OCENA CYKLU ŻYCIA (LCA) JAKO NARZĘDZIE OKREŚLANIA WPŁYWU PRODUKCJI ROLNICZEJ NA ŚRODOWISKO

Transkrypt

1 OCENA CYKLU ŻYCIA (LCA) JAKO NARZĘDZIE OKREŚLANIA WPŁYWU PRODUKCJI ROLNICZEJ NA ŚRODOWISKO Michał Krzyżaniak, Mariusz Jerzy Stolarski Katedra Hodowli Roślin i Nasiennictwa Uniwersytet Warmińsko-Mazurski w Olsztynie VII Konferencja Naukowa Polskiego Towarzystwa Agronomicznego Bioróżnorodność - nowe wyzwania dla rolnictwa w Polsce Rzeszów 2017

2 Główne wskaźniki zrównoważonej produkcji Korzystny wkład do rozwoju społeczno-ekonomicznego. Ograniczone niekorzystne oddziaływanie na społeczeństwo. Niska emisja substancji do środowiska. Ograniczenie negatywnego wpływu na jakość i racjonalne wykorzystanie zasobów naturalnych. Niski wpływ na obniżenie bioróżnorodności. Środowiskowe Ekonomiczne Bioprodukt Społeczne

3 Czym jest Ocena Cyklu Życia (ang. Life Cycle Assessment)? LCA jest zorganizowaną, kompleksową oraz międzynarodowo znormalizowana metodą. Zlicza ona wszystkie znaczące emisje i zużyte środki produkcji, wpływy na środowisko i zdrowie ludzkie powiązane z wytwarzaniem danego dobra lub usługi (produktu) [Wspólnota Europejska 2010]. Potocznie LCA nazywana jest analizą od kołyski po grób.

4 Ocena Cyklu Życia schemat ideowy powietrze wydobycie przetwarzanie projektowanie wytwarzanie emisje gleba woda dystrybucja wykorzystanie Surowce pierwotne zasoby naprawa usuwanie energia woda

5

6

7 Istotne aspekty metody LCA Wybór modelu: model atrybucyjny, model konsekwencyjny. Różne poziomy dokładności: screening, simplified, detailed LCA. Granice systemu badań: od kołyski po grób, od kołyski po bramę. Różne jednostki funkcjonalne np.: 1 ha, 1 tona nasion, 1 tona oleju.

8 Przykład 1: LCA produkcji biomasy wierzby* Cel: Określenie wpływu produkcji i transportu odmian wierzby na środowisko *Krzyżaniak M., Stolarski M.J., Szczukowski S., Tworkowski J Life cycle assessment of production of new varieties of willow as a feedstock for multiintegrated biorefinery. Bioenergy Research 9:

9 Oprysk Granica systemu oraz elementy zakresu badań Herbicydy Sadzonki Zbiór jednoetapowy Zrębki wierzbowe Talerzowanie Nawozy NPK Nawożenie Sadzenie Pielęgnacja chemiczna i mechaniczna Wzrost roślin Transport Paliwa kopalne Orka przedzimowa Energia Energia Paliwa kopalne Likwidacja plantacji Bronowanie

10 Wpływ produkcji 1 tony suchej biomasy wierzby (plon średni) Ekotoksyczność dla ekosystemów lądowych Ekotoksyczność dla ekosystemów wodnych Globalne ocieplenie Eutrofizacja Zakwaszenie Ubytek zasobów 1 herbicyd (1), 2 - talerzowanie, 3 - orka, 4 nawożenie PRP, 5 bronowanie, 6 przygotowanie sadzonek, 7 sadzenie, 8 herbicyd (2), 9 odchwaszczanie mechaniczne, 10 - herbicyd(3), 11 - nawożenie N, 12 - nawożenie PK, 13 herbicyd (4), 14 sekwestracja węgla, 15 zbiór, 16 transport polowy, 17 - załadunek, 18 transport drogowy, 19 likwidacja plantacji Źródło: Krzyżaniak i in. 2016

11 Emisja gazów cieplarnianych z różnych odmian wierzby w zależności od odległości transportowej (kg ekw. CO 2 GJ -1 ) Redukcja emisji w porównaniu do: gazu ziemnego: 23-krotna oleju opałowego: 30-krotna węgla kamiennego: 39-krotna Źródło: Krzyżaniak i in. 2016

12 Przykład 2: LCA produkcji rzepaku jarego i katranu abisyńskiego** Cel: Porównanie wpływu produkcji dwóch gatunków oleistych na środowisko ** Krzyżaniak M., Stolarski M,. Śnieg M., Christou M., Alexopoulou E Life cycle assessment of Crambe abyssinica production for an integrated multi-product biorefinery. Environmental Biotechnology 9(2):

13 Granica systemu badań Produkcja maszyn rolniczych Produkcja maszyn transportowych Herbicydy Paliwa kopalne Desykany Nawozy mineralne Pestycydy Nasiona Orka Talerzowanie Nawożenie Oprysk Siew Bronowanie Transport nasion Zbiór jednoetapowy Załadunek i transport drogowy Granica systemu Katran I: Nie stosowano herbicydów Zastosowano desykant Katran II: Zastosowano herbicydy Zastosowano desykant Rzepak jary: Zastosowano herbicydy Zastosowano pestycydy Zastosowano desykant Biorafineria Źródło: Krzyżaniak i in. 2012

14 Charakteryzacja (%) Porównanie wpływu na środowisko uprawy katranu i rzepaku jarego (na 1 ha) Spring rape production Crambe production II Crambe production I 1-ubytek zasobów, 2-zakwaszenie, 3-eutrofizacja, 4-globalne ocieplenie (GWP 100), 5-zubożenie warstwy ozonowej, 6-toksyczność dla ludzi, 7-ekotoksyczność dla ekosystemów wodnych, 8-ekotoksyczność dla ekosystemów morskich, 9-ekotoksyczność dla ekosystemów lądowych, 10-utlenianie fotochemiczne.

15 Porównanie emisji gazów cieplarnianych z produkcji katranu i rzepaku jarego (kg ekw. CO 2 ) 2096 kg/ha 1839 kg/mg 2148 kg/ha 1705 kg/mg 2334 kg/ha 1297 kg/mg Zbiór 5% Siew 4% Katran I Orka 5% Nawożeni e PK 6% Zbiór 5% Siew 4% Katan II Orka 5% Nawożenie PK 6% Siew 4% Pestycyd 2 4% Rzepak Zbiór 4% Orka 2 5% Nawożenie PK 8% Nawożeni e N 74% Nawożenie N 72% Nawożenie N 67%

16 Podsumowanie 1. Ocena cyklu życia umożliwia określenie lub porównanie wpływu na środowisko produkcji rolniczej od kołyski (wydobycie surowców) do bramy gospodarstwa lub po grób (konsumpcja produktów rolnych i przemysłu rolnospożywczego). 2. Zastosowanie LCA w rolnictwie umożliwia wskazanie ogniw łańcucha produkcji i logistyki, które najniekorzystniej wpływają na środowisko oraz możliwość ich minimalizacji lub eliminacji. 3. Zastosowanie różnych jednostek funkcjonalnych umożliwia porównanie wpływu różnych systemów gospodarowania lub technologii produkcji na środowisko.

17 Dziękuję za uwagę! Uniwersytet Warmińsko-Mazurski w Olsztynie Katedra Hodowli Roślin i Nasiennictwa michal.krzyzaniak@uwm.edu.pl Tel