Ing. Jiří Bím

The energy sector, especially in Europe passes a very hard period. Russia’s unprovoked aggression against Ukraine just exposed a large degree of de-pendence on fossil resources from Russia. The greatest dependency is in the natural gas sector, but also in the oil, coal, or nuclear products sectors. In re-action, European Union release new proceedings called RePowerEU to get rid of dependence on Russia and other hostile countries and achieve climate neutrality by 2050. Renewable energy sources have a key role in this energy transition, typically because of no operational commodities, or simply safe-ly obtainable commodities for the operation of these resources. Agrivolta-ics as part of the whole photovoltaic sector are in many countries tested in pilot projects and definitions are slowly implementing into national poli-cies. Different countries are trying to implement agrivoltaics in their policy in different ways, and several pilot installations are helping each govern-ment to understand the technology. Agrivoltaics has many forms and types. It can be combined with permanent cultures like berries, apple farms or conventional agriculture. After many years of testing agrivoltaics around the world, the biggest barrier is the legislative and permitting process. This paper highlights key barriers to agrivoltaic systems and describes ways how to unlock them.

Photovoltaics represents one of the key parts of the low carbon energy transition. The combination of producing electricity from photovoltaics and agri-culture production is gaining momentum. Such combination, when set up correctly, brings synergy, i.e., much more than just electricity from a renewable source. Energy security and food security are in this new concept called agrivoltaics. The paper reviews current knowledge on agrivoltaic systems as a branch of decarbonisation, and decentralisation energy strategies. Agrivoltaics in general means a photovoltaic installation that improves the conditions for cultivated crops, or cattle breeding, while renewable electricity production is an integral part and both activities are operated together at the same time. Different countries are trying to implement agrivoltaics in their policy differently using the knowledge of (so far limited) pilot installa-tions. Pilot installations demonstrate that levelized costs of electricity (LCOE) are higher than ground-mounted photovoltaics installations. However, this is generally without considering the additional benefits for crops. Agrivoltaics has many forms and types. It can be combined with permanent cultures like berries, apple farms or with conventional agriculture. LCOE will depend on the type of agrivoltaics because each type needs different constructions and percentages of overshading. Vertical agri-voltaic installations bring a new daily diagram curve in electricity production from photovoltaics, better fitting into the electricity consumption curve. Further research will focus on multiple impacts of agrivoltaics, connections between agrivoltaic elec-tricity production and consumption and finding new synergies between electricity production and crops cultivation.

Úrodnost obhospodařované půdy v České republice se obecně zhoršuje. Zemědělci stále častěji bojují na svých půdních blocích se zhoršujícími se půdními podmínkami. To je způsobeno mnoha faktory, jako například nevhodná skladba a střídání plodin, používání hnojiv nebo vliv eroze, a to jak větrné, tak vodní. Již více než rok je v platnosti nařízení vlády 48/2017 Sb., které nařizuje zemědělcům pěstovat jeden druh plodiny na půdním bloku o maximální výměře 30 ha. Existují tři způsoby dělení velkých půdních bloků. Prvním je střídání plodin, druhým je vytvoření 110 m širokého pásu sekundární plodiny, třetí možností je vytvoření 22 m širokého ochranného protierozního pásu. Poslední možnost umožňuje maximalizovat produkci vybrané plodiny, a především zatravněný ochranný pás nejlépe zabraňuje erozi. Pro maximalizaci využití dané plochy může zemědělec umístit na ochranný pás fotovoltaické panely, a to především vertikálně. Panely jsou ideálně orientované východ-západ, při potřebě jižní orientace může být konstrukce upravena a panely orientovány na jih. Při vertikální instalaci používáme bifaciální panely, které jsou schopné vyrábět elektřinu z obou stran. Tato kombinace přináší mnoho přímých, ale i nepřímých přínosů. Hlavním přínosem umístění fotovoltaických panelů na ochranný pás je vytvořený stín, který zejména v horkých letních měsících udrží travnatý ochranný pás v dobrém stavu, zabrání rychlé evaporaci vody a ochranný pás bude moci plnit svou funkci. Fotovoltaické panely také vyrábějí čistou elektřinu, kterou může farmář prodat nebo spotřebovat. Vyrobená elektřina může pokrýt vlastní spotřebu nebo může být energie využita například i pro čerpadla pro zavlažování nebo nabíjení zemědělské techniky. Využití vyrobené elektřiny bude vždy záviset na vzdálenosti a velikosti ochranného pásu od místa využití energie. Aby bylo toto řešení ekonomicky konkurenceschopné, je využití vyrobené elektřiny důležitou proměnnou. Do budoucna musíme počítat i s dalším využitím čisté přebytečné energie například pro výrobu metanu, případně zeleného vodíku. Synergie zemědělství a výroby čisté energie je v souladu se současným směřováním Evropy směrem k dekarbonizaci v roce 2050.

The aim of the article is to present the results regarding a comprehensive evaluation of the efficiency of Cannabis cultivation with an emphasis on the economic evaluation of the use of residual biomass either for direct energy use or for biochar production. The results of field experiments conducted in the Czech Republic showed great variability and adaptability of six tested varieties, out of which 'Fedora' and 'CS' were selected for further evaluation for energy and biochar production due to favourable yields of stem biomass (5.5 – 8.5 t DM/ha). Biochar produced from hemp biomass revealed texture properties which corresponded to quality commercial sorbents and met the limits related to the use in a variety of applications, e.g. soil amendment or water treatment. The economic analysis showed the advantage of residual biomass exploitation for the production of biochar, resp. for energy use as a by–product of the primary production of bioactive substances from Cannabis plants. The cost of obtaining 1 GJ of heat in the fuel is between 4.1 and 5 EUR, while another economic effect relates to the income from the sale of flowers for the extraction of bioactive substances. Concerning the conditions of the Czech Republic, the cost of biochar production from hemp biomass ranges, assuming the pyrolysis technology with the capacity 250 kg of raw biomass per hour, from 452 to 667 EUR/t (without excess heat utilization), and from 381 to 596 EUR/t (with excess heat utilization).