Energetické plodiny jsou zemědělské plodiny pěstované pro energetické potřeby.
Tradičními energetickými plodinami jsou kukuřice a cukrová třtina , které se pěstují pro průmyslovou výrobu etanolu , jako například v zemích jako Brazílie a Spojené státy . Používají se k výrobě bioetanolu .
Pěstování energetických bylin je předmětem výzkumu. Pro produkci biomasy se předpokládá využití různých trav: rákos kanárský , miscanthus (stříbrník, sloní tráva), prosák obecný ( lat. Panicum virgatum , anglicky prosinec ) a další.
Výnos kanárského rákosu je 5-7 tun biomasy na hektar , výnos miscanthusu je až 10-12 tun na hektar (přibližně ekvivalent 36 barelů ropy). Hybridy Miscanthus byly vyšlechtěny s výnosem až 60 tun na hektar.
V Rusku můžete použít bodyak a diviznu , které jsou nenáročné na stanoviště a obsahují ve svém složení 7,6% - 9,6% pyrolytických olejů.
Bagasa z cukrové třtiny se v Brazílii používá jako palivo v elektrárnách . V roce 2000 bylo v Brazílii vyrobeno asi 50 milionů tun bagasy. V roce 2001 provozovala společnost Bagasse v Brazílii elektrárny o celkovém výkonu 1 350 MW. Elektřina vyrobená z bagasy se prodávala za 0,036 dolaru za kWh . Asi 97 % brazilské elektřiny pochází z vodních elektráren . Během období sucha hladina vody klesá, což má za následek snížení výroby elektřiny. Použití bagasy umožňuje vyrovnat sezónní výkyvy ve výrobě elektřiny.
V USA se stonky kukuřice používají k výrobě palivových pelet .
Také zemědělský odpad se používá jako palivo v elektrárnách: pšeničná a rýžová sláma, rýžové slupky atd.
V Indii se ročně vypěstuje asi 80 milionů tun bambusu . Indická vláda zřídila National Bamboo Application Mission (NMBA). Od roku 1996 do roku 2006 bylo v Indii postaveno 101 elektráren na biomasu s celkovým výkonem 750 MW. Celkem se v Indii ročně vypěstuje více než 540 milionů tun různých rostlin, z nichž většina se v současnosti nevyužívá.
K výrobě bioplynu lze použít různé plodiny. Například bioplyn vyrobený z cukrové třtiny obsahuje více energie než etanol vyrobený ze stejného množství cukrové třtiny. Ale palivo v kapalné formě je vhodnější pro skladování, přepravu a distribuci.
K výrobě bionafty se používají rostliny s vysokým obsahem lipidů . Surovinou pro výrobu bionafty mohou být různé plodiny, včetně nepotravinářských plodin, jako je jatropha .
| Suroviny | kg oleje/ha | litrů oleje/ha |
|---|---|---|
| kukuřice | 145 | 172 |
| kešu oříšky | 148 | 176 |
| oves | 183 | 217 |
| lupina | 195 | 232 |
| měsíček lékařský | 256 | 305 |
| bavlna | 273 | 325 |
| konopí | 305 | 363 |
| sója | 375 | 446 |
| káva | 386 | 459 |
| prádlo | 402 | 478 |
| lískový oříšek | 405 | 482 |
| dýňová semínka | 449 | 534 |
| koriandr | 450 | 536 |
| semena hořčice | 481 | 572 |
| Zázvor (rostlina) | 490 | 583 |
| sezam | 585 | 696 |
| Světlicové barvivo | 655 | 779 |
| rýže | 696 | 828 |
| slunečnice | 800 | 952 |
| kakao | 863 | 1026 |
| arašíd | 890 | 1059 |
| mák | 978 | 1163 |
| znásilnění | 1000 | 1190 |
| olivový | 1019 | 1212 |
| kolečko | 1188 | 1413 |
| pekanový ořech | 1505 | 1791 |
| jojobový | 1528 | 1818 |
| jatropha | 1590 | 1892 |
| makadamiový ořech) | 1887 | 2246 |
| Brazilský ořech | 2010 | 2392 |
| avokádo | 2217 | 2638 |
| kokosový ořech | 2260 | 2689 |
| palmový olej | 5000 | 5950 |
| lojový strom | 5500 [1] |
Údaje z The Global Petroleum Club
Tabulka: Produkce ropy z různých surovin z jednoho hektaru půdy
9. ledna 2008 byl v čínské provincii Kuang -si zahájen program nazvaný „Projekt 1 milion Mu Bio-Fuel Forest Project“ . 1 milion mu se rovná přibližně 165 000 akrů . V této oblasti bude vysazena Jatropha . Celkem má Čína 212 milionů hektarů okrajové půdy, na které lze pěstovat bioenergetické plodiny.
V současnosti se většina bioetanolu vyrábí z kukuřice (USA) a cukrové třtiny (Brazílie). Surovinou pro výrobu bioetanolu mohou být i různé zemědělské plodiny s vysokým obsahem škrobu nebo cukru : maniok , brambory , cukrová řepa , batáty , čirok , ječmen atd.
Manioc má velký potenciál . Maniok je produkován ve velkém množství v Číně , Nigérii , Thajsku . Náklady na výrobu bioetanolu z manioku v Thajsku jsou asi 35 dolarů za barel ropného ekvivalentu .
Nejlepší klima pro produkci cukrové třtiny má Peru , karibské země . Ve velkém množství může cukrovou třtinu produkovat také Indonésie , některé africké země, např. Mosambik .
Ethanol lze vyrábět ve velkém množství z celulózy . Surovinou mohou být různé zemědělské a lesnické odpady: pšeničná sláma, rýžová sláma, bagasa z cukrové třtiny, piliny atd.
Výroba etanolu z celulózy zatím není ekonomicky životaschopná.
Podle Ministerstva zemědělství Spojených států amerických (USDA) je průměrný výnos prosanatého ve Spojených státech 5 tun na hektar v suché hmotnosti. Průměrné náklady na produkci biomasy jsou 65,86 USD za tunu (v suché hmotnosti). Při ceně prosanaté biomasy 50 USD za tunu budou náklady na výrobu etanolu činit 0,13 USD za litr. Data získaná ze studií 10 farem zabývajících se komerčním pěstováním prosa obecného [1] .
Butanol - C 4 H 10 O - butylalkohol. Bezbarvá kapalina s charakteristickým zápachem. Široce používané v průmyslu.
Butanol se začal vyrábět na začátku 20. století pomocí bakterie Clostridia acetobutylicum . V 50. letech 20. století se kvůli poklesu cen ropy začala vyrábět z ropných produktů.
Surovinou pro výrobu biobutanolu může být cukrová třtina , řepa , kukuřice , pšenice , maniok a v budoucnu i celulóza .
Biomasové energetické plantáže zabraňují erozi půdy a zlepšují životní prostředí. Při spalování biomasy v elektrárně se do atmosféry uvolňuje pouze CO 2 , který elektrárna absorbovala během růstu .