ou 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 Ekspertyza wykonana na zlecenie Puławy, wrzesień 2011 Wykonawcy: Prof. dr hab. Antoni Faber Dr Zuzanna Jarosz Dr Robert Borek Dr Magdalena Borzęcka-Walker Dr Alina Syp Dr Rafał Pudełko ul. Czartoryskich 8, 24-100 Puławy tel.: +48 81 886 34 21, fax: +48 81 886 45 47 www.iung.pulawy.pl, iung@iung.pulawy.pl
Spis treści 1. Wstęp 4 2. Podsumowanie wyników badań 7 3. Wymierne skutki ekonomiczne, które przynieść może ekspertyza w sektorze biopaliw 10 4. Materiały i metodyka badań 10 4.1. Charakterystyka warunków pogodowych oraz gleb i zawartości węgla w ich warstwie ornej w gospodarstwach wytypowanych do badań 10 4.2. Szacunki emisji wykonane na podstawie badań ankietowych przeprowadzonych w gospodarstwach 17 4.3. Sekwestracja węgla w glebach wskutek poprawy agrotechniki 23 4.4. Emisje i ograniczenia emisji gazów cieplarnianych w pełnym cyklu produkcji biopaliw w systemach produkcji bez poprawy i z poprawą agrotechniki 24 5. Wyniki średnich emisji rolniczych gazów cieplarnianych w województwach obliczone na podstawie badań ankietowych 25 5.1. Pszenica 25 5.2. Pszenżyto 27 5.3. Kukurydza 29 5.4. Żyto 31 5.5. Rzepak 33 6. Sekwestracja węgla w glebach wskutek poprawy agrotechniki polegającej na pozostawieniu na polu różnych ilości resztek pożniwnych w systemach uprawy płużnej, uproszczonej i bezorkowej 35 7. Emisje i ograniczenia emisji gazów cieplarnianych w pełnym cyklu produkcji biopaliw w systemach produkcji bez poprawy i z poprawą agrotechniki 36 8. Załączniki zawierające dane wejściowe do szacunków oraz wyniki szacunków emisji rolniczych gazów cieplarnianych 41 2
Szacunki dla gospodarstw: Załącznik 5.1. Pszenica Załącznik 5.2. Pszenżyto Załącznik 5.3. Kukurydza Załącznik 5.4. Żyto Załącznik 5.5. Rzepak Wzory ankiet: Załącznik 5.6. Wzór ankiety do inwentaryzacji technologii produkcji w gospodarstwach wykorzystywany w 2010 r. Załącznik 5.7. Wzór uproszczonej ankiety do gromadzenia danych w innych latach 3
1. Wstęp Dyrektywa Parlamentu Europejskiego i Rady 2009/28/WE z dnia 23 kwietnia 2009 r. w sprawie promowania stosowania energii ze źródeł odnawialnych nałożyła, na wszystkie podmioty uczestniczące w cyklu produkcji biopaliw i biopłynów, obowiązek spełnienia kryteriów zrównoważonej produkcji (Art.17). Najważniejszym spośród tych kryteriów jest wymóg ograniczenia emisji gazów cieplarnianych (GHG) w pełnym cyklu produkcji biopaliw i biopłynów. Wielkość tego ograniczenia powinna wynosić co najmniej 35% (od 01.04.2013 r. dla instalacji działających 23.01.2008 r.), 50% w 2017 r. oraz 60% w 2018 r. (dla instalacji, które rozpoczną produkcję po 01.01.2017 r.). W emisjach GHG powstających w produkcji biopaliw znaczący udział mają emisje powstające w produkcji rolniczej surowców przeznaczonych na cele paliwowe. Są to emisje powstające w procesach przemysłowej produkcji nawozów (N, P, K, Ca) i pestycydów, wskutek spalania paliwa rolniczego (ON, OO), produkcji materiału siewnego oraz emisje podtlenku azotu (N 2 O) powstające po wniesieniu nawożenia azotowego do gleby. W Dyrektywie 2009/28/WE określone zostały standardowe emisje GHG powstające przy produkcji surowców rolnych produkowanych na cele paliwowe na terenie Wspólnoty. Do surowców produkowanych w Polsce odnoszą się wartości standardowe określone dla pszenicy (23 g CO 2 eq/mj), kukurydzy (20 g CO 2 eq/mj) oraz rzepaku (29 g CO 2 eq/mj). Wartości dla innych zbóż, takich jak pszenżyto i żyto, nie podano. Aby kolejni przetwórcy surowca rolniczego mogli oszacować emisje powstające w trakcie ich procesów technologicznych muszą oni uwzględnić wielkość emisji powstającej w produkcji rolniczej. Mogą oni w tym celu wykorzystać wartości standardowe, rzeczywiste lub kombinację wartości standardowych i rzeczywistych, jak stanowi artykuł 19.1 Dyrektywy: Do celów art. 17 ust. 2 ograniczenie emisji gazów cieplarnianych dzięki wykorzystaniu biopaliw i biopłynów oblicza się w następujący sposób: jeżeli wartość standardowa ograniczenia emisji gazów cieplarnianych dla danej ścieżki produkcji została określona w załączniku V część A lub B i jeżeli wartość el dla tych biopaliw lub biopłynów obliczona zgodnie z załącznikiem V część C pkt. 7 jest równa zero lub jest mniejsza od zera, poprzez zastosowanie tej wartości standardowej; poprzez zastosowanie wartości rzeczywistej obliczonej zgodnie z metodologią określoną w załączniku V część C; lub poprzez zastosowanie wartości będącej sumą czynników wzoru, o którym mowa w załączniku V część C pkt. 1, gdzie szczegółowe wartości standardowe określone w załączniku V część D lub E mogą być użyte dla niektórych czynników, a wartości rzeczywiste, obliczone zgodnie z metodami określonymi w załączniku V część C, dla wszystkich innych czynników. 4
Zasady wykorzystania tych możliwości zostały wyjaśnione w Komunikacie Komisji w sprawie praktycznego wdrożenia unijnego systemu kryteriów zrównoważonego rozwoju biopaliw i biopłynów oraz obowiązujących zasad obliczeń w odniesieniu do biopaliw (2010/C 160/02), z którego zaczerpnięto przedstawiony niżej schemat (ryc. 1). Rycina. 1. Możliwości stosowania standardowych, rzeczywistych i kombinowanych wartości emisji rolniczej GHG według Dyrektywy 2009/28/WE 5
Przedstawione regulacje w praktyce obligowałyby przetwórców do częstego stosowania rzeczywistych wartości emisji rolniczych, co wiązałoby się z koniecznością objęcia szacowaniem emisji corocznie dużej liczby gospodarstw. Byłoby to kosztowne, zwłaszcza w Polsce, ze względu na dużą ilość dostawców surowców. Dyrektywa wprowadziła jednak mechanizm, który miał ograniczyć potrzeby wykonywania rzeczywistych szacunków emisji, jak stanowi artykuł 19.2: Do dnia 31 marca 2010 r. państwa członkowskie przedkładają Komisji sprawozdanie zawierające wykaz obszarów na ich terytorium zaklasyfikowanych na poziomie 2 w nomenklaturze jednostek terytorialnych do celów statystycznych (NUTS) lub na bardziej szczegółowym poziomie NUTS zgodnie z rozporządzeniem (WE) nr 1059/2003 Parlamentu Europejskiego i Rady z dnia 26 maja 2003 r. w sprawie ustalenia wspólnej klasyfikacji jednostek terytorialnych do celów statystycznych (NUTS)(1) Dz. U. L 154 z 21.6.2003, s. 1., na których to obszarach normalny poziom emisji gazów cieplarnianych wynikających z uprawy surowców rolnych może być niższy od poziomu emisji określonego pod pozycją Szczegółowe wartości standardowe upraw w załączniku V część D do niniejszej dyrektywy lub równy temu poziomowi, łącznie z opisem metody i danych wykorzystanych do sporządzenia wykazu. Metoda ta uwzględnia charakterystykę gleby, klimat i spodziewany poziom zbioru surowców. Polska uzyskała odroczenie terminu złożenia wykazu obszarów NUTS (województw), na których normalny poziom emisji rolniczych GHG może być niższy od wartości standardowych podanych w Dyrektywie. Celem niniejszej ekspertyzy jest oszacowanie, według metodyki określonej w Dyrektywie 2009/28/WE, emisji gazów cieplarnianych (CO 2, N 2 O i CH 4 ), wyrażonych w gramach ekwiwalentu CO 2 na MJ biopaliwa, powstających w trakcie uprawy pszenicy, pszenżyta, kukurydzy i żyta przeznaczonych do produkcji bioetanolu oraz uprawy rzepaku do produkcji biodiesla, a następnie określenie średnich wielkości emisji rolniczych dla tych upraw w przekroju województw (NUTS 2) oraz porównanie ich z wartościami standardowymi emisji rolniczych określonymi w Dyrektywie w celu wyznaczenia województw o emisjach mniejszych od emisji standardowych. W ekspertyzie uwzględniono także emisje rolnicze powstające przy uprawie żyta i pszenżyta. Dyrektywa nie uwzględnia tych surowców. Mogą być one jednak stosowane obecnie w produkcji bioetanolu, pod warunkiem każdorazowego wykonywania szacunków emisji rzeczywistej dla wszystkich dostawców surowców. Gdyby jednak emisje dla tych surowców okazały się dostatecznie małe, istniałaby możliwość podjęcia inicjatywy zmierzającej do wprowadzenia do Dyrektywy standardowych wartości emisji również dla nich. Otwierałoby to możliwości takiego samego ich traktowania jak pszenicy i kukurydzy. Badania dla pszenżyta i żyta miały więc na celu wyprzedzające określenie czy istnieją realne możliwości zrów- 6
noważonej produkcji bioetanolu z tych surowców. Badania tego typu prowadzone są w niektórych krajach (Niemcy na przykład prowadzą je dla pszenżyta i jęczmienia). 2. Podsumowanie wyników badań Polska na mocy Dyrektywy 2009/28/WE zobowiązana jest do wskazania województw (NUTS 2), w których normalny poziom emisji gazów cieplarnianych, wynikający z uprawy surowców rolnych, może być niższy od poziomu emisji określonego pod pozycją Szczegółowe wartości standardowe upraw w załączniku V część D wymienionego aktu prawnego. Celem niniejszej ekspertyzy, wykonanej przez Instytut Uprawy Nawożenia i Gleboznawstwa Państwowy Instytut Badawczy w Puławach, było oszacowanie według metodyki określonej w Dyrektywie emisji rolniczych gazów cieplarnianych (CO 2, N 2 O i CH 4 ), wyrażonych w gramach ekwiwalentu CO 2 na MJ biopaliwa, powstających w gospodarstwach w trakcie uprawy pszenicy i kukurydzy przeznaczonych do produkcji bioetanolu oraz uprawy rzepaku do produkcji biodiesla, a następnie określenie średnich wielkości emisji rolniczych dla tych upraw w przekroju województw (NUTS 2) i wskazanie, w których z nich emisje są mniejsze od podanych w Dyrektywie emisji standardowych. Badaniami objęto gospodarstwa produkujące lub mogące produkować surowce na wymienione cele. Wytypowano je do badań losowo w taki sposób, aby ich liczebności, wynoszące dla pszenicy ozimej, kukurydzy i rzepaku ozimego odpowiednio 297, 275 oraz 1217, odpowiadały w przybliżeniu próbie 3% z ogółu gospodarstw produkujących surowce przeznaczone na te cele. Liczba gospodarstw w poszczególnych województwach odzwierciedlała udział badanych upraw w strukturze zasiewów. Gospodarstwa prowadziły produkcję na różnych glebach i w zmiennych warunkach pogodowych panujących w latach 2005-2010, z wykluczeniem gospodarstw objętych ekstremalnymi zjawiskami pogodowymi. Szacunki wykonano przy użyciu kalkulatora Biograce (wersja 4 public). Zmieniono w nim jedynie wielkości emisji gazów cieplarnianych związane z produkcją nawozów azotowych, ponieważ na podstawie danych uzyskanych od wszystkich polskich producentów tych nawozów stwierdzono, że wielkości tych emisji są w Polsce mniejsze od średnich przyjętych w Unii Europejskiej. W przypadku pszenicy i kukurydzy przyjęta wielkość emisji powstających przy produkcji nawozów wynosiła 3414,2 g CO 2 eq/kg N, zaś w przypadku rzepaku 3253,2 g CO 2 eq/kg N. Porównanie uzyskanych szacunków i wartości standardowych emisji rolniczych gazów cieplarnianych oraz wykaz województw, w których stwierdzone poziomy emisji są mniejsze od wartości standardowych przedstawiono w tabelach A i B. 7
Tabela A. Porównanie uzyskanych szacunków emisji rolniczych gazów cieplarnianych z wartościami standardowymi emisji według Dyrektywy 2009/28/WE (g eq CO 2 MJ -1 biopaliwa) Województwo Pszenica Kukurydza Rzepak szacunek w.std.* szacunek w.std.* szacunek w.std.* Dolnośląskie 22.69 23 19.20 20 24.60 29 Kujawsko-pomorskie 22.97 23 19.82 20 25.59 29 Lubelskie 22.47 23 19.36 20 24.65 29 Lubuskie 22.20 23 19.24 20 22.19 29 Łódzkie 20.84 23 19.51 20 24.40 29 Małopolskie 22.51 23 19.13 20 25.43 29 Mazowieckie 22.77 23 18.59 20 24.09 29 Opolskie 22.69 23 19.65 20 25.79 29 Podkarpackie 19.80 23 18.61 20 21.32 29 Podlaskie 22.33 23 (19.57) 20 28.25 29 Pomorskie 22.80 23 (25.47) 20 26.56 29 Śląskie 22.75 23 19.87 20 25.54 29 Świętokrzyskie 21.59 23 (20.55) 20 24.08 29 Warmińsko-mazurskie 22.84 23 (27.17) 20 24.02 29 Wielkopolskie 22.05 23 17.94 20 21.79 29 Zachodnio-pomorskie 22.83 23 (24.88) 20 23.74 29 *wartości standardowe emisji 8
Tabela B. Województwa o normalnych poziomach emisji rolniczych gazów cieplarnianych, mniejszych (X) od wartości emisji standardowych podanych w Dyrektywie 2009/28/WE Województwo Uprawa Pszenica Kukurydza Rzepak Dolnośląskie X X X Kujawsko-pomorskie X X X Lubelskie X X X Lubuskie X X X Łódzkie X X X Małopolskie X X X Mazowieckie X X X Opolskie X X X Podkarpackie X X X Podlaskie X X Pomorskie X X Śląskie X X X Świętokrzyskie X X Warmińsko-mazurskie X X Wielkopolskie X X X Zachodnio-pomorskie X X 9
3. Wymierne skutki ekonomiczne, które przyniesie ekspertyza w sektorze biopaliw Innowacją zastosowaną w ekspertyzie było uwzględnienie w szacunkach emisji rolniczych gazów cieplarnianych rzeczywistych wartości emisji, które powstają w Polsce przy produkcji nawozów azotowych. Pozwoliło to obniżyć wartość przyjmowaną standardowo w UE, która wynosi 5880,6 CO 2 eq kg -1 N, do wartości 3253,2 CO 2 eq kg -1 N dla rzepaku oraz 3414,2 CO 2 eq kg -1 N dla pszenicy i kukurydzy. Efektem tego było obniżenie emisji rolniczych dla pszenicy, kukurydzy i rzepaku z wartości większych od wartości standardowych do wartości leżących poniżej nich. Oznacza to, że coroczne szacowanie rzeczywistych emisji stało się w Polsce zbędne. Oszczędności powstałe z tego tytułu, biorąc pod uwagę stawkę obowiązującą w UE za szacunek emisji na poziomie 400 dla gospodarstwa, wyniosą 20 mln rocznie przy 50 tys. gospodarstw produkujących surowce na cele paliwowe. 4. Materiały i metodyka badań Gospodarstwa wytypowano do badań losowo. Wielkość próby ustalona została na poziomie 3% liczebności gospodarstw produkujących lub mogących produkować surowce na cele produkcji biopaliw. W gospodarstwach tych surowce produkowano na różnych glebach i w różnych warunkach pogodowych panujących w latach 2005-2010, z wykluczeniem warunków ekstremalnych (zwłaszcza gospodarstw leżących na obszarach objętych powodziami i podtopieniami w 2010 r.). 4.1. Charakterystyka warunków pogodowych oraz gleb i zawartości węgla organicznego w ich warstwie ornej w gospodarstwach wytypowanych do badań Warunki pogodowe 2005 rok Siewy ozimin jesienią 2004 r. oraz roślin jarych wiosną 2005 r. przeprowadzono na ogół w niezbyt korzystnych warunkach agrometeorologicznych. Opóźniona wiosna i zmienne warunki uwilgotnienia gleby oraz dość niskie temperatury w kwietniu niekorzystnie wpłynęły na kiełkowanie i rozwój roślin jarych, a także nie sprzyjały wegetacji ozimin. Utrzymujące się 10
od połowy czerwca słabe uwilgotnienie gleby, zwłaszcza na glebach lżejszych, a więc w rejonach centralnej, północno-wschodniej i wschodniej Polski niekorzystnie wpłynęło na plonowanie roślin. 2006 rok Siewy ozimin jesienią 2005 r. oraz roślin jarych wiosną 2006 r. przeprowadzono na ogół w niezbyt korzystnych warunkach agrometeorologicznych. Niedobór wilgoci w glebie jesienią 2005 r. opóźniał siewy, wschody i rozwój ozimin, jednak długa i ciepła jesień, pomimo braku znaczącej poprawy stanu uwilgotnienia gleby pozwoliła na dobre wyrośnięcie ozimin przed wejściem upraw w stan zimowego spoczynku. Warunki agrometeorologiczne w zimie 2005/2006 r. były na ogół korzystne dla ozimin. Zaorano na skutek uszkodzeń zimowych jedynie 1,9% powierzchni zasianej zbóż ozimych, a stan ozimin na początku okresu wegetacji wiosną 2006 r. był dobry. Zmienne warunki uwilgotnienia gleby i niskie temperatury wiosną opóźniały siewy i kiełkowanie zbóż jarych. Poprawa warunków agrometeorologicznych w maju korzystnie wpłynęła na zasiewy zbóż, jednak pogłębiająca się od trzeciej dekady czerwca susza glebowa oraz przedłużający się okres występowania wysokich temperatur i silnego usłonecznienia spowodowały słabe nalewanie ziarna zbóż, skrócenie okresu ich wegetacji i przyspieszenie żniw. Ulewne deszcze występujące w sierpniu spowodowały utrudnienia w sprzęcie zbóż, spadek jakości zbieranych zbóż oraz dalszy ubytek plonów. 2007 rok Siewy ozimin jesienią 2006 r. przeprowadzono w niezbyt korzystnych warunkach agrometeorologicznych. Ciepły, słoneczny i suchy wrzesień spowodował, że zwłaszcza na glebach lżejszych odnotowano niedostateczne uwilgotnienie gruntu utrudniające siewy i kiełkowanie ozimin. W październiku ciepła, słoneczna pogoda z opadami poniżej średniej wieloletniej niekorzystnie wpływała na stan uwilgotnienia gleby. W miesiącu tym w całym kraju obserwowano wschody ozimin; na terenach gdzie występowało przesuszenie gruntu wzrost roślin był powolny. Występujące na początku listopada ochłodzenie oraz opady śniegu i deszczu ze śniegiem tylko na krótko zahamowały procesy życiowe roślin. Utrzymująca się w drugiej i trzeciej dekadzie listopada wysoka jak na tę porę roku temperatura powietrza oraz dobre uwilgotnienie gleby wpłynęły na przedłużenie wegetacji roślin. Oziminy przed wejściem w stan zimowego spoczynku prawidłowo wyrosły i rozkrzewiły się. Warunki agrometeorologiczne w zimie 2006/2007 były na ogół korzystne dla zbóż ozimych. Zaorano lub przewidziano do zaorania na skutek uszkodzeń zimowych jedynie 0,3% powierzchni zasianej zbóż ozi- 11
mych, a stan ozimin na początku okresu wegetacji wiosną 2007 r. oceniano jako dobry (we wszystkich gatunkach zbóż ozimych oceny były wyższe niż w roku poprzednim). Wznowienie wegetacji wiosną 2007 r. nastąpiło bardzo wcześnie w zachodniej części Polski w pierwszej dekadzie marca, na pozostałym obszarze kraju w drugiej dekadzie tego miesiąca. Do siewów i sadzenia roślin uprawnych przystąpiono o ponad 2 tygodnie wcześniej niż w latach przeciętnych, co pozwoliło na korzystne dla zasiewów wydłużenie wegetacji. Niekorzystnie na zasiewy zbóż szczególnie jarych wpłynęły przejściowe niedobory wilgoci w glebie występujące na przełomie kwietnia i maja. Deszczowa, chłodna i wietrzna pogoda trwająca od połowy maja do końca pierwszej dekady czerwca poprawiła stan uwilgotnienia gleby, jednak spowodowała gwałtowne wystąpienie na plantacjach chorób grzybowych i szkodników. Intensywne opady deszczu występujące w wielu rejonach kraju w okresie żniw powodowały wyleganie zbóż, utrudniały i opóźniały przeprowadzanie sprzętu oraz powodowały pogorszenie jakości zebranego ziarna. 2008 rok Siewy ozimin jesienią 2007 r. przeprowadzono na ogół w korzystnych warunkach agrometeorologicznych. Warunki wilgotnościowe gleby sprzyjały szybkiemu kiełkowaniu nasion i wzrostowi roślin. Październik charakteryzował się małą ilością opadów i był chłodny. Znaczny spadek temperatury powietrza w drugiej dekadzie miesiąca spowolnił procesy życiowe roślin. Pierwsza połowa listopada była na ogół ciepła i wilgotna, dopiero w drugiej połowie listopada znacznie się ochłodziło, występowały przygruntowe przymrozki oraz opady deszczu ze śniegiem lub śniegu. Rośliny powoli weszły w stan zimowego spoczynku. Oziminy w końcowej fazie wzrostu były dobrze wyrośnięte siane we wrześniu prawidłowo się rozkrzewiły, siane w październiku miały 2 3 liście. Warunki agrometeorologiczne w zimie 2007/2008 były na ogół korzystne dla ozimin. Duże spadki temperatury były na ogół krótkotrwałe i nie wyrządziły szkód w uprawach ozimin. Wznowienie wegetacji w 2008 r. nastąpiło wczesną wiosną. Już pod koniec lutego na prawie całym obszarze Polski wzrost temperatury powietrza i gleby spowodował wznowienie procesów fizjologicznych roślin. Ciepła i słoneczna pogoda w pierwszej i drugiej dekadzie marca umożliwiła rozpoczęcie siewów zbóż jarych, które kontynuowano w kwietniu (po krótkiej przerwie w trzeciej dekadzie marca wywołanej powrotem zimy). Występujący od końca maja i w czerwcu duży niedobór opadów przy intensywnym usłonecznieniu i wysokich temperaturach powietrza spowodował nadmierne przesuszenie wierzchniej warstwy gruntu, zwłaszcza w rejonach północno-zachodniej i centralnej Polski. Zmniejszenie zapasów wilgoci w glebie w tych rejonach spowodowało pogorszenie stanu 12
upraw zwłaszcza zbóż jarych. Zboża jare słabo się kłosiły, a kłosy były niedostatecznie wyrośnięte i słabo wypełnione. Występujące w lipcu i sierpniu intensywne opady deszczu poprawiły stan uwilgotnienia gleby, co przyczyniło się do znacznego przyrostu masy ziarna zbóż ozimych, jednak nie wpłynęło w zasadniczy sposób na poprawę stanu zbóż jarych. Warunki prowadzenia żniw były trudne z powodu nawracających opadów, również o charakterze burzowym, często połączonych z silnym wiatrem. W wielu rejonach kraju żniwa opóźniały się. 2009 rok Warunki termiczno-wilgotnościowe w okresie późnego lata i wczesnej jesieni 2008 r., a więc w okresie siewów zbóż ozimych były zróżnicowane, jednak na ogół korzystne dla kiełkowania, wzrostu i rozwoju roślin. Siewy zbóż ozimych powszechnie prowadzono we wrześniu. Notowane wtedy częste, a rejonami również obfite opady deszczu sprzyjały szybkiemu kiełkowaniu ziarna i wschodom ozimin. Zboża wysiane we wrześniu, pod koniec października zaczęły się krzewić, a wysiane w październiku, stopniowo wschodziły. W pierwszej i drugiej dekadzie listopada wysoka jak na tę porę roku temperatura powietrza i gleby stwarzała dobre warunki do dalszego wzrostu i rozwoju ozimin. Warunki agrometeorologiczne w zimie 2008/2009 były na ogół korzystne dla wegetacji zbóż ozimych. Notowane spadki temperatury powietrza w trzeciej dekadzie grudnia i pierwszej dekadzie stycznia, a także w trzeciej dekadzie lutego nie spowodowały znaczących uszkodzeń roślin zbóż ozimych. Przebieg pogody w marcu był również korzystny dla zimujących roślin. W trzeciej dekadzie miesiąca w zachodniej części kraju nastąpiło ruszenie wegetacji zbóż ozimych. Pod koniec miesiąca przystąpiono do pierwszych wiosennych prac polowych, a lokalnie w zachodniej części kraju rozpoczęto siewy owsa. Do siewów zbóż jarych przystąpiono powszechnie w pierwszych dniach kwietnia, a zakończono je w trzeciej dekadzie miesiąca. Wschody wcześnie wysianych zbóż jarych, przy dobrych warunkach wilgotnościowych i termicznych, następowały bardzo szybko, zboża jare zasiane w późniejszym okresie, gdy warunki agrometeorologiczne uległy pogorszeniu, były opóźnione i nierównomierne. Niedostateczne uwilgotnienie gleby występujące na terenie prawie całego kraju od połowy kwietnia spowodowało hamowanie wschodów i rozwój zbóż jarych oraz pogorszyło stan ozimin. W drugiej dekadzie kwietnia, a na znacznym obszarze kraju w trzeciej dekadzie tego miesiąca, żyto i pszenżyto ozime, a nieco później pszenica ozima weszły w fazę strzelania w źdźbło. Zboża ozime w drugiej i trzeciej dekadzie maja rozpoczęły kłoszenie, zaś pod koniec miesiąca na przeważającym obszarze kraju zaobserwowano ich kwitnienie. W drugiej i trzeciej dekadzie maja zboża jare wchodziły w fazę strzelania w źdźbło, a pod koniec maja rozpoczęło się ich kłoszenie. Napływ chłodnego po- 13
wietrza w pierwszej połowie czerwca przyczynił się do przejściowego zwolnienia tempa wzrostu i rozwoju roślin, jednak występujące od trzeciej dekady maja i w czerwcu opady poprawiły stan uwilgotnienia gleby. Częste, nawracające ulewne deszcze, zwłaszcza na glebach cięższych, rejonami powodowały nadmierne uwilgotnienie przyczyniając się do występowania niekorzystnych dla upraw objawów tj. porażania zbóż chorobami grzybowymi (przy zmniejszonej skuteczności walki z nimi) oraz wyleganie łanów zbóż. 2010 rok Na ukształtowanie się wielkości produkcji ozimin niekorzystny wpływ wywarły: warunki zimowania upraw (na skutek strat zimowych zaorano ponad 5% upraw ozimych); utrzymywanie się grubej pokrywy śnieżnej do początku marca, która chroniła rośliny przed wymarznięciem, lecz równocześnie powodowała gorszy dostęp tlenu do powierzchni gruntu; chłody i nadmiar wilgoci w maju, które powodowały opóźnienie siewów zbóż jarych oraz lokalne podtopienia i powodzie. Plony ograniczały również niskie zużycie nawozów mineralnych i środków ochrony roślin oraz słabe działanie środków chwastobójczych z powodu powtarzających się opadów deszczu. Przedstawiony przegląd warunków agrometeorologicznych prowadzi do wniosku, że materiały do badań pochodziły z lat, które charakteryzowały się dość szeroką zmiennością, którą można uznać za typową dla Polski. Jednakże warunki meteorologiczne panujące w 2010 r. w wielu województwach były ekstremalnie niekorzystne dla roślin, zwłaszcza zbóż. Spowodowało to konieczność wyeliminowania z analiz gospodarstw z obszarów podtopionych, objętych powodzią oraz takich, gdzie rośliny źle przezimowały ze względu na śnieżną zimę. W efekcie liczba ankiet dla pszenicy i kukurydzy była w niektórych województwach mniejsza od wymaganej liczby 20 ankiet. 14
Warunki glebowe Uprawy w gospodarstwach były lokalizowane na wszystkich kategoriach agronomicznych gleb (tab. 1) a w przypadku pszenicy ozimej i rzepaku ozimego niekiedy nawet na glebach bardzo lekkich, na których nie powinny być one lokalizowane. Tabela 1. Rozkład procentowy zinwentaryzowanych technologii produkcji roślin według kategorii agronomicznych gleb Roślina Kategoria agronomiczna gleby Bardzo lekkie Lekkie Średnie Ciężkie Pszenica 11 31 35 22 Kukurydza 17 28 34 21 Pszenżyto 27 32 31 9 Żyto 38 38 19 5 Rzepak 11 31 35 22 Zawartości węgla organicznego w warstwie ornej gleb Zawartość węgla organicznego w warstwie ornej gleb, na których zlokalizowane były uprawy, była z reguły nieco większa od średnich zawartości tego pierwiastka dla poszczególnych kategorii agronomicznych gleb. Świadczy to o dobrej kulturze gleb. W glebach pod uprawą pszenicy i rzepaku zawartości węgla organicznego różniły się istotnie statystycznie w trzech pierwszych kategoriach gleb (tab. 2). Gleby ciężkie zawierały tego pierwiastka więcej niż gleby lekkie, ale tyle samo co gleby średnie. W glebach pod uprawą kukurydzy gleby lekkie zawierały istotnie mniej węgla organicznego niż gleby średnie i ciężkie (tab. 3). Natomiast różnice w obrębie kategorii gleb lekkich oraz średnich i ciężkich nie były udowodnione statystycznie. Tabela 2. Średnie zawartości węgla organicznego w warstwie ornej gleb pod uprawą pszenicy i rzepaku Kategoria gleby Liczba prób Średnia zawartość C-org (%) Istotność różnic Bardzo lekkie 64 1.25 X Lekkie 27 1.29 X Średnie 67 1.55 XX Ciężkie 37 1.96 X *x w tej samej kolumnie oznacza brak istotnych różnic statystycznych w zawartości C-org 15
Tabela 3. Średnie zawartości węgla kukurydzy organicznego w warstwie ornej gleb pod uprawą Kategoria gleby Liczba prób Średnia zawartość C-org (%) Istotność różnic Bardzo lekkie 22 1.00 X Lekkie 37 1.24 X Średnie 44 1.69 X Ciężkie 27 1.88 X Zawartości węgla organicznego w glebach pod uprawą pszenżyta były również istotnie zróżnicowane (tab. 4). Nie różniły się one istotnie w kategoriach od gleb bardzo lekkich do średnich oraz od lekkich do ciężkich. Tabela 4. Średnie zawartości węgla organicznego w warstwie ornej gleb pod uprawą pszenżyta Kategoria gleby Liczba prób Średnia zawartość C-org (%) Istotność różnic Bardzo lekkie 54 1.25 X Lekkie 64 1.35 XX Średnie 17 1.74 XX Ciężkie 62 1.79 X Zawartości węgla organicznego w glebach pod uprawą żyta nie odbiegały od tych, które stwierdzono dla innych roślin, z tym jednakże, że nie różniły się one istotnie statystycznie w poszczególnych kategoriach agronomicznych gleb (tab. 5). Duża zmienność zawartości węgla w tych glebach wskazywałaby na obniżanie się poziomu ich kultury. Tabela 5. Średnie zawartości węgla organicznego w warstwie ornej gleb pod uprawą żyta Kategoria gleby Liczba prób Średnia zawartość C-org (%) Istotność różnic Bardzo lekkie 83 1.15 X Lekkie 40 1.30 X Średnie 82 1.35 X Ciężkie 10 1.68 X Zależności plonów od nawożenia i warunków glebowych Zależności pomiędzy plonami a dawkami zastosowanego nawożenia azotowego, zawartościami węgla organicznego w warstwie ornej gleb (C-org) oraz ph tej warstwy badano metodą analizy regresji wielokrotnej. Czynniki istotnie wpływające na plon przedstawiono w tabeli 6. 16
Tabela 6. Czynniki istotnie wpływające (X) na wielkość plonów w gospodarstwach objętych inwentaryzacją technologii produkcji Roślina Czynnik: dawka N C-org ph Pszenica X X Kukurydza X Pszenżyto X X Żyto Rzepak X X Na wielkość plonów w gospodarstwach wpływała wielkość dawki nawożenia azotowego, z wyjątkiem żyta. Plony rosły wraz z dawką N. W przypadku pszenicy, pszenżyta i rzepaku plony rosły również wraz ze wzrostem ph. Nie stwierdzono istotnych zależności pomiędzy plonem a zasobnością warstwy ornej w węgiel. 4.2. Szacunki emisji wykonane na podstawie badań ankietowych przeprowadzonych w gospodarstwach Materiały wykorzystane w ekspertyzie pochodziły w części z inwentaryzacji technologii produkcji badanych roślin, która została przeprowadzona w 2010 roku według specjalnej ankiety opracowanej w IUNG-PIB (Załącznik 5.6). Gospodarstwa do ankietyzacji wybrane zostały losowo z bazy danych ponad 14000 gospodarstw, które są objęte systemem rachunkowości rolnej FADN, prowadzonym przez Instytut Ekonomiki Rolnictwa i Gospodarki Żywnościowej (IERiGŻ). Gospodarstwa te objęte są ponadto szerokim zakresem doradztwa fachowego prowadzonego przez specjalistów Ośrodków Doradztwa Rolniczego (ODR) oraz systematycznym nadzorem w zakresie stosowania dobrych praktyk rolniczych. Kryteriami wyboru gospodarstw było: spełnianie wszystkich niezbędnych warunków do otrzymania płatności obszarowych, prawidłowe zmianowanie z udziałem roślin przydatnych na cele energetyczne, dostatecznie wysoka produkcja towarowa oraz żywotność ekonomiczna gospodarstwa. Kwerendy bazy danych FADN i wyborów losowych prób gospodarstw dokonał IE- RiGŻ. Do wytypowanych gospodarstw, oznaczonych numerem kodowym (pełnych danych umożliwiających identyfikację gospodarstw nie udostępniono IUNG-PIB, ze względu na ochronę danych osobowych), udawali się przeszkoleni specjaliści ODR, którzy w wywiadzie bezpośrednim z producentem oraz na podstawie zapisów rachunkowych sporządzali ankiety inwentaryzacyjne technologii produkcji roślin według wzoru opracowanego w IUNG-PIB (Załącz- 17
nik 5.6). Wypełnione ankiety inwentaryzacyjne spływały do IUNG-PIB, gdzie były poddawane weryfikacji merytorycznej i formalnej. W razie stwierdzenia luk w informacji, błędnych zapisów lub zapisów mało wiarygodnych - zwracane one były do specjalisty dokonującego inwentaryzacji w celu dokonania korekty. Ze względu na fakt, że Dyrektywa wymaga wykonania szacunków emisji nie tylko z uwzględnieniem różnych gleb i poziomów plonów, ale również klimatu (Art. 19.2) istniała konieczność rozszerzenia zbioru danych zgromadzonego w inwentaryzacji technologii produkcji w 2010 r. Wykorzystano w tym celu archiwalne dane z lat 2005-2009 pozyskane z różnych instytucji rolniczych oraz uzyskane od przetwórców surowców (Polskie Stowarzyszenie Producentów Oleju, Krajowa Izba Biopaliw). Dane były gromadzone według wzoru uproszczonej ankiety (Załącznik 5.7), gdyż pozyskanie informacji szerszych okazało się niemożliwe. Łączna liczba gospodarstw objętych badaniami wynosiła: pszenica 297, pszenżyto 320, kukurydza 275, żyto 320, rzepak -1217. Metodykę szacowania emisji gazów cieplarnianych spowodowanych produkcją i stosowaniem paliw transportowych, biopaliw i biopłynów określa Dyrektywa 2009/28/WE (Załącznik V, C). Mimo, że w wielu krajach opracowano zgodne z jej wymaganiami kalkulatory, to Komisja Europejska nie notyfikowała dotąd stosowanie żadnego z nich. Każdy kraj ma więc swobodę wyboru już opracowanego kalkulatora lub opracowania kalkulatora własnego. Dla celów tej ekspertyzy wybrano kalkulator Biograce (wersja 4 public), opracowywany przez konsorcjum międzynarodowe w ramach projektu ufundowanego przez UE (http://www.biograce.net/). Za jego wyborem przemawiały następujące fakty: pełna zgodność z metodologią opisaną w Dyrektywie, zgodność z dodatkowymi wymaganiami określonymi w komunikatach KE, bieżąca harmonizacja procedur obliczeniowych, bezpłatna dostępność oraz systematyczna aktualizacja kalkulatora według przyszłych wymagań Dyrektywy przez okres 5 lat, poczynając od 2012 r. Kalkulator umożliwia obliczenie emisji rolniczych oraz emisji i ograniczeń emisji w pełnym cyklu życia biopaliw dla trzech spośród pięciu badanych roślin: pszenicy, kukurydzy i rzepaku. Wykonanie szacunków dla pszenżyta i żyta wymagało wprowadzenia danych określających wydajności etanolu. Przyjęto, że wynoszą one odpowiednio 0,5350 MJ etanolu/mj pszenżyta oraz 0,5096 MJ etanolu/mj żyta (za Bassam N. E. 2010. Handbook of bioenergy crops). Szacunki emisji rolniczych GHG, emisji w cyklu życia biopaliw i ograniczeń emisji przeprowadzono dla: 18
szlaku produkcji bioetanolu z pszenicy, pszenżyta i żyta, w którym paliwo technologiczne nie zostało określone (rozdziały 5 i 6) oraz dla szlaku produkcji bioetanolu z pszenicy, w którym paliwem technologicznym był gaz ziemny wykorzystywany w kotle parowym (rozdział 8), szlaku produkcji bioetanolu z kukurydzy, w którym energia na cele technologiczne pochodziła z elektrociepłowni opalanej gazem ziemnym, szlaku produkcji z nasion rzepaku estru metylowego kwasów tłuszczowych (FAME). W celu wykonania szacunków do arkusza kalkulacyjnego Biograce wprowadzano dane wyspecyfikowane w tabeli 7. Tabela 7. Dane wejściowe do arkusza kalkulacyjnego Biograce Dane Jednostka Roślina psz kuk pszż żyt rzep Plon kg ha -1 r -1 X X X X X Wilgotność % X X X X X Plon słomy kg ha -1 r -1 X X X X - Ilość słomy wynoszona z pola kg ha -1 r -1 X X X X X Zużycie paliwa (ON i OO) MJ ha -1 r -1 X X X X X Nawożenie N kg ha -1 r -1 X X X X X Nawożenie CaO kg ha -1 r -1 - X - - X Nawożenie K 2 O kg ha -1 r -1 X X X X X Nawożenie P 2 O 5 kg ha -1 r -1 X X X X X Dawka pestycydów (substancja aktywna) kg ha -1 r -1 X X X X X Ilość wysianych nasion kg ha -1 r -1 X X X X X Polowa emisja N 2 O kg ha -1 r -1 X X X X X Plony słomy wyznaczone ze stosunku ziarna do słomy wynosiły: pszenica- 1:0,9; kukurydza i pszenżyto 1:1, żyto 1:1,2 oraz rzepak 1:1,3. 19
W procedurach obliczeniowych emisji rolniczej GHG bardzo istotną rolę odgrywa wielkość emisji tych gazów powstająca przy produkcji nawozów azotowych. Analizy metodyk zawartych w sprawozdaniach niektórych krajów (dostępne na Platformie na rzecz przejrzystości; Emissions from cultivation - Article 19(2); http://ec.europa.eu/energy/renewables/ transparency_platform/emissions_en.htm), które podały niższe od wartości standardowych emisje GHG dla NUTS 2 wykazały, że niekiedy osiągano to poprzez obniżenie standardowej emisji powstającej przy produkcji nawozów azotowych. W UE przyjmuje się, że średnia emisja powstająca przy produkcji nawozów azotowych wynosi 5880,6 g eq CO 2 kg -1 czystego składnika. Niektóre kraje (Platforma na rzecz przejrzystości) zamiast tej wartości przyjęły wartości mniejsze na podstawie danych pozyskanych od części lub wszystkich producentów nawozów azotowych. W tej sytuacji IUNG-PIB zwrócił się do Zakładów Azotowych Puławy z wnioskiem o udostępnienie danych emisyjnych dla produkowanych asortymentów nawozów. Uzyskane wyniki wskazywały, że emisje w tym zakładzie są mniejsze od średniej przyjmowanej w UE. Dane te dały asumpt do wystąpienia MRiRW z wnioskiem do wszystkich zakładów o udostępnienie danych emisyjnych dla produkowanych asortymentów nawozów. Uzyskane tą drogą wyniki zestawiono według zakładów i asortymentów (tab. 8) oraz jako średnie ważone (na wielkość produkcji nawozów) dla poszczególnych asortymentów (tab.9). W ekspertyzie wykorzystano następujące wartości emisji dla nawozów azotowych: dla rzepaku 3253,2 g CO 2 eq/kg N (przy stosowaniu 60% N w RSM i 40% w saletrze, co wynikało z wiedzy PSPO o nawożeniu rzepaku w gospodarstwach produkujących na cele paliwowe), dla zbóż 3414,2 g CO 2 eq/kg N. Uzyskanie danych emisyjnych dla nawozów produkowanych w Polsce i przyjęcie w szacunkach podanych wyżej wartości miało kluczowe znaczenie dla wielkości oszacowanych emisji rolniczych GHG i przyczyniło się do ich obniżenia nawet o 6 g CO 2 eq/mj przy średnim poziomie nawożenia pszenicy, kukurydzy i rzepaku, w stosunku do standardowej emisji dla nawozów azotowych przyjętej w UE. W ten sposób z poziomu przekraczającego wartości standardowe dla NUTS 2 obniżyły się one do poziomu niższego od tych wartości. Emisje N 2 O powstającą wskutek stosowania nawozów azotowych (polowa emisja N 2 O) liczono w arkuszu Biograce wg metodyki IPCC, zgodnie z zaleceniem Komisji Europejskiej. Szacunki tego parametru wykonano przy założeniu zbierania z pola 60% słomy rzepaczanej (ustalenia z PSPO) oraz całej słomy zbóż. 20
Tabela 8. Emisje gazów cieplarnianych w produkcji nawozów azotowych i wieloskładnikowych według raportów producentów nawozów z lipca 2011 r. Dane wrażliwe nie przeznaczone do publikacji. 21
Tabela 9. Średnie ważone emisje gazów cieplarnianych dla asortymentów nawozów produkowanych w Polsce (wagą była wielkość produkcji) Nawóz Emisja (CO 2 eq kg -1 czystego składnika) Mocznik 3683,9 Saletra amonowa 3494,5 RSM 3080,0 Siarczan amonu 1969,2 Saletrzak 4007,6 Saletrosan 5333,0 CAN (Salmag) 5012,0 Nawozy wieloskładnikowe NPK* 2577,0 Nawozy wieloskładnikowe NP* 2887,0 P 2 O 5 1062,0 K 2 O 244,0 Średnia ważona emisja dla nawozów N 3414,2 UE** N 5880,6 P 2 O 5 1010,7 K 2 O 576,1 *emisja dla N; ** Wartości przyjęte w bazie danych JEC E3-database (version 31-7-2008) Do obliczeń emisji rolniczej w arkuszu kalkulacyjnym Biograce nie są potrzebne dane meteorologiczne. Komisja Europejska oczekując przedstawienia ich charakterystyki chciała zapewne mieć gwarancje, że szacunki emisji wykonano dla danych pozyskanych z lat o typowej zmienności pogodowej. Emisje GHG powstające w procesach przemysłowych oraz pełnym cyklu biopaliw policzone zostały, z wyjątkiem emisji rolniczych, z wykorzystaniem standardowych wskaźników dla UE uwzględnionych w Biograce. Dlatego wartości te nie są wystarczająco dobrze osadzone w realiach technologii produkcji biopaliw w Polsce. Nie udały się jednak próby pozyskania rzeczywistych wartości z przemysłu biopaliwowego. 22
Wszystkie dane wejściowe do szacunków emisji rolniczych, emisji powstających w pełnym cyklu życia biopaliw oraz ograniczeń emisji zostały zarchiwizowane. 4.3. Sekwestracje węgla w glebach wskutek poprawy agrotechniki Poprawę agrotechniki prowadzącą do zwiększenia sekwestracji węgla w glebie można osiągnąć poprzez: przyorywanie zwiększonej ilości resztek pożniwnych w płużnym systemie produkcji, wprowadzenie uproszczeń uprawowych w uprawie polegających na częściowym wyeliminowaniu orki i zwiększeniu dopływu resztek pożniwnych do gleby, wprowadzenie bezorkowego systemu produkcji i pozostawianie resztek pożniwnych na polu w postaci mulczu. Szacunki przyrostów sekwestracji węgla w glebie w wieloleciu wykonano dla Polski w zależności od klimatu, typu gleb i ilości resztek pożniwnych dostarczanych glebie dla systemów uprawy płużnej, uproszczonej i bezorkowej. W szacunkach uwzględniono wszystkie wymagania metodyczne określone w COMMISSION DECISION of 10 June 2010 on guidelines for the calculation of land carbon stocks for the purpose of Annex V to Directive 2009/28/EC (notified under document C(2010) 3751) (2010/335/EU). Klimat przyjęto jako chłodny i wilgotny, do którego zaliczana jest cała Europa Północna. Wydzielone typy gleb, według klasyfikacji FAO, obejmowały: 1 wytworzone z minerałów zawierających iły o dużej aktywności (High clay activity mineral), 2 wytworzone z piasków (Sandy), 3 gleby z poziomem bielicowym (Spodic). Dostarczane glebie resztki pożniwne uwzględniono według ilości: 1 mała (cała ilość resztek pożniwnych zbierana jest z pola), 2 średnia (cała ilość resztek pożniwnych pozostawiana jest na polu lub jeśli są one zbierane stosowane jest regularne nawożenie obornikiem), 3 duża bez obornika (resztki pożniwne pozostawiane na polu oraz dodatkowo uprawiane są międzyplony) oraz 4 duża z obornikiem (jak w punkcie 3 z dodatkowym regularnym nawożeniem obornikiem). Szacunki wykonano zgodnie z metodyką IPCC, zalecaną przez Komisję Europejską, wykorzystując w tym celu kalkulator opracowany przez Uniwersytet Stanowy w Colorado (USA). 23
4.4. Emisje i ograniczenia emisji gazów cieplarnianych w pełnym cyklu produkcji biopaliw w systemach produkcji bez poprawy i z poprawą agrotechniki Dyrektywa premiuje poprawę agrotechniki zmniejszeniem emisji GHG w cyklu życia biopaliwa i w efekcie zwiększeniem ograniczeń emisji. Należy jednak mieć na uwadze, że poprawa agrotechniki nie zmniejsza wielkości emisji rolniczych, lecz je zwiększa wskutek większych emisji N 2 O z azotu zawartego w resztkach pożniwnych. Natomiast poprawa agrotechniki zmniejsza emisje GHG w cyklu życia biopaliw oraz zwiększa ograniczenia emisji. Wpływ poprawy agrotechniki na emisje i ograniczenia emisji oszacowano dla pszenicy, kukurydzy i rzepaku uprawianych na glebach wytworzonych z iłów o dużej aktywności, ponieważ inwentaryzacja technologii produkcji wykazała, że rośliny te uprawiane są głównie na glebach średnich i ciężkich (tab. 1). Udział upraw na tej kategorii gleb wynosił odpowiednio dla omawianych roślin 57%, 55% i 57%. W szacunkach uwzględniono pozostawienie na polu całej ilości resztek pożniwnych (średni dopływ do gleby resztek pożniwnych). Wykonano je dla gospodarstw mających średnie emisje rolnicze w poszczególnych województwach w wariantach z poprawą i bez poprawy agrotechniki dla klimatu chłodnego i wilgotnego oraz systemów produkcji z uprawą płużną, uproszczoną i bezorkową (288 kombinacji). 24
5. Wyniki średnich emisji rolniczych gazów cieplarnianych w województwach obliczone na podstawie badań ankietowych 5.1. Pszenica Pszenica ozima uprawiana w Polsce dawała plony o 6 kwintali większe od przyjętych w standardowych danych do obliczania emisji rolniczych w UE (tab. 11). Plony takie uzyskiwano przy zbliżonej dawce nawozów N, większym nawożeniu P i K, mniejszym zużyciu pestycydów i większej normie wysiewu nasion. Tabela. 11. Średnie charakterystyki technologii produkcji pszenicy w badanych gospodarstwach i w Europie Parametr Jednostka Wyniki inwentaryzacji technologii JEC value* średnia minimum maksimum Plon kg ha -1 r -1 5816 3500 8121 5200 Wilgotność % 15 - - 13,5 Zużycie oleju napędowego MJ ha -1 r -1 3607 1584 6336 3716 Dawka N kg N ha -1 r -1 110 0 236 109,3 Dawka obornika kg N ha -1 r -1 - - - - Dawka P 2 O 5 kg P 2 0 5 ha -1 r -1 52 0 190 21,6 Dawka K 2 0 kg K 2 O ha -1 r -1 56 0 170 16,4 Dawka CaO kg CaO ha -1 r -1 135 0 753 - Dawka pestycydów kg s.a. ha -1 r -1 1,79 0,02 3,94 2,3 Norma wysiewu kg ha -1 r -1 223 140 321 120 Polowa emisja N 2 0 kg N 2 0 ha -1 r -1 2,67 0,61 5,13 1,84 * JRC Excel file with input data relevant to calculating default GHG emissions from biofuels according to RE Directive Methodology (http://re.jrc.ec.europa.eu/biof/html/input_data_ghg.htm) 25
Emisje rolnicze GHG we wszystkich województwach były mniejsze od wartości standardowych i wahały się w granicach 19,80 22,97 g CO 2 eq MJ -1 (tab. 12). Tabela 12. Emisje rolnicze gazów cieplarnianych w uprawach pszenicy ozimej Województwa Emisje rolnicze w CO 2 eq MJ -1 oszacowane standardowe Dolnośląskie Kujawsko-pomorskie Lubelskie Lubuskie Łódzkie Małopolskie Mazowieckie Opolskie Podkarpackie Podlaskie Pomorskie Śląskie Świętokrzyskie Warmińsko-mazurskie Wielkopolskie Zachodnio-pomorskie 22.69 22.97 22.47 22.20 20.84 22.51 22.77 22.69 19.80 22.33 22.80 22.75 21.59 22.84 22.05 22.83 23 23 23 23 23 23 23 23 23 23 23 23 23 23 23 23 26
5.2. Pszenżyto Pszenżyto może być wykorzystywane w produkcji bioetanolu pod warunkiem, że wykonywane będą szacunki rzeczywistych emisji rolniczych GHG dla każdego gospodarstwa produkującego ten surowiec. W przypadku tej rośliny uzyskuje się w Polsce mniejsze plony ziarna w porównaniu z pszenicą (tab. 13). Plony te jednak osiągane są przy mniejszym nawożeniu azotowym, co powoduje, że w niektórych województwach emisje rolnicze GHG były mniejsze niż standardowe emisje dla pszenicy (tab. 14). Tabela. 13. Średnie charakterystyki technologii produkcji pszenżyta ozimego w badanych gospodarstwach i w Europie Parametr Jednostka Wyniki inwentaryzacji technologii JEC value* średnia minimum maksimum Plon kg ha -1 r -1 4741 1945 9000 bd Wilgotność % 15 15 15 bd Zużycie oleju napędowego MJ ha -1 r -1 3733 2304 6864 bd Dawka N kg N ha -1 r -1 88 0 200 bd Dawka obornika kg N ha -1 r -1 - - - bd Dawka P 2 O 5 kg P 2 0 5 ha -1 r -1 45 0 125 bd Dawka K 2 0 kg K 2 O ha -1 r -1 53 0 188 bd Dawka CaO kg CaO ha -1 r -1 - - - bd Dawka pestycydów kg s.a. ha -1 r -1 1,3 0 3,2 bd Norma wysiewu kg ha -1 r -1 217 149 303 bd Polowa emisja N 2 0 kg N 2 0 ha -1 r -1 2,12 0,52 4,30 bd * JRC Excel file with input data relevant to calculating default GHG emissions from biofuels according to RE Directive Methodology (http://re.jrc.ec.europa.eu/biof/html/input_data_ghg.htm) 27
Tabela 14. Emisje rolnicze gazów cieplarnianych w uprawach pszenżyta ozimego Województwa Emisje rolnicze w CO 2 eq MJ -1 oszacowane standardowe Dolnośląskie Kujawsko-pomorskie Lubelskie Lubuskie Łódzkie Małopolskie Mazowieckie Opolskie Podkarpackie Podlaskie Pomorskie Śląskie Świętokrzyskie Warmińsko-mazurskie Wielkopolskie Zachodnio-pomorskie 26.10 24.78 22.12 21.67 22.91 24.49 22.33 27.05 22.39 20.70 23.86 24.29 23.11 24.48 23.80 26.25 Nie wyznaczono Nie wyznaczono Nie wyznaczono Nie wyznaczono Nie wyznaczono Nie wyznaczono Nie wyznaczono Nie wyznaczono Nie wyznaczono Nie wyznaczono Nie wyznaczono Nie wyznaczono Nie wyznaczono Nie wyznaczono Nie wyznaczono Nie wyznaczono Dyrektywa dla pszenżyta wartości standardowych nie wyznaczyła, nie jest jednak wykluczonym, że wartość taka zostanie wyznaczona w okresie nowelizacji, które mają być dokonywane co dwa lata. 28
5.3. Kukurydza Kukurydza uprawiana w Polsce wydaje dwa razy większe plony od średnich plonów przyjętych dla UE (tab. 15). Uzyskiwane są one jednak przy dwukrotnie większych dawkach nawozów. W zasadzie uprawy kukurydzy zlokalizowane są głównie w 11 województwach. W pozostałych duże jest prawdopodobieństwo, że ziarno nie będzie dojrzewać. Ponieważ dla 5 województw liczby gospodarstw są niewystarczające dla obliczenia wiarygodnych średnich, ich emisje podano w nawiasach jako wartości orientacyjne. W pozostałych 11 województwach, w których kukurydza uprawiana na ziarno ma znaczący udział w strukturze zasiewów, emisje rolnicze GHG były mniejsze od wartości standardowych (tab. 16). Tabela. 15. Średnie charakterystyki technologii produkcji kukurydzy w badanych gospodarstwach i w Europie Parametr Jednostka Wyniki inwentaryzacji technologii JEC value* średnia minimum maksimum Plon kg ha -1 r -1 7141 2556 11000 3500 Wilgotność % 15 - - - Zużycie oleju napędowego MJ ha -1 r -1 3284 1548 8028 3600 Dawka N kg N ha -1 r -1 124 39 205 52 Dawka obornika kg N ha -1 r -1 - - - - Dawka P 2 O 5 kg P 2 0 5 ha -1 r -1 63 0 200 34,5 Dawka K 2 0 kg K 2 O ha -1 r -1 78 0 236 25,8 Dawka CaO kg CaO ha -1 r -1 235 0 800 - Dawka pestycydów kg s.a. ha -1 r -1 0,83 0 2,95 2,4 Norma wysiewu kg ha -1 r -1 29 17 50 - Polowa emisja N 2 0 kg N 2 0 ha -1 r -1 2,72 1,06 4,31 0,85 * JRC Excel file with input data relevant to calculating default GHG emissions from biofuels according to RE Directive Methodology (http://re.jrc.ec.europa.eu/biof/html/input_data_ghg.htm) 29
Tabela 16. Emisje rolnicze gazów cieplarnianych w uprawach kukurydzy na ziarno Województwa Emisje rolnicze w CO 2 eq MJ -1 oszacowane standardowe Dolnośląskie Kujawsko-pomorskie Lubelskie Lubuskie Łódzkie Małopolskie Mazowieckie Opolskie Podkarpackie Podlaskie Pomorskie Śląskie Świętokrzyskie Warmińsko-mazurskie Wielkopolskie Zachodnio-pomorskie 19.20 19.82 19.36 19.24 19.51 19.13 18.59 19.65 18.61 (19.57) (25.47) 19.87 (20.55) (27.17) 17.94 (24.88) 20 20 20 20 20 20 20 20 20 20 20 20 20 20 20 20 () mało danych do policzenia średniej, ponieważ kukurydza na ziarno jest rzadziej uprawiana w tych województwach ze względu na wysokie prawdopodobieństwo niedojrzewania ziarna 30
5.4. Żyto Ze względu na znaczący udział gleb lekkich w Polsce oraz częste w przeszłości wykorzystywanie żyta do produkcji bioetanolu celowym było oszacowanie wielkości emisji rolniczych GHG dla tej rośliny. Żyto, podobnie jak pszenżyto, może być nadal wykorzystywane do produkcji bioetanolu pod warunkiem wykonywania szacunków rzeczywistych emisji rolniczych GHG dla wszystkich gospodarstw dostarczających ten surowiec. W Polsce żyto jest produkowane ekstensywnie, dlatego uzyskiwane plony są dość niskie (tab.17), co przy uwzględnieniu mniejszych wydajności bioetanolu powoduje, że emisje rolnicze są z reguły znacznie większe niż w przypadku kukurydzy i pszenicy (tab. 18). Tabela. 17. Średnie charakterystyki technologii produkcji żyta w badanych gospodarstwach i w Europie Parametr Jednostka Wyniki inwentaryzacji technologii JEC value* średnia minimum maksimum Plon kg ha -1 r -1 3295 1500 8000 bd Wilgotność % 15 15 15 bd Zużycie oleju napędowego MJ ha -1 r -1 3683 2016 6113 bd Dawka N kg N ha -1 r -1 66 0 213 bd Dawka obornika kg N ha -1 r -1 - - - bd Dawka P 2 O 5 kg P 2 0 5 ha -1 r -1 33 0 200 bd Dawka K 2 0 kg K 2 O ha -1 r -1 43 0 200 bd Dawka CaO kg CaO ha -1 r -1 - - - bd Dawka pestycydów kg s.a. ha -1 r -1 0,4 0 2,8 bd Norma wysiewu kg ha -1 r -1 166 110 264 bd Polowa emisja N 2 0 kg N 2 0 ha -1 r -1 1,56 0,28 4,06 bd * JRC Excel file with input data relevant to calculating default GHG emissions from biofuels according to RE Directive Methodology (http://re.jrc.ec.europa.eu/biof/html/input_data_ghg.htm) 31
Tabela 18. Emisje rolnicze gazów cieplarnianych w uprawach żyta Województwa Emisje rolnicze w CO 2 eq MJ -1 oszacowane standardowe Dolnośląskie Kujawsko-pomorskie Lubelskie Lubuskie Łódzkie Małopolskie Mazowieckie Opolskie Podkarpackie Podlaskie Pomorskie Śląskie Świętokrzyskie Warmińsko-mazurskie Wielkopolskie Zachodnio-pomorskie 26.84 27.27 29.06 31.38 28.76 24.10 29.73 28.82 29.67 27.68 30.26 25.11 29.30 31.23 31.69 30.47 Nie wyznaczono Nie wyznaczono Nie wyznaczono Nie wyznaczono Nie wyznaczono Nie wyznaczono Nie wyznaczono Nie wyznaczono Nie wyznaczono Nie wyznaczono Nie wyznaczono Nie wyznaczono Nie wyznaczono Nie wyznaczono Nie wyznaczono Nie wyznaczono Jeśli żyto miałoby być nadal rozważane jako surowiec, to można by sugerować, żeby wykorzystywać w tym celu odmiany mieszańcowe, które w lepszych siedliskach mogą dawać plony nie gorsze niż pszenica. 32
5.5. Rzepak Charakterystyki technologii produkcji rzepaku ozimego w próbie losowej badanych gospodarstw różniły się od technologii zinwentaryzowanych dla Europy przez JRC EC (tab. 19). W Polsce wskutek większego nawożenia i intensywniejszej ochrony roślin uzyskiwano plony o 2,2 kwintala większe od plonów średnich w Europie. Emisje rolnicze GHG we wszystkich województwach były mniejsze od wartości standardowych (tab. 20). Tabela. 19. Średnie charakterystyki technologii produkcji rzepaku w badanych gospodarstwach i w Europie Parametr Jednostka Wyniki inwentaryzacji technologii JEC value* średnia minimum maksimum Plon kg ha -1 r -1 3336 1100 5500 3113 Wilgotność % 9 8 12 10 Zużycie oleju napędowego MJ ha -1 r -1 2702 1060 5400 2963 Dawka N kg N ha -1 r -1 170 50 300 137 Dawka obornika kg N ha -1 r -1 0 0 0 - Dawka P 2 O 5 kg P 2 0 5 ha -1 r -1 56 0 180 34 Dawka K 2 0 kg K 2 O ha -1 r -1 91 0 245 50 Dawka CaO kg CaO ha -1 r -1 178 0 2000 - Dawka pestycydów kg s.a. ha -1 r -1 1.8 0 9.2 1.2 Norma wysiewu kg ha -1 r -1 3.4 1.8 6.3 6.0 Polowa emisja N 2 0 kg N 2 0 ha -1 r -1 3.08 1.00 5.31 3.11 * JRC Excel file with input data relevant to calculating default GHG emissions from biofuels according to RE Directive Methodology (http://re.jrc.ec.europa.eu/biof/html/input_data_ghg.htm) 33