Využití biologického odpadu ke zvýšení podílu organické hmoty v zemědělské půdě: možnosti a omezení

Současná společnost řeší několik různých problémů, které sice vycházejí z různých oblastí lidské činnosti, ale možná by mohly mít nakonec leccos společného v rovině řešení. V důsledku změn klimatu naši krajinu stále častěji sužuje (a s velkou pravděpodobností bude sužovat i nadále) sucho. Zemědělská půda ale netrpí jen suchem. Je ohrožena také utužením a vodní a větrnou erozí. Nedostatek organické hmoty v půdě snižuje její kvalitu také ve smyslu produkčního prostředí zemědělských plodin, chybí humus, zhoršuje se půdní struktura, chybí půdní mikroorganismy.

Ačkoli na polích nám tedy organická hmota čím dál bolestněji chybí, ve městech a jiných sídlech nám naopak přebývá – lidská společnost produkuje spoustu (nejen komunálního) odpadu, jehož nezanedbatelná část je biologicky rozložitelná. Místo v přírodě ale končí na skládce či ve spalovnách. Kromě toho se rovněž zpřísňují požadavky ze strany Evropské unie, která se snaží zavést koncepci a legislativu zavazující jednotlivé členské země k cirkulární ekonomice, která má za cíl odpad znovu využívat a vracet do oběhu opět jako zdroj.

Výše uvedený výčet nabízí jednoduché společné řešení řady výše zmíněných problémů: vracet biologicky rozložitelný odpad zpět do zemědělské půdy. Je to ale tak jednoduché? A pokud ano, proč už se tak ve velké míře neděje? Je problém v legislativě, v technologii, v nedostatečné informovanosti, v logistice či v penězích? A jak by bylo možné toto řešení dále podpořit? Na tyto otázky hledala práce odpověď v odborných recenzovaných časopisech.

Kompost a jeho uplatnění v zemědělství jako nezpochybnitelná součást cirkulární budoucnosti

Zmíněným tématem se zabývá např. článek Nezastupitelná úloha kompostu pro vznik cirkulárního Česka uveřejněný v roce 2018 v časopise Odpadové fórum (Havel 2018). Zaměřuje se především na využití kompostu. Autor v článku rekapituluje důvody, proč se tímto mechanismem vůbec zabývat. Půda obohacená kompostem lépe zadržuje vodu a tím pomáhá zmírňovat i sucha. Zároveň by tento postup snížil potřebu zemědělskou půdu zalévat. Z tuzemských polí také ročně mizí 30 tun ornice v důsledku eroze (vodní i větrné). Navracení organické hmoty do půdy by pomohlo udržovat či zlepšovat její kvalitu. Dále autor uvádí, že by kompost zmírnil také problém utužení půd, kterým trpí asi 40 % zemědělské půdy v ČR. Mimo to by bylo možné touto cestou ukládat v půdě částečně i uhlík, který by se jinak uvolnil do atmosféry v podobě skleníkového plynu CO2. A v neposlední řadě, jak upozorňuje už nadpis zmíněného článku, by bylo učiněno za dost principům cirkulární ekonomiky. Tedy přispěli bychom v souladu s cíli EU k uzavírání cyklů látek a nastavení cest, jak z odpadů vytvářet opět zdroje.

Co se ale týče praxe, konstatuje autor článku, že v souladu s výše uvedeným ideálem je u nás kompost využíván pouze na několika procentech pozemků. Autor popisuje několik hlavních překážek širšího uplatnění.

Zaprvé, současný stav tuzemských kompostáren nezajišťuje produkci kvalitního kompostu, který by splňoval podmínky bezproblémové aplikace na pozemky, tedy kompostu v ideálním případně náležitě certifikovaného. Za druhé, zemědělci nejsou ochotni za kompost platit. I když kvalitní komposty existují, často nekončí u zemědělců, nýbrž spíše u zahrádkářů či majitelů pozemků, kteří jsou ochotni za kompost zaplatit. Autor přitom upozorňuje, že cena, kterou by zemědělci museli platit, je relativně nízká, zhruba 100 Kč za tunu kompostu. Třetí problém vidí autor v dělení kompetencí mezi ministerstvy zemědělství a životního prostředí. Zatímco produkce kompostu (podmínky kompostování atd.) spadá do gesce MŽP, využití kompostu coby hnojiva pak spadá pod MZe. A bohužel se v této oblasti nedaří najít dostatečnou shodu.

Závěrem autor konstatuje, že ačkoli výroba kvalitního kompostu obnáší jisté úsilí, určitě není tím hlavním problémem. Ten spatřuje především v nedostatečně sladěné legislativě a v přístupu zemědělců. Navrhuje sjednotit pohled na tuto problematiku u MŽP a MZe a na lokální úrovni zlepšovat spolupráci s místními zemědělci. Z konkrétních opatření upozorňuje také na možnost začlenit využití kompostů do zásad DZES („Dobrého zemědělského a environmentálního stavu“), které stanovuje Ministerstvo zemědělství.

Technologické možnosti zpracování BRO

Zajímavým příspěvkem na dané téma je i článek BIOODPAD, technologie v regionu, který byl zveřejněn v roce 2018 v časopise Odpadové fórum (Hejátková 2018). Jeho autorka shrnuje technologické možnosti zpracování biologicky rozložitelných odpadů s cílem vyrobit jejich recyklací kvalitní výstup s maximální uplatnitelností v zemědělství. Hlavní smysl celého procesu spatřuje v udržení původní kvality půdy.

Nejznámější technologií zpracování biologicky rozložitelných odpadů (BRO) jsou kompostárny, které jsou snadno dostupným a provozně jednoduchým řešením. Jejich hlavní nevýhodou je ale sezónnost. Další známeé technologie spočívají v anaerobním zpracování biologických odpadů, a to buď v bioplynových stanicích (BPS), anebo procesem pyrolýzy.

Možnost zpracování bioodpadu v BPS má ale podle autorky 2 limitující faktory. 1) V ČR se legislativně rozlišují dva typy bioplynových stanic, „zemědělské“ a „odpadářské“. Možnost zpracování BRO mají pouze ty „odpadářské“, kterých je ale v ČR pouze 2 % ze všech instalovaných BPS. 2) BPS lze dělit nejen legislativně, ale i technologicky, podle teploty ve fermentoru. Ta může být buď 30 – 45 °C u mezofilních nebo 50 – 60 °C u termofilních bioplynových stanic. Termofilní procesy mají větší potenciál zbavit surovinu patogenních látek a tím ji hygienizovat, nicméně jelikož jsou také citlivější na změny prostředí pro mikroorganismy a bakterie, většinově převládají stanice mezofilní. Ačkoli praktické využití k námi reflektovanému účelu tedy opět pokulhává, teoretickou předností technologie BPS je možnost zpracovávat BRO v průběhu celého roku. Kromě bioplynu je výstupem BPS využitelným v zemědělství tzv. vedlejší fermentační zbytek neboli digestát.

Třetí technologií, kterou lze využít ke zpracování biologických odpadů s možností využít následný produkt ke zlepšení kvality zemědělské půdy, je pyrolýza (tj. termické zpracování bez přístupu vzduchu). Její výhodou je opět možnost hygienizace a produktem jsou pyrolýzní plyny a tuhé zbytky, například tzv. biouhel, který lze dále s úspěchem uplatnit v zemědělství. Jeho vpravení do půdy může významně zlepšit její kvalitu – zlepšuje retenci a akumulaci vody, zvyšuje pH půdy, kationtovou výměnnou kapacitu a rovněž kumulativní plochu pro interakce všech živých složek půdy. Vyzdvihuje se také jako slibná technologie sekvestrace uhlíku v půdě (tedy jakožto vhodná metoda mitigace změn klimatu). Je doloženo, že úrodnost půdy zvyšovali s pomocí pyrolýzy již předkolumbovské civilizace v Amazonii. V ČR je tato technologie v současné době zatím pouze ve fázi testování.

Metod, jak recyklovat různé druhy biologického odpadu a využívat následný výstup jako produkt v zemědělství, je tedy celá řada a minimálně ve fázi testování je máme k dispozici i v ČR. Nicméně jak je vidět, v praxi jsou velké rezervy. Jako ideální cestu využití všech zmíněných technologií vidí autorka jejich propojení v daném regionu právě pod záštitou kompostárny, která by tak měla prostředky poskytovat každému zákazníkovi vhodnou kombinaci recyklačních produktů „ušitou na míru“ jeho pozemkům.

Technologie máme, chybí funkční centrální řešení tržního charakteru

Analytickou reflexi toho, kde je zakopán pes a co vlastně brání škálování existujících technologií a postupů, nabízí článek Trh s kompostem by mohl pomoci rozhýbat stát publikovaný v čísle 08/2020 časopisu Odpady (Humplík a Hrčka 2020). Článek v úvodu shrnuje různé typy odpadů, které lze ke kompostování využít: komunální bioodpady charakteru odpadu z parků a zahrad, bioodpady separované z domácností, restaurací, jídelen, ze zemědělské či lesnické činnosti a rovněž např. kaly z ČOV atd. Upozorňuje ale na nutnost hygienizace některých druhů bioodpadů (s možným obsahem živočišných produktů), která může proces kompostování prodražit.

Dále vyjmenovává legislativu, která u nás tuto problematiku zaštiťuje. Základní parametry kompostů (limitní hodnoty rizikových prvků či minimální požadovaný obsah živin) se hodnotí dle zákona č. 156/1998 Sb. o hnojivech a jeho prováděcí vyhláškou č. 474/2000 Sb. o stanovení požadavků na hnojiva a pro uvádění kompostů splňujících požadavky na kvalitu do oběhu. Dále pak máme zákon č. 185/2001 Sb., o odpadech a jeho prováděcí vyhlášku 341/2008 Sb., o podrobnostech nakládání s biologicky rozložitelnými odpady. Abychom mohli s kompostem následně nakládat jakožto s organickým hnojivem a aplikovat jej na zemědělskou půdu, je potřeba ho registrovat (coby výrobek) podle zákona o hnojivech. V souvislosti s legislativou upozorňuje článek také na možnost certifikace kompostů. Zde ale konstatuje nedostatečný zájem ze strany kompostářů a upozorňuje na nutnost další komunikace tohoto tématu mezi provozovateli kompostáren, MŽP a MZe a považuje za žádoucí vyladění legislativy.

Ačkoli článek konstatuje, že snad už všechny zúčastněné strany jsou si vědomy nutnosti navracet organickou hmotu do půdy, praxe rozhodně není uspokojivá, spíše naopak. Hlavní příčiny identifikuje článek následovně:

Aplikace minerálních hnojiv je jednodušší než aplikace kompostu. Zde autor upozorňuje i na to, že cena kompostu se odvozuje právě od minerálních hnojiv podle množství živin obsažených v obou těchto hnojivech. V ceně kompostu tedy nejsou promítnuta další benefity, které tato varianta nabízí, tedy např. pozitivní vliv kompostu na půdu a rozvoj půdního života, lepší zadržování vody a podobně. V této souvislosti může být pro zemědělce kromě složitější aplikace méně lákavé i to, že kompost zlepšuje půdu pomaleji.

Další problém spočívá v tom, že řada zemědělců hospodaří na pronajaté půdě (3/4 zemědělské půdy v ČR). Tato nejistota snižuje motivaci zemědělců investovat do dlouhodobé kvality (cizí) půdy a vede je naopak k soustředění na krátkodobý výnos z pronajatého pozemku. Na péči o kvalitu půdu nevyvíjejí v této konstelaci vztahů dostatečný tlak ani vlastníci polí, ale ani státní orgány.

Dále článek zmiňuje i částečnou roli možné nedostatečné informovanosti o prospěšnosti kompostů pro kvalitu půdy.

Šedá je ale všechna teorie, zelené jsou lány praxe. Výčtem historických souvislostí nás článek upozorní i na to, že nastavit vhodnou centrální politiku funkčním způsobem není vůbec jednoduché. Například v roce 2000 začalo být využívání kompostu podporováno dotacemi ze státního rozpočtu. V důsledku toho se skutečně značně zvýšil jeho odbyt a došlo k oživení řady kompostáren. Dotace však byly zneužívány a finanční podpora aplikace organické hmoty do půdy i kompostáren byla tedy záhy zastavena.

V roce 2010 přišly dotační prostředky pro změnu z Evropské unie a vzniklo velké množství kompostáren schopných produkovat kvalitní organické hnojivo. Náhlá šíře nabídky těchto služeb ale následně srazila ceny za zpracovávaný bioodpad. Ruku v ruce s nedostatečnou poptávkou po vyrobeném kompostu ze strany zemědělců klesla ekonomická efektivnost provozu kompostáren natolik, že řada provozovatelů po uplynutí (pětileté) doby udržitelnosti projektu ztrácela motivaci v této činnosti pokračovat. Řada kompostáren se tedy aktuálně místo nabídky kompostu pro zemědělce soustředí spíše na odbyt do oblasti údržby či zakládání veřejné zeleně, rekultivací či do maloprodeje pro zahrádkáře.

Vzhledem k tomu, kolik peněz bylo na výstavbu a vybavení kompostáren proinvestováno, by bylo vhodné zajistit další ekonomickou funkčnost těchto zařízení. Článek se ale vymezuje vůči dalším jednorázovým dotačním programům na zřizování či činnost těchto zařízení (ze strany MŽP). Nabádá spíše k většímu zapojení MZe.

Vidí problém zejména v nefungujícím trhu (a v nedostatečné poptávce ze strany zemědělců). Doporučuje proto rozdělovat velké finanční prostředky, které plynou do zemědělství, s větším důrazem na plnění environmentálních funkcí, tedy podmínit je i péčí o dlouhodobou kvalitu půdy. „Minimálním požadavkem by bylo použití na erozně ohrožených půdách, kde nejsou pěstovány víceleté pícniny a nejsou aplikována statková hnojiva, použití organického hnojiva, např. kompostu (o přínosu digestátu z BPS jako organického hnojení lze s úspěchem pochybovat, byť i on má své opodstatnění).“ Jako vhodné legislativní nástroje uvádí článek zákon o ochraně zemědělského půdního fondu či dlouhodobě diskutovanou „protierozní vyhlášku“.

V rámci plošných opatření je ale třeba brát v potaz nerovnoměrné zastoupení kompostáren a jejich různou kapacitu v různých lokalitách. I poptávka po kompostu se bude lišit lokálně – podle potřeby a využitelnosti v případě různých plodin – a bude záviset také na dopravních vzdálenostech a nákladech na aplikaci.

Závěr

Předpoklady práce se ukazují jako správné. Otázka zpracování BRO na surovinu (hnojivo a materiál zvyšující kvalitu půdy) využitelnou v zemědělství je aktuální, je široce diskutována a proběhla již i řada dotačních aktivit s cílem tyto procesy podpořit. Existuje řada technologií, které je možné využít k celoročnímu zpracování (včetně žádoucí hygienizace) biologicky rozložitelného odpadu tak, aby vznikl kvalitní produkt. Jako největší překážka širší aplikace tohoto postupu se jeví zejména nedostatečně vyladěné tržní mechanismy, které nejsou pro zemědělce v tomto směru dostatečně motivační. Pomohla by užší spolupráce ministerstev životního prostředí a zemědělství a takové nastavení zemědělských dotací, které by více zohlednilo kromě zemědělského také environmentální rozměr hospodaření v krajině.

Příloha 1 – Katalogová čísla relevantních odpadů

02 ODPADY ZE ZEMĚDĚLSTVÍ, ZAHRADNICTVÍ, RYBÁŘSTVÍ, LESNICTVÍ, MYSLIVOSTI A Z VÝROBY A ZPRACOVÁNÍ POTRAVIN

02 01 Odpady ze zemědělství, zahradnictví, rybářství, lesnictví a myslivosti

02 01 02 Odpad živočišných tkání (po hygienizaci)

02 01 03 Odpad rostlinných pletiv

02 01 06 Zvířecí trus, moč a hnůj (včetně znečištěné slámy), kapalné odpady, soustřeďované odděleně a zpracovávané mimo místo vzniku

02 01 07 Odpady z lesnictví

 

20 KOMUNÁLNÍ ODPADY (ODPADY Z DOMÁCNOSTÍ A PODOBNÉ ŽIVNOSTENSKÉ, PRŮMYSLOVÉ ODPADY A ODPADY Z ÚŘADŮ), VČETNĚ SLOŽEK Z ODDĚLENÉHO SBĚRU

20 01 08 Biologicky rozložitelný odpad z kuchyní a stravoven

20 01 08 01 Biologicky rozložitelný odpad z kuchyní a stravoven rostlinného původu

20 02 Odpady ze zahrad a parků (včetně hřbitovního odpadu)

20 02 01 Biologicky rozložitelný odpad

 

Případně čistírenské kaly:

19 ODPADY ZE ZAŘÍZENÍ URČENÉHO PRO NAKLÁDÁNÍ S ODPADY, Z ČISTÍREN ODPADNÍCH VOD PRO ČIŠTĚNÍ TĚCHTO VOD MIMO MÍSTO JEJICH VZNIKU A Z VÝROBY VODY PRO SPOTŘEBU LIDÍ A VODY PRO PRŮMYSLOVÉ ÚČELY

 

Zdroje

HEJÁTKOVÁ, Květuše. BIOODPAD, technologie v regionu. Odpadové fórum. Odborný měsíčník pro průmyslovou a komunální ekologii. Praha, 2018, roč. 19, č. 7-8/2018, s. 8-10. ISSN 1212-7779.

HAVEL, Petr. Nezastupitelná úloha kompostu pro vznik cirkulárního Česka. Odpadové fórum. Odborný měsíčník pro průmyslovou a komunální ekologii. Praha, 2018, roč. 19, č. 7-8/2018, s. 14-15. ISSN 1212-7779.

HUMPLÍK, Marian a HRČKA, Milan. Časopis Odpady: Trh s kompostem by mohl pomoci rozhýbat stát [online]. Publikováno 24. 8. 2020 [cit. 26. 3. 2021]. Dostupné z odpady-online.cz: https://www.odpady-online.cz/casopis-odpady-trh-s-kompostem-by-mohl-pomoci-rozhybat-stat/.