Dr inż. Dominika Matuszek Dr inż. Katarzyna Szwedziak

Transkrypt

1 Dr inż. Dominika Matuszek Dr inż. Katarzyna Szwedziak Politechnika Opolska Wydział Mechaniczny Katedra Techniki Rolniczej i Leśnej Konferencja dofinansowana ze środków Wojewódzkiego Funduszu Ochrony Środowiska i Gospodarki Wodnej

2 Prognozy popytu wewnętrznego naszego kraju na żywność i surowce rolne nie są optymistyczne. Wyjątkiem jest sprawa dotycząca zapotrzebowania na rośliny energetyczne. Szczególną rolę w rozwoju produkcji rolnej i powiększania jej wartości pełni zwiększenie produkcji roślin energetycznych. Konferencja dofinansowana ze środków Wojewódzkiego Funduszu Ochrony Środowiska i Gospodarki Wodnej

3 Europejska Agencja Środowiska, szacuje, że Polska do roku 2030 może przeznaczyć pod uprawy na cele energetyczne około 5 mln ha użytków rolnych. Byłaby to największa w UE powierzchnia gruntów przeznaczona na produkcję surowców energetycznych. Najbardziej prawdopodobne jest, że w najbliższych latach pod uprawy na cele energetyczne będzie można przeznaczyć maksymalnie 1,7 mln ha gruntów, w tym 0,5 mln ha pod produkcję rzepaku na biodiesel, 0,6 mln ha gruntów ornych pod ziemiopłody przeznaczone na etanol i ok. 0,6 mln ha pod plantacje roślin energetycznych. Matyka 2011 Konferencja dofinansowana ze środków Wojewódzkiego Funduszu Ochrony Środowiska i Gospodarki Wodnej

4 Obecnie w Polsce biomasa jest wykorzystywana w szczególności przez indywidualnych użytkowników Około 1 mln domów jednorodzinnych opalanych jest biomasą. Zużycie to jednak nie może zostać zaliczone na rzecz redukcji krajowego zanieczyszczenia atmosfery gazami cieplarnianymi. Wykorzystanie biomasy powinno zatem znaleźć swoje miejsce w energetyce [Krzyżanowska 2007, Vattenfall] Konferencja dofinansowana ze środków Wojewódzkiego Funduszu Ochrony Środowiska i Gospodarki Wodnej

5 Wyszczególnienie Konsumpcja energii ogółem 1747,0 1761,0 1633,0 Razem OZE 109,2 182,4 348,0 Biomasa 71,9 125,0 235,0 Woda 26,1 30,6 33,0 Wiatr 5,0 15,4 43,9 Energia słońca 0,8 2,4 14,1 Geotermia 5,4 8,2 16,4 Pozostałe 0,0 0,4 2,1 Konferencja dofinansowana ze środków Wojewódzkiego Funduszu Ochrony Środowiska i Gospodarki Wodnej

6 Upraw roślin energetycznych nie można lokalizować wyłącznie na terenach o glebach najsłabszych, na których czynnikiem limitującym wzrost produkcji biomasy jest woda. Gleby dobre i bardzo dobre, które nie powinny być wykorzystane do zakładania plantacji wieloletnich, stanowią w Polsce zaledwie 54% ogółu gruntów ornych. [Krzyżanowska 2007, Vattenfall] Konferencja dofinansowana ze środków Wojewódzkiego Funduszu Ochrony Środowiska i Gospodarki Wodnej

7

8 Gleby dopuszczone do lokalizacji wieloletnich plantacji roślin energetycznych (kolor szary) oraz rejony, w których plantacji nie należy lokalizować (kolor pomarańczowy i niebieski).

9 Zwiększenie wykorzystania biomasy wymaga utworzenia całej infrastruktury obejmującej produkcję, dystrybucję i wykorzystanie biomasy. Produkcja ta musi mieć charakter planowy i realizowany systematycznie z roku na rok. [Glinalski, Kordas] Konferencja dofinansowana ze środków Wojewódzkiego Funduszu Ochrony Środowiska i Gospodarki Wodnej

10 Czarnym kolorem zaznaczono położenie większych polskich elektrowni.

11 [Kościk] Gatunki wieloletnie Zalety Wysoka wartość energetyczna plonu niższe koszty prowadzenia plantacji Wady Wysokie koszty założenia i likwidacji plantacji Gatunki jednoroczne Zalety Możliwość utrzymania właściwego płodozmianu Łatwiejsze dostosowanie się do koniunktury rynkowej Wady Niższa wartość energetyczna plonu Wyższe koszty prowadzenia plantacji

12 Rośliny energetyczne jednoroczne wieloletnie -Rzepak -Ziemniaki -Buraki -Kukurydza -Zboża -Owies - Formy drzewiaste -Ślazowiec - Topinambur - Trawy np. miskantus -Róża wielokwiatowa

13 Roślina Wilgotność całkowita Plon suchej masy Plon oraz wartość energetyczna plonu % t s.m. t/ha MJ/kg GJ/ha Ślazowiec pensylwański 14,3 16,28 19,0 14,4 273,6 Róża wielokwiatowa 47,0 10,34 19,5 18,7 193,3 Wierzba wiciowa * 41,6 23,07 39,0 9,3 367,4 Miskant cukrowy 16,3 13,39 16,0 13,6 217,6 Owies 15,5 2,81 3,33 15,5 51,6 Łubin wąskolistny 14,6 1,55 1,82 15,3 27,8 * zbiór z plantacji dwuletniej [Kościk] Konferencja dofinansowana ze środków Wojewódzkiego Funduszu Ochrony Środowiska i Gospodarki Wodnej

14 Uprawa: Okres trwania plantacji lat. Sadzenie pocięte cm pędy jednoroczne tzw. Sztobry sadzone ręcznie lub maszynowo. Zalecane rozstawy: 50 x 60 cm lub 50 cm x 70 cm. Zabiegi pielęgnacyjne bronowanie po wschodach, w razie potrzeby pielenie międzyrzędzi, obredlanie. Zagrożenia i zwalczanie: najczęściej występują -rdza liściowa (Saprol), ze szkodnikow przędziorek (Nissouran), mszyce (Mospilan 200 SP), pieniki (Basudin). Zbior: w miesiącach zimowych (grudzień-luty). Plantacja mateczna co rok, na biomasę najczęściej co 2-3 lata. Ścinanie na wysokości 3-7 cm nad ziemią ręcznie lub mechanicznie. Pędy rozdrabnia się na rębarce do drewna na zrębki o długości 5-7 cm i dosusza w specjalnych silosach. Plonowanie: przy optymalnych warunkach siedliskowych i właściwej agrotechnice można uzyskać t s.m./ha. Wartość energetyczna: KJ/kg s.m

15

16 Okres trwania plantacji lat. Metody rozmnażania: Siew polowy, sadzenie ukorzenionej rozsady, sadzenie pędów lub korzeni. Rozstawa 70 cm x 80 cm, dostosowana do uprawy w rzędach. Zabiegi pielęgnacyjne bronowanie po wschodach, w razie potrzeby pielenie międzyrzędzi, obredlanie Zagrożenia i zwalczanie: zgnilizna twardzikowa (ochrona Funaben 50, Sandofan M., Benlate), rolnice (ochrona Martshal 250 EC, Nurelle D 550 EC, Dursban 480 EC). Zbior: corocznie od drugiego roku uprawy -XI - II. Plonowanie: t s.m./ha. Wartość energetyczna: (łodygi grube) (łodygi cienkie) KJ/kg s.m. Pelety KJ/kg s.m.

17 Uprawa: Sadzenie bulw- jesienią (XI XII) lub wczesną wiosną (III-IV). Zalecane obsady: x cm lub cm x 30 cm. Zabiegi pielęgnacyjne bronowanie po wschodach, w razie potrzeby pielenie międzyrzędzi, obredlanie. Po kilku latach monokultury konieczne odnowienie plantacji (zaoranie, zastosowanie nawozów P i K, przerzedzenie opielaczem międzyrzędowym). Zagrożenia: zgnilizna twardzikowa powodująca więdnięcie i zasychanie roślin, atakuje również bulwy. Zapobieganie i ochrona roślin wysadzanie zdrowych sadzeniaków na wolnym od choroby polu, usuwanie chorych roślin, Zbiór 2-3 razy w roku (czerwiec, sierpień, listopad). Plonowanie: t suchej masy/ha. Wartość energetyczna: KJ/kg s.m.

18 Uprawa: Okres trwania plantacji lat. Z uwagi na przymrozki zaleca się zakładanie plantacji w maju. Sadzonki w postaci 10 cm fragmentów kłączy pozyskanych z trzyletnich plantacji matecznych przyoruje się na głębokość cm. Po zasadzeniu niezbędne zastosowanie wału gładkiego. Zbiór: corocznie od drugiego roku uprawy XII IV. Zbioru dokonujemy adoptowanymi maszynami przeznaczonymi do zbioru zielonki. Biomasa wymaga dosuszenia. Plonowanie: przy optymalnych warunkach siedliskowych i właściwej agrotechnice można uzyskać 8-10 t s.m./ha w drugim roku a w latach następnych t s.m./ha. Wartość energetyczna: KJ/kg s.m.

19 Do osiągnięcia wysokiej produktywności topole wymagają długiego okresu wegetacyjnego (minimum 180 dni) i wysokiej temperatury zwłaszcza w okresie czerwiec-wrzesień, w którym średnia powinna wynosić 17 C. Wytyczne plantacyjnej uprawy topoli zalecają zakładanie plantacji na siedliskach lasu wilgotnego, lasu łęgowego i olsu jesionowego. W przypadku zakładania plantacji o skróconym cyklu na gruntach rolnych jako najbardziej przydatne uważa się żyzne gleby rolnicze o dobrych stosunkach powietrzno-wodnych Możliwość uzyskania średniego rocznego plonu ponad 8 ton s.m. z 1 ha

20 Udział biomasy do produkcji zielonej energii stanowi w Polsce największy udział wśród wszystkich odnawialnych nośników energii. Ze względu na ograniczone możliwości wykorzystania drewna opałowego z lasów, drewna odpadowego z przemysłu drzewnego czy też słomy z rolnictwa dla osiągnięcia celów polityki UE konieczne jest wykorzystanie roślin energetycznych. Inwestycje w odnawialne źródła energii uważa się za inwestycje o najmniejszym stopniu ryzyka w długim okresie. Uprawa roślin na cele energetyczne może stanowić alternatywne źródło dochodów dla mieszkańców obszarów wiejskich. Ponadto plantacje roślin energetycznych pozwolą na zagospodarowanie obszarów rolniczych wyłączonych z tradycyjnej produkcji rolnej [Kordas, Krzyżanowska 2007]

21 Jednym z argumentów, które przemawiają za propagowaniem rozwoju produkcji na cele energetyczne, jest potencjalny wzrost zatrudnienia na obszarach wiejskich związany z produkcją, logistyką i wykorzystaniem biomasy. Istotnym czynnikiem produkcji jest woda. Eksperci wskazują, że wieloletnie uprawy roślin energetycznych wymagają większych zasobów wody niż inne uprawy. Jeżeli rośliny będą miały niewystarczającą ilość wody, będą ją czerpać z gleby, obniżając poziom wód gruntowych. Konferencja dofinansowana ze środków Wojewódzkiego Funduszu Ochrony Środowiska i Gospodarki Wodnej