Zpracování a využití tenkého dříví

17. 5. 2005 se v přednáškovém sále Silvia v areálu LČR, s. p., Hradec Králové konal seminář nazvaný Problematika zpracování a využití slabého dříví. Organizovala jej Česká lesnická společnost (ČLS) a Lesní společnost Hradec Králové, a. s., pod záštitou MZe ČR, úseku LH. Kromě výtahu z jednotlivých prezentací vám přinášíme dvě z nich ve zkrácené podobě.

Odhad výše těžby v ČR

V příspěvku Ing. Jaromíra Vašíčka z ÚHÚL Brandýs n. L. (osobně se nemohl zúčastnit) Odhad těžeb pro decennium byl podán přehled faktů o produkci dříví. Rozloha lesů stále vzrůstá (za posledních 130 let vzrostla o 400 tis. ha na současných 2644 tis. ha), stejně jako celkové zásoby dřeva (r. 1930 – 307 mil. m3, r. 2003 – 650 mil. m3) a celkový běžný i průměrný přírůst. Stále se nově zalesňují zemědělské pozemky. Bude pokračovat trend zvyšování podílu listnáčů a podíl porostů, kde se uplatňují přírodě blízké hosp. způsoby. Současně se ale bude zvyšovat rozloha území s omezením lesnických činností (chráněná území).

Pro odhad těžby na decennium bylo proto doporučeno následující: „Výše hospodárné celkové těžby by se dlouhodobě měla pohybovat v rozmezí 15–16 mi. m3 bez kůry za rok za předpokladu, že roční objem neevidované hmoty ponechané v lese jako těžební odpad bude 2–2,5 mil. m3.“ Autor také uvádí: „Významní lesničtí teoretici varují před narůstáním zásob dříví a doporučují v porostech silně ohrožených větrem zkrácení obmýtí. Domnívám se, že lze souhlasit s názorem KOUBY (1971), že lesníci by měli cítit svůj díl odpovědnosti za kalamity v přestárlých porostech a zbytečně předržovaných porostech.“

Další příspěvky

- Příspěvek Harvestorové technologie pro předmýtní těžby v jehličnatých porostech od autorů Ing. Jiřího Dvořáka, Ph.D., (FLE ČZU Praha) a Ing. Václava Malíka, Ph.D., (ŠLP Kostelec n. Č. l.) podal základní přehled o využití HT v současnosti v ČR. (Blíže v článku na straně 30.)

-Ing. Vlado Šarudi představil Zpracování slabé vlákniny ve společnosti Kronospar CR ve výrobě dřevotřískových a OSB desek.

Dřevotřísková deska je třívrstvá, vyrobená plošným lisováním třískového koberce. Vstupní surovinou pro výrobu je pilina a dřevní štěpka. Pilina vznikající v pilařském provozu se používá na povrchy desek. Štěpka je roztřískována a je použitá jako nosný střed desek. Plocha desky je broušená. Dřevní štěpka je vyrobená především z vlákniny, která se nakupuje v celých délkách, nebo ve výřezech. Vláknina se vyrábí z čerstvého nebo suchého jehličnatého a listnatého dřeva s minimálním průměrem 50 mm.

OSB desky (Oriented Strand Board) jsou plošné lisované desky z orientovaně rozprostřených velkoplošných třísek sestavené z jednotlivých vrstev, vázané pojivem z umělé pryskyřice. Vhodnou surovinou je slabá jehličnatá vláknina s minimálním průměrem 80 mm s minimálním podílem měkké hniloby. Vláknina prochází procesem odkorňování a roztřískování. Hlavní použití OSB desek je jako stavební a konstrukční materiál pro výrobu dřevostaveb, na podlahy, podhledy, střešní desky, betonářské bednění, konstrukce lešení, palety, obaly, zahradní stavby atd.

-Další zajímavý způsob zpracování tenkého dříví prezentoval Ing. Bohumír Nikl z Lesní společnosti Hradec Králové, a. s., v příspěvku Kulatý program. Z jehličnatých sortimentů bez hniloby se vyrábí palisády. Při jejich výrobě se dosahuje výtěžnosti 51–57 %; ta je závislá na čepovém třídění výřezů. Délka palisád je 50 cm až 6 m, průměr 6–20 cm. Dalším způsobem opracování (ofrézováním jednoho konce do špice a následném rozpůlení) vyrobíme palisádu se zakončením šikmým nebo s kulatou špicí – plotovku. Plotovky se vyrábí v délkách 60–250 cm a v průměrech 6–8 cm. O tyto výrobky je zájem nejen za hranicemi (Německo, Rakousko, Francie a Dánsko), kde je odebírají zpracovatelské firmy, ale i v ČR, kde tento sortiment využívají firmy zabývající se zahradní architekturou, vybavováním dětských hřišť a různými úpravami terénů.

-Poslední prezentaci Zpracování slabého jehličnatého dříví v jedné z nejmodernějších rozmítacích pil v ČR – Mayr Melnhof Säge Paskov přednesl Matthias Kroell. Společnost využívá tenkou jehličnatou vlákninu k výrobě řeziva, lamelových nosníků, obkládacích desek apod. Jako jeho výhodu spatřuje autor především estetickou hodnotu (suky) a statické vlastnosti.

Energetické využití biomasy

Ing. Pavel Foglar, CSc., Progress Power, s. r. o.

Menší energetické zdroje na spalování biomasy, vyrábějící současně elektrickou a tepelnou energii, představují hlavní příležitost pro řízenou produkci energie v souladu s udržitelným vývojem. Problémem, před kterým dnes stojí země EU, je zajistit vhodné pobídky pro hospodářství, zajišťující stavbu a provoz takových elektráren. Hlavním úkolem je najít řešení, jak plnit úkoly Kjótského protokolu (snížení produkce skleníkových plynů v zemích EU v období 2008–2012 o 8 % ve srovnání s rokem 1990). Klade se důraz na obnovitelné zdroje jako bioenergie, vítr, vodní zdroje a energie na bázi vodíku.

Evropská komise chce zdvojnásobit procento výroby energií z obnovitelných zdrojů z 6 % na 12 % a zvýšit produkci elektřiny ze 14 % na 22 % do roku 2010. Produkce elektřiny z OZE by se měla zvýšit desetkrát oproti současnosti. Současně by mělo dvakrát vzrůst procento souběžné výroby elektřiny a tepla na bázi biopaliv a plynu.

Biopaliva

-Dřevo a lesní biomasa

Dřevo se dá velmi dobře spalovat i při jeho vysokých vlhkostech. Jeho cena závisí na způsobu získávání tohoto paliva. Jestliže je možné jej získat jako druhotný produkt, např. z pil, cena výrazně klesá. Pokud se získává přímo z lesa, při využití pracovní síly a strojů, náklady výrazně narůstají s rádiem jeho dosahu. Hlavní typy: dřevní odpad z průmyslového procesu; kůra s vlhkostí 45–65 %; piliny s vlhkostí 40–55 %; prach z broušení s vlhkostí méně než 20 %; odpad z překližek s vlhkostí méně než 20 %.

-Zdroje ze zemědělství

Sláma, bagassa z cukrové třtiny, odpady z rýže, bavlny, oliv, palem atd.

-Energetické rostliny a rychle rostoucí dřeviny

Jde o systematickou kultivaci speciálních energetických lesů. Nadnárodní olejářské společnosti mají představu, že tyto lesy se stanou hlavním zdrojem energie na světě, po ropě a zemním plynu. Cena tohoto paliva je podobná, nebo lehce vyšší než lesní „odpad“. Hlavními typy jsou jednoleté nebo dvouleté trávy a rychle rostoucí dřeviny (vrba, topol).

-Obnovitelná paliva z městských průmyslových odpadů

Městské odpady, odpadní dřevo (z demolic), průmyslové kaly.

-Rašelina

Biopaliva ve výrobě elektrické energie

Biomasa oproti fosilním palivům není tak homogenní a je rozdílná ve složení a obsahu vlhkosti i v průběhu času. Může mít rozdílné spalovací charakteristiky závisející na půdě a klimatu. Aktuální cena paliva je souhrnem:

-ceny vlastního paliva na místě – často relativně nízká;

-nákladů na „sběr“ paliva – závisejících na strojním a pracovním zajištění;

-nákladů na dopravu;

-zpracovatelských nákladů – řezání, třídění, sušení, plnění.

Velké a speciální zdroje biomasy existují jako druhotný produkt zpracování dřeva (kůra, piliny, odřezky).

Projekty elektráren s kotli většími než 50 MW jsou prakticky možné ve spojení s relativně limitovaným počtem speciálních zákazníků: pily, celulózky a papírny, svoz městského odpadu z velkých měst. Ve všech ostatních případech bude cena paliva omezovat velké projekty. Pro tyto velké palivové zdroje existuje trh kotlů a elektráren. Pro menší palivové zdroje je tento trh spíše rozdrobený a globální trh těchto tepelných a elektrických zdrojů ještě není stabilizován. Zde se jeví velká šance při vývoji konkurenceschopných zařízení na výrobu energií. Při využití vhodné technologie spalování a velkého objemu podobných výrobků může být cena instalované kilowatty podstatně snížena, což může změnit dříve neefektivní projekty na atraktivní. Toto může probudit stagnující trh a vytvořit podmínky pro skutečné globální dodavatele těchto jednotek.

Kogenerační výroba elektřiny (příklady pil)

Finnforest, přední světový výrobce produktů ze dřeva, s celkovým obratem 1,8 miliardy eur a 7700 zaměstnanci, je vlastníkem a provozovatelem 9 energetických center BioPower na svých pilách.

Jednou z největších pil v Evropě je Vilppula, se spotřebou 1,35 mil. m3 kulatiny ročně, což odpovídá 140 nákladním vozům denně. Energetické náklady jsou jedny z největších provozních nákladů pily. Z tohoto důvodu bylo rozhodnuto regulovat tyto náklady a vyrábět si energie samostatně. Hlavní produkcí je 600 000 m3 řeziva, stejné množství je štěpky, pilin a dřevního prachu, využívaných pro výrobu dřevovláknitých desek. Kůra obsahuje 300 GWh energie, což snadno pokrývá potřeby pily. Biopower kotle spotřebují 180 GWh paliva ročně, tedy cca 60 % produkce kůry. To zajišťuje 22 GWh elektřiny a 132 GWh tepla. Tato energie pokrývá 70 % vlastní elektrické spotřeby a 100 % tepla pro sušení řeziva a ještě vytápění městečka s 5000 obyvateli.

Dřevní surovina pro výrobu celulózy

Ing. Tomáš Pařík, Wood & Paper, a. s.

Jedním ze způsobů využití dřevní hmoty je dlouhodobě i výroba papíru. Ta zaznamenává poměrně bouřlivý vývoj v technologiích zpracování a posouvá využití papíru stále dál. S příchodem nových technologií zpracování dřevní hmoty přichází i změna způsobu využití různých částí stromu a nejinak je tomu i ve změnách surovinové základny celulózo-papírenského průmyslu.

Surovinová základna

Základní surovinou pro výrobu papíru zůstává v našich zeměpisných šířkách celulózové vlákno. Do výrobního procesu v podmínkách ČR se dostává v následujících formách:

-Vlákninové sortimenty

Vlákninové sortimenty byly v minulosti při těžbách brány více méně jako nutné zlo. Byl to produkt někdy „bohužel“ vznikající při výrobě kulatin vhodných k pořezu. Klasické pojetí pěstování lesa v našem regionu předpokládá výchovné zásahy v několika krocích v průběhu vývoje porostu do mýtného věku, kdy po určitou dobu vývoje prakticky nevznikal jiný sortiment než vláknina, popř. palivo. Celulózo-papírenský průmysl má nastaveny parametry zpracovatelnosti vlákninových sortimentů dané schopností používaných technologií zpracování dřevní hmoty. Klasickým rozpětím zpracovávané hmoty jsou průměry od 7 –50 cm. V průběhu času se objevují i možnosti odběru silnější hmoty, která je ovšem odebírána za výrazně nižší ceny a je před zpracováním štípána tak, aby její rozměry vyhovovaly možnostem zpracování. Limitujícími podmínkami jsou především možnosti odkorňovací a štěpkovací technologie. Tato omezení platí především u zpracování vláknin chemickou cestou. Při mechanickém zpracování jsou podobná omezení v rámci primárního zpracování na dřevoskladě, nicméně tloušťkové rozměry dřevní hmoty bývají menší.

Délkové rozměry používané při výrobě vláknin jsou historicky soustředěny na 2 m výřezy. S rozvojem harvestorových technologií se ale stále více prosazují v dodávkách výřezy 2,5 m, 3 m, 4 m. Ještě na začátku 90. let byla pro výrobu celulózy v ČR používána prakticky pouze vláknina. S rozvojem nových technologií zpracování dřeva se poměrně radikálně mění i parametry sortimentu vlákninové dříví. Jednak se dá předpokládat, že tlakem na zpeněžení a na lepší využití dřevní hmoty klesá průměrná kvalita vlákninových sortimentů, ale především s rozvojem technologií pro zpracování slabšího dříví klesá „průměrný průměr“ vlákninového dříví. To s sebou nese několik důsledků. Jednak se lze domnívat, že se mění kvalita vlastního vlákna, neboť parametry celulózového vlákna jsou rozdílné v různých částech kmene. Významnější změnou může být změna skutečného přepočtového koeficientu mezi jednotkami dlouhodobě používanými v lesnické a dřevařské praxi. Snížením „průměrného průměru“ vlákninových sortimentů se logicky snižuje i přepočtový koeficient používaný v lesnické praxi pro přepočet prostorových metrů na m3. Jestliže u 2 m smrkové vlákniny se dlouhodobě v ČR používá koeficient 0,66, tak dnes s největší pravděpodobností přestává platit a je nižší. Toto tvrzení je poměrně významné a bylo by třeba jej ověřit seriózní studií, nicméně důsledky pro lesnickou praxi jsou dnes a denně patrné při porovnání výsledků přejímek u odběratelů s objemem vykazovaným v lesní výrobě.

-Pilařská štěpka

Pilařská štěpka je v českém prostředí fenoménem posledních desetiletí. V sousedních státech je tento trend patrný již daleko déle. Kořeny masivního využívání pilařské štěpky jsou ve Skandinávii. V souvislosti s příchodem a absolutním prosazením se skandinávského způsobu zpracování dřevní hmoty do ČR se významně zvýšila i dostupnost pilařské štěpky v kvalitě, která odpovídá požadavkům výrobců celulózy a papíru. Nezanedbatelnou výhodou pilařské štěpky je i kvalita dřevního vlákna, neboť vlákno pochází většinou ze spodních částí kmene, kde jeho charakteristika daleko lépe vyhovuje požadavkům na kvalitu papírenských výrobků. Optimální frakce štěpky pro zpracování v celulózo-papírenském průmyslu má rozměry okolo 25 x 25 x 2,5 mm s minimálním podílem jemných frakcí a kůry. Z jednoho m3 kulatiny při pořezu vznikne následně 1 prostorový metr štěpky. Jestliže v polovině 90. let byl podíl pilařské štěpky na celkové potřebě suroviny pro celulózo-papírenský průmysl 10%, tak v současné době se pohybuje okolo 40–50 % a tendence využití tohoto zdroje je jasně stoupající.

-Recyklované materiály

Ve výrobě celulózy lze prakticky využít dvě skupiny recyklovaného materiálu. První je tzv. recyklované dřevo, které ovšem v ČR prozatím není příliš známé jako možný zdroj pro dřevozpracující výrobu a jeho dostupnost je omezená. Praktické využití by ovšem našlo především u výroby dřevovláknitých desek, popř. pro výrobu „zelené energie“. Významnějším zdrojem je ovšem sběrový papír. Ten se stává v okolních zemích na západ od ČR v mnoha případech jedinou vstupní surovinou díky jeho dostupnosti a ekonomické výhodnosti. Recyklovaný papír není ovšem možno použít na všechny papírenské výrobky a je třeba si uvědomit, že recyklace má svá omezení, a nelze tedy recyklovat donekonečna. Recyklované vlákno muselo být také jednou primární. Recyklace je tedy jen jednou z etap „života“ výrobku.

-Rizika a příležitosti

Fenoménem dnešní doby je využívání alternativních či obnovitelných zdrojů k výrobě energie. Jsme na začátku pomyslné cesty a vyváženost mezi jednotlivými zájmy se teprve hledá. Silná politická podpora v Evropě spolu s širokou podporou veřejnosti vede vlády k masivní podpoře rozvoje těchto technologií. Bohužel se zatím podpora omezuje na finanční dotace vyrobené energie z obnovitelných zdrojů, jejíž výroba v mnoha případech není ekonomicky konkurenceschopná. Finanční podpory jsou poměrně výrazné a vedou k primárnímu spalování dřevní hmoty, která může jinak sloužit jako surovina v dřevozpracujícím průmyslu. Výrobky dřevozpracujícího průmyslu mohou být ze značné části recyklovány a na konci jejich životního cyklu využity k výrobě energie. To by měla být logika racionálního využití dřevní hmoty. V zemích EU se v současné době využívá pouze okolo 65 % ročního přírůstu, ale současná politika podpory výroby energie z obnovitelných zdrojů bohužel nevede k mobilizaci nevyužitých zásob, ale k ohrožení mnoha pracovních míst v dřevozpracujícím průmyslu EU.

Zpracovávání tenkého dříví pilařskými technologiemi nelze považovat za ohrožení dostupnosti suroviny pro celulózo-papírenský průmysl. Větší využití dřevní suroviny na zpracování pořezovými technologiemi s sebou nese masivní nárůst produkce pilařské štěpky, která pokles ve vlákninových sortimentech prozatím dostatečně nahrazuje.

Připravila Veronika Kmínková