Szkoła Główna Gospodarstwa Wiejskiego w Warszawie Przyrodnicze uwarunkowania do produkcji biomasy na cele energetyczne ze szczególnym uwzględnieniem produkcji biogazu rolniczego Dr inż. Magdalena Szymańska Kielce, 2010
POWIERZCHNIA UŻYTKÓW ROLNYCH WEDŁUG UŻYTKOWANIA W GRANICACH ADMINISTRACYJNYCH WOJEWÓDZTW W 2007 R. 2008r. GO - 12,09 mln ha Łąki i pastwiska 3,18 mln ha GUS, Rolnictwo 2008
UŻYTKI ROLNE WEDŁUG KLAS BONITACYJNYCH GUS, Rolnictwo 2008
Rolnictwo producent i odbiorca energii odnawialnej Bezpośredni producent biomasy: Rośliny energetyczne Tradycyjne rośliny rolnicze Wieloletnie plantacje roślin energetycznych Produkty uboczne/odpady produkcji rolniczej: Plony uboczne np. słoma Biopaliwa stałe, ciekłe; biogaz Biopaliwa stałe
Nadwyżki słomy średnio z lat 2004-2008 (w tys t) do alternatywnego wykorzystania Dolnośląskie Kujawsko-pomorskie Lubelskie Lubuskie Łódzkie Małopolskie Mazowieckie Opolskie Podkarpackie Podlaskie Pomorskie Śląskie Świętokrzyskie Warmińsko-mazurskie Wielkopolskie Zachodniopomorskie 490 920 1 480 310 640 210 860 630 490 0 800 370 400 330 1 110 640 Bilans słomy średnio za lata 2004 2008 (w mln t) 3,1 1 9,1 3,1 12,2 nadwyżka ściółka pasze przyoranie podłoża pieczrkowe Na podstawie danych GUS
Rolnictwo producent i odbiorca energii odnawialnej Produkty uboczne/odpady produkcji rolniczej: Nadwyżka nawozów naturalnych - gnojowica, obornik Biogaz Pośredni producent biomasy: Przemysł rolnospożywczy Materiały poubojowe Odpady z mleczarni, Przetwórstwo owocowo-warzywne Odpady z gorzelni itp Biogaz
Kryteria wyboru substratów do produkcji biogazu Zasobność w łatwo fermentujące węglowodany i białka Zawartość hemiceluloz i lignin Łatwość składowania i przechowywania gwarancja dostępu przez cały rok
Biomasa roślinna substratem do produkcji biogazu Tradycyjne rośliny uprawne: Kukurydza kiszonka wysoka wydajność w przeliczeniu na t smo Buraki cukrowe Buraki pastewne Lucerna i in. Konkurencja z rynkiem żywności i pasz
PLUSY WYKORZYSTYWANIA TRADYCYJNYCH ROŚLIN ROLNICZYCH Łatwość uprawy Niskie koszty założenia plantacji, w porównaniu do wieloletnich gatunków energetycznych Możliwość wykorzystania powszechnie dostępnego sprzętu
Biomasa roślinna substratem do produkcji biogazu Wieloletnie rośliny energetyczne: Topinambur Ślazowiec pensylwański Rdest sachaliński Konkurencja o powierzchnię z rynkiem żywności
UR (w tys. ha) potencjalnie przydatne pod uprawęślazowca (Jadczyszyn i in. 2008, IUNG-PIB) Województwo Dolnośląskie Kujawsko-pom. Lubelskie Lubuskie Łódzkie Małopolskie Mazowieckie Opolskie Podkarpackie Podlaskie Pomorskie Śląskie Świętokrzyskie Warmińsko-maz. Wielkopolskie Zachodnio-pom. Ogółem Polska Powierzchnia w tys ha 203,6 25,0 195,5 166,3 248,0 52,2 278,8 98,2 194,0 251,2 100,0 176,4 66,2 72,6 125,7 228,8 2482,2 % UR 15,7 1,7 8,9 20,3 15,1 8,0 8,9 14,2 21,6 16,2 7,7 22,6 6,9 3,8 5,2 13,6 10,6
Przestrzenne rozmieszczenie użytków rolnych potencjalnie przydatnych do uprawy ślazowca pensylwańskiego w Polsce Wg Jadczyszyn i in. 2008, IUNG-PIB
Biomasa roślinna substratem do produkcji biogazu Biomasa z użytków zielonych Konkurencja z rynkiem pasz Wg IMUZ-u w latach 2000-2006 : 20% użytków zielonych nie było wykorzystywane gospodarczo Z 21 % zbierano 3 pokosy Z 35% zbierano 2 pokosy Z 25% zbierano 1 pokos
TUZ źródło biomasy na cele energetyczne Trawy na cele energetyczne (produkcja biogazu) można pozyskać z: I, II, III odrostu łąk dotychczas nieużytkowanych II, III odrostu łąk dotychczas użytkowanych jako łąki jednokośne III odrostu łąk dotychczas użytkowanych jako łąki dwukośne Koszenie niedojadów na pastwiskach Potencjał biomasy z użytków zielonych ok. 2,3 3,4 mln t sm biomasy w zależności od intensyfikacji produkcji Wg Mikołajczak i in., 2009
Nawozy naturalne substratem do produkcji biogazu
Województwo Obornik [tys. t] Gnojowica [tys m 3 ] Dolnośląskie 2 070 173 Kujawskopomorskie 6 625 602 Lubelskie 6 267 591 Lubuskie 1 152 89 Łódzkie 6 440 618 Małopolskie 3 966 364 Mazowieckie 12 565 1 217 Opolskie 2 203 195 Podkarpackie 2 839 260 Podlaskie 8 299 834 Pomorskie 3 231 283 Śląskie 2 161 184 Świętokrzyskie 2 640 241 Warmińsko-mazurskie 5 171 479 Wielkopolskie 13 249 1 161 Zachodniopomorskie 1 916 165 Igras, Kopiński, 2007 POLSKA 80 757 7 459
Potencjał teoretyczny produkcji biogazu rolniczego na bazie nawozów naturalnych OBORNIK GNOJOWICA ZAWARTOŚĆ Corg 35,8% SPRAWNOŚĆ FERMENTACJI 50% ZAWARTOŚĆ CH 4 60% ZAWARTOŚĆ Corg 36,9% SPRAWNOŚĆ FERMENTACJI 50% ZAWARTOŚĆ CH 4 60% 3 059,4 mln m 3 biogazu 145,6 mln m 3 biogazu 3 205 mln m 3 biogazu
Potencjał produkcji biogazu rolniczego na bazie nawozów naturalnych Potencjał techniczny produkcji biogazu w oparciu o nawozy naturalne jest znacznie niższy ze względu na: realnie biogazownie mogą powstać tylko w dużych gospodarstwach z obsadą zwierząt przynajmniej na poziomie ok. 100 SD (SD sztuka duża)
Nawozy naturalne, a biogaz Decyzja rolnika Przefermentowana masa Brak informacji na temat nawozowej wartości masy pofermentacyjnej Utrudnione mechanizmy prawne
Maksymalna dawka nawozów naturalnych ustalana jest według ilości wprowadzanego do gleby N (170kgN. ha -1 ) Roczna dawka gnojowicy nie powinna przekraczać 45 m 3. ha -1 (170 kg N) Roczna dawka obornika nie powinna przekraczać 40 ton. ha -1 (170 kg N)
Organiczne odpady przemysłowe 377 tys t Odpady owocowo-warzywne Potencjał produkcji biogazu 60 mln m 3. rok -1 590 tys t Odpady poubojowe
Podsumowanie 1. Polska posiada znaczny potencjał do produkcji biomasy na cele energetyczne, ale podczas określania potencjału technicznego należy równolegle uwzględnić biopaliwa stałe, płynne i gazowe Rozwój biogazowni w Polsce wymaga: 1. Dokładnej analizy w zakresie źródeł surowców, przy założeniu utrzymywania ich bioróżnorodności 2. Dostępność substratów do produkcji biogazu jest zróżnicowana terytorialnie co należy uwzględnić przy planowaniu inwestycji 3. Produkcja biogazu odbywa się w oparciu o substraty w najmniejszym stopniu konkurencyjne z rynkiem żywności w stosunku do innego energetycznego wykorzystywania biomasy 4. Rozwój biogazowni w Polsce umożliwi zagospodarowanie odpadów organicznych 5. Stworzenia pełnej bazy danych na temat możliwości wykorzystania przefermentowanej masy
Dziękuj kuję za uwagę Dane kontaktowe: magdalena_szymanska@sggw.pl Tel. 22 5932627