Taimede biomassid ja kütteväärtus
Aastatel 2008–2011 viidi Eesti Maaülikooli juures läbi katse, kus uurimise alla võeti suure produktiivsusega ühe- ja mitmeaastased taimed, millel võiks Eesti tingimustes olla bioenergia tootmisel potentsiaali.
Üheaastastest kultuuridest uuriti lähemalt kanepit (sordid ‘USO-31’, ‘Chameleon’, ‘Santhica 27’, ‘Finola’) ja energiapäevalille (sort ‘Wielkopolski’), mitmeaastastest heintaimedest olid katses seitse taimikut: päideroog (sort ‘Pedja’), ohtetu luste (sort ‘Lehis’), harilik kerahein (sort ‘Jõgeva 220’) ja ida-kitsehernes (sort ‘Gale’) puhaskülvina ning eespool nimetatud kõrrelise segukülv ida-kitsehernega. Üheaastaseid põllukultuure kasvatati neljal lämmastikväetise foonil: 1) kontrollvariant, N0; 2) mineraalne ammoniumnitraat N100; 3) Tartu reoveesete (lämmastiku kogus arvestatud 100 kg N ha–1); 4) sealäga (100 kg N ha–1).
Heintaimede saagikust võrreldi N0P0K0, N0P30K60, N60P30K60 ja reoveesette foonil. Reoveesete laotati lappidele iga vegetatsiooniperioodi alguses ja seda anti koguses, mis vastas lämmastiku normile 60 kg ha–1.
Kanep ja päevalill
Kanepi ja päevalille biomassi suurust mõjutasid usutaval määral nii kasutatud väetis kui ilmastik. Eestis tehtud katses oli kanepisaak väiksem, võrreldes Rootsis ja Soomes tehtud analoogsete katsetega. Põhjuseks võis siin olla madalam mullaviljakus.
Nelja katseaasta keskmisena saadi kõige suurem maapealne biomass nii kanepi kui ka päevalille puhul reoveesettega väetatud alalt. Ilmselt oli siin põhjuseks asjaolu, et komposteeritud reoveesettes olnud lämmastik mineraliseerus mullas aeglaselt ja oli kiire kasvuperioodi ajaks taimedele paremini kättesaadav.
Veiseläga lämmastik oli selleks ajaks (juuni lõpp – juuli esimene pool) juba leostunud või lendunud ja taimede jaoks kaduma läinud. Päevalille puhul oli maapealne biomass N100 ja läga variantidel statistiliselt võrdne.
Päevalille ja eriti kanepi biomassi kujunemist mõjutas olulisel määral ka ilmastik. Kanepi biomassi hektarisaak kõikus aastate ja väetisvariantide lõikes 1,2–13,1 t vahel kuiv-aines. Sademete vähesus 2011. a juuni lõpus põhjustas kanepi biomassi saagi märgatava vähenemise, sest selleks ajaks oli kanep jõudnud kiire kasvu perioodi, aga sademete vähesus takistas toitainete kättesaadavust.
Päevalille biomass oli kõige väiksem 2010. a, sest sademete hulk juulis 2010 oli vaid 12 mm, kuid päevalille biomassi kujunemise seisukohalt on juuli sademed olulised.
Heintaimede saagikus
Oluliselt sõltus kolme võrreldud kõrrelise kuivainesaak kasutatud N allikast.
Päideroo ja ohtetu luste saak mineraalväetise ja reoveesettega väetatud variandis kuigivõrd ei erinenud. Usutavalt kõige väiksem oli see segus ida-kitsehernega N0P0K0 foonil. Keraheina saak oli suurim mineraalväetisega väetatud variandis ja kõige väiksem samuti segus ida-kitsehernega.
Reoveesette mõju sõltus kasvuperioodi ilmast. Suurima efekti väetisena andis reoveesete vihmase kasvuperioodiga aastal.
Ilmselt ei lasknud vihm reoveesette tükkidel kuivada ning aitas kaasa nende kiiremale lagunemisele
Meie uurimistöö näitas, et Eesti kliimas on võimalik heintaimede biomassi koristada ainult suvel. Varakevadel ja hilissügisel biomass põllul ei kuiva ning pehme pinnase tõttu ei saa seda koristada. Sobivaim aeg saagi koristamiseks on augustikuu algus kuni keskpaik.
Kütteväärtus ja energiasaak
Kanepi ja päevalille biomassist tehti Eesti Maaülikooli tehnikainstituudi laboris katseliselt ka briketti. Kanepi-briketi kvaliteet oli positiivses korrelatsioonis biomassi ligniinisisaldusega (võimalikult hiline koristus) ja päevalille oma positiivses korrelatsioonis tema toorrasva sisaldusega.
Kõrgeim kuivaine kütteväärtus saadi briketist, mis oli valmistatud päevalille biomassist (17,07 MJ kg–1). Kanepisortidest ‘Chameleon’ ja ‘Santhica’ tehtud brikettidel oli pisut väiksem kütteväärtus – vastavalt 16,67 MJ kg–1 ja 16,60 MJ kg–1. Kõigi briketiproovide väävlisisaldus oli alla 0,05%.
Võrreldud heintaimede biomassi kütteväärtus oli sarnane ja keskmiselt 18,4 MJ kg–1 KA–1 energiat, mis vastab 5,1 kWh kg-1 KA–1 . Seetõttu sõltub heintaimede kasvatamisest saadav energiasaak peamiselt kultuuri saagist.
Meie uurimistööst selgus, et kõige rohkem saab energiat päideroogu kasvatades. Kui saak koristati augustikuu keskel, oli sõltuvalt väetamisest 1 hektarilt saadav brutoenergia kogus 31–50 MWh ha–1. Brutoenergiasaagi suuruse poolest järgnesid päideroole ohtetu luste (27–45 MWh ha–1) ja kerahein (27–41 MWh ha–1). Ida-kitseherne energiasaak oli kõrreliste omaga võrreldes väiksem (33 MWh ha–1).
Eesti Maaülikooli juures ühe- ja mitmeaastaste energiataimedega tehtud katsest selgus, et Poolas spetsiaalselt bioenergia tootmiseks aretatud energiapäevalille kasvatamine oli majanduslikult otstarbekas (seda eelkõige reoveesettega väetamisel), kuid eelistada tuleb mitmeaastaseid heintaimi (eriti päideroogu), mille energiasaagid olid suuremad, aastate lõikes ühtlasemad ja tootmine seega majanduslikult põhjendatum.
Katsetes olnud kanepist ja päevalillest aastal 2010 tehtud briketid
Brikett, mis oli valmistatud kahekojalisest kanepisordist ‘Chameleon’, oli korraliku kujuga ja püsis tihedalt koos, suuri pragusid ei olnud. Briketid, mis olid valmistatud ühekojalisest kanepisordist ‘Santhica 27’, olid suurte pragudega briketi pinnal ja rabedad ning lagunesid kergesti.
Päevalillest valmistatud briketid olid tugevad ja tihedad, korraliku kuju ja fraktuuriga. Päevalille ja kanepisordi ‘Chameleon’ segust vahekorras 1:1 valmistatud briketid püsisid koos paremini kui kiukanepi ‘Santhica’ briketiproovid, aga need olid rabedad ja neil oli palju mõrasid.
Taimikute energiasaagid
Taimikute energiasaagid (MWh ha–1) väetusfoonide keskmisena, koristatuna kasvuaasta suvel (2011 ja 2012 keskmine)
| Taimik | Juuli algus | Juuli lõpp/augusti algus | Augusti keskpaik |
| Päideroog | 26,1 | 37,4 | 46,1 |
| Päideroog+ ida-kitsehernes | 31,3 | 34,6 | 37,9 |
| Ohtetu luste | 26,0 | 28,4 | 36,1 |
| Ohtetu luste + ida-kitsehernes | 32,5 | 36,2 | 35,5 |
| Kerahein | 28,6 | 23,9 | 32,2 |
| Kerahein + ida-kitsehernes | 29,8 | 34,0 | 33,1 |
| Ida-kitsehernes | 30,2 | 30,4 | 30,6 |
