Što je Miscanthus?

We are growing a sustainable future.

U posljednjih 35 godina otkako je Miscanthus x giganteus prepoznat u Europi kao energetski usjev za proizvodnju biomase, interes za njim konstantno raste. Istraživanja su dovela do mogućnosti uspostave održivih sustava za uzgoj, žetvu, te korištenje usjeva Miscanthusa za proizvodnju energije.Visoki prinos biomase po hektaru, niska razina pepela i vode, visoka energetska učinkovitost u usporedbi sa sličnim usjevima te sposobnost da preživi u hladnim uvjetima i na lošim tlima čine Miscanthus x giganteus ključnim usjevom za proizvodnju biomase.

Izračunata energetska iskoristivost Miscanthusa je 1:32, što je više od bilo koje druge poljoprivredne kulture uključujući i kulture kratkih ophodnji kao što su vrba (1:30), pšenica (1:9) ili uljana repica (1:4). Jedna tona biomase Miscanthusa može zamijeniti 0,6 tona ugljena, 400 litara ulja, u čemu se također pokazao boljim od slame, konoplje, prosa itd.

SirovinaPrinos suhe tvari (tST/ha/g)Donja ogrjevna vrijednost (MJ/kg ST)Proizvodnja energije po hektaru (GJ/ha)Udio vlage u žetvi (%)Udio pepela (%)
Miscanthus18 – 3217.50300 – 56015.003.00
Slama2 – 417.0035 – 6015.008.00

Konoplja

10 – 1816.80170 – 300N/AN/A
Vrba8 – 1518.50280 – 31553.002.00
Topola9 – 1618.70170 – 30049.001.50
Arundo donax13 – 3516.30245 – 57050.005.00
Phalaris arundinacea6 – 1216.30100 – 13013.004.00
Divlji proso9 – 1817.00N/A15.006.00
Akacija5 – 1019.50100 – 20035.00N/A
Drvo3 – 518.70N/A50.001.00 – 1.50
  • Sa prosječnim prinosom od 20+ tona suhe biomase od četvrte godine nakon uspostave nasada te visokom razinom celuloze (45%-52%), Miscanthus x giganteus predstavlja jedan od najperspektivnijih usjeva takve vrste koji uspijeva na području Europe odnosno u njenim klimatskim uvjetima.
  • Samo u prve dvije godine od uspostave nasade potrebno je poduzeti mjere zaštite od korova, te gnojidbu. Za preostalih 20-30 godina koliko je eksploatacijsko razdoblje biljke, uslijed padanja lišća na tlo (što pospješuje organsku strukturu tla), te brzog rasta i gustog sklopa Miscanthusa, te mjere više nisu potrebne.
  • Potreba za gnojivima je vrlo mala (od treće godine nakon sadnje 30-60 kg N/ha). Miscanthus spada u C4 biljke. Uoči zime nutrijenti se spuštaju iz zelenih dijelova biljke u rizom i skladište za idući vegetacijski ciklus. Lišće uoči zime pada na tlo i tako poboljšava organsku strukturu tla i omogućuje dodatna hranjiva za rizom.
  • Za razliku od drugih višegodišnjih usjeva, usjev Miscanthusa nije problem ukloniti. S obzirom da je biljka sterilna, ne postoji opasnost od invazivnosti.

Miscanthus predstavlja ključnu energetsku kulturu čija biomasa se može koristiti za proizvodnju biogoriva, te u biorafinerijama za proizvodnju raznih tekućih goriva i kemikalija. Visoki prinosi biljke, te visok sadržaj ugljikohidrata i lignina predstavljaju veliku važnost za daljnju proizvodnju biogoriva.

 

Celuloza (%)

HemicelulozaLignin (%)H:L odnosPepeo (%)Udio vlage (%)
43.06 – 52.2024.83 – 33.989.27 – 12.586.20 – 8.902.16 – 3.474.10 – 4.90
*H:L odnos: odnos hemiceluloze i lignina

Biomasa Miscanthusa se može koristiti u direktnom izgaranju isto kao i nafta, plin ili ugljen, može se preraditi u pelete/brikete ili usitnjeno za direktno izgaranje. Također, može se koristiti i kao sirovina za proizvodnju biogoriva. Miscanthus se još može koristiti za:

  • Izgaranje u svrhu proizvodnje električne energije i topline
  • Prerade u tekuća biogoriva
  • Papirnu industriju, proizvodnju celuloznih vlakana i materijala na bazi celuloze te proizvodnju pulpe i pakirne ambalaže
  • Za proizvodnju lakih ploča i panela u građevini
  • Proizvodnju proizvoda kao što je bioplastika i biotekstil
  • Stelja za životinje

U sljedećoj tablici prikazani su rezultati analize sastava biomase s područja Hrvatske:

Karakteristika kvalitete% u suhoj tvari% u uzorku
Ukupna vlaga18.80
Klor0.0330.027

Sumpor

0.1060.086
Sastav pepela% u suhoj tvari% u uzorku
P2O51.831.48
Na2O0.480.39
K2O4.663.78
CaO5.774.68
MgO5.634.56
Al2O30.580.47
TiO20.020.02
Fe2O30.320.26
SiO379.3664.28
SO31.341.08
Temperatura tališta pepela°C
SST - temperatura skupljanja1200
DT - temperatura deformacije1230
HT - temperatura hemisfere1260
FT - temperatura tečenja1300

S obzirom na postavljene ciljeve koji vode prema što većoj energetskoj neovisnosti, lokalne zajednice se trebaju fokusirati na proizvodnju energije iz resursa koji su dostupni na njihovoj, lokanoj razini. Uzgojem Miscanthusa osim što se podiže razina energetske neovisnosti na lokalnoj razini, također se kroz otvaranje novih radnih mjesta i uvođenjem novih tehnologija doprinosi razvoju ruralnih krajeva. Miscanthus x giganteus predstavlja obnovljivi, ekološki prihvatljivi izvor energije, te njegov uzgoj u ruralni područjima može imati direktne pozitivne učinke. Samo jedna biorafinerija može izravno i neizravno stvoriti preko 300 radnih mjesta.

Energetska iskoristivost Miscanthusa je 1:32, što je više od bilo koje druge poljoprivredne kulture uključujući i kulture kratkih ophodnji kao što su vrba (1:30), pšenica (1:9) ili uljana repica (1:4). Jedna tona biomase Miscanthusa može zamijeniti 0,6 tona ugljena ili 400 litara ulja.. Uzgajati Miscanthus je isplativo:

• Prinosi su do 30 tona suhe biomase po hektaru

• Do 16 mm BTU/ton suhe biomase

• 10-15 % vlage u vrijeme žetve

• Visoka učinkovitost vezanja ugljika 5.2-8.2 Tc/ha/god

• Niska koncentracija pepela – čisto izgaranje

GorivokWh/tCijena/tEuro/kWhVrijednost po GJ
Miskantus (sječka)3.80560 €0.016 €4.36 €
*€4.36 po Giga Joule-u je ekvivalent €0.16 po litri loživog ulja.

Lignin i celuloza-hemiceluloza predstavljaju ključnu ulogu u sastavu Miscanthusa. Iako je nešto zahtjevnije osloboditi šećer iz biomase Miscanthusa, njegova biomasa nudi nekoliko prednosti nad ostalim celuloznim sirovinama. Prije svega, Miscanthus x giganteus nije hrana, odnosno njegov uzgoj je isključivo u energetske svrhe. Jeftiniji je, daje visoke prinose, te se savršeno uklapa kao rješenje za proizvodnju dostatnih zamjenskih količina biogoriva, biokemikalija nad fosilnim gorivima.

Celuloza (%)

HemicelulozaLignin (%)H:L odnosPepeo (%)Udio vlage (%)
43.06 – 52.2024.83 – 33.989.27 – 12.586.20 – 8.902.16 – 3.474.10 – 4.90
*H:L odnos: odnos hemiceluloze i lignina

 

Još jedna od beneficija uzgoja Miscanthusa je ona ekološka, odnosno njegova sposobnost da skladišti ugljik što pospješuje smanjenje emisije stakleničkih plinova. Korištenje Miscanthusa u energetske svrhe de facto predstavlja ugljik-neutralno gorivo s obzirom da količina ugljika koja se oslobađa prilikom izgaranja, je usvojena od strane biljke za vrijeme njenog rasta. Također, uzgojem Miscanthusa biti će smanjena emisija stakleničkih plinova uslijed smanjenog korištenja gnojiva.

Ublažavanje efekta ugljika

• Energetski sadržaj MG iznosi oko 19 MJ kgˉ¹. Jedan hektar proizvodi energiju ekvivalentnu 3.300 - 5.700 litara loživog ulja, a prosječna kuća srednje veličine izgara oko 3000 litara nafte godišnje, što ispušta 8,2 tona CO2

• MG je ugljično neutralno gorivo jer ugljik koji se oslobađa tijekom izgaranja biljke apsorbiran u njihovom rastu i razvoju.

• Emisija stakleničkih plinova iz uzgoja MG bit će manja od onih iz ostalih poljoprivrednih aktivnosti. Rezultat je to manjih količina gnojiva i nedostatka emisija povezanih sa životinjama.

Sekvestracija ugljika:

• MG može skladištiti (sekvestrirati) ugljik sprečavajući njegovo ispuštanje u atmosferu. Sekvestracija se događa kada su unosi ugljičnog dioksida veći od uklanjanja iz žetve i razgradnje.

• Ugljik se čuva u korijenima MG-a, kao i u ostavicima. Pored toga, povećanje ugljika u tlu dogodit će se ako se MG zasadi u nekad obrađivano zemljište. Ugljik sekvestiran od miskantusa može se dodatno povećati ako se nasadi koriste za bioremedijaciju otpadnih voda i mulja.

Osim svega gore navedenog, miskantus nije prehrambena kultura poput kukuruza koji se koristi za proizvodnju etanola ili šumski proizvod poput uobičajenog drveta, tako da ne utječe na cijene hrane i drva. Miskantus se može učinkovito uzgajati na marginalnim tlima, ublažavajući pritisak na poljoprivrednike i vlasnike zemljišta zbog pretvaranja postojećih površina.

Tijek rasta kulture Miscanthus x giganteus je jednostavan. Iz podzemnih rizoma novi izdanci rastu svake godine. Ti izdanci se razvijaju u uspravnu, robusnu stabljiku koja može doseći 0.5 – 1m visine, promjera 10mm, u periodu od sadnje do kraja kolovoza u prvoj godini. Stabljike imaju izgled sličan bambusu, obično su ne razgranate i sadrže spužvastu unutrašnjost. Od treće godine nadalje može se očekivati maksimalna visina 2,5 do 3,5 metra.

Nakon prvog jesenskog mraza, hranjiva se vraćaju u rizome. Lišće se suši i pada na tlo te poboljšava organsku strukturu tla. Stabljika se preko zime suši te do ožujka količina vlage u stabljici Miscanthusa pada na manje od 20%. Nakon toga slijedi mehanička žetva, a početkom proljeća se ponavlja ciklus rasta.

Prve godine Miscanthus x giganteus razvije dvije do tri stabljike. Druge godine oko 15, a treće godine kada naraste oko 2,5 metra visine razvije oko 50 stabljika po biljci. Željeni prinosi se mogu očekivati od treće godine nakon sadnje. Potencijal rasta ovisi o temperaturi, kapacitetu vode u tlu, količini padalina i suncu. S toga možemo zaključiti da su sunčeva svjetlost i vlaga vrlo bitni.

Prinosi će se mijenjati ovisno o starosti usjeva i okolišnim uvjetima specifičnim za područje na kojem se uzgaja. Usjevu je potrebno tri do četiri godine da dosegne zrelost i kapacitete visokih prinosa (do pet godina na jako marginalnim tlima). Nakon ove početne faze, idućih, minimalno 15 godina, Miscanthus je u polju i žetva se odvija svake godine. Prinosi su u prvoj godini oko 2-3 tone po hektaru, te nisu vrijedni žetve. Stabljike nije potrebno kositi i one se mogu ostaviti u polju za iduću godinu. Međutim, kako se u proljeće planira aplikacija translokacijskih herbicida, te je stabljike potrebno ukloniti kako bi se izbjegla neželjena apsorpcija djelatne tvari. Nakon druge godine, žetva se odvija redovno. Prinosi druge godine mogu varirati od 8-10 tona/ha, a treće godine između 16-25 tona/ha sa količinom vlage od 20%. Prinosi dostižu maksimum nakon 3-4 godine. Razlog varijacije u prinosima u početnim godinama i godinama kada biljka dostiže svoj maksimum ovisi o sadnom materijalu, gustoći sadnje, tipu tla i klimi. Opskrba vodom može utjecati na dulji period tzv. početne faze.

Izvor:  Miscanthus Best Practice Guidelines

 Miscanthus x giganteus (MG) je sterilni hibrid, stoga se ne može saditi iz sjemena, već se umjesto toga mora uspostaviti vegetativnim materijalima kao što su sadnice, veće biljke ili rizomi (izrasline korijena - prikazane na slikama). Neke druge vrste miskantusa mogu biti invazivne, pa je važno odabrati pravi MG, a ne druge vrste. Korištenje energičnog i zdravog sadnog materijala je od vitalne važnosti. Iz fitosanitarnih razloga, rizomi MG trebaju dolaziti samo iz europskih ili mediteranskih zemalja. Trenutno nigdje nije dostupan protokol za certificiranje rizoma ili protokol o standardima kvalitete.

MG se može prilagoditi raznim vrstama tla, no ona bi trebala biti dobro drenirana tla, a pH vrijednosti preporučuje se u rasponu od 5,5-8,0. Analiza tla u godini prije uspostavljanja nasada miskantusa može predložiti razinu kalcizacije koja bi bila potrebna za postizanje preporučenog pH. Kalcizaciju je potrebno odraditi najmanje šest mjeseci prije sadnje MG.

Nasad sa 13.000 - 15.000 biljaka po hektaru optimalan je u slučaju miskantusa. Da bi se postigla ciljana populacija, preporučuje se prekomjerna sadnja u prvoj godini, jer 20-30 % biljaka možda neće izrasti, pa se procjenjuje da stopa sadnje od 18.000 rizoma / ha (0,75 x 075 m) daje izrast od 13-15.000 biljaka / ha. Ova stopa omogućuje neke gubitke u nastanku, a istovremeno osigurava gustoću biljaka potrebnu za postizanje optimalnih prinosa od treće godine nadalje i učinkovito suzbijanje korova putem kompeticije.

Za dobar kontakt s tlom, rizome je potrebno saditi na dubini od 5-10 centimetara. Sadnja se obično vrši krajem proljeća nakon zadnjeg mraza. Travanj - svibanj je preporučeno vrijeme sadnje, a dulja vegetacijska sezona u prvoj godini pomaže rastu rizoma. Rano sađenje koristi proljetnu vlažnost tla i omogućuje produženu prvu sezonu rasta te omogućuje razvoj većih sustava rizoma.

Dušik, fosfor i kalij tri su ključne hranjive tvari koje su vitalne za rast miskantusa i mogu se primijeniti bilo kada prije ili nakon sadnje. Voda je također vitalna za rast rizoma, pa se navodnjavanje preporučuje u sušnim područjima. Suzbijanje korova vrlo je kritično za miskantus, posebno u ranoj fazi rasta i razvoja. Konkurentni korov može smanjiti stopu rasta ili čak prouzročiti potpuni neuspjeh u uspostavi nasada. Da bi se zemljište pretvorilo iz ugara ili travnjaka, suzbijanje korova treba započeti godinu dana prije sadnje rizoma sadnjom usjeva otpornih na herbicide, nakon čega slijedi zimski pokrovni usjev. U proljeće sezone sadnje preporuča se obrada i primjena herbicida prije nicanja koji pomažu u suzbijanju korova. Jednom kada se pravilno uspostavi, nasad miskantusa može nadmašiti korov i ne bi trebao zahtijevati primjenu herbicida nakon uspostavljanja (2. godina i više). Količine gnojiva u prvoj godini preporučuju se na istoj razini kao što bi se primjenjivalo za uzgoj kukuruza. Od druge godine nadalje, primjena gnojiva povezana je s uklanjanjem hranjivih sastojaka žetvom, a USDA (2011) preporučuje stopu koja uzima u obzir uklanjanje svake suhe tone biomase tijekom žetve.

Na temelju uvjeta uzgoja, prinosi suhe tvari miskantusa kreću se od 15-25 t / ha, s manjim prinosima na sjevernijim geografskim širinama zbog oštrijih zima. Žetva se može vršiti u drugoj godini i može se provoditi otprilike 20 godina prije nego što polje treba ponovo zasaditi. Nakon snažnog rasta tijekom ljeta, miskantus prestaje rasti tijekom jeseni. Listovi otpadaju, a stabljike se suše kako zima nastavlja, a sljedećeg proljeća doseže sadržaj vlage od približno 30 %. Žetva je optimalna kada sadržaj vlage dostigne razinu ispod 20% i kada je lakše skladištiti biomasu, također ogrijevna vrijednost biomase raste s smanjenjem sadržaja vlage. Ranom žetvom može se dobiti proizvod s visokom vlagom i udjelom lišća koji će biti neprikladan za mnoge primjene. Odgođena žetva može oštetiti novi porast. Prema tome, optimalno vrijeme žetve je između ove dvije krajnosti. Miskantus se može žeti kosidbom i baliranjem ili se može rezati i usitnjavati. Žetva biomase može se obaviti balirkom ili uređajem za siliranje. Tijekom žetve, na polju treba ostaviti 5-10 centimetara strništa kako bi se smanjila vlaga i sadržaj tla u balama biomase izbjegavajući kontakt s tlom i skupljajući lisnu podlogu. Sve u svemu, oprez tijekom žetve potreban je kako bi se proizvele čiste bale koje se dostavljaju u energetsko postrojenje za izgaranje ili preradu.

Zainteresirani ste?

POSJETITE NAŠU TRGOVINU
i osigurajte svoju isporuku

Ako imate bilo kakvih pitanja, slobodno nas kontaktirajte. Članovi našeg tima rado će vam pomoći u izboru proizvoda prema vašim potrebama!

 
hr
en_US hr