Możliwości ograniczenia emisji gazów cieplarnianych w cyklu życia biopaliw w świetle regulacji UE Zuzanna Jarosz Warsztaty Ocena potencjału biomasy odpadowej i ubocznej oraz skutki środowiskowe produkcji i wykorzystania biomasy IUNG-PIB, 28 maja 2014
Artykuł 17 Kryteria zrównoważonego rozwoju w odniesieniu do biopaliw i biopłynów. Niezależnie od tego, czy surowce były uprawiane na terenie Wspólnoty czy poza jej terytorium, energię z biopaliw i biopłynów uwzględnia się do celów, o których mowa w lit. a), b) i c), tylko wtedy, gdy spełniają one kryteria zrównoważonego rozwoju określone w ust. 2 6 niniejszego artykułu: a. kontrola zgodności z wymogami niniejszej dyrektywy w odniesieniu do celów krajowych; b. kontrola spełnienia obowiązku stosowania energii ze źródeł odnawialnych; c. kwalifikowalnośd do wsparcia finansowego wykorzystania biopaliw i biopłynów. Dyrektywa 2009/28/WE
2. Ograniczenie emisji gazów cieplarnianych dzięki wykorzystaniu biopaliw i biopłynów uwzględnionych dla celów, o których mowa w ust. 1 lit. a), b) i c), wynosi co najmniej 35 %. Począwszy od dnia 1 stycznia 2017 r., ograniczenie emisji gazów cieplarnianych wynikających z wykorzystania biopaliw i biopłynów uwzględnionych do celów, o których mowa w ust. 1 lit. a), b) i c), wynosi co najmniej 50 %. Od dnia 1 stycznia 2018 r. ograniczenie emisji gazów cieplarnianych wynosi co najmniej 60 % dla biopaliw i biopłynów wytworzonych w instalacjach, które rozpoczną produkcję w dniu 1 stycznia 2017 r. lub później.
W przypadku biopaliw i biopłynów wytworzonych w instalacjach działających dnia 23 stycznia 2008 r. akapit pierwszy stosuje się od dnia 1 kwietnia 2013 r. ograniczenie 35%
Ograniczenie emisji GHG liczone są w cyklu życia biopaliw wg metodyki przedstawionej w aneksie V Dyrektywy 2009/28/WE. Oznacza to, że szacunek emisji mają obowiązek przedstawiad wszystkie podmioty uczestniczące cyklu produkcji biokomponentu lub biopaliwa. Szacunek idzie za produktem. Koocowy szacunek emisji i ograniczeo emisji przedstawia podmiot wprowadzający biopaliwo na rynek.
1. Rolnicy Wypełniają oświadczenie o spełnieniu wszystkich warunków zrównoważonej produkcji (kukurydza, pszenica ozima, rzepak ozimy). Jest to równoznaczne z przyjęciem emisji rolniczych: kukurydza 20, pszenica 23, rzepak 29 g CO 2 eq MJ -1.
Ekspertyza sfinansowana przez MRiRW (przy wsparciu PSPO i KIB): Poziom emisji gazów cieplarnianych (CO 2, N 2 O i CH 4 ) dla upraw pszenicy, pszenżyta, kukurydzy i żyta przeznaczonych do produkcji bioetanolu oraz upraw rzepaku przeznaczonych do produkcji biodiesla. Zwolniła Polskę z obowiązku szacowania emisji rolniczych GHG w gospodarstwach, co daje przemysłowi biopaliw oszczędnośd 20 mln rocznie.
ale: Emisje rolnicze zatwierdzone przez Komisję Europejską dla Polski (wg ekspertyzy dla MRiRW; Faber i in. 2011) Roślina Emisje rolnicze (g CO 2 eq MJ -1 ) min max Me Kukur. 18 20 19,2 Pszen. 20 23 22,6 Rzepak 21 28 24,5
Osiągnięcie emisji rolniczych na podanym poziomie możliwe było dzięki zastosowaniu wskaźnika emisji dla polskich nawozów = 3414.2 g CO 2 eq kg N -1, w miejsce przyjętego w UE = 5880,6 g CO 2 eq kg N -1 ; dało to zwiększenie ograniczenia emisji dla: bioetanolu o 5%, biodiesla o 6 %.
2. Dostawcy surowca Unikad wożenia surowca wzdłuż i wszerz Polski: 50 km dla ziarna pszenicy = 0,52 g CO 2 eq MJ -1 lub = 4,07 g CO 2 eq kg -1 ziarna, 500 km dla ziarna pszenicy = 5,21 g CO 2 eq MJ -1 lub = 40,7 g CO 2 eq kg -1 ziarna. Ep z alokacją 19 g CO 2 eq MJ -1 Ograniczenie emisji: 50 km 47%, a 500 km 44 % (3%)
3. Konwersja surowca do biokomponentu lub biopaliwa Energia procesowa z węgla (paliwo niezdefiniowane) nie ma możliwości osiągnięcia ograniczenia 50%. Paliwem technologicznym musi byd gaz ziemny i najlepiej użytkowany w CHP. Jeśli energia elektryczna z sieci, to może obowiązywad emisyjnośd dla mix polskiego: EU mix 128,3 g CO 2 eq MJ -1, PL mix 305,9 g CO 2 eq MJ -1.
Co to może oznaczad? Bioetanol: EU mix - ograniczenie emisji 35% EU mix + E N 2 O PL nawozy - ograniczenie emisji 40% PL mix + E N 2 O PL nawozy - ograniczenie emisji 28% Biodiesel: EU mix - ograniczenie emisji 38% EU mix + E N 2 O PL nawozy - ograniczenie emisji 44% PL mix + E N 2 O PL nawozy - ograniczenie emisji 39%
W procesach konwersji należy pamiętad o alokacji: - kontrakty na wykorzystanie paszowe wywaru i śruty poekstrakcyjnej bez alokacji nie jest możliwym osiągnięcie ograniczenia emisji 35 %!!!!
Możliwości wypełnienia stawianych wymogów (ograniczenia emisji 35 %) Woj. Ograniczenie emisji w cyklu życia Pszenica mix EU Pszenica mix PL Kukurydza Mix EU Kukurydza Mix PL Rzepak Mix EU Rzepak Mix PL % DŚ 48 36 50 38 37 32 KP 48 36 49 37 36 31 LB 49 37 49 37 36 31 LS 49 37 51 39 40 35 ŁD 46 34 51 39 37 32 MP 43 31 51 39 35 30 MZ 43 31 50 38 37 32 OP 42 30 48 36 35 30 PK 49 37 51 39 42 37 PL 44 32 49 37 32 27 PM 43 31 42 30 34 29 ŚL 43 31 48 36 35 30 ŚK 46 34 48 36 36 31 WM 43 31 36 24 37 32 WP 45 33 51 39 41 36 ZP 45 33 43 31 38 33
Działania na jutro. osiągnięcie ograniczenia emisji 50% od 01.01.2017 r.
IUNG-PIB i Bio-Energia opracowały nową metodykę szacowania emisji i ograniczeo emisji uwzględniającą poprawę agrotechniki zmierzającą do zwiększenia sekwestracji węgla organicznego w glebach - w projekcie: Sekwestracja węgla organicznego w glebach Polski jako sposób na ograniczenie emisji gazów cieplarnianych w cyklu życia bioetanolu i biodiesla (LCA) Projekt został sfinansowany przez: Narodowe Centrum Nauki; symbol: N N313 759240; umowa 7592/B/P01/2011/40; Realizacja 2011-2013 (budżet 426 200 PLN).
Opracowana metodyka jest zgodna z wymaganiami Dyrektywy 2009/28/WE i gwarantuje osiągnięcie ograniczeo emisji 50% od 01.01.2017 r., jeśli wdrożona zostanie poprawa agrotechniki. Szacunkowe koszty poprawy agrotechniki muszą uwzględniad rachunek utraconych korzyści przez producentów rolnych. Rachunek ten powinien byd skompensowany przez przemysł biopaliwowy (obliczenia są w toku)
Metodyka nowo opracowana przez IUNG-PIB i Bio-Energię gwarantuje: Osiągnięcie przyrostu ograniczeo emisji GHG w % Uprawa DNDC - IPCC Pełna* Uproszczona** Uproszczona_N 2 O** Siew bezpośredni** Kukurydza 4 21 27 123 Pszenica 7 26 36 140 Rzepak 0 30 46 180 *-zbiór słomy; **-pozostawienie na polu słomy
Innowacyjnośd metody opracowanej przez IUNG-PIB i Bio-Energię: Rośl. Wzrost ograniczenia emisji % Cseq N 2 O R-m Eproc Kuk 21 6 27 22 Psze 26 10 36 29 Rzep 30 16 46 22
Możliwości wypełnienia stawianych wymogów (ograniczenia emisji 50 %) uprawa ograniczona Woj. Ograniczenie emisji w cyklu życia Pszenica mix EU Pszenica mix PL Kukurydza Mix EU Kukurydza Mix PL Rzepak Mix EU Rzepak Mix PL % DŚ 74 62 71 59 67 62 KP 74 62 70 58 66 61 LB 75 63 70 58 66 61 LS 75 63 72 60 70 65 ŁD 72 60 72 60 67 62 MP 69 57 72 60 65 60 MZ 69 57 71 59 67 62 OP 68 56 69 57 65 60 PK 75 63 72 60 72 67 PL 70 58 70 58 62 57 PM 69 57 63 51 64 59 ŚL 69 57 69 57 65 60 ŚK 72 60 69 57 66 61 WM 69 57 57 45 67 62 WP 71 59 72 60 71 66 ZP 71 59 64 52 68 63
Tabela 1. Wartości emisji wynikające z iluc w przekroju województw (zboża 12 g CO 2 eq MJ -1 ; rzepak 55 g CO 2 eq MJ -1 ) Województwo Uprawa Pszenica Kukurydza Rzepak t CO 2 /ha/r DŚ 0.63 0.74 2.56 KP 0.63 0.71 2.60 LB 0.54 0.69 2.43 LS 0.55 0.63 2.68 ŁD 0.50 0.62 2.19 MP 0.52 0.66 2.46 MZ 0.56 0.73 2.51 OP 0.61 0.68 2.47 PK 0.48 0.74 2.52 PL 0.49 0.51 2.25 PM 0.55 0.51 2.74 ŚL 0.55 0.75 2.39 ŚK 0.50 0.57 2.51 WM 0.51 0.52 2.65 WP 0.56 0.71 2.73 ZP 0.59 0.53 2.65
W szacunkach ograniczeo emisji uwzględniono następujące warianty: 1. ograniczenie emisji bez sekwestracji węgla organicznego w glebie wskutek poprawy agrotechniki; 2. ograniczenie emisji bez sekwestracji węgla z uwzględnieniem iluc; 3. ograniczenie emisji z sekwestracją węgla uzyskaną wskutek stosowania uprawy uproszczonej; 4. ograniczenie emisji z sekwestracją węgla uzyskaną wskutek stosowania uprawy bezorkowej; 5. ograniczenie emisji z sekwestracją węgla uzyskaną wskutek stosowania uprawy uproszczonej z uwzględnieniem iluc; 6. ograniczenie emisji z sekwestracją węgla uzyskaną wskutek stosowania uprawy bezorkowej z uwzględnieniem iluc.
Tabela 2. Ograniczenia emisji w cyklu życia bioetanolu z pszenicy ozimej przy pozostawianiu na polu średniej ilości resztek pożniwnych (średni wsad) Woj. iluc C seq Ograniczenia emisji w cyklu życia 1 2 3 5 t CO 2 /ha/r % DŚ 0.63 0.51 48 40 60 51 KP 0.63 0.51 48 39 59 51 LB 0.54 0.51 49 40 62 54 LS 0.55 0.51 49 40 62 54 ŁD 0.50 0.51 46 38 61 52 MP 0.52 1.94 43 35 94 85 MZ 0.56 0.51 43 34 56 48 OP 0.61 1.94 42 36 77 79 PK 0.48 1.94 49 40 103 94 PL 0.49 0.51 44 36 59 50 PM 0.55 1.94 43 35 91 82 ŚL 0.55 1.94 43 35 91 83 ŚK 0.50 0.51 46 38 61 51 WM 0.51 0.51 43 35 58 49 WP 0.56 0.51 45 37 58 50 ZP 0.59 1.94 45 36 89 81
Najważniejsze ustalenia wynikające z tabeli 2: -nie wprowadzenie poprawy agrotechniki nie daje ograniczenia emisji 50% we wszystkich województwach -wprowadzenie iluc zmniejsza aktualnie osiągane ograniczenia emisji o 6-9% (wariant 1 minus wariant 2), -wielkośd aktualnych ograniczeo emisji po wprowadzeniu iluc jest we wszystkich województwach mniejsza od 50% (wariant 2), -uzyskanie progowego ograniczenia emisji 50% jest możliwe w wariancie 5 we wszystkich województwach, z wyjątkiem mazowieckiego i warmiosko-mazurskiego.
Tabela 3. Ograniczenia emisji w cyklu życia bioetanolu z kukurydzy przy pozostawianiu na polu średniej ilości resztek pożniwnych (średni wsad) Woj. iluc C seq Ograniczenia emisji w cyklu życia 1 2 3 5 t CO 2 /ha/r % DŚ 0.74 0.51 50 42 60 52 KP 0.71 0.51 49 41 61 52 LB 0.69 0.51 49 42 60 52 LS 0.63 0.51 51 43 62 55 ŁD 0.62 0.51 51 43 63 55 MP 0.66 1.94 51 43 93 85 MZ 0.73 0.51 50 43 60 52 OP 0.68 1.94 48 39 89 80 PK 0.74 1.94 51 44 89 81 PL 0.51 0.51 49 41 63 55 PM 0.51 1.94 42 35 96 89 ŚL 0.75 1.94 48 40 85 77 ŚK 0.57 0.51 48 40 61 53 WM 0.52 0.51 36 28 50 42 WP 0.71 0.51 51 44 62 54 ZP 0.53 1.94 43 35 96 88
Najważniejsze ustalenia wynikające z tabeli 3: -nie wprowadzenie poprawy agrotechniki nie daje ograniczenia emisji 50% w 9 województwach -wprowadzenie iluc zmniejsza aktualnie osiągane ograniczenia emisji o 7-9% (wariant 1 minus wariant 2), -wielkośd aktualnych ograniczeo emisji po wprowadzeniu iluc jest we wszystkich województwach mniejsza od 50% (wariant 2), -uzyskanie progowego ograniczenia emisji 50% jest możliwe w wariancie 5 we wszystkich województwach, z wyjątkiem warmiosko-mazurskiego,
Tabela 4. Ograniczenia emisji w cyklu życia biodiesla z rzepaku ozimego przy pozostawianiu na polu średniej ilości resztek pożniwnych (średni wsad) Woj. iluc C seq Ograniczenia emisji w cyklu życia 1 2 3 5 t CO 2 /ha/r % DŚ 2.56 0.51 37-2 50 11 KP 2.60 0.51 36-3 49 10 LB 2.43 0.51 36-2 50 12 LS 2.68 0.51 40 2 53 14 ŁD 2.19 0.51 37-2 52 13 MP 2.46 1.94 35-3 87 49 MZ 2.51 0.51 37-1 50 12 OP 2.47 1.94 35-5 89 49 PK 2.52 1.94 42 3 92 54 PL 2.25 0.51 32-6 47 9 PM 2.74 1.94 34-6 83 42 ŚL 2.39 1.94 35-3 88 50 ŚK 2.51 0.51 36-3 49 11 WM 2.65 0.51 37-2 49 11 WP 2.73 0.51 41 2 53 14 ZP 2.65 1.94 38 0 86 48
Najważniejsze ustalenia wynikające z tabeli 4: -nie wprowadzenie poprawy agrotechniki nie daje ograniczenia emisji 50% we wszystkich województwach -wprowadzenie iluc zmniejsza aktualnie osiągane ograniczenia emisji do wartości bliskich zeru (tam gdzie wartości są ujemne emisja z biodiesla jest większa niż z paliwa konwencjonalnego), -wielkośd aktualnych ograniczeo emisji po wprowadzeniu iluc jest we wszystkich województwach mniejsza od 50% (wariant 2), -uzyskanie progowego ograniczenia emisji 50% jest możliwe w wariancie 5 w województwach podkarpackim i śląskim, bliskie osiągnięcia tego progu są województwa małopolskie, opolskie, pomorskie i zachodniopomorskie (wszystkie leżące w strefie klimatu umiarkowanego wilgotnego).
Niezależnie od tego czy będzie obowiązywad iluc czy też nie wydaje się istnied potrzeba pilnego opracowania poprawy agrotechniki w produkcji pszenicy, kukurydzy i rzepaku na cele paliwowe. Jeśli agrotechnika nie zostanie poprawiona nie będzie możliwym uzyskanie ograniczeo emisji o 50% (60%) od 01.01.2018 r. Jeśli w Dyrektywie 2009/28/WE zostanie uwzględniony ILUC, a agrotechnika zostanie poprawiona, to geografia pozyskiwania surowców do produkcji: bioetanolu - nie zmieni się zasadniczo, biodiesla - zostanie ograniczona do województw małopolskiego, opolskiego, podkarpackiego, pomorskiego, śląskiego i części zachodniopomorskiego, jeśli zostanie uwzględniona poprawiona metoda szacowania polowej emisji N 2 O (Tier3).
dr Zuzanna Jarosz IUNG-PIB e-mail: zjarosz@iung.pulawy.pl Dziękuję za uwagę