Hektar kultivační plochy řasové hmoty může přinést tržby v řádech milionů Využití řas v komerční sféře se věnují již první firmy. Jejich podnikání je úspěšné. "Na počátku hnůj, na konci skvost." Tak charakterizoval jeden z odborníků unikátní projekt realizovaný ve spoluráci Mikrobilogického ústavu Akademie věd ČR v Třeboni s Ústavem pro výzkum a využití paliv v Praze-Běchovicích.
Hektar kultivační plochy řasové hmoty může přinést tržby v řádech milionů
Využití řas v komerční sféře se věnují již první firmy. Jejich podnikání je úspěšné.
„Na počátku hnůj, na konci skvost.“ Tak charakterizoval jeden z odborníků unikátní projekt realizovaný ve spoluráci Mikrobilogického ústavu Akademie věd ČR v Třeboni s Ústavem pro výzkum a využití paliv v Praze-Běchovicích. Na počátku tohoto projektu jsou pachnoucí kejda z velkovýkrmny vepřů, splašky z desetitisícového města končící v čistírně odpadních vod. A na konci? Výstup z tohoto projektu je dvojí. Jednak energetický, kdy bioplyn vyráběný zplyňováním odpadů pohání kogenrerční jednotku a vyrábí se elektřina a teplo. Tím ale projekt nekončí. Spaliny z motoru neunikají volně do ovzduší, ale poskytují CO2 k výrobě zelené sladkovodní řasy rodu Chlorella.
Řasám chutnají zplodiny
Ekonomika celého procesu je více než zajímavá. Provozovatel této jednotky může využívat teplo pro vlastní potřebu, případně pro komerční účely. Podobně elektřinu může z části spotřebovat a další kilowatty prodat do sítě. Odbyt proudu má ze zákona zaručen, protože distribuční společnost je povinna vykupovat proud vyráběný z obnovitelných zdrojů. U elektřiny vyráběné z bioplynu je cena 2,50 Kč za kilowatthodinu. Jestliže nezůstane pouze u energetické části, ale vzniklým oxidem uhličitým se sytí i bioreaktory, ve kterých díky slunečnímu záření řasy rostou, výrazně zlevní jejich výrobu a produkce řasové biomasy mu přinese další užitek. Světová cena za kilo Chlorelly se pohybuje nyní kolem třiceti dolarů za kilogram. Hektar plochy věnovaný jejímu pěstování mu v našich klimatických podmínkách přinese asi 35 tun této řasy. To znamená, že přináší tržby v řádech milionů. Plocha několik stovek metrů čtverečních kultivační jednotky přináší výnos ve statisících korunách a může ji realizovat řada zemědělských podniků. Tím se může významně zvýšit rentabilita zemědělství.
Chlorella ekonomicky poráží ovoce i obilí
Přidaná hodnota ve srovnání s jinou zemědělskou činností je u řasové produkce nesrovnatelně vyšší. Tržby z hektaru obilí a brambor dosahují jen několika desítek tisíc korun, nejlépe vychází hektar ovocného sadu, z něhož zemědělec může utržit až 100 tisíc korun. Ve srovnání s pěstováním řas je to ale stále málo, i když přihlédneme k tomu, že náklady, související s kultivací a zpracováním řas jsou vysoké. Zájem o řasy je přitom na domácím trhu i v zahraničí značný. Řasy se pro své jedinečné vlastnosti, zejména vysoký obsah bílkovin, vitamínů, karotenoidů, cenných mastných kyselin a látek, podporujících bioaktivitu organizmu, uplatňují ve stále větší míře nejen ve výživě lidí a zvířat, ale i ve farmacii a kosmetice.
Ekologie přitáhla grant
Značný přínos projektu spočívá v ochraně životního prostředí. Na tom byl také grantový projekt výzkumných ústavů postaven. Ukazuje se, že řasy jsou jedinou použitelnou cestou, jak zbavovat atmosféru kysličníku uhličitého a ten dále využít. Kysličník uhličitý vznikající ve spalinách je skleníkovým plynem, který způsobuje oteplování planety a klimatické změny. Jestliže řasy spotřebují tento plyn ke svému růstu, jsou tím nejlepším katalyzátorem, jaký si lze představit, protože produkují zároveň kyslík, který je nutný k životu. Emise z bioplynu, který již sám o sobě se řadí k ušlechtilým palivům, jsou pak nepatrné.
Experti jsou nadšeni
„Je to světový unikát,“ vyjádřil se jeden z odborníků na způsob výroby řasy v Třeboni. „Není to všelék, ale lze tím snížit skleníkový efekt,“ říká František Straka z Ústavu pro výzkum a využití paliv. Má představu menších bioplynových jednotek při zemědělské výrobě, čistírnách odpadních vod, které by zpracovávaly komunální odpad a odpad ze zemědělské činnosti a vyráběl se bioplyn. Při spalování v kogenerační jednotce by zabezpečil energetickou potřebu zemědělského podniku. Koncovkou by byla produkce řas, a to vše s minimálním vlivem na životní prostředí. Výsledkem je tak diverzifikace energetických zdrojů, kdy by vesnice nebo podniky nemusely být závislé na dodávkách proudu z velkých elektráren. Bioplyn lze použít stejně jako zemní plyn pro pohon aut, u obou plynů je základem metan. Pro snížení produkce CO2 z velkých energetických zdrojů jsou podle Straky potřebné kultivační plochy o tisících hektarech, což je v praxi neproveditelné. Možnosti bioplynu jsou v České republice značné a neomezují se pouze na zemědělství. Podle ředitele České energetické agentury Josefa Bubeníka jen kapacita plynu produkovaného ze skládek komunálního odpadu dosahuje 20 MW výkonu.
Evropská unie říká bioplynu: Ano
Ukázkou možností bioplynu představuje koncepce zpracování biologických odpadů v rakouském Salzburgu. Před deseti lety vznikl společný podnik města Salzburg a 12 přilehlých obcí, který vybudoval zařízení pro nakládání s biologickým odpadem. Využití bioplynu je spojeno s čerpáním skládkového plynu z přilehlé skládky, do které je ukládán zbytkový komunální odpad po projití mechanickobiologickou úpravou.
Pokračování na str. 14, 15
Pokračování ze strany 13
V biologické části s kapacitou 100 tisíc tun za rok je ke zbytkovému odpadu přidáván kal z čistírny odpadních vod a kontaminované zeminy. Podobných větších projektů je v západní Evropě již řada.Využití bioplynu podporuje Evropská unie, která si dala za úkol do roku 2010 zdvojnásobit využití obnovitelných zdrojů energie. Největší počet bioplynových stanic se nachází v Bavorsku, Dánsku, Rakousku a Švýcarsku. Kromě dvaceti patentů souvisejících s unikátními způsoby kultivace a využití řas, vyvinutými v Třeboni, je přínosem českých vědců propojení na energetiku, a tím výrazné zlevnění výroby řasové biomasy. Oxid uhličitý tvoří až dvě třetiny nákladů na suroviny, potřebné pro růst Chlorelly, jestliže se musí kupovat od výrobce technických plynů. To, že čeští vědci po několikaletých výzkumech prokázali možnost použít CO2 ze spalin, nabízí možnost pěstovat řasu v mnohem větším měřítku. „Místo čistého CO2 jim dáváme výfukové plyny obsahující asi osm procent CO2 , což zcela k úspěšnému růstu řas stačí,“ připomíná Straka závěry z projektu, který byl úspěšně ukončen a obhájen na konci loňského roku. „Řasa umí zpracovat spalinový CO2 a změnit jej na hodnotnou biomasu,“ říká Jiří Doucha z třeboňské Laboratoře biotechnologie řas, která tuto problematiku v Mikrobiologickém ústavu řeší. „Může se vytvořit uzavřená komplexní jednotka pro farmu,“ dodává. Na jejím počátku je hnůj, kejda, který farma produkuje. Od něj a dalších odpadů z rostlinné výroby vede cesta k bioplynu, dále k CO2 a ještě dále k řasám, jsou velmi hodnotným doplňkem výživy lidí i zvířat. Tím se kruh uzavírá.
Krmivo pro zvířata i jídlo pro lidi
„Kultivační proces má více průmyslový než zemědělský charakter: během kultivace v solárních bioreaktorech se sledují všechny parametry, které mohou rychlost růstu řas a jejich kvalitu ovlivnit. Na rozdíl od zemědělských plodin řasy netrpí nedostatkem nebo přebytkem vody a živin, jejich složení se průběžně optimalizuje. Řízenou kultivací lze do jisté míry měnit i chemické složení produktu. Dovedeme řasy obohatit o chemické prvky, které jsou často ve stravě člověka nebo zvířete nedostatkové. Takto biologicky vázané prvky (např. jód, selen, železo) jsou pak mnohem lépe využitelné než ty, které jsou organizmu dodávány v obvyklé formě anorganických solí (např. jodovaná sůl)“ říká Jiří Doucha. „Řasy podporují aktivitu organizmu,“ říká Václav Kotrbáček z Veterinární a farmaceutické univerzity v Brně. Oceňuje, že se jedná o naturální produkt poskytující organizmu potřebné látky, jinak získávané pouze chemicky. „Z hlediska obsahu cizorodých látek jsou pěstované řasy lepší než suchozemské rostliny, neobsahují žádná rezidua,“ tvrdí Jiří Kopecký z laboratoře Mikrobiologického ústavu. „Dlouhodobé stravovací návyky se těžko lámou,“ připomíná Kotrbáček skutečnost, že řasy u nás do jídelníčku zatím nepronikly, a to na rozdíl od jiných národů, především Japonců. Ti po druhé světové válce byli nuceni obohatit touto cestou stravu o nezbytné bílkoviny. Proto se v Japonsku začalo s pěstováním řasy chlorella v 50. letech minulého století. Jen o několik let později se tento program rozvinul v třeboňském ústavu.
První úspěšné vlaštovky mezi českými podnikateli
V České republice působí již několik firem, které se věnují vývoji a výrobě potravinových doplňků z třeboňské řasy. „Zatím jsou řasy nedoceněny,“ tvrdí Jiří Marek, spolumajitel firmy HM-Harmonie z Prahy, který připomíná, že řasy zvyšují imunitu, což se prokázalo při medicínských testech. HM-Harmonie se věnuje mimo jiné potravinovým doplňkům vyráběným ze zelené řasy Chlorella. Firma dodává potravinové doplňky, obohacené o Chlorellu do lekáren v celé republice, a tyto doplňky již tvoří třetinu jejích tržeb. Potravinový doplněk z řas vyvinuli v Praze-Braníku i Pražské pivovary, které je kombinují s Pangaminem, což jsou sušené odhořčené pivovarské kvasinky. Podobně řasy používá k vývoji a výrobě potravních a krmivářských doplňků T Dominant Úpice, Biofaktory Praha či Dihe Třeboň. Zásluhu o rozšíření řas ve výživě zvířat má zejména Fyziologický ústav Veterinární a farmaceutické univerzity v Brně a na výsledky jejich práce navazující firma Algafeed. Té se postupně daří zavádět řasy do výživy řady hospodářských zvířat, ale i psů, ryb a dalších.
Zastoupení esenciálních aminokyselin u chlorelly ve srovnání s dalšími zdroji, bohatými na bílkoviny (v procentech)
Aminokyselina chlorella kvasnice hovězí maso sojové boby
Isoleucin 2,01 2,42 0,93 1,80
Leucin 4,14 3,48 1,70 2,70
Lysin 3,19 3,60 1,76 2,58
Methionin 1,04 1,10 0,43 0,48
Phenylalanin 2,57 1,98 0,86 1,98
Threonin 2,42 2,11 0,86 1,62
Tryptofan 0,80 0,52 0,25 0,55
Valin 3,00 2,42 1,05 1,86
Pramen: PROGRAM CHLORELLA V ČESKÉ REPUBLICE (DOUCHA, MBÚ AVČR, 1998)
Co je to Chlorella
Sladkovodní chlorokokální řasa rodu Chlorella patří z mnoha zkoumaných druhů řas z hlediska biologické hodnoty, rychlosti růstu a ovladatelnosti při kultivaci mezi nejzajímavější. Nejčastěji kulovité buňky o průměru 3 až 8 mikrometrů mají jednoduchý životní cyklus. Nejmladší buňka roste až do stadia buňky dospělé, která se rozdělí na 4 až 8 nových dceřiných buněk a růstový cyklus se opakuje. Růst chlorelly je za vhodných podmínek velmi rychlý, ke zdvojnásobení její hmotnosti může dojít již za tři až šest hodin. Buněčný obsah této řasy je mimořádně hodnotný. Až 60 procent tvoří bílkoviny, které se složením podobají živočišným bílkovinám. Obsahují ve vyváženém poměru všechny nenahraditelné (esenciální) aminokyseliny, které si člověk neumí sám vytvořit.
Co je bioplyn
Produkt anaerobní fermentace biomasy s vysokým obsahem biologicky rozložitelných látek, jako jsou odpady živočišné výroby, organické látky v komunálním odpadu, zemědělské rostlinné odpady, rostlinné tuky, odpady jatek a zpracování ryb. Jedná se o směs spalných plynů metanu, vodíku a sirovodíku s kysličníkem uhličitým a vodní párou. Obsahuje přes 60 procent metanu. Bioplyn má výhřevnost kolem 23 MJ.Nm-3.
Jak propojit bioplyn a kultivaci řas
Zkušenosti s bioplynem jsou v České republice značné. První bioplynová stanice byla postavena v roce 1974 právě v Třeboni. Ne náhodou proto vznikl projekt na spojení energetického využití bioplynu s kultivací řas. Třeboňská bioplynová stanice byla postavena při čistírně odpadních vod (ČOV), která slouží pro společné čistění komunálních odpadních vod z Třeboně a kejdy z místní velkovýkrmny prasat. Jedná se o nejstarší funkční zemědělskou bioplynovou stanici v ČR. Podle Miroslava Kajana z firmy R.A.B., která stanici provozuje, jsou komunální vody přiváděny z města a zpracovány v aerobní části čistírny. Primární a přebytečný aktivovaný kal je míchán spolu s kejdou a zpracováván v anaerobní části ČOV. V současné době se v bioplynové stanici zpracovává denně 100-150 m3 surové kejdy. Produktem methanizace vstupních surovin je bioplyn obsahující 61 až 63 procent metanu. Bioplyn je jímán v plynojemu o objemu 2100 m3. Firma ho využívá především k centrálnímu vytápění budov, pavilonů velkovýkrmny prasat, pokusného skleníku a k výrobě elektřiny. Na ČOV jsou instalovány dvě kogenerační jednotky o celkovém výkonu 220 kW elektrické a 430 kW tepelné energie. ČOV je díky produkci bioplynu nezávislá na vnější dodávce tepla a z téměř třetiny kryje i spotřebu elektrické energie, které ročně vyrobí 700 tisíc kWh. „Dosavadní zkušenosti s provozem bioplynové stanice prokazují spolehlivost této technologie,“ uvádí Kajan. Někteří odborníci dávají přednost zplyňování biomasy před jejím spalováním v kotlích. Upozorňují, že při spalování dřevní a rostlinné hmoty se produkují nepříznivé emise. Například nedávno naměřili pracovníci Vysoké školy chemicko-technologické, že tyto zplodiny obsahují vysoké množství dioxinů. Zplodiny z biomasy také obsahují značné množství CO2. Jestliže se biomasa zplyňuje na bioplyn, tak se množství oxidu uhličitého podle Straky sníží asi o třetinu. Když se dále použijí řasy, sníží se CO2 na polovinu, což se už například vyrovná nízkým emisím CO2 ze zemního plynu. Kultivační jednotky Chlorelly v Třeboni slouží vedle experimentálních účelů také k výrobě kvalitní řasové biomasy. Vzhledem k tomu, že řasy „požírají“ CO2 ze spalin, jsou i velkou příležitostí k podnikání.
