Badania BMPDrewno i biomasa drzewna

Wierzba energetyczna (Salix) — BMP: 14 badań, średnia ważona 259 m³ CH₄/t s.m.o.

Wierzba energetyczna (Salix) z upraw krótkiej rotacji to biomasa drzewna o umiarkowanym potencjale metanowym, silnie zależnym od wieku pędów i rozdrobnienia.

CH₄ ≈ 52 % (szacunek)

Opublikowano 17 sierpnia 2026Zaktualizowano 29 października 20263 min czytaniaRedakcja Substraty.pl

Fot. Lamiot / Wikimedia Commons, licencja CC BY 3.0, plik źródłowy; zmiany: kadrowanie

Średnia ważona: 259m³ CH₄/t s.m.o.
Zakres: 140–310m³ CH₄/t s.m.o.
Rekordy: 14badań
Publikacje: 2źródła
Temperatury: 35 °C, 37 °Ctestu

Metan w biogazie

≈51–54% CH₄

Średnia zawartość metanu · ≈ 5,2 kWh/m³ biogazu

szacunek z typu substratu W zebranych badaniach brak pomiaru. Przedział wynika z przybliżonego składu (przewaga węglowodanów (brak cech białka i tłuszczu)) i wydajności grup związków wg FNR.

Jak liczymy i co oznaczają strefy

Ocena dla biogazowni

brak oceny — ocena redakcji dla biogazowni

Brak oceny: brak suchej masy lub suchej masy organicznej w danych. Ocenę liczymy, gdy znamy suchą masę i suchą masę organiczną materiału.

Ocena redakcji wg metodyki

Dodaj do kalkulatora kofermentacji Dane CSV

Krzywe BMP z 14 badań

Średnia ważona Pojedyncze rekordy

Linie przerywane to przebieg modelowy (kinetyka I rzędu, B(t) = B₀·(1 − e^−kt)); z publikacji pochodzi punkt końcowy. Wszystkie krzywe są modelowe.

Skumulowana produkcja metanu w czasie testu [m³ CH₄/t s.m.o.]. Gruba linia to średnia ważona wszystkich rekordów (259); kropki oznaczają wartości końcowe podane w publikacjach. Wskaż wykres, aby odczytać wartości; kliknij pozycję legendy, aby ukryć lub pokazać rekord.

Pokaż pozostałe rekordy w legendzie (2)

Rekordy i źródła

Pobierz CSV

Źródło	BMP m³ CH₄/t s.m.o.	Temperatura	Próbka	Krzywa
Lehtomaki (2004)	290	37 °C · mezofilowy	pędy jednoroczne (oryg.: „Energy willow”)	punkt końcowy (krzywa modelowa)
Chynoweth i in. (1993) · 1 DOI	140	35 °C · mezofilowy	(oryg.: „Willow”)	punkt końcowy (krzywa modelowa)
Chynoweth i in. (1993) · 2 DOI	160	35 °C · mezofilowy	(oryg.: „Willow”)	punkt końcowy (krzywa modelowa)
Chynoweth i in. (1993) · 3 DOI	180	35 °C · mezofilowy	(oryg.: „Willow”)	punkt końcowy (krzywa modelowa)
Chynoweth i in. (1993) · 4 DOI	190	35 °C · mezofilowy	(oryg.: „Willow”)	punkt końcowy (krzywa modelowa)
Chynoweth i in. (1993) · 5 DOI	210	35 °C · mezofilowy	(oryg.: „Willow”)	punkt końcowy (krzywa modelowa)
Chynoweth i in. (1993) · 6 DOI	220	35 °C · mezofilowy	(oryg.: „Willow”)	punkt końcowy (krzywa modelowa)
Chynoweth i in. (1993) · 7 DOI	230	35 °C · mezofilowy	(oryg.: „Willow”)	punkt końcowy (krzywa modelowa)
Chynoweth i in. (1993) · 8 DOI	240	35 °C · mezofilowy	(oryg.: „Willow”)	punkt końcowy (krzywa modelowa)
Chynoweth i in. (1993) · 9 DOI	250	35 °C · mezofilowy	(oryg.: „Willow”)	punkt końcowy (krzywa modelowa)
Chynoweth i in. (1993) · 10 DOI	270	35 °C · mezofilowy	(oryg.: „Willow”)	punkt końcowy (krzywa modelowa)
Chynoweth i in. (1993) · 11 DOI	280	35 °C · mezofilowy	(oryg.: „Willow”)	punkt końcowy (krzywa modelowa)
Chynoweth i in. (1993) · 12 DOI	290	35 °C · mezofilowy	(oryg.: „Willow”)	punkt końcowy (krzywa modelowa)
Chynoweth i in. (1993) · 13 DOI	310	35 °C · mezofilowy	(oryg.: „Willow”)	punkt końcowy (krzywa modelowa)
Średnia ważona	259	średnia arytmetyczna 233, SD 52

Typowy skład

Sucha masa (s.m.): 50% (zakres 50–50)

Mediana i zakres oznaczeń podanych w publikacjach źródłowych rekordów BMP tego substratu (źródło odczytu: CROPGEN D4); sucha masa: 1 oznaczenie, sucha masa organiczna: 0 oznaczeń. S.m. z jednego oznaczenia – wartość orientacyjna.

Źródła: Lehtomaki (2004).

Skład surowca zmienia się między partiami — do obliczeń instalacji użyj analizy własnej próbki. Wartości typowe kalkulator wstawia automatycznie.

Właściwości procesowe

włóknisty
wolny rozkład
sezonowy
bogaty w węgiel
ubogi w azot
klasyfikacja redakcji

Zalety

Potencjał metanowy w bazie: średnia ważona 259 m³ CH₄/t s.m.o. (mediana 235; zakres 140–310; 14 rekordów z 2 źródeł).

Wady i ryzyka

Lignina ogranicza rozkład; niezbędne rozdrobnienie i długi HRT (przegląd Hendriks 2009).
Rozrzut wyników w bazie: odchylenie standardowe 52 przy średniej 233 m³ CH₄/t s.m.o. (14 rekordów z 2 źródeł).

Kofermentacja — z czym łączyć, na co uważać

uważaj
substraty: łatwo rozkładalny — np. Kiszonka z kukurydzy (cała roślina), Odpady żywności (resztki jedzenia, odpady kuchenne), Sorgo – cała roślina (zielonka i kiszonka), Serwatka, Liście buraczane (liście i główki buraków)
Szybkie zakwaszenie od łatwo rozkładalnych współsubstratów nie zostanie zrównoważone przez wolno rozkładającą się wierzbę.^[1]

Dawkowanie

Brak źródłowych limitów dawki; stosować jako dodatek w mieszankach z odchodami po rozdrobnieniu.

Wymagania praktyczne

Rozdrabniać: rozdrobnienie zwiększa powierzchnię dostępną dla rozkładu i przyspiesza go, ale niekoniecznie podnosi końcowy uzysk gazu (FNR 2010, rozdz. 3 „Triturado”).

Źródła danych procesowych

Chen, Y.; Cheng, J.J.; Creamer, K.S. (2008) Inhibition of anaerobic digestion process: A review. Bioresource Technology
Lehtomaki, A. Chistensson, K. and Bjornsson, L (2004) Pilot Scale two-stage anaerobic digestion of energy crops. Proceedings Anaerobic Digestion Conference 1763-1766
Chynoweth, D.; Turick, C.; Owens, J.; Jerger, D.; Peck, M. (1993) Biochemical methane potential of biomass and waste feedstocks. Biomass and Bioenergy 5(1), 95–111
Dahunsi, S. (2019) Mechanical pretreatment of lignocelluloses for enhanced biogas production: Methane yield prediction from biomass structural components. Bioresource Technology 280, 18–26
Hendriks, A.T.W.M.; Zeeman, G. (2009) Pretreatments to enhance the digestibility of lignocellulosic biomass. Bioresource Technology
Weiland, P. (2010) Biogas production: current state and perspectives. Applied Microbiology and Biotechnology
FNR (2010). Guía sobre el Biogás – Desde la producción hasta el uso (hiszp. wydanie „Leitfaden Biogas”, GIZ 2013)

Ocenę konkretnej mieszanki z tym substratem pokaże kalkulator kofermentacji.

Czym jest i skąd się bierze

Wierzba energetyczna, najczęściej wierzba wiciowa (Salix viminalis) i jej mieszańce, to krzewiasta roślina uprawiana na plantacjach o krótkiej rotacji, zbieranych co 1–4 lata. W Polsce plantacje wierzby są od lat obecne na gruntach marginalnych, ale zajmują niewielki areał, a biomasa trafia głównie do spalania w postaci zrębków. W zbiorze są pędy jednoroczne oraz próbki opisane ogólnie jako wierzba, badane w temperaturze mezofilowej.

Właściwości istotne dla fermentacji

Pędy wierzby są lignocelulozowe: zawierają celulozę, hemicelulozy i ligninę, której udział rośnie z wiekiem pędów. Młode, jednoroczne pędy mają więcej miękkich tkanek, kory i składników łatwo dostępnych niż drewno kilkuletnie, dzięki czemu rozkładają się lepiej. Azotu jest niewiele, więc stosunek C/N jest wysoki i w monofermentacji może brakować azotu oraz pierwiastków śladowych. Kora zawiera salicylany i garbniki, które w dużym stężeniu mogą hamować drobnoustroje, choć zwykle nie jest to główne ograniczenie. Materiał jest suchy i sztywny, więc wymaga rozdrobnienia, aby nie tworzył kożucha.

Jak czytać rozrzut wyników

Wyniki różnią się, ponieważ zbiór łączy różne klony i mieszańce wierzby, pędy w różnym wieku, terminy zbioru (w trakcie wegetacji lub w spoczynku zimowym) i stopnie rozdrobnienia. Do tego dochodzi udział kory, wilgotność oraz sposób przechowywania: zrębki składowane w pryzmach tracą część łatwo dostępnej materii organicznej. Rekordy pochodzą z niewielkiej liczby prac, a część z nich zawiera wiele wariantów tej samej próby, więc rozrzut mówi więcej o warunkach doświadczenia niż o niepewności pomiaru. Znaczenie mają też temperatura, czas trwania testu i aktywność inokulum.

W praktyce biogazowni

Wierzba nie jest typowym substratem biogazowni: w porównaniu z kiszonką kukurydzy lub trawami daje mniej metanu z hektara i wymaga energochłonnego rozdrobnienia. Można ją rozważać jako uzupełnienie dla substratów bogatych w azot, w niewielkim udziale. Obróbka wstępna (parowa, alkaliczna, mechaniczna) bywa badana, ale nie jest standardem. Przy uprawach celowych dla instalacji, które chcą spełniać kryteria zrównoważonego rozwoju, obowiązują odpowiednie zasady dotyczące gruntów i dokumentacji pochodzenia biomasy. Zastosowanie wierzby jako paliwa stałego jest zwykle prostsze i korzystniejsze energetycznie.

Metodyka w skrócie

BMP to ilość metanu uzyskana z suchej masy organicznej (s.m.o., ang. VS) w teście okresowym, podawana w m³ CH₄ na tonę s.m.o. (liczbowo tyle samo co NmL CH₄/g VS w publikacjach) i przeliczona na warunki normalne (0 °C, 101,325 kPa). Średnia ważona daje każdej publikacji łączną wagę 1, dzieloną po równo między jej wyniki dla danego substratu — praca z dwudziestoma odmianami nie przeważa pracy z jedną próbką. W programach międzylaboratoryjnych jednostką jest laboratorium (łączna waga 1), a w jego obrębie waga testu rośnie z liczbą butelek (powtórzeń). Wyniki po obróbce wstępnej (np. termicznej, chemicznej, enzymatycznej) pokazujemy osobno i nie wliczamy ich do średniej.

Linie ciągłe to krzywe zmierzone w testach. Gdy publikacja podaje tylko wynik końcowy, rysujemy przebieg modelowy kinetyki pierwszego rzędu, B(t) = B₀·(1 − e^−kt): z publikacji pochodzi wyłącznie punkt końcowy, a kształt krzywej służy jedynie wizualizacji — nie odczytuj z niego produkcji w konkretnym dniu. Dla tego substratu przyjęto k = 0,039 d⁻¹ (mediana z: stałe k podane w źródłach: Tong i in. (1990): 2× (mediana 0.059 d⁻¹); Chynoweth i in. (1993): 7× (mediana 0.030 d⁻¹)).

Statystyki opisują rozrzut opublikowanych wyników — to zestawienie opisowe, a nie metaanaliza ani gwarancja uzysku w instalacji.

Pełna metodyka i zasady korekt

Bibliografia

Wszystkie źródła serwisu: bibliografia.