Štefan Števanec inovator obnovljivih izvora energije: Iznimna ogrjevna vrijednost oklasaka kukuruza

Oklasci kukuruza (oklasak, šepurina, štruk ili klip bez zrna i komušine) kao nusproizvod žetve kukuruza imaju raznovrsne primjene. Nekada, dok se žetva obavljala ručno, oljuštena zrna koristila su se kao visokoenergetsko sredstvo za ogrjev. Danas se, ako su granulirana na odgovarajući način, (potencijalno) koriste kao sredstvo za zaštitu od buke ili izolaciju u industriji namještaja, građevini, farmaciji, kemijskoj industriji itd.

Zbog svoje iznimne apsorpcije, jer kilogram suhih oklasaka mljevenih na odgovarajući način može upiti do 2,5 litre tekućine – mogu se upotrijebiti i za saniranje izlijevanja opasnih tekućina, kao stelja na gospodarstvima ili u krletkama za manje kućne ljubimce. Sa svim prednostima oklasaka upoznao nas je Štefan Števanec iz Borejaca kod Tišine u Prekmurju u Sloveniji, koji još od 2014. koristi klipove za ogrjev na svome gospodarstvu.

Specijalizirani žitni kombajni

Za Štefana možemo reći da je inovator i pol dok nas sa suprugom Jolankom vodi gospodarstvom. Nude brojne strojne usluge, od kojih je najvažnija usluga žetve četirima univerzalnim žitnim kombajnima. Ujedno obavlja i druge strojne poljoprivredne radove, kao što je sortiranje, čišćenje i sušenje žitarica te drugih sjemenki. Sam je izradio većinu strojeva. Vrhunske su kvalitete i obavljaju svoje zadatke već dugo vrijeme.

Zajednička poljoprivredna politika (ZPP) u skladu sa specifičnim ciljevima Strateškog plana 2023. – 2027. unutar okvira intervencije IRP31 Potpora za projekte EIP potiče tehnološki razvoj i uvođenje novih rješenja za otklanjanje konkretnih, specifičnih problema i ciljeva u području poljoprivrede. Između ostalog u području smanjenja negativnih utjecaja na okoliš te ublažavanja i prilagođavanja klimatskim promjenama.

Sušenje žitarica veliki je trošak ako upotrebljavate fosilna goriva. Dugo je Štefan razmatrao ideju upotrebe jeftinijih obnovljivih izvora energije za ogrjev. Nadogradnjom kombajna htio je prilikom žetve kukuruza prikupiti i oklaske za ogrjev kao nusproizvod uz kukuruznu svilu i komušinu koji pada na njivu i najčešće se zakopava.

Iako su ga u navedenom području pretekli izrazito osviješteni Austrijanci, kada je riječ o raznovrsnoj upotrebi obnovljivih izvora, njegov sustav prikupljanja oklasaka kukuruza tijekom žetve ipak je drukčiji i poseban. Na stražnjem dijelu svoga žitnog kombajna marke Case postavio je poseban koš volumena 5 kubičnih metara. Kombajn je nadograđen dodatnim sklopom koji skuplja oklaske u posebnom bunkeru. Iza sklopa za čišćenje postavljeno je korito za hvatanje u koje padaju oklasci i ponešto komušine. Većina komušine iza kombajna uglavnom padne na tlo.

U koritu za hvatanje nalazi se pužni transporter za poprečni prijenos oklasaka u uređaj za rezanje koji ih reže na manje dijelove i prenosi pored ventilacije gdje se uklanja većina komušine. Odande se oklasci odvode u dodatni bunker gdje se privremeno spremaju. Posebna transportna traka prenosi oklaske iz bunkera u prikolicu pokraj kombajna. To se može obaviti dok kombajn miruje ili tijekom vožnje na njivi. Kombajn se pritom ne zaustavlja, što je iznimno važno u smislu utroška vremena za žetvu ili berbu kukuruza.

Njiva se ne osiromašuje

Zanimanje za grijanje pomoću oklasaka isprva je bilo značajno. A Štefan Števanec tvrdi da je među rijetkima koji upotrebljava oklaske za ogrjev. Budući da se prilikom žetve jednog hektara kukuruza prikupi oko 15 kubičnih metara oklasaka, na što otpada nešto manje od 1300 kg suhe tvari, žetvom nekoliko hektara kukuruza možete znatno uštedjeti na grijanju.

Količina ovisi o hibridu. Ovisno o hibridu i vremenu berbe, među oklascima može se naći komušina koja nije povoljna za samo skladištenje oklasaka. Upotreba oklasaka kao nusproizvoda ne utječe previše na količinu biljnih ostataka na njivi nakon berbe kukuruza za zrno. "Odnošenjem" oklasaka s njive tlo nije osiromašeno organskom tvari. Njihovom potrošnjom ne nastaje dilema u vezi s time hoće li se poljoprivredna površina iskoristiti za proizvodnju hrane i krmiva ili za stvaranje energije.

Upotreba oklasaka kao goriva podrazumijeva korištenje obnovljivih izvora energije. Važna je za ugljični otisak suhih zrna jer je emisijski faktor oklaska kao obnovljivog izvora energije nula, stoga njegova upotreba ne doprinosi velikome ugljičnom otisku sušenih zrna. Oklasak kao energent stječe veću dodanu vrijednost nego da ostane na njivi.

Obitelj Števanec pohranjuje oklaske u posebnome skladišnom prostoru gdje ih najprije suše kako bi nakon jedne godine postali obnovljivi izvor energije spreman za ogrjev. Iznenadila nas je velika vlažnost pri žetvi zrna kukuruza. Primjerice, ako vlažnost zrna iznosi 20 %, oklasak je gotovo dvostruko vlažniji, odnosno 40 %. Štefan je nadogradio svoj kombajn gnječilicom kako bi zgnječio svaki klip i na taj način zdrobio sredinu oklaska radi bržeg sušenja. Želi da oklasci imaju što manje komušine jer ona uzrokuje pljesnjivost biomase.

Ulaganja u obnovljive izvore energije

Digitalizacija i inovacije uvode se suviše sporo i postupno u poljoprivredu, a pritom nisu iskorišteni ni potencijali prijelaza iz kružnog u biogospodarstvo. Zbog zahtjeva europskoga zelenog plana i postroženja ekoloških standarda nužno je posvetiti mnogo veću pažnju prilagodbi industrije na smanjenje ekološkog i klimatskog otiska. Prepoznati izazovi namjeravaju se riješiti intervencijom IRP36 Ulaganja u obnovljive izvore energije, koja je ciljano usmjerena na poticanje ulaganja u restrukturiranje i modernizaciju poljoprivredne i prehrambene industrije, što obuhvaća ulaganja u zelenu i digitalnu transformaciju, uključujući prijelaz na kružno i biogospodarstvo.

Ulaganja u osnovna sredstva na poljoprivrednim gospodarstvima i u poljoprivrednoj industriji ubrzat će primjenu novih tehnologija, digitalizacije (npr. putem IT opreme, pristupa digitalnim rješenjima), a posljedično znanja i inovacija.

Za ogrjev i sušenje žitarica

Štefan Števanec odlučio je postaviti novu sušaru za zrna koja upotrebljava oklaske kao energent. Kao inovator u duši, većinu sušare izgradio je prema svojim nacrtima. Nadogradio je i sustav za rekuperaciju (povrat topline). Topli vlažni zrak koji oslobađa sušara zagrijat će svježi zrak iz okolice pomoću rekuperatora. Time je dodatno poboljšao energetsku bilancu sušenja.

Postavio je horizontalnu sušaru s jednokratnim punjenjem. U prostoru za sušenje nalaze se dva boksa dimenzija 9 x 4,5 kubičnih metara (ukupno 13,5 kubičnih metara). Na dnu boksa nalaze se vodoravna sita. Zrak za sušenje pravokutno se uvodi u sušaru. Navedena dva boksa opremljena su miješalicom koja se pomiče uzduž i poprečno po boksu. Bez miješanja u boksu duž vertikale tijekom sušenja nastaju tri područja: suha zrna na dnu, područje sušenja i područje vlažnih zrna, zbog čega zrna mogu biti neravnomjerno osušena. Svježa zrna slažu se u boksove pomoću viličara i zahvatne košare. Boksove se naginje (prevrće) nakon pražnjenja kako bi se istresla zrna na transportnu traku ili zahvatnu košaru na viličaru.

Ogrjevna vrijednost 17,5 MJ po kg

Stručnjaci iz odjela za poljoprivrednu tehniku i energetiku Poljoprivrednog instituta Slovenije rekli su nam da se ispravno osušeni i zdrobljeni oklasci prije gorenja u pećima mogu dodati drvnim sječkama zbog njihove veće energetske iskoristivosti i sprječavanja nastanka taloga u kaminskim pećima.

Energetska vrijednost oklasaka kukuruza vrlo je visoka, ako se računa suha tvar: 17,5 MJ/kg ili 4,87 kW/h za jednaku količinu. To znači da je njihova vrijednost u biti vrlo slična energetskoj vrijednosti kilograma drvnih sječki. Odnosno: 2,5 kg oklasaka istovjetno je litri loživa ulja čija je ogrjevna vrijednost 42,60 MJ/kg. Stručnjaci s Poljoprivrednog instituta Slovenije također su upozorili na "mane“ grijanja oklascima u običnim pećima na kruta goriva. Pri takvom grijanju oslobađa se klor koji može korodirati na pećima. Kod vrlo specijaliziranih peći s gotovo maksimalnom iskoristivošću oklasci se mogu koristiti kao samostalno gorivo.

Kotlovnica velikog kapaciteta

U kotlovnici je postavljen kotao Fröling Turbomat 250 KOM nazivne snage 250 kW. Kotao Turbomat sustav je potpuno automatiziranoga grijanja različite drvne građe, uključujući i oklaske. Kanal pužnog dozatora ima oblik trapeza radi lakšeg unosa i savršene fleksibilnosti pri upotrebi goriva različitih veličina. Kod goriva visoke vlažnosti prethodno se suše ogrjevni materijali. U kotao je ugrađen okomit troputni izmjenjivač topline i sustav za optimizaciju iskoristivosti.

Proizvodnja topline namijenjena je zagrijavanju zraka za sušenje u sušari zrna te za zagrijavanje stambene kuće i sanitarne vode. Pojedinci upozoravaju na upotrebu poljoprivredne biomase kao goriva zbog opasnosti od nastanka korozije u kotlu zbog utjecaja klora. Grijač kotla Turbomat KOM u cijelosti je izrađen od šamota na koji moguća korozija ne utječe u tolikoj mjeri kao na obični lim kotla. Nakon grijanja oklascima Števanec i serviseri utvrdili su da se kotao troši gotovo jednako kao i u slučaju upotrebe drvnih sječki.

Prema podatcima Ureda za statistiku Republike Slovenije, 2024. godine posijano je 41.780 hektara kukuruza za zrno. Pri prosječnom prinosu oklasaka 1285 kg/ha teoretski potencijal iznosi 53.690 tona suhih klipova.

Zagrijana (vruća) voda odlazi u toplinski spremnik ili izravno do izmjenjivača topline voda/zrak (snage 2 × 160 kW i 2 × 85 kW), gdje se toplina veže sa zrakom koji zatim suši zrna. Zrak prenose dva centrifugalna ventilatora snage 7,5 i 4 kW te protoka 8800 i 5000 m3/h koji usisavaju zrak kroz izmjenjivač topline i prenose zagrijani (vrući) zrak za sušenje u sušaru. Temperatura zagrijanog zraka za sušenje iznosi najviše 70 Celzijevih stupnjeva. Temperatura zraka za sušenje inače se automatski prilagođava ovisno o tome jesu li zrna namijenjena za krmivo, prehranu ili sjetvu, pri čemu je temperatura zraka za sušenje znatno niža. Količina, odnosno protok zraka prilagođava se pomoću frekvencijskih regulatora na ventilatorima, što uvelike ovisi i o propusnosti zrna za zrak za sušenje.

Ako je ogrjevna vrijednost 17,5 MJ/kg, ogrjevna vrijednost navedenih oklasaka iznosi 939 TJ, što je istovjetno ogrjevnoj vrijednosti 22.050 tona loživa ulja. Budući da su oklasci obnovljivi izvor energije, njihovom upotrebom (kao goriva) smanjuje se emisija ugljikova dioksida koje proizvodi loživo ulje. U praksi još moramo razdvojiti ekonomski, tehnički i uporabni potencijal oklasaka koji su trenutačno znatno niži.

Optički stol za čišćenje i sortiranje

Na kraju obilaska razgledali smo i pametnu investiciju na gospodarstvu. Radi se o optičkom stolu za čišćenje zrna, tj. žitarica. Navedeni stroj automatski čisti prinos od različitih nečistoća, primjesa te oštećenih, nepravilnih i zaraženih zrna pomoću optičkog prepoznavanja. Stroj ima dva kanala i četiri različite kamere na kanalima. Sortira grah, mak, pir, sjemenke suncokreta, djeteline za sjeme, ječam, pšenicu, pšenoraž, sjemenke bundeve, kukuruz i ostala zrna. Gospodarstvo Števancovih veliko je 14 hektara i koristi optički stol za sortiranje svojega graha trešnjevca i laškoga graha koji još nazivaju i "keber" u Prekmurju.

Aktualno je i sortiranje kukuruza tvrdunca koji prodaju za kukuruzno brašno. Također pružaju strojne usluge drugim poljodjelcima koji dovoze žito ili zrna na optički stroj za čišćenje.

Najnovije ulaganje za potrebe gospodarstva kupnja je novog kombajna Case 8250 koji sprijeda umjesto kotača ima gusjenice s hidrauličkim ovjesom za vožnju po cesti. Prednost gusjenica veća je naležna površina, odnosno 1,5 kvadratnih metara po gusjenici, a tlak na tlo iznosi tek 0,94 kg po cm2. Kao primjer za usporedbu možemo navesti običnu gumu kombajna naležne širine 800 mm. U njezinu slučaju tlak na tlo iznosi čak 3,37 kg na cm2. Takvi kombajni na gusjenicama posebno su prikladni za žetvu na vlažnom tlu kako tlo ne bi bilo previše zbijeno.

Tekst i fotografije: Kristijan Hrastar, Kmečki glas (SLO), voditelj projekta Zeleni ZPP, zeleni ŽIVOT

Proizvodnju ovog sadržaja sufinancirala je Europska unija. Iznesena mišljenja i stavovi odražavaju isključivo stav autora i ne moraju se podudarati sa stavovima Europske unije. Ni Europska unija ni tijelo koje dodjeljuje bespovratna sredstva ne mogu se smatrati odgovornima za njih.