PRODUSE SI ENERGIE DIN RESURSE REGENERABILE

Potentialul Romaniei de cultivare si valorificare a Salciei Energetice

MasterandAlexandra TudurachiUNIVERSITATEA TEHNICA GHEORGHE ASACHI IASIFACULTATEA DE INGINERIE CHIMICA SI PROTECTIA MEDIULUIMASTER MANAGEMENTUL MEDIULUI

Printr-o strategie de dezvoltare energetica a Romaniei se poate asigura cresterea sigurantei in alimentarea cu energie si limitarea importului de resurse energetice, in conditiile unei dezvoltari economice accelerate. Aceasta cerinta se poate realiza, pe de o parte, prin implementarea unei politici sustinute de conservare a energiei, cresterea efic ientei energetice care sa conduca la decuplarea ritmului de dezvoltare economica de evolutia consumului de energie, concomitent cu cresterea gradului de valorificare a surselor regenerabile de energie. Oportunitatea punerii in practica a unei strategii energetice pentru valorificarea potentialului surselor regenerabile de energie se inscrie in coordonatele dezvoltarii energetica a Romaniei pe termen lung si ofera cadrul adecvat pentru adoptarea unor decizii referitoare la alternativele energetice si inscrierea in acquis-ul comunitar in domeniu. Valorificarea potentialului surselor regenerabile de energie confera premise reale de realizare a unor obiective strategice privind cresterea sigurantei in alimentarea cu energie prin diversificarea surselor si diminuarea ponderii importului de resurse energetice, respectiv, de dezvoltare durabila a sectorului energetic si protejarea mediului inconjurator.

Salcia Salix Viminalis Energo este foarte rezistent la diferite condiii climatice. Prima data n Europa s-a rspndit n Suedia si tarile Baltice, n condiii climatice specifice zonei. n ultimii 3 ani a fost cultivata pe suprafee tot mai mari (mii de ha) n Polonia, Ungaria, Slovenia, n condiii climaterice mult diferita de prima.Rezultatele dup 3 ani de experiena din Ungaria arata ca salcia s-a comportat foarte bine si pe solul nisipos si la clduri mult mai ridicate, obinndu-se o recolta mai mare cu 45% (cca.60t/ha n Ungaria fata de 40-45 t/ha n Suedia).Cele de mai sus ne duc la concluzia ca pe teritoriul Romniei exista toate condiiile propice pentru cultivarea ei (n albii ale rurilor, zone inundabile neutilizate ).Edafic condiiile optime sunt asigurate de alimentare cu apa freatica ori din precipitaii din abundenta,pe soluri aluvionare cu pH 5,5-6,5 , dar rezista si pe steril cu pH3,5-10,0 nsa cu producie de biomasa mai redusa.

Fig.1. Plantatii test in Romania

Fig.2. Suprafete de Salcie Energetica cultivata in plantatiile test din Romania

1. Infiintarea culturii de Salcie Energetica Fig.3 Fig.4 Fig.5 Salcia Energetica1.1 Alegerea LoculuiEste important, ca n limita posibilitilor, distana ntre utilizator si plantaie s fiect mai mic. Este recomandat ca ntr-un loc s fie plantaii de min. 5 ha. Cele de mai sus asigur un cost redus pentru toctura de salix.Recolta rezultat este n funcie de calitatea solului. Cele mai bune sunt terenurile argiloase, dar sunt bune si terenuri nisipoase dac se poate asigura umiditatea necesar.Salixul creste foarte bine pe terenurile cu nmlstinare permanent sau periodic avnd o capacitate de evapotranspiraie de 15-20 litri ap/zi/m.n cazul n care plantaia se realizeaz n zone cu temperaturi reduse (posibile ngheuri) atunci trebuie alese soiuri rezistente la nghe.Este recomandat utilizarea terenurilor plane, n vederea mecanizrii recoltrii.O problem important la alegerea locului este ca drumurile de acces s fiepracticabile iarna (n timpul recoltrii).Avnd n vedere viaa lung (25-30 ani) a unei plantaii, precum si faptul c pot creste la nlimi de 7-8 m, trebuie s avem n vedere aceste lucruri la alegerea locului plantaiei. (Pentru a se clarifica dac nu este prevzut o sistematizare n aceast perioad n zona respectiv).O plantaie bine pregtit poate s aduc o serie de beneficii zonei, ca aspect, loc preferat pentru multe animale, influen asupra climatului etc..

1.2 Pregatirea SoluluiPregtirea solului ncepe cu un an naintea plantrii, cu eliminarea buruienilor si distrugerea rdcinilor acestora. Cea mai bun soluie este dac terenul se ar, se las necultivat, iar buruienile care apar se administreaz cu Roundup (sau glifosat cu 6l/ha, disolvat in 350-400 l apa) n cursul verii. Pe lng administrarea Roundupului este necesar si o intervenie mecanic (discuit, prsit mecanic) pentru distrugerea complet a rdcinilor.Toamna terenul il discuim iar primvara mai aplicm un tratament cu Roundup, n timp ct mai aproape de operaia de plantare (nu mai putin de 10-12 zile).Buruienile trebuie s aib 3-4 frunze ca tratamentul cu Roundup s fie eficient.nainte de plantare terenul trebuie nivelat. Un teren bine pregtit ajut mult laplantare, iar solul acoper butasii dup plantare si astfel pierderile de umiditate vor fi reduse.

1.3 Plantarean cazul plantrii manuale lujerii sunt tiai naintea plantrii la lungimi de 18 cm, si se tin in ap min 24 ore.Plantarea se face din martie (dup dezghe) pn la mijlocul lunii mai. Cele plantate n lunile martie-aprilie au o dezvoltare a rdcinii mai bun ceea ce va duce la dezvoltare a plantei mai bun.Plantarea se face n cte dou rnduri la distane de 75 cm ntre ele, urmat de un spaiu liber de 150 cm, dup care iar dou rnduri cu distane ntre ele de 75 cm.Distana ntre doi butasi (n lungul liniei) este de 60-65 cm.La un ha teren sunt necesare cca 14.000 buc butasi.Pentru a usura recoltarea (cu combin, sau cu tractor la care se ataseaz utilaj de recoltat) este bine dac rndurile sunt ct mai lungi, iar la capete exist drum de acces. n lipsa drumului, trebuie lsat liber un spaiu necesar pentru ntoarcere cu utilaje agricole.Exist o gam de utilaje speciale n rile nordice, dar pot fi adaptate cu succes utilaje agricole existente.n cazul extinderii plantaniilor, se poate apela la mecanizri, att la plantarea ct i la recoltarea ei.Se poate cultiva (chiar este recomandat) pe terenuri cu nmltinare permanent sau periodic. Are o capacitate de evapotranspiraic de 15- 20 litrii ap/zi/m. Acest avantaj i confer un loc necontestat ca plant care s fac utilizabile mii de ha de terenuri care sunt n paragin. Are capacitate de preluare anual a 20-30 to/ha de nmol - provenit din epurarea apelor reziduale. Aceast proprietate, pe lng avantajul c ntr-o zon unde plantaia poate fi nundat cu reziduri de la staii de epurare , crete mai repede, are marele avantaj c apele reziduale nu trebuiesc epurate biologic (operaie costisitoare) iar pe de alt parte apele rezultate de la staii de epurare ajung n ruri foarte curate, evitnd poluarea apelor dar i costurile suplimentare datorit plilor ca penalizare pentru calitatea necorespunztoare a apelor revrsate.Cultivarea salciei creaz locuri de munc noi, pentru persoane cu o calificare inferioar.Poate fi o variant sigur de surse energetice (nclzire) pentru localiti, fiind utilizat ca biomas (toctur) brichete sau pelei.Exist uniti de utilaje de peletizare brichetare de diferite capaciti care s transforme toctura de salcie n brichete sau pelei, iar aceste produse s fie utilizate pentru nclzirea localitilor (cel puin a colilor, grdinielor, dispensarelor, etc.) din comune.1.4 Combaterea buruienilorCombaterea buruienilor este o operaie foarte important pentru c buruienile absorb umiditatea si hrana de la Salix, iar n perioada iniial l umbresc, ceea ce are efecte negative asupra dezvoltrii plantei. n condiii n care combaterea buruienilor nu se face eficient, dezvoltarea Salixului este mai redus si recolta va fi mai mic.Imediat dup plantare (n max. o sptmn) se administreaz chimic cu Cougar sau Bacara, soluii care acioneaz asupra seminelor buruienilor.n perioadele urmtoare se acioneaz mecanic, ori de cte ori va fi necesar (3-4 ori pe an doar n primul an).De obicei necesitatea interveniei este semnalat de apariia pe o suprafa ct palma a 2-3 buci de buruieni mai mari de 2-3 cm.

2. Lucrari de ntreinere a culturilor de salcie energetica2.1 Combaterea buruienilor in primul an si in anii urmatoriEste foarte important ca n primul an s inem sub control absolut solul (fr buruieni) unde am plantat salcie energetic. Acesta este anul n care se dezvolt rdcina salixului, si modul cum se dezvolt n primul an, va avea efect asupra ntregii perioade de existen. O plantaie care n primul an nu a avut condiii optime de dezvoltare (sol curat n permanen, umiditate suficient) nu va avea recolta scontat n anii urmtori.n primul an intervenia pentru combaterea buruienilor se va face ori de cte ori va fi nevoie (este n funcie cum a fost pregtit solul nainte de plantaie). n anul doi n general sunt suficiente dou intervenii. Se pot administra ierbicide nainte de plantare, dar acestea nu sunt att de eficiente, ca intervenia mecanic. n cazul n care n primul an am reusit s facem o combatere eficient, n anii urmtori nu va mai fi necesar nici o intervenie, pentru c plantele se consolideaz si buruienile nu mai au condiii de dezvoltare. Si pentru acest aspect este foarte important anul I. Iarna se vor recolta lujerii, iar n primvar recolta urmtoare va fi mai dens.Este bine dac recoltarea se face mecanizat (combin, coas mecanic, utilaje speciale montate pe tractor)2.2 Administrarea de ingrsminteLa nceputul dezvoltrii plantaia de salix are nevoie de ngrsminte n specialnitrogen. Administrarea ngrsmintelor se face ori sub form de ngrsmintechimice, ori prin inundarea cu ap din staiile de epurare ale localitilor.n primii doi ani, administrarea ngrsmintelor este foarte important pentru cacesta este singura surs de mrirea fertilitii solului. n anii urmtori frunzele czuteasigur o surs de fertilitate pentru sol.Recomandarea cantitilor de ngrsminte pe parcursul anilor este urmtoarea:Anul 1- 450 kg/haAnul 2- 100-150 kg/haAnul 3- 100-150 kg/haAdministrarea ngrsmintelor se face primvara, nainte de a ncepe cresterea lujerilor si se acord o mare atenie ca utilajul folosit s nu distrug tulpina.mprstierea nmolului din staii de epurare se face ori nainte de plantaie, ori imediat dup recoltare, cu ajutorul utilajului clasic de mprstiat blegar. Nmolul asigur necesarul de fosfor (P) dar nu si necesarul de potasiu (K) motiv pentru care acesta trebuie administrat separat.

Fig.6 Cultura salcie

3. Recoltarea Salciei EnergeticeRecoltarea se face iarna, dup ce au czut frunzele. Recoltarea pe suprafee mai mari se face cu combin, completat cu un sistem special (dispozitivul H2 pentru combine Claas Jaguar). Combina taie lujerii, le toac si toctura se colecteaz ntr-o remorc tractat de un tractor (similar cu recoltarea porumbului pentru siloz)Recoltarea cu combina este productiva, dar nu in toate locurile se poate intra cu combin, datorita greutii proprii. n aceste locuri (la plantaii n suprafee de 100- 300 Ha) se recomand utilaje de recoltat atasabile tractoarelor. Aceste utilaje au o productivitate mai redus, dar o mobilitate mai mare.Plantatia se defriseaza cand devine nerentabila ( de regula dupa 25-27 ani). In vederea defrisarii, dupa ultima recoltare plantatia se lasa sa lastareasca, dupa care se administreaza glifosfat si MPCA. Dupa uscare butucii si radacinile se scot , iar terenul se reda agriculturii la categoria de folosinta initiala . Dupa 3-4 ani se poate replanta aceeasi specie .Exist uniti de utilaje de peletizare brichetare de diferite capaciti care s transforme toctura de salcie n brichete sau pelei, iar aceste produse s fie utilizate pentru nclzirea localitilor (cel puin a colilor, grdinielor, dispensarelor, etc.) din comune. Fig. 7 Fig.8 Fig. 9 Operatiuni de recoltare

4. Amenintari posibile4.1 ngheulCele mai mari pagube unei plantaii pot fi provocate de nghe. n Suedia foarte multe plantaii au suferit datorit ngheului. n prezent butasii folosii sunt rezistente la nghe, motiv pentru care aceast problem s-a ameliorat foarte mult. Este important ca plantaia s fie fcut n lunile martie-aprilie, ca plantele s aib timp s se dezvolte si s se ntreasc pn la iarn. Si acesta este un motiv n plus ca anul 1 s fie tratat foarte serios, s asigurm toate condiiile optime plantaiei ca aceasta s se dezvolte bine si s se ntreasc.4.2 Insecte daunatoaren general soiurile de salix sunt rezistente la duntori. Totusi sunt ani cnd acestia se nmulesc peste normal si creaz probleme. Daunele produse nu sunt semnificative, iar soiurile noi sunt mai rezistente. Este interzis n UE combaterea acestor duntori cu chimicale, pentru c nu exist pesticide omologate acestui scop.4.3 Rugina frunzeiEste un soi de ciuperc, care atac salixul si drept rezultat cad frunzele prematur, iar plantaia devine mai sensibil la nghe. Este un fenomen ntlnit la plantaiile btrne. Soiurile noi sunt rezistente si la aceast boal.4.4 Pagubele produse de animaleSe ntlneste fenomenul n marginile plantaiilor, unde distrugerile se datoreaz urmelor practicate de animale. n general plantele nu sunt preferate de animale, avnd un gust neplcut.

5. Tipuri de Salcie Energetica Tordis (EU 9288) Specia desalcie energeticaTordis provine din ncruciarea speciilor Tora si Ulv.Se dezvolt excepional chiar din primul an (ajungnd la nlimi de peste 4 m)n zonele din sudul Suediei i n Polonia. Tordis rezist la rugina frunzei, la secet i la temperaturi ridicate. Se recomand pentru regiunile extracarpatice ale Romniei. Inger (EU 11635) Inger provine din ncruciarea unei specii ruse (din zona Novoszibirszk) cu specia Jorr.Se dezvolt mai bine pe sol uscat dect celelalte soiuri de salcie energetica.La recoltare este mai uscat dect Tora i crete mai des, datorit numrului mai mare de lstari secundari. Aceti lstari secundari (lstari sileptice) nu sunt prea rezisteni i cad la pregtirea materiei de nmulire. i Inger rezist la rugina frunzei i la dunatori i este un soi rezistent la secet. Sven (EU 5285) Sven provine din ncruciarea lui Jorun i Bjorn. Sven are frunze lanceolate (orientate n sus), trunchi drept cu ramuri mai rare, la fel ca i Tora. Specia areo performant ridicat de producie i la fel ca Tora, rezist la rugina frunzei. Jorr (EU 0626) Jorr este o specie olandez, care rezist bine la rugina frunzei. Specia se caracterizeaz prin cretere rapid in perioada plantrii. Planta cu o tulpin de culoare verde nchis i stufoas este o specie gri dar sigur. Este caracterizat de o producie medie i o rezistent medie la rugina frunzei.Jorr este utilizat cu succes la epurarea apei reziduale, dezvoltndu-se optim i n astfel de medii. Gudrun (EU 9312) Gudrun s-a obinut din ncruciarea speciei ruse Helga i a speciei Linga-Veka Rd. Este rezistent la nghe i la diferii duntori de frunz. Are o productivitate medie i este rezistent la ciupercile de rugin. Gudrun are coninut sczut de ap la recoltare. n primul an dup plantare crete ncet, de aceea este important combaterea buruienilor. Are frunze late i de aceea dup formarea plantei nu mai necesit lucrri de combatere a buruienilor. Lujerii tineri sunt agreai de animale slbatice.Este rezistent la nghe. Tora (EU 627) Tora este o salcie siberian provenind din incruciarea speciilor SW si arpe. Specia are ramuri lungi i un trunchi mai redus fa de de alte specii. Tulpina are culoare maro nchis si este lucioas. Tora este adeseori curbat, motenind aceast particularitate de la specia arpe. Curbarea poate diferi de la an la an, n funcie de vreme i de tratamentul cu chimicale. Are o performan ridicat de producie, fapt ce l transform ntr-o specie preferat. Tora rezist ruginii frunzei i duntoriilor.6. Utilizari ale Salciei Energeticen principiu, aceasta specie a fost experimentata pentru a servi ca sursa energetica sub forma diferita de combustibil (toctura pentru termocentrale, brichete, pelei). Puterea calorica ridicata (4.900kcal/ha) o face comparabila cu alte surse de combustibil ca gaze naturale, crbune, ulei.Prin cultivarea salciei pe suprafete mai mari (1.000-1.500 ha/zona) se justifica realizarea unor investitii ca fabrici de peletizare-care vor asigura sursa energetica pentru localitati,atat n centrale termice de zona cat si n case particulare.Fcnd un calcul sumar n ipoteza ca n Romnia s-ar realiza plantaii pe 20.000 ha (n Suedia sunt peste 50.000 ha ,Ungaria n programul energetic transmis la UE pentru perioada 2007-2013 prevede extinderea plantaiilor de salcie energetica la 36.000 ha ) s-ar obine o cantitate de 1.000.000 t biomasa , din care s-ar realiza 1.000.000 t pelei ceea ce nseamn sursa de energie termica de cca. 4.900.000 Gkal energie produsa pe suprafee necultivate n prezent si aceasta sursa se repet anual.Energia termica care se poate obine din aceasta surs, asigur nclzirea a 145.000 de apartamente convenionale anual.Prin extinderea plantaiilor de salcie energetic , pe lng faptul ca reprezint o surs de energie regenerabil , pune n folosin terenuri neutilizate, se evit (sau se reduce considerabil) defisrile de pduri generate de nevoia crescnda pentru combustibil ieftin.Pe lng utilizarea n scopuri energetice, salcia energetic se utilizeaz cu succes i n urmtoarele domenii: materie prima pentru celuloza; industria farmaceutica (aspirina); materie prim pentru alcool metilic; industria hartiei; industria de mobila si lemne de constructii; constructii (drumuri temporare, protejarea malurilor apelor)

7. Avantajele cultivarii Salciei Energetice

Fig.10 Analiza comparativa intre Salcia Energetica si alte tipuri de culturi

Valorifica foarte bine terenurile impropriialtor culturi, cum ar fi, de exemplu, luncile inundabile. Avand capacitate mare de evapotranspiratie (ca. 15 20 l / m2) se utilizeaza cu succes la decantarea apei menajere (in jurul statiilor de epurare). Datorita continutului ridicat de acid salicilic, salcia tocatanu necesita depozitare inchisa. In cateva luni continutul de apa al tocaturii scade la 14 16 %, ceea ce permite prelucrarea ei fara uscare artificiala. Recoltarea culturii se realizeaza cu masini de agricultura obisnuite(combina, tractor, remorca) si in lunile de iarna (noiembrie martie, dupa caderea frunzelor) asigurand astfel o mai buna exploatare a parcului de masini si a fortei de munca. Raspandirea culturii de salcie energetica garanteazao sursa sigura si nepoluanta de energie, dar totodata protejeaza padurile si de defrisarea continua cauzata de goana dupa lemne de foc ieftine.Energie regenerabila!Perioada de viata a unei plantatii este de ca. 25 30 de ani, care, incepand de la anul al doilea, in afara de recoltare, nu necesit nici o alta interventie. (Optional aplicarea ingrasamintelor chimice pentru a obtine recolte mai mari)are o putere caloric ridicat, de4900 kcal/ kg(conform salciaenergetica.ro), mai ridicat dect a stejarului. (http://silvicultorul.wordpress.com) Emisiide ardere aproape zero De asemenea,Salix viminalisare capacitatea de a prelua anual 20-30 t/ha denmolprovenit din epurarea apelor reziduale (conform recolta.eu). Cu alte cuvinte, salcia energetic va utiliza cu succes apa neepurat biologic (proces dealtfel costisitor). rezisten ridicat i ritm rapid de cretere (vara,Salix viminaliscrete i 3 cm/zi) durat ndelungat de via a culturilor (25- 30 de ani) conform greenenergy.org.ro costuri redusede cultivare i ntreinere a culturii. Astfel, conform salciaenergetica.ro, costurile de plantare a unui hectar de teren cuSalix viminalissunt cuprinse ntre 1700-2000 euro. Investiia se face o singura dat pentru o perioad de exploatare de 25-30 de ani, iar profitul n doi ani poate fi de 2.800 euro/ ha (conform recolta.eu). n condiii favorabile (irigare intensiv), producia poate ajunge pn la 60 t/ha (conform salciaenergetica.ro), productivitatea medie fiind de 30- 40 t/ha.

8. Cifrele cheie ale investiiei

Costuri de nfiinare plantaie: aproximativ 2.300 EUR+TVA/ha

Producie: aproximativ 20-25 to/ha/an (la umiditate teoretic de 0%, ceea ce corespunde unei recolte de 35-40 to/ha la umiditate de recoltare de 40%)

Pre toctur: aproximativ 55 EUR/to (la umiditate teoretic de 0%)

Termen de recuperare al investiiei: 3 ani

Profit din exploatare (dup anul 3): 2.200 2.800 EUR/ciclu de 2 ani

Perioada de exploatare a plantaiei: 25 30 de ani

9. Concluzii

Salcia energetic este o plant agricol, care poate fi cultivat oriunde, ns rezultatele cele mai bune s-au obinut pe terenuri cu nivel de umiditate ridicat. Marele avantaj al cultivrii salciei energetice este posibilitatea utilizrii terenurilor nmltinate, care nu sunt adecvate pentru alte culturi. Recolta obinut variaz n funcie de: - calitatea terenului i umiditatea solului- calitatea lucrrilor agricole executate n anul nti- administrarea (opional) de chimicale n fiecare primvarStatisticile arat o producie medie de cca 40 to/ha. Recoltarea se poate face manual, cu coas cu motor, sau mecanizat, cu combin dotat cu un adaptor special. n acest ultim caz se obine direct toctur de salcie. Utilizarea salciei energetice se face sub form de toctur (n centrale energetice) sau sub form de brichete sau pelei. Utilizatorii salciei sunt, deci, termocentralele sau productorii de brichete i pelei. n zonele unde exist asemenea utilizatori, cumprarea salciei energetice este garantat. Unde sunt plantaii apar i utilizatorii. Cultivarea salciei energetice prezint o serie de avantaje care justific rspndirea ei pe scar larg n rile UE i datorit crora de civa ani a fost nominalizat ca plant energetic subvenionat. Valorific foarte bine terenurile improprii altor culturi, cum ar fi de exemplu luncile inundabile. Avnd capacitate mare de evapotranspiraie (cca 15-20l/mp ), se utilizeaz cu success la decantarea apei menajere (n jurul staiilor de epurare). Datorit coninutului ridicat de acid salicilic, salcia tocat nu necesit depozitare nchis. n cteva luni coninutul de ap al tocturii scade la 14-16%, ceea ce permite prelucrarea ei fr uscare artificial. Recoltarea culturii se realizeaz cu maini agricole obinuite (combin, tractor, remorc) i n lunile de iarn (noiembrie-martie), asigurnd astfel o bun exploatare a parcului de maini i a forei de munc Rspndirea culturii de salcie garanteaz o surs sigur i nepoluant de energie, dar totodat protejeaz pdurile de o defriare continu Perioada de via a unei plantaii este de circa 25-30 ani, care, ncepnd de la anul al doilea, n afar de recoltare, nu necesit nici o alt intervenie. (Opional aplicarea ngrmintelor chimice pentru a obine recolte mai mari). Producia realizat este n medie de circa 40 t/ha, aceast valoare oscilnd n funcie de tipul solului i regimul de ap. Ca utilizare n afar de scopurile energetice, salcia se mai poate utilize n urmtoarele domenii: materie prim pentru celuloz, industria farmaceutic (aspirina), materie prim pentru alcool metilic, industria hrtiei, mobil i lemne de construcii. Raspandirea culturii de salcie energetica garanteaza o sursa sigura si nepoluanta de energie, dar totodata protejeaza padurile si de defrisarea continua