Zagajnik o krótkiej rotacji

Pole topoli zagajnikowej w Hampshire

Zagajnik o krótkiej rotacji ( SRC ) to zagajnik uprawiany jako roślina energetyczna . Ta zdrewniała biomasa stała może być wykorzystywana w zastosowaniach takich jak ciepłownictwo miejskie, elektrownie elektryczne , samodzielnie lub w połączeniu z innymi paliwami. Obecnie wiodącymi krajami pod względem powierzchni upraw energetycznych są Szwecja i Wielka Brytania.

Użyte gatunki

SRC wykorzystuje wysokowydajne odmiany topoli i wierzby . Zazwyczaj wybieranymi gatunkami wierzby są odmiany wierzby pospolitej lub wierzby wiciowej Salix viminalis . Topola jest generalnie sadzona w celu zróżnicowania wizualnego, a nie jako uprawa komercyjna, chociaż niektóre odmiany mogą przewyższać wierzbę na odpowiednich stanowiskach.

Gatunki dobierane są pod kątem tolerancji na zmienne warunki klimatyczne i glebowe, względnej odporności na szkodniki i choroby, łatwości rozmnażania i szybkości wzrostu wegetatywnego. Do zwalczania szkodników, takich jak chrząszcze wierzbowe i siwe , a także patogen grzybowy Melampsora ( rdza ), zaleca się sadzenie starannie wyselekcjonowanej mieszanki odmian. Zarządzanie plantacjami ma duży wpływ na produktywność i jej powodzenie.

Sadzenie

SRC można sadzić na szerokiej gamie rodzajów gleb, od ciężkich glin po piasek, w tym na gruntach rekultywowanych po wydobyciu żwiru i urobku kopalnianym. W przypadku stosowania jako gatunek pionierski wydajność SRC może być mniejsza. Dostępność wody do korzeni jest kluczowym wyznacznikiem sukcesu SRC.

Sadzonki sadzi się w dużym zagęszczeniu, aż 15 000 na hektar w przypadku wierzby i 12 000 na hektar w przypadku topoli. Willow SRC można założyć według dwóch różnych układów. W większości krajów Europy Północnej (Szwecja, Wielka Brytania, Dania) i w Stanach Zjednoczonych najczęstszym schematem sadzenia jest układ dwurzędowy z odległością 0,75 m między podwójnymi rzędami i 1,5 m do następnego podwójnego rzędu oraz odległością między roślinami wynoszącą od 1 m do 0,4 m, co odpowiada początkowej gęstości sadzenia 10 000–25 000 roślin ha −1 . W innych krajach, takich jak Kanada, projekt jednorzędowy o rozstawie od 0,33 m między roślinami w rzędzie i 1,5 m między rzędami (20 000 roślin ha-1) do 0,30 m w rzędzie i 1,80 m między rzędami (18 000 roślin ha- 1 ) jest bardziej powszechne. Sadzenie odbywa się około marca, aby wykorzystać dużą wilgotność gleby wiosną i nasłonecznienie wczesnym latem. Najbardziej wydajne maszyny do sadzenia sadzą jednocześnie cztery rzędy i mogą obsiać hektar w ciągu około trzech godzin. Sadzonki pozostawia się do wzrostu na rok lub dwa lata, a następnie ścina .

Podstawową barierą w zakładaniu plantacji są koszty, ponieważ przez cztery lata nie ma żadnej nagrody finansowej z dużej inwestycji początkowej. Jednak w Wielkiej Brytanii dostępne są dotacje na wspieranie zakładania przedsiębiorstw, aw Szwecji w latach 1991–1996 opracowano obszerny program dotacji, który po tym czasie został zmniejszony.

Żniwny

Zbiory odbywają się w cyklu od dwóch do pięciu lat i są przeprowadzane zimą po opadnięciu liści, gdy gleba jest zamarznięta. Ugruntowany system korzeniowy oraz składniki pokarmowe zmagazynowane w korzeniach i pniakach gwarantują bujny wzrost pędów. Plantacja daje plony od 8 do 18 ton suchej zrębki z hektara rocznie. Plantację można zbierać nawet przez 20 lat, zanim będzie trzeba ją przesadzić.

Gdy pędy wierzby lub topoli są zbierane jako całe łodygi, są łatwe do przechowywania. Łodygi można suszyć do spalania w stosie na zewnątrz; zawartość wilgoci w drewnie spadnie średnio do około 30% do następnej jesieni. Łodygi można dalej ciąć na kęsy, które mogą nie wymagać rozdrabniania w zależności od zastosowania.

Tam, gdzie produkowana jest zrębka drzewna, najbardziej efektywne jest stosowanie kombajnów z bezpośrednim zrębkowaniem. Są to ciężkie maszyny z własnym napędem, które tną i rozdrabniają pędy na platformie załadunkowej. Niektóre można podłączyć do zwykłego ciągnika, a hektar można zebrać w około trzy godziny. Bezpośrednie rozdrabnianie zmniejsza koszty, ponieważ oddzielne rozdrabnianie w sklepie nie będzie potrzebne; jednak zrębki muszą być dobrze przechowywane, aby uniknąć ich kompostowania. Zbiór topoli wymaga cięższych maszyn, ponieważ wytwarza mniej i cięższe łodygi.

Cena suchej wierzby jako paliwa grzewczego wynosi obecnie około 45 euro za tonę w większości krajów europejskich. Nie jest to uprawa stosunkowo wysoko dochodowa, ale mało wymagająca w utrzymaniu i jest sposobem na wykorzystanie trudnych pól. Produkcję na małą skalę można połączyć z produkcją materiału do wikliniarskich . Prawidłowo zarządzane, nie ma potrzeby stosowania pestycydów ani zabiegów.

Wpływ na środowisko

Gazy cieplarniane

SRC ma niewielki wpływ na emisję gazów cieplarnianych , ponieważ dwutlenek węgla uwalniany podczas wytwarzania energii będzie pochłaniany przez plantację w ciągu zaledwie kilku lat. Część węgla może być również magazynowana w glebie, jednak zakres tego magazynowania węgla zależy od początkowej zawartości węgla w glebie.

Koszty emisji dwutlenku węgla związane z SRC to: sadzenie, uprawa i rozdrabnianie plantacji SRC, zwykle wykonywane przy użyciu maszyn napędzanych paliwami kopalnymi ; uprawy wymagają herbicydów podczas zakładania, nawozów podczas wzrostu i okazjonalnego stosowania pestycydów - te chemikalia wymagają znacznych ilości energii i potencjalnego zużycia paliw kopalnych podczas produkcji. Ogólnie rzecz biorąc, wpływ na środowisko plantacji wierzby o krótkiej rotacji można uznać za pozytywny dla środowiska w porównaniu z innymi opcjami rolniczymi, nawet jeśli rozważane są alternatywne zastosowania energetyczne.

Ponadto wierzba i topola SRC stanowią alternatywę dla intensywnie osuszanych gruntów rolnych. Zmniejszenie odwodnienia tych stron sprzyjałoby pozytywnemu wpływowi na bilans CO 2 . Ponadto wykorzystanie wilgotnych lokalizacji pozwoliłoby uniknąć negatywnych skutków dla lokalnego bilansu wodnego oraz wrażliwych ekosystemów.

Energia elektryczna lub ciepło z SRC zapewnia od trzech do sześciu razy większą redukcję CO 2 na funt, niż można uzyskać z bioetanolu z upraw zbóż. Jednak redukcja emisji CO 2 jest nieco niższa niż w przypadku roślin energetycznych z traw, takich jak miskant , ze względu na wyższe koszty utrzymania.

Różnorodność biologiczna

Dobre zarządzanie ochroną sprzyjające różnorodności biologicznej może zmniejszyć zależność od pestycydów. Uprawy na biomasę , takie jak wierzba SRC, wykazują wyższy poziom różnorodności biologicznej w porównaniu z intensywnymi uprawami gruntów ornych i użytków zielonych. SRC ma większe zużycie wody niż uprawy rolne. Systemy korzeniowe SRC mają mniejszy wpływ na pozostałości archeologiczne niż leśnictwo, ale większy niż uprawy rolne, takie jak pszenica.

Plantacja biopaliw SRC w Kalifornii

Wytwarzanie energii i biopaliw

Elektrownia wymaga około 100 hektarów (1 km²) SRC na 1 MW mocy. Obecny charakter energetyki generalnie wymaga elastyczności w dostawach energii, co jest nie do pogodzenia z długoterminowym zaangażowaniem wymaganym przez SRC; jednak SRC cieszy się dużym zainteresowaniem ze względu na potrzebę ograniczenia emisji dwutlenku węgla z paliw kopalnych. W niektórych jurysdykcjach mogą być również dostępne dotacje na wspieranie tego rodzaju użytkowania gruntów.

Enköping (Szwecja) opracował udany model, który łączy wytwarzanie ciepła z biomasy, SRC i fitoremediacji. Gmina zarządza około 80 ha plantacji wierzby, które są wykorzystywane w ciepłowni miejskiej. Jednocześnie plantacje te są wykorzystywane jako zielony filtr do uzdatniania wody, co poprawia funkcjonalność i wydajność całego systemu.

Biopaliwo to kolejna opcja wykorzystania SRC jako źródła bioenergii . W Stanach Zjednoczonych naukowcy badali przekształcanie topoli SRC w cukry do produkcji biopaliw (np. etanolu). Biorąc pod uwagę stosunkowo niską cenę, proces wytwarzania biopaliwa z SRC może być ekonomicznie wykonalny, chociaż wydajność konwersji z SRC (jako młodych roślin) była niższa niż w przypadku zwykłego dojrzałego drewna. Oprócz konwersji biochemicznej zbadano również konwersję termochemiczną (np. szybką pirolizę) w celu wytworzenia biopaliwa z topoli SRC i stwierdzono, że odzysk energii jest wyższy niż w przypadku biokonwersji.

Zastosowania środowiskowe

Zagajniki o krótkiej rotacji zyskały ostatnio na znaczeniu w wielu krajach jako środek zapewniający dodatkowe korzyści dla środowiska. Niektóre gatunki, takie jak topola i wierzba , są z powodzeniem wykorzystywane do fitoekstrakcji gleb i osadów ściekowych oraz do ryzofiltracji wód gruntowych i ścieków .

Zobacz też

Dalsza lektura

Pobrano z „ https://en.wikipedia.org/w/index.php?title=Short_rotation_coppice&oldid=1142948950 ”