CSc
Ing. Jiii Fiala,Dr.Sc.
(odpovidi
Struiny obsah diskuse
na d.otazya piipomfnky oponentri)
Odpovddnf ie5itel Ing. Z. Pastorek,CSc.,prof.h.c.uvedl periodickou zprdvuza tieti rok
ie5enf vyzkumn6ho zfimEru.Sezn6mil oponentni komisi s ie5enim pl6novanych etap a
dosaZenymivysledky.Odborn6 qiklady ke konkr6tnim vystupfim podali odpovddnf ie5iteld
ZdenlkAbrham, CSc., Ing. Petr Pliva, CSc.,Ing. Antonfn Machiilek, CSc. derpandnaklady
odpovidaji rozsahuie5endproblematiky.Usporaz ieSenizfrmlru ve vy5i cca260 tis. Kd bude
pievedenado fondu ridelovd urdenych prostiedkfi atato prostiedky budou vyderpany na
ieSenizfumdflrvroce 2012.
Oponentniposudekpiednesli piitomni prof. Ing. Radomir Adamovsky, DrSc., Ing. Jiii Fiala,
DrSc. a doc. Ing. Tom65 Doucha,CSc. V5echnytii posudkyjsou pozitivni a kladnd hodnoti
dildi vysledky vyuZitelnd v praxi.
Vysledky by mdly byt smdiov6ny do praxe azpracovandpodklady pro decizni sf6ru.
Pozornostby mdta bytzamdienanaovdiov6ni kvality potravin v iR.
Kladndje hodnocenovelk6 mnoZstvipublikaci a dal5ichvysledkt podle metodiky hodnoceni
rady pro vyzkum. Odpovddni ie5itel6 odpovdddli nadotazy oponentt vyderp6vajicim
zpfisobem.Diskutov6na byla problematikavyuliti digest6tu,korefakce odpadt, logistika u
bioplynovfch stanic, dotadni politika, metodiky pro praxi,
ZSvir
Oponentnikomisekonstatuje:
- programpraci na rok 2011 byl splndn,
- harmonogram
praci byl dodrZen,
- derpaninakladrizarok 2011bylo v souladus pl6nema smlouvousMZe,
- u5etiendprostiedky(cca260 tis. Kd) budoupievedenydo fonduirdelovdurdenych
prostiedkria budoupouZityna ie5enivyzkumndhozlmdru v roce2012.
Oponentnikomiseschvaluje:
- periodickouzpr6vuza ie5eniqizkumn6hozttmdruv roce2012,
- pl6novan6
rikoly na rok 2012,
- pl6npoZadovanych
nakladfinarok 2012.
Oponentnikomisedoporuduje:
- pokradovatv ie5enivfzkumn6hoz6mdru
Schv6lil: IngnZdendk Pastorek,CSc.
/
Piilohy: 3 posudky oponentri,kopie presendnflistiny
,
/
t
/ ::
:::::n
Oponentni posudekperiodickf zprfvy o postupu ie5enivyzkumn6ho
zfmLru za rokzOll
K6d vyzkumndhozdmdru:
M280002703r02
Ndzev vyzkumndhozitmdru:
Vyzkum efektivniho vyuZiti technologicklfch syst6mfi
pro setrval6 hospodaieni a vyulivhni piirodnich
zdrojt ve specifikovanych podmink6ch desk6ho
zemdddlstvi.
Plfjemce institucioncilnfpodpory.
V;fzkumny fstav zemdddlskdtechniky, v.v.i., Praha
Reiitel vyzkumndho
zdmdru;
Ing. ZdendkPastorek,CSc.,prof. h. c.
Oponentn{posudekzpracoval:
prof. Ing. Radomir Adamovsky, DrSc.
Technick6 fakulta eeskd zemedelskd univerzity v
Praze
PiedloZen6periodick6 zprdva obsahuje202 stran textu, obr6zkri a tabulek. Je podle
pokynt poskytovatele rozd6lena do dtyi c6sti. C6st A obsahuje identifikadnf irdaje
vyzkumneho z6mdru, obsahemd6sti B je popis vlastniho ie5eni, ddst C je vdnovdnaderp6ni
fi nandnichprostiedkfr.
Cart A - Identifikainf fdaje vyzkumn6hozfm6ru
dert B - Udaje o ie5en6mvyzkumn6m zSmlru
BI- Persondlnf zabezpeieni ieienf vi,zkumndlto zdmdru
Kapitola obsahujeseznamklidoqfch pracovnikfi, ostatnich dlenri ie5itelsk6hotymu a
pomocneho persondlu. Jejich podil pracovni kapacity na ieSeni a podet vyktvanych
odpracovan;fch
hodin.
V seznamukliiovych pracovnfkft nejsou uvedenl n'ikteif ieiiteld vdcnych etap (prof
Hila, Ing. Kdra, Ing. Hutla), kteii.jsou uvedeni v ndvrhu vyzkumndhozdmdru. I{aproti tomu
je v seznamuuvedenpracovn[k, ktery nenf ieiitelem vdcndetapy (lng. Bradna,junior).
82 - Plndni stanovenj,ch c{lft (etapy) vi,zkumndho zdmdru
Plndni dildich cilfi vlfzkumndho zfimEruprobih6 v souladus dasovymharmonogramem
ie5eni z|mdru (kap. ,A.4n6vrhu zdmlru) a specifikovanymidildimi cily (kap. A3).
U d{lifho cile 2.1.2 vdcnd etapy 2, bylo, s ohledem na sn[ieni persondlnlho a
./inaniniho zabezpeienf vyzkumndho zdmdru, leienf omezeno nq sledoviin[ a analyzy
souiasndhostavu. Reieni d{lilho cite 10.3 vdcnrietapy 3 bylo v roce 201I pieruieno.
83 - Postup Feien[ vyzkumndho zdmdru (cile, etapy)
Postup ieSeni vyzkumn6ho zdmdruprobfh6 v souladu s metodikou ie5eni schv6lenou
v n6vrhuz6m6ru(kap. .46) a dasovymharmonogramempraci (kap. A4).
Text kapitoly je pomdrnd nevyrovnany.Napf. za vdcnou etapu 2 je postup ieien{
zpracovdnpodrobnd po jednotlivych iasovych etap(tchna 2 str. Za etapu 3 .ie poslup ieienf
popsdn v 5 fddcfch.
84 - Dosaiend poznatky v Feieni vj,zkumndho zdmdru (c[le, etapy)
V tdto stdZejni kapitole periodick6 zpriwy je vedle ziskanych poznatkti podrobnd
dokladov6nSiroky rozsahuskutedndnychpraci.
l.
Vyzkum syst6mu racion:{lniho pohybu vfkonnd zemdddlsk6techniky po pozemcich
s cilem omezit technogennizhutiovfni pridy a zw!,lit akumulaci vody v prid6.
Reiiteld prof Ing .Iose.fHf.rla,CSc., Ing. Pavel Kovaiiiek, CSc.
Pr6ce byly zamdieny na hodnoceni trvaldho odddleni jizdnich stop, do kterych se
soustiedily piejezdy strojnich souprav, za ridelem ochrany produkdnich ploch pied
neZ6doucimzhutiov6nim. D6le pak na ukazatelezhutiovdni ptdy, analyzuvlivu zpracovdni
pfidy, fyzikalni vlastnostipfidy a infiltradni schopnosti.
Reienf vdcnd etopy piindii novd, v zemdddlskdpraxi redlnd vyuiitelnd poznatlqt.
Ovdieny systim pohybu stroinfch souprqv se ukdzal jako provoznd realizovatelny a
piispivaifci ke kvalitd pracovnfch operacf. Rovndi byl prokdzdnpozitivni vliv pokrytf povrchu
piidy muliem, ktery chrdni pfrdni agregdty pfed naruien{m iliinkem deit'ovych kapek,
oddalujepoidtlqt povrchovdhoodtoku vody a sniiuje i kumulativni objempovrchovdhoodtoku
vody.
2. Uplatndni novfch postupft_a metod v technologickfch syst6mechrostlinnd ryroby
v podminkrlch zemdddlstviiR.
Reiitel; lng. Vdclav Mayer, CSc.
Vyzkum v tdto etapd byl zamdien jednak na doplndni databtni variantnich
technologickfch syst6mt o5etiov6ni a skladov6ni zrna, pdstov6ni a skliznd cukrovky,
pdstov6nibrambor a pfcnin. D6le byly prov6ddnypr6cesmdiujici ke zkvalitndni diagnostikya
inovaci technickych ie5enf iizeni mikroklimatu pii skladov6ni brambor. Analyzovttnybyly
rovndZ metody zjiSt'ov6ni mechanickdho zatiLeni a piidin po5kozov6ni brambor. Byla
uskutedndnanhvazn6.
energetick6a exploatadnimdieni pii skladov6nibrambor.
V rdmci feienf vdcnd etapy byly specrfikovdny trendy ve vyzkumu a vyvoji technilqt a
technologif pdstovcinf e skliznd brambor, cukrovlqt a pfcnin. Stanoveny byty spotieby
elektrickdenergie na udrienf mikroklimatu ve skladu brambor, elektrickd energie a paliv na
provoz technologii skladu. Bylo rovndi specifikovdno poikozeni zrna rfiznych druhrt
potravindislq,ch pienic ndkolika typy inekovych a pdsovych dopravn{kfi. Pli sklizni p[cnin
byly stanovenyvlivy vynosufytomasy na hmotnostnfvykonnosta mdrnou spotiebu motorovd
nafty pii rftznychpracovnfch rychlostech skllzec[ soupravy.
3. Vyzkum vlivu technologickych syst6mfi pro chov hospod{iskych zvfiat na Zivotni
prostiedi, welfare chovan;fchhospodriis\fch zviiat, pracovni podminky oSetiovatelfi
a ekonomiku a vyzkum moZnostf eliminace jejich negativniho prisobeni a posileni
pozitivnich riiinkri
Reiiretddoc. Ing. Jiii Vegricht, CSc.,Ing. Antonin Machalek, CSc.
ReSiteld zamdiili pozornost jednak na sledov6ni vlivu barvy vl6kna cementovdho
paneluna povrchovd teploty a prostup tepla. D6le pak byl ovdiov6n vliv procesupodestyfl6ni
na pra5nostve st6ji a hlukovou ztttd,L.RovndZ pokradovala dlouhodob6 mdieni spotieby
energieve st6jichpro chov dojnic.
Ovdiovdn{ prokdzalo, ie nejniiifch povrchovych teplot i hodnot prostupu tepla se
dosdhlopii bil6 barvd vndjiiho povrchu panelu. Ddle pak, ie operacepodestyldnf nemusfbyt
pii sprdvndm provedenf technologie vyznamnym zdrojem prachovych emis{ ve stitjovdm
prostiedi a jen krdtkodobd zvyiuje hladinu hlukovd zdtdie. Bylo rovndi prokdzdno, ie
spotieba elektrickd energie i ndklady nq nucend vdtrdnf stdj{ v letnfm obdob[jsou ve vztahu
k celkovymndkladfim na vyrobu mldka nepatrnd.
4. Optimalizaceekologicky Setrnychzpfisobfi zpracovfni a konverze biomasy
Reiitet; lng. Jaroslav Kdra, CSc.
Pokusy v t€to vdcn6 etap6 byly zam1ieny na ovdienf moZnosti vyroby bioplynu
z vyslazenychcukrovarskychiizk:i ajejich kofermentaci kukuiidnou sil6Zi.
Vysledlryexperimentfi ukdzaly, ie anaerobn[ digesce vyslazenychcukrovarskych iizkfi
.je zejmdnapii ko.fbrmentqcikukuiiinou siliiif perspektivnfalternativoujejich vyuiitf. Prfibdh
procesuje rychly a produkce metanu relativnd vysokd. Vyznamnymvysledkembylo i ovdienf
biotechnoIogi ckd tipravy vsI upn{ch substr dtrt.
5.
Technologick6postupy udrZiteln6 qfroby a uLiti biosurovin a energetickfch nosiiri
nov6 generacese zietelem na potravinovou bezpeinost a globrilnf trhy souvisejfcich
produktri
Reiitet; lng. Petr Jevii, CSc.,prof. h. c.
Re5eni etapy bylo zam6ieno jednak na pokradov6ni praci orientovanych na
termochemick6a termoselektivni procesy zpracovhni zbytkovych zemdddlskychproduktri,
biogennicha dalSichvhodnych odpadfr.Prdcese soustiedily zejm6nana karbonizaci.V dal5i
d6sti ie5eni pokradovaly aktivity lfkajici se udrZiteln6 produkce biomasy pro energetick6
vyuLit| zahrnujici kritdria a poZadavkyna udrZitelnostbiopaliv a biokapalin i metody vypodtu
bilanceemisi COzeq.
Vysledlcyfeienf karbonizace, pomal,! pyrolyzy v bezkyslfkovdmprostfed{, nazyvandm
tore.fakce ukdzaly, ie tento proces zaji|t'uje vyiii huslotu energie, vyii[ spalnd teplo a
vyhlevnost a mirie zlepiit spalovac[ charakteristilqt u zfskan,lho paliva. Dftleiity pro dalif
vyzkumje plehled jednotlivych technologif a vyhodnocenfkvality biomasyproild procesem
torefakce. Pf{nosem k ieienl je rovndZ plehled standqrdnfch hodnot emisnfch .faktorfi
pfivodem z tdiby nebo pdstovdnf surovin a pfivodem ze zpracovdnf. Ddle pak vypoity emis{
CO2,rpii pdstovdnfkukufice, iita, travin kvyrobd bioplynu a jeho tipravy na plynnd palivo.
6.
Technologick6postupy udrZiteln6 vyroby a uLiti biosurovin a energetickychnosiiri
nov6 generacese zietelem na potravinovou bezpeinost a globrilni trhy souvisejicich
produktfi
Reiitel Ing. Petr Hutla, CSc.
Vyzkum v r6mci vdcnd etapy se zamEiil na ovdieni reakce amoniaku s ozonem ve
vystupu klimatizadniho zaiizeni. D6le byla v objektu pro chov prasat ovdiovdna aplikace 03.
V laboratoii pro vyzkum bioplynu byla ovdiov6na desinfekcevzduchu UV zSienim. RovndZ
byly v r6mci t6to etapy porovn6v6nygermicidni irdinky UY zfieni a ozonrzace.
Vysledkemieieni je ndvrh experimentiilnihozaffzeni pro zajiitdnf dostateind doby
prodlenf reakce amoniaku s ozonem. Rovndi byl zaznamendnziejmy pokles koncentrace
amoniakuve stdji pro chov prasat v iasovych intervalechodpovfdajfcfchprovozu generdtoru
ozonu. Pli ovdiovdn{ desinfekce vzduchu UV zdlenim bylo prokdzdno vyraznd snfien[
mikrobidlnfho zat[ienf vzduchujak z hlediska kvasinek a plfsni, tak i z hlediska celkovdho
po itu mikroorganismft.
7.
Logistika materiflovych tokfi energetick6 biomasy s piihl6dnutim k energetick6
nfroinosti a eliminaci negativnichvlivri nakliddni s energetickoubiomasou
Reiitel; lng. Jiif Souiek, Ph.D.
ReSiteldse vdnovali jednak sledov6nivyvoje podtu plisni v dievni hmotd pii rfiznem
obsahuvody. D6le pak pokradovali ve vyzkumu problematiky stanoveniparametrfidopravy,
manipulace a prostorov6ho ie5eni logistickdho systdmu energetick6hovyuZiv6ni rostlinnd
biomasy.Vyzkum byl realizov6nu bioplynovdstanice.
Vysledleyovdiovdnf porvrdili teoretickd pledpoklady, ie skladovdnf itdplq, s vysolqtm
obsahemvody je nevhodn,!jak z hlediska vzniku plfsn[, tqk i z hlediska biodegradabilnich
procesfi ve sklqdovandm mqteridlu. Rovndi bylo prokdzdno, ie ndklady na dopravu a
souvisejicflogistickdoperacenolf vdtii idst celkovychndkladil na provoz bioplynovdstanice.
8.
Vyzkum technickych, technologickych, ekonomickych a energetic\fch podminek
produkinich i mimoprodukinich syst6mriv zemdddlsk6mpodniku
Reiitel; lng. ZdendkAbrhdm, CSc.
V r6mci zabezpe(eni dildich cihi etapy se ie5itel6 vdnovali vyzkumu podminek
exploatace a inovace techniky, podminek produkdnich a mimoprodukdnich systdmt
podniku a podminekvyuZiti pdstovandi odpadnibiomasy.
v zemdddlskdm
Vysledkem feienf jsou analyzy souiasndho stavu doddvek technilqt, technick,lho
vybaven{,normativy investiinfch a provozn[ch ndkladfi a zejm,ina2 expertnf systdmytykajfci
se provoznich niikladfi zemdddlskychstrojfi a souprav. Ddle byly aktualizovdny 3 expertni
systdmyvdnujic[ se technologi[ma ekonomiceplodin, hnojenf.fos.forerydraslfkema dusfkem.
Ddle byly analyzovdny ndklady na pdstovdnf a sklizefi energetickdhosene a ndklady na
produkci, sb'dra odvozsldmy.
9.
Vfzkum environmentflnich opatieni pro sniZeninegativniho pfisobenizemdd6lsk6a
potravinriisk6 vyroby v oblasti ochrany ovzdu5ia povrchovych vod
Reiitet; doc. Ing. Antonfn Jelinek, CSc.
ReSeni etapy bylo v souladus dildimi cily rozddlenodo ndkolika smdrri. Jednak to
bylo ovdieni emisnich faktorfi u dosud nesledovanlfchdruhri zviiat. Dal5i ndplni ie5eni v6cnd
etapy byl n6vrh a ovdieni noqfch BAT technik s ohledem na dusikaty cyklus v zemdddlske
vyrobd a pro vyuZiti digest6tu,fug6tu a odpadnichvod z hlediska redukce emisi do ovzdu5ia
odpadnichvod.
Vysledkemieienl v,icnd etapy jsou znalosti mikroklimaticlqtch hodnot prostfedf a
koncentraceNHj a CO2 v chovech baianta obecndhoa kachny divokd. Byly rovndi zfskdny
vysledlqtporovndnf emisnfzdtdiepii rfiznychzpfisobechzapravenfhovdzfkejdy na travnatych
porostech. Byly vyhodnocenyrozbory obsahu dusfkatych ldtek ve.fugdtu ze separovand kejdy.
Ve spoluprdci s l,tZp Cn byl zpracovdn metodiclqt pokyn jehoZ tiielem je zpiesndnl
vykazovdnfemisI amoniaku.
10. Vyzkum negativnich antropogennich vlivfr technick6ho charakteru na vfvoj
krajinnfch prvkri a ekosyst6mfi. Vyzkum uplatnEni Setrnych a stimulainich
prostiedkfi pro rozvoj krajiny a fytocen6zy s ohledem na vyuZitf zbytkov6 biomasy
z ficlrLby krajiny.
Reiitet. Ing. Petr Pliva, CSc.
Re5eni vdcnd etapy bylo zamdieno na ovdiov6ni moZnosti vyuLiti kompostu ze
zbytkove biomasy jako stimuladnihoprostiedku pii zaklildanirizemniho systdmuekologick6
stability (USES). D6le pak na vyzkum vlivu biotechnologickych piipravkri na ujimavost
sazenicstromkfi.
Pii ieien{ etapy byl provoznd analyzovdnsoftware ,,Provozn[ denfk kompostdrny".
Proveden a vyhodnocen byl prfizkum kompostdrfidostupnych v CR. Byl vyvinut modulovy
kompostdr,vyroben.funkin[ vzorek a ovdienajeho funkinost. Vysledkemieien[ je takd niwrh
novd konstrukcebubnovdhokompostdrua zpracoviin[jeho vyrobnl dokumentace.Byly rovndi
vyhodnoceny vysledlq, aplikace dvou typit biotechnologiclqtchpf[pravkfi v rfiznd formd
(granuldt, koncentrdt)u sozenicl[py srdiitd a zaloienypokusy s bi{zou bdlokorou.
ll.
Optimalizace sloZenifytopaliv z pohledu spalovacichcharakteristik
Reiitel; lng. David Andert, CSc.
ReSenfvdcn6 etapy bylo zam6ieno v prvni fhzi na rozbory fytomasy pro vyrobu
smdsndhopaliva a vyrobu pelet. D6le byla provedenasilik6tov6 analyza,stanovenyhodnoty
otdru,mdrndhmotnostia paliv6isk6vlastnosti.N6sledovalyspalovacizkou5ky.
Vysledkemfeienf, vedle vyie uvedenych,jsou koncentraceemisf pli spalovdnfpelel z
jednosloikovych i smdsnych.fytopaliv. Ddle pak vysledky podrobn,! analyzy palivdislq,ch
vlastnostfa produkce emisIpii spalovdn{fytopaliv.
12. Vyzkum teoretickych piedpokladri pro zvy5eni efektivnosti vyuZiti mobilnich
energetickych prostiedkfi a sniZeni jejich nepifzniv6ho pfisobeni na zem6d6lskou
pfidu, jeji rostlinny pokryv a Zivotni prostiedi a jejich ovdieni
Reiitetd; lng. ZdendkPastorek,CSc.,pro.f,h. c., Ing. Otakar Syrovy,CSc.
ReSeniprobl6movd rozs6hld vdcnd etapy bylo zamdieno na vliv tahov6ho odporu
pluhu na zati\eni pneumatik hnacich kol, dopravu materiiilu v zemdd6lstvi,spotiebu paliva
s podilem MERO u traktorov6homotoru a hodnoceniprovozu pracovnich souprav.
Vysledkemieienf .jsou znalosti hodnot pracovn[ rychlosti, tahovd sily, jednotkovdho
odporu pildy, mdrnd tahovd sily, tahovdhovykonu u traktoru s radliinym pluhem pfi rflznych
hloubkdch zpracovdn[ pitdy Ddle pak analyza mnoistvl a podili materidlu o riiznych
objemovych hmotnostech,kapalin a ostatnfch materidlfi na celkovdm mnoZstvf materidlu
dopravovandm v zem'dddlstvf, na poitu odpracovanych hodin, spotfeb'd motorovd nofty,
plimych ndkladech vynaloienych na dopravu. Vysledkem jsou rovndi analyzy vyvoje
plepravn[ch vykonfi a jednotkovd spotfeby motorovd nafty u traktorovych pi[vdsovych
souprav, ndvdsovych souprav, velkoobiemovychndvdsf.t,sbdracfch ndvdsfi, pieklddacfch
ndvdsfi, rozmetadel hnoje a fekdlnich cisteren. Rovndi mdlenl jmenovitych otdikovych
charakteristik (vykon, toiivy moment, mdrnd spotieba) pro rilznd podily MERO a nafty.
Stanovenybyly takd exploatainf a energetickdukazateleoperaci setfpienice a orba.
13. Trendy rozvoje technick6 a technologick6 bize zem6ddlstvf,koordinace ieSeni
vyzkumn6ho zim6ru vietn6 podprirnych iinnosti
Reiitel; lng. Zden'dkPastorek, CSc.,prof. h. c.
Vdcn6 etapase vdnuje koordinaci ie5eni vyzkumn6ho z6m6ru a sumarizacivysledkfi
ieSeni.
Z textu vyplyvd, a.jako ilen komisepro hodnocen[ vysledkfi ieienf vyzkumnychzdmdril
organizacf spadajicich pod MZe CR jsem s tdmito fakty sezndmen,Ze.vysledl<yvyzkumndho
zdmdruvyznamndpfispivaj{ k nadprfrmdrndmubodov,lmuhodnocenfVUZT, v. v. i.
B5 - Konkrdtni piinos vi,zkumndho ztimdru a zpfisoby vyuiiti vi,sledkft (cile, etapy)
Z piedloLen6hotextu periodickd zprixy za ie5eni vyzkumn6ho z6mdru vyplyv6, Le
vysledky ieseni jsou re6lnd vyuZitelndv zemEddlskdpraxi, piispivaji k rozvoji piisluSnych
vddnich oborfi a inspiruji dal5i vyzkum. Publikace ie5itehi a dostupnost vysledkt na
webovych str6nk6chumoZiuji jejich vyuZiti zemdd6lsklfmipodniky, poradci, konstruktdrya
projektanty,pracovniky st6tnf spr6vy,studentya pedagogyv5echstupifi odbornychSkol.
Konkrdtn[pfinosy ieien[ vyzkumndhozdmdrulze specifikovatv ndsledujic{chbodech:
. Ziskhni informaci a podkladripro novd technologiea technickdsyst6my;
. N6prava soudasnychchyb a nedostatkfitechnologii a technickychsyst6mfi;
o Hlub5i poznftniprobl6mfi a evokacenovych ieSenf;
. Vytvoieni expertnicha poradenskychsystdmfia programfi;
o Ziskhni poznatkrism6iujicich k ochrandZivotnfhoprostiedi;
. Ziskttni podkladripro rozhodovacia legislativni org6ny;
. Vytvoieni podkladfi pro normativy, normy?certifikovan6metodiky;
o Experiment6lnizaiizeni,vyrobni dokumentace.
.
o
o
o
o
.
ZpfisobyvyuiitI vysledkfi.
Publikace,piedn65ky;
UZitnd vzory, patenty,funkdni vzorky;
Ovdiendtechnologie
Vysledky promitnutd do pr6vnich piedpisfi a norem;
Software;
Expertnidinnost.
86 - Publiknin{ iinnost u dosai,endvi,sledky v souvislosti s Feienfm v!,zkumndho zdmdru
Kvalitu prfibdhu ieSeni vyzkumn6ho z6mdru v roce 2011 dokl6daji vysledky
evidovan6v RIVu: I dl6nek v odborn6mperiodiku (Jirp), 14 dldnkri v odborndmperiodiku
(J,..), 1 kapitolav odborndknize (C), 3 dl6nkyve sborniku(D), I ovdien6technologie(Zt""n),
2 uLitne vzory (Fu,tt), 1 funkdni vzorek (Gr""r) a 7 vysledkri promftnutych do pr6vnich
piedpisfi a norem (Hr.e). D6le pak iada dalSich vjsledkri, kterd piin65eji ziskan6 poznatky
odborn6i laickdveiejnosti,nejsouv5akhodnoceny.
V uviiddnychpublikacf postrdddm ildnek ve renomovandmieskdm vddeckdmiasopise
Resear ch in Agri cultur al Engineering.
dast C - derpinf finaninfch prosttedkri na ie5enfqizkumn6ho z6mEru
K derpanffinandnichprostiedktiuveden6muve vykazu uznanychnakladri(kap. Cl)
ani ke zdrivodndnindkladov;fchpoloZek(kap.C2) nem6mpiipominky.
ZhvEr
Na zikladE podrobn6ho prostudov6ni piedloZen6 periodick6 zpr|vy o ieSeni
vfzkumn6ho zilm5ru za rok 20lI mohu konstatovat,Le dosaien6vysledky odpovidaji
vynaloZenlimfinandnim prostiedktm a schv6len6mun6vrhu vyzkumneho zirmlru. Vysledky
ie5enijsou prubdLndprezentovdny
odborn6veiejnosti.
Doporudujiproto pokradovatv ie5eni vfzkumn6ho zitmlru v souladuse schvdlenfm
n6vrhem a poskytnout ie5itelskdmu pracovi5ti institucion6lni podporu v re61n6 vf5i
odpovidaji ci zabezpedeni
ie5eni.
V Lidicich22.1.2012
prof. Ing. R. Adamovskf,DrSc.
oponentni posudek periodick6 zprSvyvyzkumn6hoz6m6ru za rok 2011
Vfzkumnf zlmdr:MZE0002703l02,,Vyzkum efektivnihovytLtti technologic$zchsyst6mii
pro setrval6 hospodaieni a vytLiv|ni piirodnich zdrojt ve spectfikovanych podmink6ch
desk6hozemdddlstvi"na obdobi 2009 - 2013
techniky Praha
Rebitelsk6pracoviStd: Vyzkunny ristavzemddElsk6
Re5itel: lng. ZdendkPastorek,CSc.,prof. h. c.
Vyzkumny zhmEr (YZ) reagujena otfnky, kter6 ryplyfi'aji jak z aktudlnich tak i budoucich
probldmt a potieb desk6hozemddElstvi.Piedstavujetakd zhkladnupro dlouhodoby rozvoj
piislu5n6hovddnihooboru..Periodrck6zpravaYZ za rok 2011 dokumentujemezirodniposun
v ieieni jednotliqfch tematickychokruhri.
YZ se dleni na 13 vdcnych etap,u nichZpopis qrsledku roku 201 1 neni co do formy a rozsahu
jednotny. S ohledem na m6 profesni zamdienise posudek tyk6 piedev5im tdch vysledlcuza
pozadiprob16mi,vdetndvazebna
rok 2011,kter6maji vazbuna ekonomickea rnstitucion6lni
agr6rndpolitickS opatieni se vztahemk daneproblematice.
Etapa I -
Vyzkurnsystdmtrraciondlnihopohybu vykonndzemiddlskdtechnilqtpo pozentcich
s cllem ontezittechnogennizhutiioviutipftdy a myiit akttmulacivody v pfidd
Tdma se st6v5 st6le vice aktu61ndj5i.Kvalita pfidy ve vztahu k vodnimu reZimu je jednou
politiky EU (SZP)po roce 2013.
zpriorit, kter6je sledov6navpiipravd Spoledndzemdd6lsk6
Vlistupy by mdly byt uplatndnyvhodnou formou jak v r6mci tdto piiprary, tak v zemdddlsk6
praxi. Doporuduji piitom l6pe rozliSovatvliv techniky a vliv technologii. V neposledniiadd
jde i o n6klady na jednotliv6 opatieni, kter6 jsou z5kladem pro stanoveni pfipadnych
kompenzaci(napi. v r6mci agro-environment6lnich
opatieni).
Etapa 2 -
Uplatndni novychpostupri a metodv technologiclgtchsystdruechrostlinne vyroby
v podminkdchzemddelstvi(R
V n6vaznostina mfij posudek kpiedchozi periodickd zprSvdVZ doporuduji nad6le vdnovat
pozomosti ztr|tdm v technologick6mprocesu.
Etapa 3 -
Vyzkumvlivu technologiclrychsystdmfipro chov hospodiiislqch zv[iat na iivotni
prosty'edi, welfare
chovanych hospodaislqtch zviiat,
pracovni
podminlgt
oietiovatelfi a ekonomiku a vl7ftvp moinosti elirninace jejich negatiwtiho
pfisobeni a posileni pozitivnich uiinkft
-
Vyzkum je orientov6n na tradidni st6jov6 ust6jeni zviiat a pro tyto syst6my poslg'ruje
cenn6 poznatky. Mri.l minulf poZadavekna roz5iieni vyzkumu i do jinyich syst6mri
(pastermichov) jde ziejmd nad r6mec pfivodniho zadSnietapy, a tak se ho (byt' nerad)
zlikim. Av5ak s doporudenim, aby poZadavek nezapadl a byl piedmdtem ndjakeho
n6vazn6horfzkumu.
-
Pokud jde o d6st etapy, kter6 se zabyvh spotieboueleklrick6 energie v chovech dojnic,
doporudujipostupovati ve smdrumoZnostisniZov6nitdto spotieby.
Etapa 4 - Optirnalizaceekologiclq,ietrnych zpftsobfizpracovdnia konverzebiomasy
-
V souladus mym doporudenimk periodickdzpr|vE YZ za 2010 se etapazabyth rryuLi|im
digest6tuz bioplynovych stanic. Slo mi sice vice o to, zda je digest6t odpadem di
ryuZitelnymjako hnojivo, nicmdndjsem (lako laik) piekvapen,i.e slouZijako vstupni
sr"rbstr6t
do bioplynovych stanic.
-
Pozitirmi poznatkyk r,yuZiti cukrovarnic$ch iizku pro produkci bioplynu mohou piispet
ke stimulaci pdstov6nicukrov6 iepy tam, kde je to z hlediska udrlov|ni pfidni rirodnosti
Lhdouci.
Etapa 5 -
Technologickd postupy udriilelnd vyroby a uZiti biosurovin a energeticltych
nosiiti novd generace se zietelem na potravinovou bezpeinost a globalni trhy
souvisejfcich produktfi
-
AktuSlni problematika,vdetndposuzov6nimoZnostibiosurovin a biopaliv nov6 generace
(torefakce).Ot6zkouje, jak6 jsou re61n6moZnostitdchtotechnologiiv CR.
-
Jak ie5iteldtrymezuji nepiim6 zmdnyve ryuZiti pridy (ILUC)?
-
Pozice k z6vdrfrm IFPRI by m61a byt 16peargumentov|na, neTzejen konstatovat, Le
sektorryroby biopaliv je odvdtvim Setrnymk Zivotnimuprostiedi (str. 79).
-
Jinakje spr6vndpouk6z6no,Le nab6zi soudasnych
syst6mrinelze cile EU v dan6oblasti
do roku 2020 zie1m6splnit, pokud se neurychli r-fzkum a realizacenovych moZnosti.
Nebo splnit za piedpokladu zqi5enlfch dovozi surovin do EU, tedy i za cenu. naru5eni
vztahfi k potravinovd bezpednosti a zly5ov6ni cen zemddElskych surovin (a odtud
i potravin).
-
Pro praktick6 vyrLiti jsou cenn6 v5echny\rypodty emisi sklenikov,-ichplynfi, roz5iien6
o emisespojen6se vstupydo zemEddlsk6
qyhoby.postr6d6mvsak tab. 5. 19.
-
Doporudujinad6levdnovatpozornostmoZnostemsniZov6niemisi pii pdstov6niplodin.
Etapa 6 -
Vyuiiti fuzikdlnich zpfisobfipro tvorbu a ochranu iivotn[ho prostie(]f v agrarnint
sektoru
Vnim6m tuto etapu jako piispdvek ke zlep5ov6ni animal a human welfare v objektech
ZivodiSndrlrroby. Vzhledem k distd technick6m zam1ienietapy nem6m pirpominky, obecnd
iebeniobou aspekl&podporuji.
2
Etapa 7 -
Logistika materialorytchtokfi energetickdbiomasy s piihlddnuttm k energetickrj
nciroinosti a eliminaci negativnichvlivfi nakldddnis energetickotrbiontasou
-
Etapa se postupndkonkretizuje tim, Le je ,,zasazena"do prostiedi konkr6tniho podniku.
Tim v5ak mohou vzniknout probl6my se zobeciovdnim vysledku.
-
I za tEchtopodminek by md napi. zajimalo,kde se nach|zi,,marginalita" vzd6lenostnich
parametrfi,resp. ,,n6kladoqibod zwatu" pro vzd6lenostpii dopravdenergetick6biomasy.
Etapa 8 -
Vyzkum techniclrycha ekonomiclrychpodminek exploatace a inovace technil<y
v zemdddlstvi
-
MZe aIIZEI vit6 ochotu iebitelfi se zapojit do piipraly ProgramurozvoJevenkova 20142020.rJ(,astnapiipravd je nutno povaZovatza soud6streaTtzace
vysledku etapy.Podobny
piistup by byl Lttdoucii pii uplatndnivysledkudal5ichetapYZ.
-
V r6mci tdto piiprar,y by bylo 26douci,byt' nad r5mec dosavadnichr j'stupt, postihnout
sih.racii v Zivodi5n6 u-foobd.Pii hodnoceni technick6ho rybaveni rezortu je fde1n6
respektovatkrit6ria, 1<Ier6odrLLeji chov6ni zemdddls$ch podniku (n6hrada draZ5i di
nedostupn6 lidsk6 prhce, zvy\eni produktivify pr\celsniL,enijednotkovych n6kiadri,
,,human welfare", zry5ov6ni piidan6 hodnoty a kvality produkce, tzv. neproduktir.rii
investice nezbytne pro zachov6ni piislu5n6 qfuoby a kter6 maji piimou vazbu na
mimoprodukdnifunkce zemdddlstvi).
-
Vysloruji potdieni nad dalSimzdokonalov6nima roz5iiov5nimexpertnichsyst6mfi.
-
Opakuji z loiskdho hodnoceni: v subetapd8.3 jde o tzv. mimoprodukdni syst6my
zemddElsk6hopodniku. Ty jsou reprezentoviny pievSinl produkci biomasy pro
energetiku, tedy
produkdnimi
syst6my
vztai.enl
k energeticlcjm
piodin6m.
Mimoprodukdni aspekt se sknyv6 bud' v ,,energetick6sobdstadnosti"di energeticlqych
brlancich..
Etapa 9 -
Vyzkumenvironrnentdlnlchopatienfpro sniienl negativnihoptisobeni zemdddlsk6
a potravindiskd vyroby v oblasti ochranyovzduiI a povrchovychvod
Jde o posuni smdremkrealizaci vysledkfr,jinak bez koment6ie.
Etapa I0 -
Vyzkurn negativn{ch antropogennichvlivti technickdho charakteru na vyvoj
krajinnych prvkfi a ekosystdmti. Vyzkum uplatndnl ietrnych a stimulainich
prostieclkfi pro rozvoi krojiny a futocenozy s ohledem na vyuiiti zbytkove
biomasy z tidriby krajiny
Doilo, alespoi z m6ho pohledu, k ryjasnEni vztahu kompostov6ni k prvkum r,izemniho
syst6muekologick6stabiiity, resp.jinym laajinniim prvkum.
Etapa 11 - Optimalizace sloien[ fytopaliv z pohledu spalovacich charakteristik
Prakti cky a r e alizadnE zamdien6 etapa, b ez ko ment6ie.
Etapa 12 - Vyzkum teoreticlrych piedpokladfi pro nyienf
efektivnosti vyuiiti mobilnlch
sniieni jejich
nepliznivdho pfisoben{ na
energeticlgtch prostiedh)
a
zemdddlskoupfidu, jej[ rostlinny pok y, o iivotn[ prostledi a jejich ovdlent
Pokud jde spotiebu paliva v dopravnich procesech, nutno zdflraznit, Ze v.-istupy se tykaji
rmitropodnikov6 irovnd. Znadn| d5st spotieby se odehr6v| u zemdddlslcy'chkomodit ,,za
branami podnikri". Jinak jsou zbvEryk hodnoceni vfhodnosti MERO pro praxi vymamn6.
Etapa l3 -
Trendy rozvoje technickd a technologickd bdze zemdddlsni, koordinace ieieni
vyzkumndhozdmdru vietnd podpfirnych iinnosti
Etapaplni svuj ridel a cil jak vevztahukYZ,takk
dinnostiV|JZ:|,
ZivEr
PiedklSdanS periodick6 zprtva ie5eni YZ za rok 2011 dokladuje vazby na aktu6lni
i piedpokl6dan6 probldmy a potieby desk6ho zemEdElstvi.VynaloZend n|ldady odpovidaji
vysledkfim.
Nutno se zamf3let i nad jednotlivjmi
sm6ry realizace prtbEi.nych a postupnd i fin5lnich
vysledku YZ. Jde o cellf soubor cennych poznatkti, lder6 YZ generuje a jei. by mdly bft ve
vhodn6 formd
dostupn6 juk
soukrom6 sf6ie (zemdd6lslc-im podnikfim,
q.irobcrim
a dodavatehim techniky a technologii do zemdddlstvi) tak decisni sf6ie, a v neposledni iadd
i piislu5n6mu r-izkumu. Prezentacevystupri v podobd publikaci a seminSiri pro veiejnost jsou
nezbfif.Yynnmnhje
tak6 realizace prostiednictvim uZitnfch vzorb a patentu. Doporuduji
vbak vdt5i soustied6nina zobecndn6vystupy v podobd metodik apod. pro praxi, resp. piimfch
podkladri pro decisni sf6ru, napi. v r6mci piipravy Spoledn6 zemddElskd potitiky po roce
2013.
Souhrnnd lze za mE profesn6 bliZ5i etapy konstatovat,Le dosaLenl vjsledlry napliuji zadane
cile YZ. Po zvLLeni ndkten-fch mlfch piipominek periodickou zpr|vu doporuduji kjejimu
piijeti, jako vstup do dal5ihoobdobi ieieni..
Praha23. 1.2012
Doc. Ing. Tomd{ Doucha, CSc
oPoNENTNjpr,sui''ir
per:iodickd
zprivy
o ie 5en1 vyzkun'ndho
z&mlrv za rok 2O11,k6ti MZLOCO27O3]O2
vyuiiti
s ndzvem Vyzkum efektjvniho
t,echnologickych syst6rn,1 pro setrvel6
hospodaieni
piirodnich
a vyuZivdni
ve specifikovenvch
zdrojri
podmi.nkdch
d e s k 6 t r o z e m 6 cil: l s t v i
Pastorek, CSc.,prof.h. c.
fie5itel;Ing.Ziendk
Fiala rDrSc.
O p o n en t : I n g . . l i i i
Velmi rozsdhld zprdva coCrJuje piedepsand dlendni,.ie zprac o v d n a v e l m i p e d l i v 6 , b e z z j e v n y c h n e d o s t a t k l S ,i k d y l s r o z C i l n o u
hloubkou zpracovdni
jednotlivycft
kepitol.Vr)echny
problematiky
jsou rozpracovan6rze studie jednotlivy'ch etap e mnohde dlldich
ziv6r'f lze dovoiit, ie ie 5eni viecli tf indcti problhd podle p1inu a schvdlenych metodik.
c e l j v y z k u m n y z 6 i m 4 r 'p o v a Z uj r z a s t S l e
cel6 iady paldivjch
iniky a legislativy
aktudlni,
dotyki
se
otdzek,lrte.r'i ;ak z hlediska techniky, ekonoprostupu;i
na5:im zemdddlstvirn.
i e B 4 - D o s a Z e n 6 ,p o z n a t k y v i e S e n i
vyzkumndl,o z|m(ru.Lze iici rZe pre zentoven6 vy'sleCky rozSiiu ji
v techirickdrekonomickd i ekopozn6ni, v ie5en6 oblasti,piinS:Ii
trejd'.lleZitdjgi
repitolou
1o6ick6 innoho novtlho.Vyzkunnny zzmi',r hodnotim vcl.mi dobie jako
celek,k jednotlivym kapitol{m nin pouze n6ktcr6 drobn6 piipominky ,pozn*uky
a ot tlzky .
ts4-1
z a p o u d n dp l o z e m 6 c 6 l c ep o v a r u , i i d o s a Z e n cv y s l e c k y , k < i y r z e o r g a nlzaci
praci
na po1i, sniZit
ploctru kole jovych
stop
e i n a Z a d np o i e Z | d : n d h o p o z e m k u ,i k d y Z r o z c h t r i . v k c I z e m d i 6 l s k y c l r s L r o . i 1 1j,a k
konstatuji ie5ite16,nejsou
pro tyto technologie optirndlnd konstruoviiny.S timto faktem je tieba se srniij t a piesvidcovet
zem d d 6 l c e r s b J o r g a n i z , i v a l i p t ' d . c e. i e k o i c I j t e l 6
tohoto z:lrndrurtrebo Ize najit vyrobce,kteii
respektuji potieby prexe a coc6va.i{
stroje s optimdlnim rozchoclemp1o Lyto technoloEie.
- 2
B4-2-6
Po vyderpdvajiclm vydtu techniky pro systdny pdstovdnirskljzei
sortiskladovSni plodin postrdddrnzniinku o tomrco se z tohoto
mentu hodi Pro n85e PodrainkY.
-2-r2
J a k j m zp 0 .so b e mb u d e p ro vdd6no ov,iiov6ni kvelity pr oduktr i ' r na5 e m p i l pa d 6 ? Md rn ero vn 6 Z podobn.f pr ogr sn jako je ELSKA?
84-3
s t r . 6 O - p o zn d mka -k ce n 6 e lektiiny
p o d t u ne n i p i i p o d l t,d n
stdly
plat
3KdlkW h ssi pii
a D- PIi
koncdndm vy -
B4-4
s t r . 6 5 - p o z n d n k a - n a k o n c i s t r d n k . v n e n i d o k o n d e n av 6 t a
t34-5
P o p r o stu d o vd n i ke p i to l y obdivu.ji obr ovs\l r ozmech vyzkumu ve
v y u Z i t i b i o s u r o v i n a i e t i e b a k o n s t a t o v a t , Z e e n e r g i e , a b y c h r nm o h1i vyul,it racion6ln6 tyto biosurovinyrnapi.torefakci,vyrobu
b i o p l y n u a t d . , n e n i m a l d . . J a kj e i v e z p r d v E u v e d e n o r n e n l c e l o sv6tov6 jasni databrize inventerizace potiebn6 pidy pro pbstovdni potiebnych plodin a tak se ptdm,jestli disla o budoueim
o b r o v s k 6 mv y u Z i t i n e j s o u n a d n e s e n d .
s t r ' . 8 9 - p o z n d m k a - z f e j m 6c h y b i t a b . 5 . 1 9
84-6
str.y4-pozndmka-vdta v piedposlednim oCstavci nemd smysl
84-7
Na 1 t su$in.y v bioplynovd stanici bylo spotiebovdno esi 44rz
elektr ick6 ener gie..Ie tento
l i t , r u na fty a vyp ro d u ko vdnsrI IVilYh
r i d a j o ro vn a te l n y se zi skdnim ener gie pii r lpr avE biomasy tor ef a k c i n e b o p i i rn o sp a l o vdnim' i
B4-8
Z a j i m a v y j e p o d e t s t r o j & , n e o b h o s p o d a i o v a n o up l o c h u p o l i u t r O
e PO.Z t6chto tldajrl to vypaderlc PA se chovd hospoddrndji nei
F0.
r],4-9
Z p r o ve d e n ych rn d i e n i vyplyvdr ie haly pr o baZanty a kachn;r jsou
4 x 1 6 p e . o d vd tr6 vi 'n y..n e i l haly pr o br ojler y, je t::nto poznatek
vyuZitelny pro vylepSeni hal pro brojjery?
- 3
H4-10
Je ndjakd moEnosL u moculovych nebo. krabi'covyeh kompostdrfi
po ukondeni
odebrat d4st ob-eahuv prribdhu fernentacernebo a2
cef6ho Proeesu?
B4-13
Kelektjvu v.$zkumnych B3acovnikrl Ytizt v.v. r.Lz'e jen gr:etu]opiivat* k nadprfing,rn6'nu bodo,v,6muhodnoceni ke kter6nu vyznanE
spivd feEeni tohoLo vyakwnn6ho zdmdru
Peri,odiclcd zprdva piedloZend k oponentuie
sdhlsu pu'b'likadni dinnoetl autorirpiedndSkovou
5'1mi akti.vitami.
derpdn.i finandnieh
prostiedk&
problhalo
je do.plndna r oz dinnost,i a da1-
v eouladu s p16ne m .
ZAvEr
PiedloZ.end p:eriodickd
zpx{ua o feSenf vlrzkumndho zdnEru
syst'dtechnologickych
V$zkun ef,elitivnlho vyuZiti
MZS0OO2?03]OA
zdrej& ve
nc0 pro eetrvaf,.d hospodaf'enf a vyuZivdni pfirodnfeh
epecifikovanyeh pedmdnkdch dssk6ho zem6d6lstvi za rek 2011 odpevf,dd sehvdliend netodiee a splfiuje zedan6 ef1e.Pfin56{ nov6
po.znatky'a vytvd;ii de.-br.6piedpoklady pro pr6ee v dal5in roee.
Pfedloiend peniodickd zpr6va je piinosern jak pro vyzkum,praxi
i l e g i s l a ti vu .Z p rd vu
d o p or uduji oponentni r add schvdlit.
20*r. z.QLz
4oU
lpifr
Fiele
Download

Periodická zpráva výzkumného záměru