Publikacja do zamieszczenia na stronie internetowej

Transkrypt

1 Publikacja do zamieszczenia na stronie internetowej PRODUKT NR Program wieloletni pod nazwą Przedsięwzięcia technologiczno przyrodnicze na rzecz innowacyjnej, efektywnej i niskoemisyjnej gospodarki na obszarach wiejskich ZADANIE 2 Możliwości redukcji gazów cieplarnianych oraz gazów wpływających na jakość powietrza generowanych przez sektor rolny technologiczne uwarunkowania i ekonomiczne oceny Falenty, Al. Hrabska 3, Raszyn

2 dr inż. Witold Jan Wardal ITP Oddział Warszawa Zakład Systemów Infrastruktury Technicznej Wsi. Dobre praktyki redukcji emisji gazów cieplarnianych oraz amoniaku W zakresie poszukiwania metod redukcji gazów cieplarnianych i amoniaku z miejsc składowania nawozów naturalnych, na uwagę zasługiwać mogą następujące technologie: komora gnojowa z kontrolą szczelności, zadaszenie ciekłe nawozy oraz separacja gnojowicy. gnojowni, przykrycia zbiorników na 1. Komora gnojowa z kontrolą szczelności Proponowana technologia jest przedstawiona na rysunku 1. Opis technologii: Obornik składowany jest na płycie podłogowej I w sposób uporządkowany: sukcesywnie począwszy od tylnej ściany 4. Po wypełnieniu tylnej części komory dalsze jej napełnianie poprzedzone jest stopniowym podłużeniem ścianek bocznych poprzez wkładanie słupów 5 w otwory podłogowej płyty 1. Pełne wypełnianie komory i magazynowanie jej zawartości jest współzależne z kontrolą wypełnienia frakcją płynną zbiornika 8. Prawidłowe funkcjonowanie komory, bez przecieków frakcji płynnej, jest kontrolowane przez obserwację studzienek 10 i 11. Brak płynu w tych studzienkach oznacza prawidłowe funkcjonowanie komory, natomiast pojawienie się płynu w studzience sygnalizuje potrzebę lokalizacji przecieku i naprawę komory. Usuwanie pełnej zawartości komory, po odcieku frakcji płynnej, odbywa się stopniowo przez wyjmowanie studzienkowych słupów 5 podłogowej płyty l i wykorzystanie możliwości najazdu mobilnych urządzeń rozładowujących na podest 12 z przodu lub kierunków bocznych. Ocenia się, że dzięki zastosowaniu tej technologii składowania obornika można uzyskać redukcję emisji CH 4 o 10%, natomiast N 2 O o około 15%. Przewidywany odsetek gospodarstw mogących wdrożyć praktykę do 2020 roku to 10%. 1

3 Źródło: ITP, Oddział w Warszawie (zgłoszenie patentowe) Rys. 1. Komora gnojowa z kontrolą szczelności: 1 płyta podłogowa, 2 część środkowa komory gnojowej, 3 ścianki boczne, 4 ścianka tylna, 5 słupki, 6 kanalik do zbierania gnojówki, 7 perforowane przykrycie kanalika, 8 zbiornik na gnojówkę, 9 dreny, 10 studzienka na zbieranie ewentualnych przecieków spod płyty, 11 studzienka na zbieranie ewentualnych przecieków spod zbiornika 8, 12 podest wjazdowy. Podstawową trudnością dla rolników może być konieczność ponoszenia dodatkowych kosztów. Przewiduje się, że koszty inwestycyjne zastosowania tej technologii będą o ok. 10% wyższe od kosztów budowy gnojowni tradycyjnej z niskim murkiem oporowym. Natomiast nie powinno być problemów z upowszechnianiem tej metody przez Ośrodki Doradztwa Rolniczego, gdyż w okresie ostatnich kilkunastu lat obserwuje się postępujący wzrost wykształcenia rolników, ich świadomości technologicznej i ekologicznej. 2

4 Zalety metody: uporządkowany sposób składowania (magazynowania) nawozów naturalnych (poza ograniczeniem GHG) redukuje również emisję amoniaku. Ograniczenie emisji szkodliwych gazów stanowi ważne działanie proekologiczne równoważące skutki intensyfikacji produkcji zwierzęcej. Łączy się również z redukcją odorów z miejsc magazynowania nawozów naturalnych, a to zmniejsza uciążliwość sąsiedztwa gospodarstwa o produkcji towarowej dla przedsięwzięć rekreacyjnych na obszarach wiejskich oraz obiektów użyteczności publicznej. Jako znaczący atut należy uznać możliwość kontroli szczelności komory gnojowej w celu zapobieżenia ewentualnym przeciekom do wód gruntowych (Romaniuk i in. 2013). Należy podkreślić, że zastosowanie tej technologii składowania nawozów naturalnych jest zgodne z wymaganiami ustawy z dnia 20 lipca 2017 r. Prawo wodne. Zakłada się, że wdrożeniu i promocji może służyć Program Rozwoju Obszarów Wiejskich na lata : Działanie rolno środowiskowo klimatyczne, Transfer wiedzy i działalność informacyjna. Wyżej wymieniona praktyka redukcyjna służy realizacji Strategii zrównoważonego rozwoju wsi, rolnictwa i rybactwa na lata Działania objęte strategią mogą być finansowane z budżetu UE w ramach WPR. 2. Zadaszenie gnojowni Opis technologii. Gnojownia zadaszona w sposób efektywny umożliwia ograniczanie emisji gazów i odorów ze składowanego obornika. Wyposażona jest w ścianki oporowe z trzech stron oraz w odpływ gnojówki do studzienki zbiorczej. Całość od góry osłonięta jest dachem (fot. 1). Ta metoda składowania nawozów naturalnych polega na stworzeniu stabilnych temperaturowo warunków składowania obornika, przeciwdziałaniu zbytniemu nagrzewaniu się pryzmy, co sprzyja obniżeniu tendencji do emitowania GHG, NH 3 oraz odorów. Ponadto zadaszenie zabezpiecza nawóz naturalny przed zbyt intensywnymi opadami deszczu, a konsekwencji przed koniecznością zwiększania pojemności zbiornika na odciek z pryzmy. Ocenia się, że dzięki zastosowaniu tej technologii składowania można uzyskać redukcję emisji CH 4 średnio o 20%, z zastrzeżeniem, że podana wartość może się wahać w zależności od temperatury zewnętrznej, np. w skrajnie niskiej lub wysokiej temperaturze. 3

5 Przewiduje się, że koszty inwestycyjne zastosowania tej technologii będą o około 25% wyższe od kosztów budowy gnojowni tradycyjnej z niskim murkiem oporowym. Szacuje się, że do roku 2020, z ogólnej liczby gospodarstw, w których zwierzęta inwentarskie utrzymywane są na ściółce, 15% może wdrożyć tę technologię. Źródło:materiały własne ITP Fot. 1. Gnojownia zadaszona ze ściankami oporowymi oraz odpływem gnojówki do studzienki zbiorczej Zalety metody. Równocześnie z ograniczeniem emisji gazów cieplarnianych (Dalgaard T. i in ), zastosowanie przykrycia gnojowni w znacznym stopniu redukuje emisję pozostałych zanieczyszczeń powietrza (Hersener, Megier, Dinkel 2002). Stwierdzono, że największy poziom emisji z niezabezpieczonej pryzmy obornika występuje w pierwszym i drugim miesiącu składowania (Chadwick 2005). Jest to ważna informacja dla rolników, których obiekty zabudowy rolniczej znajdują się w pobliżu dróg powiatowych i gminnych oraz zabudowy mieszkalnej. Wdrożenie tego rozwiązania może być dobrym środkiem w celu obniżenia uciążliwości prowadzenia intensywnej produkcji zwierzęcej tzw. przedsięwzięć mogących znacząco oddziaływać na środowisko określonych w Rozporządzeniu Rady Ministrów z dnia 9 listopada 2010 r. (Dz.U nr 213, poz. 1397). Na uwagę zasługuje fakt, że zastosowanie tej technologii 4

6 składowania nawozów naturalnych jest zgodne z wymaganiami ustawy z dnia 20 lipca 2017 r. Prawo wodne. Ponadto pozytywnym aspektem jest zabezpieczanie nawozu naturalnego przed zbyt intensywnymi opadami deszczu, a konsekwencji przed koniecznością zwiększania pojemności zbiornika na odciek z pryzmy. Zredukowane koszty budowy zbiornika na odciek mogą częściowo zrekompensować koszty budowy zadaszenia. Uwaga: przy załadunku i rozładunku gnojowni wyposażonej w zadaszenie należy zachować większą ostrożność niż przy tradycyjnym rozwiązaniu, aby nie doprowadzić do uszkodzenia elementów zadaszenia. Zakładanym sposobem wdrożenia i promocji jest służyć Program Rozwoju Obszarów Wiejskich na lata : Działanie rolno środowiskowo klimatyczne, Transfer wiedzy i działalność informacyjna. Wyżej wymieniona praktyka redukcyjna służy realizacji Strategii zrównoważonego rozwoju wsi, rolnictwa i rybactwa na lata Działania objęte strategią mogą być finansowane z budżetu UE w ramach WPR. 3. Możliwości redukcji gazów cieplarnianych i amoniaku ze zbiorników na ciekłe nawozy naturalne Najpopularniejsze środki techniczne służące ograniczeniu emisji to przykrycia warstwą z keramzytu. Alternatywą mogą być samoukładające się elementy z tworzyw sztucznych, przykrycie membranowe (namiotowe) lub pokrywa betonowa (fot.2 i 3). Ponadto, należy unikać tam, gdzie to możliwe, budowy lagun na gnojowicę ze względu na stosunkowo dużą powierzchnię emisyjną przy małej głębokości, oraz dużym ryzyku utraty szczelności.najskuteczniejszą metodą efektywnego zagospodarowania metanu emitowanego z nawozów naturalnych jest poddanie ich fermentacji beztlenowej w biogazowni. Rozwiązanie to jest zalecane dla gospodarstw utrzymujących ponad 200 DJP. Przy użytkowaniu zbiorników na gnojowicę istotnym rozwiązaniem mającym dodatni wpływ na ograniczenie emisji GHG oraz amoniaku jest zastosowanie tzw. wlewu zanurzonego 5

7 (fot. 4), aby dolewanie gnojowicy do zbiornika nie powodowało naruszenia warstwy wierzchniej gnojowicy, a w konsekwencji nie prowadziło do emitowania szkodliwych gazów. Fot. 2. Przykrycie zbiornika folią Fot.3. Przykład przykrycia pokrywą betonową zbiornika na gnojowicę oraz przykrycia membranowego typu namiot 6

8 Fot. 4. Przykład zastosowania wlewu zanurzonego Emisja gazów ze zbiorników gnojowicy wyposażonych w przykrycia w postaci keramzytu, ewentualnie w przykrycia foliowe, jest o około 70% mniejsza niż ze zbiorników otwartych. W przypadku pokryw trwałych z betonu emisje ograniczone są o około 95%. 4. Separacja gnojowicy Opis technologii. Separat, czyli odseparowana stała część nawozu naturalnego jest bezpieczny pod względem bakteriologicznym, wolny od pasożytów, łącząc dwie zalety: poprawia komfort odpoczynku krów przy oszczędności materiału ściółkowego. Natomiast kojce porodowe będą ściółkowane dobrej jakości słomą. Z uwagi na znaczne ilości nawozu naturalnego dziennie powstaje około 9000 kg gnojowicy szczególnego znaczenia nabiera problem prawidłowego jej zagospodarowania. Proponowany sposób postępowania z gnojowicą obejmuje: separację, magazynowanie odseparowanej frakcji ciekłej w betonowym zbiorniku cylindrycznym, mieszanie i podsuszenie frakcji stałej gnojowicy, 7

9 część frakcji stałej po podsuszeniu trafi na legowiska boksowe jako podściółka w ilości ok. 0,5 kg na legowisko dziennie, pozostała część frakcji stałej, po wymieszaniu z dodatkami mineralnymi i granulacji, posłuży do produkcji ekologicznego nawozu. Elementy składowe procesu separacji gnojowicy przedstawiono na rysunku 5. Rys. 5. Separacja gnojowicy na frakcję stałą i płynną (patent nr P z dnia r.): 1 ślimakowy przenośnik, 2 rurowa obudowa, 3 zasypowy kosz, 4 silnik z motoreduktorem, 5 wspornik, 6 szyna, 7 ściana silosu, 8 komora silosu, 9 wciągarka, 10 separator, 11 rynna, 12 otwory wysypowe, 13 pokrywy wysypowe, 14 zawiasy, 15 zapinacze, 16 cięgna, 17 dno komory, 18 wzdłużny kanał, 18 poprzeczne kanały wentylacyjne, 19 szeroki ruszt, 19 wąski ruszt, 20 wentylator, 21 obiekt inwentarski, 22 kanał spływowy, 23 zbiornik, 24 pompa wirowa, 24 pompa, 25 zbiornik wstępny, 26 zbiornik do magazynowania frakcji płynnej. Pozyskany substrat z separacji gnojowicy surowej lub po fermentacji przedstawiony powyżej może być przygotowany do granulacji poprzez wymieszanie komponentów z jednoczesnym wysuszeniem do wilgotności około 17% za pomocą mieszarko suszarki. 8

10 Literatura Chadwick D.R Emissions of ammonia, nitrous oxide and methane from cattle manure heaps: effect of compaction and covering. Atmospheric Environment, Elsevier, vol. 39, issue 4, pp Dalgaard T., Olesen J.E., Misselbrook T., Gourley C., Mathias E., Heldstab J., Baklanov A., Cordovil C., Sutton M Methane and Ammonia Air Pollution. Policy Brief prepared by the UNECE Task Force on Reactive Nitrogen. May Hersener J.L., Megier U., Dinkel F Ammoniakemissionen aus Gülle und deren Minderungsmassnahmen unter besonderer Berücksichtigung der Vergärung. Schlussbericht April 2002, Kanton Luzern. Husted S Seasonal Variation in Methane Emission from Stored Slurry and Solid Manures. Journal of Environmental Quality, Vol. 23 No. 3, p Rozporządzenie Rady Ministrów z dnia 9 listopada 2010 r. w sprawie przedsięwzięć mogących znacząco oddziaływać na środowisko (Dz.U nr 213, poz. 1397). Ustawa z dnia 20 lipca 2017 r. Prawo wodne Dz.U poz Ustawa z dnia 20 lipca 2017 r. Prawo wodne Dz.U poz Ferm M., Marcinkowski T., Kierończyk M., Pietrzak S Measurments of ammonia emissions from manure storing and spreading stages in Polish commercial farms. Atmospheric Environment, Elsevier, vol. 39, pp Kuczyński T., Dammgen U., Webb J., Myczko A Emissions from European agriculture. Wageningen Academic Publishers, The Netherlands, pp Romaniuk W., Domasiewicz T., Głaszczka A., Łochowski B Komora gnojowa. Patent nr : Data decyzji: Komora gnojowa z kontrolą szczelności. Dyrektywa Rady 91/676/EEC z dn. 12 grudnia Ustawa z dnia 10 lipca 2007 r. o nawozach i nawożeniu (tekst jednolity) Dz. U. 2007, nr 147, poz trading/what has been achieved so far/euemissions trading scheme/?lang=pl Ustawa z dnia 20 lipca 2017 r. Prawo wodne Dz.U poz

11 European Environment Agency. Climate change, impacts and vulnerability in Europe,