+ All Categories
Home > Documents > RAPORTUL ŞTIINŢIFIC ŞI TEHNIC ÎN EXTENSO (RST)...Rezultatul principal al fazei l-a constituit...

RAPORTUL ŞTIINŢIFIC ŞI TEHNIC ÎN EXTENSO (RST)...Rezultatul principal al fazei l-a constituit...

Date post: 05-Mar-2021
Category:
Upload: others
View: 4 times
Download: 0 times
Share this document with a friend
21
PARTENERIATE IN DOMENII PRIORITARE RAPORTUL ŞTIINŢIFIC ŞI TEHNIC ÎN EXTENSO (RST) TEMA: Promovarea în România a tehnologiei de cultivare a salciei energetice (SALIX VIMINALIS) ca sursa alternativă de energie curată (TCSE) ETAPA 1: / Studiu tehnologic privind înfiinţarea şi recoltarea culturilor de salcie energetică în vederea utilizării acestora într-un sistem integrat ecologic 2012
Transcript
Page 1: RAPORTUL ŞTIINŢIFIC ŞI TEHNIC ÎN EXTENSO (RST)...Rezultatul principal al fazei l-a constituit elaborarea unui „Studiu tehnologic privind înfiinţarea şi recoltarea culturilor

PARTENERIATE IN DOMENII PRIORITARE

RAPORTUL ŞTIINŢIFIC ŞI TEHNIC ÎN EXTENSO

(RST)

TEMA: Promovarea în România a tehnologiei de cultivare a salciei energetice (SALIX

VIMINALIS) ca sursa alternativă de energie curată (TCSE)

ETAPA 1: / Studiu tehnologic privind înfiinţarea şi recoltarea culturilor de salcie

energetică în vederea utilizării acestora într-un sistem integrat ecologic

2012

Page 2: RAPORTUL ŞTIINŢIFIC ŞI TEHNIC ÎN EXTENSO (RST)...Rezultatul principal al fazei l-a constituit elaborarea unui „Studiu tehnologic privind înfiinţarea şi recoltarea culturilor

PARTENERIATE IN DOMENII PRIORITARE

Rezumatul etapei

Elaborare „Studiu tehnologic privind înfiinţarea şi recoltarea culturilor de salcie

energetică în vederea utilizării acestora într-un sistem integrat ecologic” are la bază

prezentarea unor date acumulate de specialiştii din parteneriat.

În cadrul activităţilor de cercetare – dezvoltare este prezentat stadiul actual pe plan intern

şi în lume privind tehnologiile de plantare,de recoltare şi tocare salcie energetică, şi este propusă

varianta tehnologiei ce urmează a fii implementată.

Politica energetică europeană este orientată către obiectivele pe termen lung, stabilite

pentru prima dată în 1995, în Cartea albă privind „Politica energiei pentru Uniunea Europeană”,

urmată de Cartea verde „Către o strategie europeană privind siguranţa aprovizionării cu energie” şi

raportul ulterior referitor la aceasta.

Comisia, Parlamentul şi Consiliul subliniază faptul că politica energetică trebuie să se

înscrie în obiectivele generale ale politicii economice europene bazată pe integrarea pieţei şi

dereglementare şi că intervenţia publică trebuie să se limiteze la ceea ce este strict necesar pentru

garantarea intereselor şi bunăstării colective, a dezvoltării durabile, a protecţiei consumatorilor şi a

coeziunii economice şi sociale. Cu toate acestea, dincolo de aceste obiective generale, politica

energetică trebuie să urmeze o serie de obiective specifice care conciliază competitivitatea,

securitatea aprovizionării şi protecţia mediului. În 2005, Comisia a publicat un „Raport referitor la

Cartea verde privind energia” care propune iniţiative de promovare a măsurilor care vizează

ameliorarea calitativă şi cantitativă a aprovizionării energetice.

Europa se confrunta cu mari provocari în domeniul energiei: cum putem asigura resurse de

energie, cum putem creşte siguranţa furnizării de energie şi cum putem reduce emisiile de gaze cu

efect de seră. Trebuie asigurată cresterea economica, dar, in acelasi timp, trebuie asigurată

siguranţa că putem dezvolta societatea intr-o maniera sustenabila. Aceste cerinţe impun actiuni

drastice în context international.

Cea mai abundentă resursa regenerabilă de pe planetă este Biomasa. Aceasta include

absolut toată materia organică produsă prin procesele metabolice ale organismelor vii.

Plantele energetice sunt considerate resurse regenerabile şi sunt promovate prin

culturi dedicate pentru obţinerea de energie, respectând regulile economice, obţinerea de

producţii mari cu inputuri minime.

Culturile de salcie pentru biomasă determină creşterea diversităţii habitatului, fiind situate

în areale agricole şi nu în suprafeţele exploatate forestier. Aceste culturi pot valorifica terenurile în

pantă, fixînd solul şi îmbunătăţind calitatea acestuia, pot indeplini rol de bioremediere a solurilor

poluate extrăgînd ionii ce se găsesc în exces şi pot fi utilizate pentru redarea circuitului productiv a

unor terenuri puternic degradate (halde de steril, soluri saline, erodate, nisipoase, etc).

Prin înfiinţarea culturilor de salcie pentru biomasă se promovează dezvoltarea rurală şi

protecţia mediului.

Cultura de salcie pentru biomasă este recomandată în zonele cu nivel ridicat al

precipitaţiilor sau pe soluri cu aport freatic. Cultivarea salciei creează locuri de munca noi, pentru persoane necalificate

În lucrare sunt prezentate:

1. Tehnologia de obtinere a salciei energetice, care constă în:

- pregătirea preliminară ce începe în anul anterior plantarii, si se efectuiaza in scopul

eliminarii buruienilor si distrugerii rădăcinilor acestora;

- pregătirea finală: se executa primavara dupa dezghetarea solului.

Cele mai multe dintre procedurile de pregatire a terenului pentru cultivarea salciei

energetic sunt practici comune în agricultură

Page 3: RAPORTUL ŞTIINŢIFIC ŞI TEHNIC ÎN EXTENSO (RST)...Rezultatul principal al fazei l-a constituit elaborarea unui „Studiu tehnologic privind înfiinţarea şi recoltarea culturilor

PARTENERIATE IN DOMENII PRIORITARE

Recoltarea se face în timpul pauzei vegetale, după căderea frunzelor (servesc ca

îngrăşământ) deci în lunile noiembrie-martie, o perioada când utilajele agricole nu sunt utilizate

pentru altceva.

2. Materialul saditor La infiintarea culturilor de salcie energetica se vor folosi in mod

obligatoriu numai butasi din soiuri performante, rezistente la îngheţ, rugina şi

insecte,cu viteză mare de crestere. Pentru plantaţii se pot utiliza numai butaşi rezultaţi

din pepiniere autorizate.

3. Plantarea salciei energetice Plantarea trebuie să fie efectuată în primăvara după

ultima fază de combatere a buruienilor şi de pregătire a solului, atunci când

temperatura este de peste +5 º C. Plantarea se poate face manual sau mecanizat

semiautomat sau automat.

4. Lucrări de întretinere şi fertilizare a culturilor de salcie energetic 4.1 Combaterea buruienilor. Controlul eficient al buruienilor este esential

pentru plantatiile de salcie energetica nou înfiintate. În primul an

intervenţia pentru combaterea buruienilor se va face ori de câte ori va fi

nevoie.

4.2 Fertilizarea La începutul dezvoltării plantaţia de salix are nevoie de

îngrăsăminte – în special azot. Acestea pot fi: organice, chimice sau

minerale (nămoluri provenite de la instalaţiile locale de tratare a

deşeurilor, apă şi nămoluri din staţiile de epurare ale localităţilor).

4.3 Boli si daunatori: Rugina frunzei, insecte, îngheţul şi pagube produse

de oameni şi animale domestic sau sălbatice.

5. Tehnologii de recoltare a salciei energetice. Salcia energetica (Salix viminalis.) are

un ciclu de 2-3 ani, deoarece această perioadă oferă cea mai bună opţiune pentru

producţia de biomasă. În funcţie de zonele de cultură, recoltarea se efectuează în

perioada noiembrie-martie, după căderea frunzelor şi atunci cand rădăcinile lor sunt în

fază latentă cu cele mai multe substante nutritive stocate în părţile subterane, precum şi

conţinutul de umiditate al lemnului este la nivelul minim (cca. 50%). Recoltarea poate

fi efectuată:

5.1 Manual (topoare,drujbe, coasă cu motor, etc.), pentru suprafeţe mici.

Mecanizat, pentru suprafeţe mari, cu utilaje speciale care se aleg în funcţie de mărimea

suprafeţele de recoltat: de la maşini simple (şi mai ieftine) care pot recolta până la cca. 50

ha/sezon până la maşini mai complexe şi mai robuste (dar şi mai scumpe) care pot recolta 300 -

350 ha/sezon sau chiar combine cu adaptor pentru salcie, care însă sunt rentabile numai la

suprafeţe mari, (800 - 1.000 ha/sezon).

5.2 Mecanizat. Sub formă de tulpini întregi, sub formă de baloţi şi sub formă de

tocătură. Alegerea mecanismului de taiere este un lucru important in proiectarea culturilor de

salcie. Sistemul de taiere va intampina simultan tulpini de diametre diferite. Tulpinele au tendinta

de a se rupe vertical de pe trunchi. De aceea unele tulpini formeaza o indoitura intre trunchi si

pozitia verticala. Taierea unei indoituri presupune o energie mai mare decat la o portiune dreapta

deoarece aria orizontala de taiere este mai mare.

6. Situaţia actuală privind echipamentele de obţinere a biomasei din salcie energetic.

Sunt prezentate principalele realizari în domeniu în ţară şi pe plan mondial.

7. Alegerea soluţiei optime. Ţinând cont de cerinţele agrotehnice pentru salcia energetică,

s-a propus o nouă tehnologie de obţinere şi prelucrare a acesteia şi au fost propuse solutiile pentru

proiectarea şi realizarea unui echipament tehnic de plantare a salciei energetic şi a unuia pentru

recoltarea şi tocarea acesteia, după concepte noi şi utilizarea în fermele mici şi mijlocii în scopul

asigurării independenţei energetice şi folosirea unei energii curate.

Page 4: RAPORTUL ŞTIINŢIFIC ŞI TEHNIC ÎN EXTENSO (RST)...Rezultatul principal al fazei l-a constituit elaborarea unui „Studiu tehnologic privind înfiinţarea şi recoltarea culturilor

PARTENERIATE IN DOMENII PRIORITARE

Descrierea ştiinţifică şi tehnică

Obiectivele proiectului: Ca obiective proiectul îşi propune:

stimularea creşterii investiţiilor sectorului privat în CDI, în colaborarea cu institute

de cercetare, în vederea facilitării finalizării şi transferului rezultatelor către piaţă.

realizarea, in parteneriat cu SC Mecanica Ceahlău, unitate specializată în

constructia ulilajelor agricole, si un agent economic, a unei tehnologii si a 2 (două) echipamente

tehnice menite sa rezolve problemele complexe socio-economice de prioritate naţională şi

actualitate internaţională şi anume: înlocuirea surselor energetice fosile (cărbuni, petrol, etc) cu

surse alternative (arderea de culturi energetice), care au un ritm de creştere foarte accelerat (cca.

3cm/zi în timpul verii), cu o putere energetică mare (4900Kcal/Kg), ardere cu emisii de gaze

aproape zero şi costuri de producţie foarte mici, pentru atingerea ţintei propusă de România ca

până în 2020 cca 65% din totalul energiei regenerabile consumate va proveni din biomasă.

Planta care se pretează cel mai bine pentru această destinaţie este salcia energetică.

Investiţia se face o singură dată,(durata de exploatare fiind de 25-30 ani) şi pune în folosinţă

terenuri neutilizate, se evită (sau se reduc considerabil) defrişările de păduri generate de nevoia

crescândă pentru combustibil ieftin.

Principala utilizare a biomasei din lemn de salcie energetică va fi încălzirea clădirilor

(locuinţelor, şcolilor, dispensarelor, grădiniţelor etc.) din comune.

crearea unor locuri de munca noi, pentru persoane necalificate. Recoltarea se face în

timpul pauzei vegetale, după căderea frunzelor (servesc ca îngrăşământ) deci în lunile

noiembrie-martie,o perioada când utilajele agricole nu sunt utilizate pentru alte lucrări.

preluarea anual a 20-30 t/ha de nămol (ca îngrăşământ natural) provenit din epurarea

apelor reziduale. Aceasta proprietate, pe lângă avantajul ca într-o zona unde plantaţia

poate fi inundată cu reziduuri de la staţii de epurare, creste mai repede, apele reziduale nu

trebuiesc epurate biologic (operaţie costisitoare) iar pe de alta parte apele rezultate de la

staţii de epurare ajung în râuri foarte curate, evitând poluarea apelor dar si costurile

suplimentare datorita plăţilor de penalizare pentru calitatea necorespunzătoare a apelor

revărsate;

Identificarea, alegerea, şi realizarea soluţiilor optime brevetabile pentru obţinerea de

rezultate competitive, cu posibilitatea finalizării şi obţinerii unui model funcţional care să

satisfacă cererea de combustibil a unei ferme, independentă din punct de vedere

energetic, prin obţinerea de produse ecologice şi biodegradabile.

Creşterea capacităţii de a accede pe piaţa UE şi racordarea la aria europeană de CD.

Rezultate

Rezultatul principal al fazei l-a constituit elaborarea unui „Studiu tehnologic privind

înfiinţarea şi recoltarea culturilor de salcie energetică în vederea utilizării acestora într-un

sistem integrat ecologic”.

În acest studiu sunt arătate bazele şi scopul întocmirii lucrării, ce vine în sprijinul

obligativităţii ca şi România, ca membră a Uniunii Europene să-şi aducă aportul la reducerea

substanţială a consumului de combustibili clasici prin înlocuirea acestora cu combustibili

biodegradabili.

Valorificarea potenţialului agricol prin încurajarea culturilor alternative de plante energetice,

precum este salcia energetică, în vederea asigurării unei surse energetice alternative de combustibil

solid, reprezintă un deziderat energetic actual cu largi perspective de dezvoltare în cultura de câmp

din România. În ultimii ani a luat o amploare deosebită cultivarea salciei energetice pe suprafeţe

tot mai mari, mai cu seamă că în urma negocierilor cu UE şi implementarea aquis-ului comunitar

Page 5: RAPORTUL ŞTIINŢIFIC ŞI TEHNIC ÎN EXTENSO (RST)...Rezultatul principal al fazei l-a constituit elaborarea unui „Studiu tehnologic privind înfiinţarea şi recoltarea culturilor

PARTENERIATE IN DOMENII PRIORITARE

referitor la culturile arabile (cereale, oleaginoase, culturi proteice, etc.) fiecare ţară membră a

Uniunii a primit o cotă din suprafaţa totală mai mică decât cea existentă, rămânând astfel

disponibile importante suprafeţe ce pot fi utilizate pentru cultivarea unor plante cu potenţial

energetic ridicat în vederea asigurării energiei necesare pentru consumul propriu în ferme,

microferme, etc. (surse de energie alternative). Tehnologia rezultată este complexă prezentând soluţii optime, performante, soluţii

potenţial brevetabile pentru modelele experimentale ce urmează a fii realizate. La această fază s-a

avut în vedere identificarea, alegerea soluţiilor tehnice pentru realizarea obiectivului propus. În

studiul tehnologic realizat sunt prezentate descrierea, funcţionarea şi principalele caracteristici ale

modelelor experimentale propuse, ce trebuie să răspundă cerinţelor actuale de a fi competitive şi la

nivelul celor mai renumite firme din domeniu, pe plan intern şi internaţional. Noutatea constă în

realizarea pentru prima oară în ţară a:unei tehnologii privind înfiinţarea şi recoltarea culturilor de

salcie energetică, în vederea utilizării acestora într-un sistem integrat ecologic şi anume:

tehnologia de mecanizare privind înfiinţarea şi recoltarea culturilor de salcie energetică, epoci de

plantare, caracteristicile butaşilor, scheme tehnologice de plantare; a unui nou echipament tehnic

pentru înfiinţat culturi de salcie şi a unui echipament tehnic pentru recoltarea salciei energetice;

Echipamentele tehnice fundamentate în acest studiu şi care urmează a fi realizate şi

implementate în fabricaţia de serie prezintă caracteristici tehnice şi parametri de exploatare

competitivi la nivel internaţional (consumuri energetice reduse, facilităţi în exploatare, fiabilitate

ridicată).

“Studiu tehnologic privind înfiinţarea şi recoltarea culturilor de salcie energetică în vederea

utilizării acestora într-un sistem integrat ecologic” a fost structurat astfel:

A. Consideraţii generale privind biomasa

Biomasa este partea biodegradabilă a produselor, deşeurilor şi reziduurilor din agricultură,

inclusiv substanţele vegetale şi animale, silvicultură şi industriile conexe, precum şi partea

biodegradabilă a deşeurilor industriale şi urbane. (Definiţie cuprinsă în Hotărârea nr. 1844 din

2005 privind promovarea utilizării biocarburanţilor şi a altor carburanţi regenerabili pentru

transport). Biomasa reprezintă resursa regenerabilă cea mai abundentă de pe planetă. Aceasta

include absolut toată materia organică produsă prin procesele metabolice ale organismelor vii.

Biomasa este prima formă de energie utilizată de om, odată cu descoperirea focului. Energia

înglobată în biomasă se eliberează prin metode variate, care însă, în cele din urmă, reprezintă

procesul chimic de ardere (transformare chimică în prezența oxigenului molecular, proces prin

excelentă exergonic). Energia înglobată în biomasă se eliberează prin metode variate, care însă, în

cele din urmă, reprezintă procesul chimic de ardere [transformare chimică în prezenţa oxigenului

molecular, proces prin excelentă exergonic (fără aport de energie din exterior)].

Formele de valorificare energetică a biomasei sunt:

Arderea directă cu generare de energie termică;

Arderea prin piroliză, cu generare de singaz (CO + H2);

Fermentarea, cu generare de biogaz (CH4) sau bioetanol (CH3-CH2-OH) în cazul

fermentării produşilor zaharaţi; biogazul se poate arde direct, iar bioetanolul, în amestec cu

benzina, poate fi utilizat în motoarele cu combustie internă;

Transformarea chimică a biomasei de tip ulei vegetal prin tratare cu un alcool şi generare

de esteri, de exemplu metil esteri (biodiesel) şi glicerol. In etapa următoare biodieselul

purificat poate fi ars în motoarele diesel;

Degradarea enzimatică a biomasei cu obţinere de etanol sau biodiesel;

Page 6: RAPORTUL ŞTIINŢIFIC ŞI TEHNIC ÎN EXTENSO (RST)...Rezultatul principal al fazei l-a constituit elaborarea unui „Studiu tehnologic privind înfiinţarea şi recoltarea culturilor

PARTENERIATE IN DOMENII PRIORITARE

Celuloza poate fi degradatâă enzimatic la monomerii săi, derivaţi glucinici, care pot fi

ulterior fermentaţi la etanol.

Conform legislaţiei Uniunii Europene, “biomasa reprezintă fracţia biodegradabilă a produselor

deşeurilor şi reziduurilor din agricultură (inclusiv substanţele vegetale şi cele animale), domeniul

forestier şi industriile conexe acestuia, precum şi fracţia biodegradabilă din deşeurile municipale şi

cele industriale”

Utilizarea biomasei creşte cu pasi repezi. În unele state dezvoltate biomasa este utilizată destul

de intens, spre exemplu, Suedia, care îşi asigură cel puţin 15% din necesitatea în surse energetice

primare. Suedia planifică pe viitor creşterea volumului biomasei utilizate concomitent cu

închiderea staţiilor atomo- şi termo-electrice, care utilizează combustibil fosil. În SUA 4%, din

energie este obţinută din biomasă, aproape de cantitatea obţinută la staţiile atomo-electrice, astăzi

funcţionând instalaţii cu capacitatea totală de 9000 MW, unde se arde biomasa cu scopul obţinerii

energiei electrice. Biomasa cu uşurinţă poate asigura peste 20% din necesităţile energetice a ţării.

Altfel spus, resursele funciare existente şi infrastructura sectorului agrar permite înlocuirea

completă a tuturor staţiilor atomice, fără a influenţa preţurile la produsele alimentare.

Întreaga viaţă de pe pământ se bazează pe plantele verzi, care transformă bioxidul de carbon şi

apa din atmosferă în materie organică şi oxigen folosind energia oferită de soare. Acest proces se

numeşte fotosinteză.

Bioxidul de carbon din atmosferă şi apa de pe pământ sunt combinate prin procesul de

fotosinteză rezultând carbohidraţii care formează elementele constitutive ale biomasei. Energia

solară este acumulată prin fotosinteză în legăturile chimice ale componentelor structurale ale

biomasei. Când biomasa este arsă, oxigenul din atmosferă se combină cu carbonul din plante

producând bioxid de carbon şi apă. Procesul este ciclic pentru că bioxidul de carbon ajuns în

atmosferă este absorbit din nou de plante (fig. 1).

Fig.1 Circuitul carbonului în natură

Biomasa este principalul combustibil rural fiind folosit mai ales pentru încălzirea spaţiului

şi a apei, precum şi pentru pregirea hranei.

Conform Deciziei Comitetului Executiv al Mecanismului Dezvoltii nepoluante de

pe lângă Protocolul de la Kyoto, biomasa este considerată regenerabilă în cazul în care cel puţin

una din următoarele 5 (cinci) condiţii este respectată:

1. Biomasa provine din zone împitădurite unde:

Pe terenurile respective statutul de pădure este menţinut în continuare;

Sunt aplicate practici de management durabil pentru asigurarea stocării unei

anumite cantităţi de carbon;

Respectarea reglementărilor la nivel local sau naţional privind pădurile şi

conservarea naturii.

2. Biomasa este un material lemnos provenit de pe terenuri arabile şi/sau fâneţe unde:

Terenurile respective ramân în continuare arabile/fâneţe sau zona respectivă

este împădurită;

Sunt aplicate practici de management durabil pentru asigurarea stocării unei

anumite cantităţi de carbon şi acesta să nu se reducă în timp;

Page 7: RAPORTUL ŞTIINŢIFIC ŞI TEHNIC ÎN EXTENSO (RST)...Rezultatul principal al fazei l-a constituit elaborarea unui „Studiu tehnologic privind înfiinţarea şi recoltarea culturilor

PARTENERIATE IN DOMENII PRIORITARE

Sunt valabile reglementări la nivel local sau naţional cu privire la păduri,

terenuri agricole şi conservarea naturii.

3. Biomasa este un material nelemnos provenit de pe terenuri arabile şi/sau fâneţe

unde:

Terenurile respective ramân în continuare arabile/fâneţe sau zona respectivă

este împădurită;

Sunt aplicate practici de management durabil pentru asigurarea stocării unei

anumite cantităţi de carbon şi acesta să nu se reducă în timp;

Sunt valabile reglementări la nivel local sau naţional cu privire la păduri,

terenuri agricole şi conservarea naturii.

4. Biomasa reprezintă rezidii de origine biologică (reziduuri de biomasă), utilizarea

cărora în diferite scopuri nu presupune micşorarea stocurilor de carbon (lemne uscate,

maculatură, carbon organic din sol) în zona din care biomasa este colectată. Aceste

reziduuri forestiere nu reprezintă biomasegenerabilă, deoarece colectarea şi utilizarea

lor va duce la micşorarea stocului de carbon din zona considerată.

5. Biomasa este fracţiunea nefolosită a deşeurilor industriale sau municipale. Dacă niciuna din aceste condiţii nu este satisfăcută, biomasa este considerată

neregenerabilă.

B. Biomasa obţinuta din salcia energetică

Salix viminalis (Fig. 2 ), răchită comună sau răchită, este o specie de salcie (Salix) originara

din Europa şi vestul Asiei. Salcia energetică( Salix Viminalis) -este o planta lemnoasă sub formă

de tufă un arbust cu multiple crengi avand ramuri lungi, flexibile, drepte, cu coaja gri-verzui.

Frunzele, lungi si subtiri, au 10-25 cm lungime, dar numai 0.5-2 cm latime, sunt de culoare verde

închis, cu un puf mătăsos dedesubt. Florile au forma de mâţisori, şi apar la începutul anului,

primăvara , înainte de frunze; au matasori de sex masculin şi feminin pe plante separate.

Fig. 2 Cultură de Salcie Viminalis

Page 8: RAPORTUL ŞTIINŢIFIC ŞI TEHNIC ÎN EXTENSO (RST)...Rezultatul principal al fazei l-a constituit elaborarea unui „Studiu tehnologic privind înfiinţarea şi recoltarea culturilor

PARTENERIATE IN DOMENII PRIORITARE

Se pare însă că cea mai rentabilă dintre plantele lemnoase (şi din ce în ce mai populară) este

specia-hibrid Salix viminalis, obţinută în laboratoarele din Suedia.

Abia după 30 de ani de utilizare în ţări precum Suedia, Ţările Baltice, Slovenia, Polonia şi

Ungaria, salcia energetică a ajuns şi în România. Există multe informaţii publicate cu privire la

această specie, aşa că vă voi prezenta pe scurt, cu liniuţă, câteva aspecte importante privind

cultivarea şi folosirea salciei energetice ca sursă alternativă de energie.

Culturile de salcie pentru biomasă determină creşterea diversităţii habitatului, fiind situate în

areale agricole şi nu în suprafeţele exploatate forestier. Aceste culturi pot valorifica terenurile în

pantă, fixând solul şi îmbunătăţind calitatea acestuia, pot îndeplini rol de bioremediere a solurilor

poluate extrăgînd ionii ce se găsesc în exces şi pot fi utilizate pentru redarea circuitului productiv a

unor terenuri puternic degradate (halde de steril, soluri saline, erodate, nisipoase, etc).

Cultura de salcie pentru biomasă poate fi recoltată în mod repetat de 15-20 de ori înainte de

a fi necesară replantarea. Costul lucrărilor de îngrijire la salcie este redus comparativ cu speciile

agricole clasice, folosind pesticide în cantităţi reduse. Perioada de viata a unei plantatii este de cca.

25 – 30 de ani, care, incepand de la anul al doilea, in afara de recoltare, nu necesită nici o alta

interventie. Producerea de biomasă din salcie reduce nevoia de combustibili fosili şi produse

petroliere.

Salcia poate fi transformată într-o varietate de resurse nepoluante şi sustenabile ce includ:

Căldură şi electricitate prin combustie directă, ardere împreună cu cărbunii şi prin

gazeificare;

Produs biodegradabil în alţi polimeri;

Biocombustibili.

În afara utilizării pentru producerea de bioenergie şi alte bioproduse, salcia este ideală

pentru numeroase alte scopuri:

tampon riveran – barieră naturală ce împiedică pătrunderea chimicalelor în rîuri şi lacuri,

fitoremediere – salcia are capacitatea dea curăţa solul contaminat,

reţinerea zăpezii – plantată strategic salcia poate împidica viscolirea zăpezii,

managementul apelor uzate – culturile de salcie pentru biomasă au capacitatea de a reţine

contaminanţii din apele uzate.

Prin înfiinţarea culturilor de salcie pentru biomasă se promovează dezvoltarea rurală şi

protecţia mediului deoarece:

biomasa de salcie este combustibil cu carbon neutru ce participă la reducerea încălzirii

globale,

se reduce nevoia pentru sursele de energie fosilă, chimicale şi combustibili convenţionali,

combustia biomasei din salcie determină reducerea apariţiei ploilor acide,

reduce eroziunea şi poluarea solurilor,

poate genera surse suplimentare de venit pentru populaţia rurală şi apariţia de noi locuri de

muncă în comunitate.

datorita continutului ridicat de acid salicilic, salcia tocata nu necesita depozitare inchisa. In

cateva luni continutul de apa al tocaturii scade la 14 – 16 %, ceea ce permite prelucrarea ei

fara uscare artificiala.

poate fi folosită cu succese remarcabile în industria farmaceutică (obţinerea aspirinei).

C. Tehnologii de infiinţare şi recoltare a culturilor de salcie energetica

La înfiinţarea unei culture de salcie energetică trebuie respectat un calendar care constă în:

Înainte de plantare-(anul precedent plantarii)

Stabilirea amplasamentului

Pregatirea preliminara a terenului

Page 9: RAPORTUL ŞTIINŢIFIC ŞI TEHNIC ÎN EXTENSO (RST)...Rezultatul principal al fazei l-a constituit elaborarea unui „Studiu tehnologic privind înfiinţarea şi recoltarea culturilor

PARTENERIATE IN DOMENII PRIORITARE

Comandarea butasilor

În anul 1

Combaterea buruienilor

Pregatirea terenului

Plantarea

Tratamentul cu ierbicide (în max. 8 zile după plantare)

Combaterea mecanică a buruienilor

Recoltarea

În anul 2

Prăşit mecanic

Fertilizare

Plantaţiile de salix au în anul 1 o recoltă de cca.10-15 % din recolta unei plantaţii mature (o

plantaţie este matură din anul trei). În acest an se dezvoltă rădăcina si se consolidează planta.

După prima recoltare tulpina devine mai densă (mai mulţi lujeri pe o tulpină). În anul 2

producţia rezultată este de cca 30-35 % din recolta unei plantaţii mature.

Începând din anul 3 recolta este cea maximă (30-35 to/ha, la o umiditate de cca. 30%) ceea

ce se menţine în toţi anii următori.

În viaţa unei plantaţii anul 1 este determinantă. În această perioadă trebuie să avem grijă

deosebita de plantaţie. În anii următori aproape nu mai avem alte intervenţii decât periodic (la 2-3

ani)se face recoltarea si administrarea de îngrăsăminte chimice (sau naturale) în vederea obţinerii

unei recolte mai mari.

1. Pregatirea terenului

a) pregatirea preliminara-(se executa in anul precedent infiintarii plantatiei):

- ierbicidat

- scarificat

- aratură adâncă de toamnă (30-35 cm)

- discuit

b) pregatirea finala-(se executa primavara inainte de plantare):

- ierbicidat

- maruntit

- nivelat

2. Plantarea a) manuala

b) mecanizată

- semiautomata

- automata

3. Întretinerea plantaţiei

a) Combaterea buruienilor

- mecanic

- chimic

b) Fertilizarea culturii

- cu îngrasaminte chimice

- cu ingrasaminte organice

- cu namolururi de la statiile de tratare

Page 10: RAPORTUL ŞTIINŢIFIC ŞI TEHNIC ÎN EXTENSO (RST)...Rezultatul principal al fazei l-a constituit elaborarea unui „Studiu tehnologic privind înfiinţarea şi recoltarea culturilor

PARTENERIATE IN DOMENII PRIORITARE

Fig. 3 Tehnologii de înfiintare şi recoltare a plantaţiilor de salcie energetică

Page 11: RAPORTUL ŞTIINŢIFIC ŞI TEHNIC ÎN EXTENSO (RST)...Rezultatul principal al fazei l-a constituit elaborarea unui „Studiu tehnologic privind înfiinţarea şi recoltarea culturilor

PARTENERIATE IN DOMENII PRIORITARE

4. Recoltarea

a) manual

b) mecanizat

- sub forma de tulpini întregi

- sub forma de tocatura de diferite dimensiuni

- sub forma de baloti

D. Materialul saditor. Plantarea nu se poate face la voia intamplarii.

La infiintarea culturilor de salcie energetica se vor folosi in mod obligatoriu numai butasi din soiuri

performante, rezistente la îngheţ, rugina şi insecte, cu viteză mare de crestere. Soiurile de salcie

energetică (înregistrate în UE) constituie rodul muncii a peste 50 de ani de cercetări al unor specialişti

suedezi. Aceste plante reprezintă proprietatea intelectuală a cercetătorilor, iar înmulţirea lor neautorizată

intră sub încidenţa Codului Penal.

Pentru plantaţii se pot utiliza numai butaşi rezultaţi din pepiniere autorizate. Butaşii plantaţi au un

diametru de 1 până la 3 centimetri şi o lungime de 20 centimetri.

. Furnizarea materialului saditor catre beneficiar se poate realiza in doua moduri in functie de

tipul echipamentului de plantare:

a) lujeri de salcie cu lungimi de 2-2,5 m, livraţi în cutii de carton (Fig 4)

Fig. 4 Material săditor sub forma de lujeri

b) butaşi gata tăiaţi la lungimea de 18-20 cm şi cu diametrul de1-3 cm furnizaţi în cutii de carton cu

dimensiunile:l= 40 cm, L=60 cm, H=20 cm,cu 1200 buc. Sau în snopi ( Fig.5 )

Fig. 5 Material săditor sub formă de butaşi

Tijele de salcie sunt tăiate în iarnă şi depozitate până la plantare într-o cameră de depozitare la

rece la -4 ° C , înainte de a fi livrate în cutii cu câteva zile înainte de plantare. Este important ca acele

Page 12: RAPORTUL ŞTIINŢIFIC ŞI TEHNIC ÎN EXTENSO (RST)...Rezultatul principal al fazei l-a constituit elaborarea unui „Studiu tehnologic privind înfiinţarea şi recoltarea culturilor

PARTENERIATE IN DOMENII PRIORITARE

cutii să fie ţinute la umbră. Tijele de salcie sunt recoltate din plantatii de un an, in perioada decembrie-

martie când plantele sunt latente.

Dacă tijele / butaşii sunt lăsate/lăsaţi la temperaturi de peste 0 ° C, apare o pauză în hibernare lor, pot

dezvolta radacini iar mugurii pot exploda. Acest lucru va duce la o reducere a continutului de apa şi de

nutrienţi şi în final la reducerea viabilităţii materialului săditor. Calitatea butaşilor utilizaţi este foarte importantă,de aceea materialul săditor trebui să fie

achizitionat numai de la o sursă cu experienţă în domeniu. În unele ţări în care cultura salciei energetice

este subventionată, pentru rambursarea costurilor de investiţii cu materialul de plantare, se cere factura

din care să rezulte că acesta a fost achiziţionat de la o unitate certificata în domniul producerii

materialului saditor. Butaşii sunt de obicei recoltaţi din pepiniere în perioada decembrie - martie, înainte

de pornirea în vegetaţie. Această planificare garantează că mugurii de plante sunt complet latenţi şi

materialul de plantare este de calitate. Odată ce mugurii au început să izbucnească, butaşi nu se vor mai

înrădăcină cum trebuie şi vor pierde o cantitate semnificativă de apă prin transpiraţie, prin muguri. În

aceste cazuri plantarea de material ar trebui să fie evitată deoarece nu este garantata calitatea plantaţiei

nou înfiinţate. În cazul în care nu este posibil plantarea butaşilor imediat după livrarea materialului

săditor, acesta ar trebui să fi depozitat în frigidere la o temperatură cuprinsă între -2 ° C şi -4° C. Pentru

a evita pierderea de umiditate în timpul depozitării, butaşii pot fi ambalaţi în saci din folie de plastic. În

acest caz însă sacii trebuie să fie controlaţi din timp în timp, pentru a evita dezvoltarea mucegaiului.

Din punct de vedere al orientării lor, butaşii trebuie să fie întotdeauna păstraţi în poziţia lor

naturală de creştere. În timpul transportului şi înainte de plantare, butaşii trebuie să fie păstraţi într-un

mediu răcoros şi protejat împotriva luminii directe a soarelui.

În funcţie de tipul utilajelor de plantare care urmează să fie folosite, materialul săditor poate fi livrat sub

formă de butaşi pre-tăiaţi la lungimi de 15-25cm sau ca tije (lujeri) de lungime 2-3m.

În timpul plantării, acesti lujeri vor fi tăiaţi în mod automat în butasi de lungime

corespunzătoare, la trecerea acestora prin capetele de plantare a masinii de plantat. Diametrul optim al

butaşilor ar trebui să fie de 1-3cm măsurat la punctul de mijloc.

Controlul de calitate al materialului săditor poate fi efectuat în laborator prin plasarea unui număr

de butaşi în apă şi menţinerea lor la temperatura camerei la lumina zilei timp de 14 zile. În acea

perioadă, la butaşii sănătoşi, ar trebui să apară rădăcini vizibile si unele spargeri ale mugurilor. Este

important să se verifice orientarea corectă a materialului săditor în ambalaje de depozitare. Unii

furnizori marcheaza partea de sus a butaşilor cu un marker sau vopsea pentru a se asigura de corecta lor

orientare pe verticală în momentul plantarii.Culorile diferă în funcţie de soiul de salcie. (Fig.6 )

Fig.6 Ambalarea şi marcarea

butasilor de salcie

Page 13: RAPORTUL ŞTIINŢIFIC ŞI TEHNIC ÎN EXTENSO (RST)...Rezultatul principal al fazei l-a constituit elaborarea unui „Studiu tehnologic privind înfiinţarea şi recoltarea culturilor

PARTENERIATE IN DOMENII PRIORITARE

Cu câteva zile înainte de plantare, este util de a plasa butaşii într-un recipient umplut cu apă la

temperatura camerei, în scopul de a declanşa creşterea timpurie a acestora. Pentru acelasi scop, cutiile cu

butasi pot fi depozitate îninte de plantare la marginea tarlalei, în santuri cu apa (Fig.7).

Fig. 7 Material săditor stocat într-un şanţ cu apă ce asigură absorbţia de apă necesară pentru a grăbi

înrădăcinarea după plantare

E. Plantarea salciei energetice

Plantarea trebuie să fie efectuată în primăvara după ultima fază de combatere a buruienilor şi de

pregătire a solului, atunci când temperatura este de peste +5 º C. Această temperatură este necesară

pentru a permite butaşilor declanşarea cresterii. Creşterea optimă a salciei energetice se realizează în

intervalul de temperatură 15 ° C - 26 ° C, creşterea minimă în intervalul de 5 ° C -10 ° C şi maximă în

intervalul 30 ° C - 40 ° C. Dacă plantarea este posibilă mai devreme cu atat mai bine, deoarece în acest

caz plantele beneficiază mai bine de umiditate din sol, acumulată după topirea zăpezii. Dacă un sezon

uscat este prognozat după faza de plantare propusă, o mai mare perioada de stocare a butaşilor în apă

înainte de plantare poate fi benefică. În scopul de a asigura sustenabilitatea plantatiilor de salcie pe

parcursul întregii perioade de exploatare, trebuie să fie respectate cele mai bune practici atât pentru

calitatea materialului săditor cât si la stabilirea tehnologiei de plantare. În mod normal plantarea salciei

energetice incepe la mijlocul lunii martie şi se poate executa până la sfârşitul lunii mai. Ideal, ar trebui să

înceapă cât mai devreme în primăvara dacă condiţiile de teren şi de vreme sunt prielnice. Dacă vremea

permite, sezonul de plantare poate fi extins până la sfârşitul lunii iunie. Plantarea timpurie înseamnă o

mai bună perspectivă de dezvoltare a plantaţiei în timpul primului an.

În ceea ce priveste infiintarea plantaţiilor de salcie energetica, se cunosc mai multe tehnologii de

plantare dintre care mai reprezentative sunt: sistemul european si sistemul nord-american.

Sistemul european (fig.8 şi fig.9)

Plantarea se face în câte două rânduri la distanţe de 75 cm între ele, urmat de un spaţiu liber de 150

cm, după care iar două rânduri cu distanţe între ele de 75 cm. Distanţa între doi butasi (în lungul liniei)

este de 59-65 cm. La un ha teren sunt necesare cca 14.000 buc. butasi.

Page 14: RAPORTUL ŞTIINŢIFIC ŞI TEHNIC ÎN EXTENSO (RST)...Rezultatul principal al fazei l-a constituit elaborarea unui „Studiu tehnologic privind înfiinţarea şi recoltarea culturilor

PARTENERIATE IN DOMENII PRIORITARE

Fig. 8 Sistemul de plantare european Fig.9 Plantaţie în sistem european

Sistemul nord-american ( Fig. 10 )

Se aplica mai ales in SUA si Canada. Structura de plantatie in sistemul nord american (dezvoltat

mai ales in estul Canadei) constă in plantarea a 6 randuri la 1,5 m distanta si 3 metri distanta la fiecare

grup de 6 randuri. Distanta intre plante pe rand este de 0,3 m.

Fig. 10 Plantaţie în sistem nord-american

Aceasta spatiere a fost pusa in aplicare pentru a facilita întreţinerea mecanica, în timp ce in

Europa spatierea a fost facuta pentru a facilita ierbicidarea culturilor de salcie energetica. De asemenea,

distanţa dintre rânduri este adaptată pentru a permite accesul facil al utilajelor de recoltat precum si a

echipamentelor de preluare si transport al produsului, indiferent sub ce forma s-a facut recoltarea

acestuia (tulpine intregi sau tocatura de diferite marimi). Este lesne de inţeles ca la alegerea tehnologiei

de plantare trebuie sa se tina cont de sistema de masini ce se va folosi la operatiiele urmatoare (

intretinerea plantatiei si recoltarea tulpinelor de salcie).

De asemenea este foarte important să se planifice procesul de plantare si in ceea ce priveste

utilizare rationala a spaţiului în câmp. Rândurile ar trebui să fie stabilite în aşa fel încât la capatul lor sa

existe o pista amenajata pentru descarcarea produsului recoltat si cai de acces pentru utilajele de

transport ce vor prelua recolta. La sfârşitul rândului trebuie să existe o zonă de întoarcere de 8-10 m,

Page 15: RAPORTUL ŞTIINŢIFIC ŞI TEHNIC ÎN EXTENSO (RST)...Rezultatul principal al fazei l-a constituit elaborarea unui „Studiu tehnologic privind înfiinţarea şi recoltarea culturilor

PARTENERIATE IN DOMENII PRIORITARE

pentru că utilajele de exploatare au nevoie de spatiu pentru a putea intra in lan. În cazul în care la

capetele plantatiei exista şanturi adânci, zona de întoarcere trebuie să fie de aproximativ 10 m, în caz

contrar sunt suficienti 8 m. Pe partile laterale ale plantatiei se va lasa un spatiu de 3 m.

F. Echipamente de plantat

Maşina de plantat ROTOR (Fig. 11)

semiautomată, este compusă dintr-o senilă cu

lant cu zale, cu lătimea de 10 cm , fiecare cu un

cilindru de 5 cm diametru, in fiecare cilindru

fiind un piston cu o cursa de 23 de cm cu 2

scripeti. Aceasta este mentinuta intinsa cu

ajutorul unor role de ghidare cu arc de recul si

atasata la sasiul masinii. Cand zaua se afla in

partea de sus a lantului, pistonul se lasa in jos

datorita greutatii proprii permitand operatorului

sa introduca butasul in cilindru.

Fig.11 Masina de plantat Rotor

Cand tractorul trage masina, zalele sunt miscate in spatele rolei de antrenare iar scripetii ce

acţioneazăul piston incep sa se roteasca pe planul inclinat conectat cu scutul rolei de antrenare. In acest

fel pistonul se lasa in jos si introduce butasul in sol.

Maşina de plantat Quick-wood forest

(FIG. 12) a fost proiectată să planteze butasi în

soluri compacte. Este o masina montata in spate

si echipata cu un sistem hidraulic conecatat la

un tractor. Elementul de plantare este format

dintr-un brazdar cu cate o aripioara pe fiecare

parte a plugului si o pereche de agatatoare in

spatele barei de otel drepte. Elementul de

plantare este actionat de un cilindru hidraulic cu

dublu efect controlat de operator cu o parghie si

poate avea o pozitie de umplere paralel cu

pamantul si una de plantare cu o rotatie inainte

de 90 de grade. In spatele brazdarului, 2 role de

presare compacteaza solul in lateralele butasilor.

In stanga masinii este un loc pentru operator si

suport pentru butasi. Distanta intre butasi

variaza in functie de viteza tractorului si

frecventa de plantare

Fig. 12Maşina de plantat Quick-wood

forest

Maşina de plantat “Salix Maskiner”

(fig. 13) este caracterizat prin 2 unitati de

plantare, actionate de o transmisie centrala

hidraulica de la un tractor de minim 60 kw.

Distanta între butasi pe rand este controlata de

variatia pozitiei unui scripete care modifica

frecventa plantarii. Masina opereaza direct cu

lujeri de salcie,ce se introduc intre 2 benzi de

Page 16: RAPORTUL ŞTIINŢIFIC ŞI TEHNIC ÎN EXTENSO (RST)...Rezultatul principal al fazei l-a constituit elaborarea unui „Studiu tehnologic privind înfiinţarea şi recoltarea culturilor

PARTENERIATE IN DOMENII PRIORITARE

cauciuc care le conduc spre capul de plantare in

partea de jos a mecanismului. Tijele sunt apoi

taiate in butasi de catre masina care le impinge

vertical intr-un orificiu. In spatele masinii de

plantat, 2 roti de presare inchid rigola.

Lungimea de butasi variaza intre 10-20 cm cu

pasi de 2 cm. diametrul lujerilor variaza intre 8-

20 mm si lungime intre 800-2500 mm. Lucrul

cu aceasta masina implica 1 operator care să

manevreze lujerii de salcie in dispozitiv.

Fig. 13 Maşinade plantat “Salix

Maskiner”

Masina de plantat Berto (fig. 14) este

echipata cu o unitate de lucru. Aceasta este utila

la butasi de pana la 55 de cm lungime si 30 mm

diametru. Unitatea de plantare este compusa

dintr-o roata motoare cu niste dispozitive care

sustin butasii si a-i planta cand ajung spre

pamant. Butasii sunt pusi intr-o brazda facuta de

un brazdar. Solul este apoi compactat de niste

roti ajustabile. Masina se poate adapta automat

la iregularitatile solului.

Fig. 14 Maşina de plantat Berto

Maşină automată de plantat salcie energetică

EGEDAL (fig. 15). Este o masina care este proiectata sa taie si sa

planteze butasi de salcie intr-o singura operatie.

Este compusa dintr-un mecanism de taiere cu o

toba care taie salcia la aproximativ 20 de cm

lungime. Dupa aceea taietura va fi plantata

vertical in bratul de plantare actionat hidraulic.

Masina este conceputa ca sa planteze 4 rânduri

simultan in timp ce operatorii stau confortabil.

Masina este conceputa pentru a face plantarea

rapid si economic.

Fig. 15 Maşina de plantat automat EGEDAL

G. Recoltarea salciei energetice

De obicei, salcia energetica (Salix viminalis.) are un ciclu de 2-3 ani, deoarece această perioadă

oferă cea mai bună opţiune pentru producţia de biomasă. Aici parametrul critic este diametrul plantelor

deoarece cele mai eficiente utilaje de recoltat salcie taie lăstari cu un diametru de până la 8 cm, fără

probleme. În funcţie de zonele de cultură, recoltarea se efectuează în perioada noiembrie-martie, după

căderea frunzelor şi atunci cand rădăcinile lor sunt în fază latentă cu cele mai multe substante nutritive

Page 17: RAPORTUL ŞTIINŢIFIC ŞI TEHNIC ÎN EXTENSO (RST)...Rezultatul principal al fazei l-a constituit elaborarea unui „Studiu tehnologic privind înfiinţarea şi recoltarea culturilor

PARTENERIATE IN DOMENII PRIORITARE

stocate în părţile subterane, precum şi conţinutul de umiditate al lemnului este la nivelul minim (cca.

50%). Perioada de iarnă, fără îndoială, oferă o mai mare oportunitate agricultorilor, deoarece aceasta

este, de obicei, o perioada din an mai liniştită în ceea ce priveştete volumul de muncă, dar în acelaşi

timp, în această perioadă cresc cantitaţile de precipitaţii (ploi sau ninsori ) ceea ce îngreunează

activităţile de recoltare. Recoltarea cu utilaje având pneuri necorespunzătoare are ca efect distrugerea

structurii solului. Se recomandă ca în aceste situaţii sa se utilizeze pe cât posibil utilaje specifice de

recoltare cu anvelope mari sau cu senile cauciucate.

Recoltarea salciei energetice se poate realiza:

a) manual;

b) mecanizat.

Recoltarea manuala (Fig. 16) Se executa de catre personal specializat, cu scule sau unelte

manevrate manual (topoare,drujbe, coasă cu motor, etc.). Se foloseste pentru suprafete mici iar tulpinele

se recolteaza intregi. Productivitatea in acest caz este mica iar cheltuielile cu forta de munca sunt mari si

de aceea aceasta metoda se foloseşte numai atunci când recoltarea mecanizată este mai puţin rentabilă

(suprafete mici) sau este imposibil de aplicat (culturi amplasate pe terenuri inaccesibile echipamentelor

de recoltare mecanizată).

Fig. 16 Recoltarea manuală a salciei energetice

Recoltarea mecanizata Se foloseste în cazul suprafetelor mai mari, cu utilaje speciale care se

aleg în funcţie de mărimea suprafeţele de recoltat: de la maşini simple (şi mai ieftine) care pot recolta

până la cca. 50 ha/sezon până la maşini mai complexe şi mai robuste (dar şi mai scumpe) care pot

recolta 300 - 350 ha/sezon sau chiar combine cu adaptor pentru salcie, care însă sunt rentabile numai la

suprafeţe mari, (800 - 1.000 ha/sezon).

Echipamentele pentru recoltarea mecanizată a salciei energetice se pot clasifica dupa mai multe criterii:

a)- după modul de recoltare a tulpinilor:

- sub formă de tulpini întregi;

- sub formă de tocătură de diferite dimensiuni;

- sub formă de baloţi.

b)- după modul de deplasare în lucru:

- tractate;

- autopropulsate.

c)- după numărul de rânduri recoltate la o trecere:

- pe un rând;

- pe două rânduri.

Page 18: RAPORTUL ŞTIINŢIFIC ŞI TEHNIC ÎN EXTENSO (RST)...Rezultatul principal al fazei l-a constituit elaborarea unui „Studiu tehnologic privind înfiinţarea şi recoltarea culturilor

PARTENERIATE IN DOMENII PRIORITARE

H. Echipamente de recoltat şi tocat salcie energetică

a) Recoltarea salciei energetice sub formă de tulpini întregi (Fig. 17)

Echipamentele de recoltare salcie sub forma de tulpini sunt tractate.Ele sunt concepute să

recolteze salcia de pe rănduri simple sau duble.

Tulpinile intregi sunt folosite mai ales pentru stabilizarea malurilor raurilor, decontaminarea

solului sau izolatii acustice pentru pereti. Pentru a asigura o buna regenerare, perioada intre recoltare si

plantare trebuie sa fie cel putin 3 saptamani.

Trunchiurile intregi mai pot fi folosite pentru a

produce energie in diferite procese de bioproductie. Este

obligatorie o perioada de depozitare. Conservarea este

foarte simpla si riscurile degradarii practic nu exista. Nu

este necesara o infrastrcutura pentru depozitare iar

pierderile sunt mici. Pastrarea trunchiurilor intregi va

genera beneficii deoarece uscarea se face natural fără

cheltuieli suplimentare. La recoltare , salcia din Europa are

umiditate intre 53-55%.

Fig.17 Recoltarea salciei pe un rând

Conţinutul de apă poate să scadă la 19% dupa 7 luni de depozitare. La acest nivel de umiditate ,

lemnul este gata pentru a fi transformat in energie , fara alte operatii suplimentare. Trunchiurile trebuie

doar maruntite. In Canada , umiditatea la recoltare este intre 45-47%.

b) Recoltarea salciei energetice sub formă de tocătură (Fig. 18 şi Fig. 19) Echipamentele de recoltat salcie energetică sub forma de tocătură sunt autopropulsate sau

tractate. Prin construcţia lor pot realiza recoltarea salciei pe rânduri simpe sau duble . Caracteristica

acestor tipuri de utilaje constă în faptul că după taierea tulpinilor ,acestea sunt tocate în fragmente de

dimensiuni cuprinse între 2-8mm, iar tocătura obţinută este încărcată direct în remorci tehnologice.

Remorcile tehnologice de colectare a tocaturii pot fi tractate caz în care acestea se deplasează lateral cu

echipamentul de recoltat (Fig18 ), sau sunt cuplate în spatele echipamentului( Fig.19)

Fig. 18 Recoltarea salciei pe rânduri duble cu Fig 19. Recoltarea salciei pe rânduri duble cu

încarcarea tocaturii în remorci ce se deplasează încarcarea tocaturii în remorci ce se deplasează

lateral în spatele utilajului de recoltat

Page 19: RAPORTUL ŞTIINŢIFIC ŞI TEHNIC ÎN EXTENSO (RST)...Rezultatul principal al fazei l-a constituit elaborarea unui „Studiu tehnologic privind înfiinţarea şi recoltarea culturilor

PARTENERIATE IN DOMENII PRIORITARE

Majoritatea utilajelor de recoltat salcie sub forma de tocatură sunt realizate prin adaptarea

utilajelor agricole de recoltat furaje , trestie de zahăr sau alte plnte agricole.

Recoltarea tulpinilor de salcie sub formă de tocătura este metoda de recoltare cea mai folosita in

Europa mai ales pentru producerea de energie , prin gazeificare si combustie. De asemenea trebuie

redusa umiditatea sub 30% pentru a putea produce energie. Lemnul tocat poate fi de asemenea folosit si

pentru industria hartiei sau pentru lemnul presat , fara a fi necesare alte tratamente.

Transformarea in bucatele la recoltare implica folosirea unui container sau remorci pentru

transportul imediat al salciei. Camioanele si remorcile trebuie echipate cu cauciucuri late pentru a reduce

presiunea si a minimiza deteriorarea drumurilor. Recoltarea se face pe un rând (Fig. 20) sau pe două

rânduri (Fig.21).

Fig 20 Echipament tractat de recoltat salcie pe Fig. 21 Echipament tractat de recoltat

pe un rând salcie pe două rânduri

c) Recoltarea salciei energetice sub formă de baloturi (Fig. 21 şi Fig. 22)

Sistemul de recoltare a tulpinilor de salcie sub forma de baloturi este un concept simplu. Într-o

singură trecere, cu un singur operator, utilajul destinat acestui scop, taie si compactează biomasa într-un

balot rotund si dens. Dupa formare baloturile sunt lasate pe teren, de unde pot fi colectate în orice

moment după recoltare. Acestea pot fi livrate direct catre centralele termice sau pot fi depozitate pentru

o utilizare ulterioara.

Fig. 21 Recoltarea sub formă de baloturi Fig. 22 Câmp cu baloturi de salcie

Baloturile de biomasa nu se vor deteriora in timpul depozitarii o perioada lunga de timp chiar

daca au fost recoltate în condiţii de umezeală. Un avantaj al acestei tehnologii este că biomasa se usucă

natural fără riscul combustiei spontane, crescănd potentialul caloric.

Page 20: RAPORTUL ŞTIINŢIFIC ŞI TEHNIC ÎN EXTENSO (RST)...Rezultatul principal al fazei l-a constituit elaborarea unui „Studiu tehnologic privind înfiinţarea şi recoltarea culturilor

PARTENERIATE IN DOMENII PRIORITARE

I. Soluţia propusă

Ţinând cont de realizările pe plan mondial şi de cerinţa crescândă de biomasă din salcie

energetică, pentru promovarea şi în România a unei tehnologii performante de înfiinţare şi recoltare a

culturilor de salcie energetică cu un grad ridicat de mecanizare şi parametrii tehnico-economici la

nivelul cerinţelor UE, este necesară proiectarea, realizarea şi încercarea a câte unui echipament tehnic de

plantare şi de recoltare sub formă de tocătură cu următoarele caracteristici:

1. Echipament tehnic de plantat salcie energetică

- Tipul purtat

- Putere tractor CP 80-150 CP

- Modul de acţionare a elementelor de plantat mecanic

- Numărul de brăzdare 2

- Lungimea butaşilor, mm 180…250

- Diametrul butaşilor, mm 5…25

- Distanţa între rânduri cm 75

- Distanţa dintre rândurile plantate cm 150

- Distanţa între doi butaşi (în lungul liniei), cm 50…100

- Numărul de butaşi la hectar, buc/ha 8500…17000

- Productivitate, ha/h 0,6…1,2 2.

Modelul experimental de echipament tehnic de plantat salcie energetică va avea în componenţă

următoarele subansambluri principale: cadru, brăzdare, mecanisme de plantat cu braţe şi pensete de

prindere butaşi, patine pentru limitarea adâncimii de plantat, lăzi pentru butaşi, dispozitiv de antrenare şi

tasare, marcatoare de urmă, dispozitiv acţionare marcatoare de urmă, scaun pentru operator şi copertină

pentru protecţie solară a acestuia.

2. Echipament tehnic de tăiat si tocat salcie energetică -Tip tractat

-Putere tractor, CP 150-200

-Număr de rânduri 2

-Distanta intre rânduri, cm 75

-Viteza de deplasare in lucru, km/h 2.5

-Capacitatea de recoltare, ha/h 0.2

-Turatie priza de putere tractor , rot.-1

1000

-Tip transmisie mecanică

-Dimensiuni gabarit

-Lungime, mm 3020

-Latime, mm 3500

-Înaltime, mm 4500

-Masa, kg 3000

-Lungimea tocăturii, mm 20-50

Materialul este introdus în toba de tocare sub un unghi fata de orizontala de max 26°,

executandu-se o taiere prin alunecare a materialului.

Echipamentul de taiere-tragere se rabate fata de toba de tocare permitand accesul la cutite si

contracutite in vederea reglarii jocului cat si schimbarii lor in caz de uzura.

Tot echipamentul are o pozitie de lucru si una de transport, făcând posibila accesabilitatea pe

drumurile publice.

Page 21: RAPORTUL ŞTIINŢIFIC ŞI TEHNIC ÎN EXTENSO (RST)...Rezultatul principal al fazei l-a constituit elaborarea unui „Studiu tehnologic privind înfiinţarea şi recoltarea culturilor

PARTENERIATE IN DOMENII PRIORITARE

Toata transmisia sectiei de taiere-tragere se primeste de la toba de tocare prin intermediul unei

cuple de cardan si a unui reductor cu 2 turatii la iesire: una pentru discul de taiere si alta pentru valturile

de tragere. Va fi prima maşină specializată în recoltarea şi tocarea biomasei ce va fii realizată în

România.

Modelele experimentale ce vor fi realizate vor asigura parametrii calitativi de lucru superiori şi

soluţii care să le confere siguranţă în exploatare şi în transport, fiabilitate sporită, întreţinere şi reglaje

simple şi uşor de efectuat.

Modul de diseminare a rezultatelor.

Având stabilită tehnologia de înfiinţare a unei culturi de salcie energetică şi de recoltare a

acesteia, urmată de elaboraraea documentaţiei de execuţie, până la sfârşitul anului 2012 va fi publicat un

articol într-o revistă de specialitate. Până la 31.08. 2013 va fi publicat un articol intr-o revistă de

specialitate cotată ISI, iar până la data de sfârşitul anului 2013 va fi pregătită şi depusă o propunere de

brevet naţional.


Recommended