Konferencja Naukowo-Techniczna MOŻLIWOŚCI I UWARUNKOWANIA PODAŻY DREWNA DO CELÓW ENERGETYCZNYCH Instytut Badawczy Leśnictwa, Sękocin Stary, 20-21.11.2012 Prof. nadzw. dr hab. Ewa Ratajczak Mgr Gabriela Bidzińska Instytut Technologii Drewna, Poznań
DREWNO SUROWIEC NATURALNY DREWNO dualny charakter definiujący obszary i kierunki zastosowań przerób na materiały i wyroby drzewne nośnik energii odnawialnej rodzi to dylematy racjonalnego zagospodarowania drewna w alternatywnych kierunkach Stąd konieczność rozpatrywania problematyki zagospodarowania dostępnych zasobów biomasy drzewnej w kontekście ekologicznym, ekonomicznym i społecznym: zrównoważonego rozwoju gospodarki i jej poszczególnych sektorów optymalnego zagospodarowania dostępnych zasobów surowców naturalnych racjonalnej eksploatacji obszarów leśnych i rolniczych 2
BIOMASA DRZEWNA NOŚNIKIEM ENERGII Rozwój odnawialnych źródeł energii ważnym nośnikiem energii odnawialnej jest drewno wynika z konieczności: zapobiegania zmianom klimatu, ograniczenia narastającego efektu cieplarnianego i zmniejszenia emisji CO 2 wywiązywania się Polski z międzynarodowych zobowiązań dotyczących wykorzystania surowców odnawialnych do wytwarzania energii zwiększenia bezpieczeństwa energetycznego kraju i dywersyfikacji dostępnych źródeł energii BIOMASA DRZEWNA w Polsce jeden z ważniejszych nośników energii odnawialnej uzyskiwanej z naturalnych powtarzających się procesów przyrodniczych 3
MIEJSCE BIOMASY DRZEWNEJ WŚRÓD ODNAWIALNYCH ŹRÓDEŁ ENERGII ODNAWIALNE ŹRÓDŁA ENERGII BIOMASA Energia wiatru Energia promieniowania słonecznego Biomasa stała Biogaz Biopłyny Energia aerotermalna Energia geotermalna Energia hydrotermalna Hydroenergia BIOMASA DRZEWNA Biomasa rolnicza Energia fal, prądów i pływów morskich Źródło: Energia ze źródeł odnawialnych w 2010 roku, GUS, Warszawa 2011; Ustawa o odnawialnych źródłach energii, projekt z dnia 4.10.2012 4
UDZIAŁ ENERGII Z BIOMASY W PRODUKCJI I ZUŻYCIU ENERGII ODNAWIALNEJ W POLSCE Produkcja energii odnawialnej 2010 rok 2,1% 3,7% 8,6% energia geotermalna 0,2% energia z biomasy energia wiatrowa energia wodna energia pozostała Zalecenia Unii Europejskiej: Udział energii ze źródeł odnawialnych w zużyciu energii finalnej brutto w Polsce: - 15% w 2020 roku - 20% w 2030 roku 85,4 % OGÓŁEM: 6,9 mln ton toe (oleju ekwiwalentnego) w tym: z biomasy 5,9 mln toe (85%) Polska 2010 rok: Udział produkcji energii odnawialnej w: produkcji energii ogółem - 10,22% zużyciu energii ogółem 6,75% Źródło: Ochrona Środowiska 2011, GUS, Warszawa 2011 5
ATUTY DREWNA JAKO SUROWCA ENERGETYCZNEGO Biomasa drzewna przeważa wśród nośników energii zaliczanych do biomasy stałej Atuty drewna jako nośnika energii to jego właściwości techniczne i użytkowe, głównie: stosunkowo wysoka wartość opałowa niskoemisyjność (wydalanie CO 2 w procesie spalania w ilości jaka została pochłonięta w trakcie wegetacji) relatywnie niska zawartość niepalnych składników mineralnych śladowa zawartość związków siarki wysoka temperatura topnienia popiołu powstającego w wyniku spalania DREWNO jest poszukiwanym i najchętniej stosowanym rodzajem biomasy roślinnej wykorzystywanej w procesach otrzymywania energii, umożliwiającym stosunkowo najszybsze wypełnienie przez Polskę międzynarodowych zobowiązań 6
MIEJSCE POWSTAWANIA I RODZAJE BIOMASY DRZEWNEJ NA CELE ENERGETYCZNE ŹRÓDŁA BIOMASY DRZEWNEJ JAKO NOŚNIKA ENERGII Leśnictwo Sektor drzewny Gospodarka komunalna Rolnictwo drewno średniowymiarowe opałowe drewno małowymiarowe opałowe pozostałości zrębowe drewno średniowymiarowe stosowe użytkowe (na cele energetyczne) drewno z leśnych plantacji drzew szybkorosnących drzewne produkty uboczne z przetwarzania surowca drzewnego drzewne produkty uboczne z wytwarzania finalnych wyrobów drzewnych kora odrzuty i osady z procesów wytwarzania mas włóknistych pozostałości makulatury drzewne odpady poużytkowe (wyroby drzewne o zakończonym cyklu życia, zużyte fizycznie lub moralnie)* drzewne odpady municypalne** drewno z plantacyjnych upraw drzew szybkorosnących drewno z sadów i ogrodów ług czarny * z budownictwa, energetyki, telekomunikacji, rolnictwa, handlu, gospodarki magazynowej, gospodarstw domowych, obiektów mieszkalnych i niemieszkalnych oraz ich otoczenia ** z zadrzewionych obszarów miejskich Źródło: E. Ratajczak, A. Szostak, G. Bidzińska, M. Herbeć, Analiza rynku biomasy drzewnej na cele energetyczne. Etap II: Potencjalna podaż biomasy drzewnej w kierunkach jej energetycznego wykorzystania i przewidywany popyt na nośniki energii z biomasy drzewnej w Polsce do 2015 roku, maszyn., Instytut Technologii Drewna, Poznań 2011. 7
RYNEK BIOMASY DRZEWNEJ NA CELE ENERGETYCZNE Jako forma zinstytucjonalizowana zjawisko stosunkowo nowe W kategoriach ekonomicznych: całokształt relacji między wszystkimi uczestnikami transakcji kupna-sprzedaży, których przedmiotem jest biomasa drzewna do energetycznego przetworzenia Charakterystyczna cecha: silne powiązanie z rynkiem drzewnym, rynkiem energii i rynkiem rolnym Rynek biomasy drzewnej na cele energetyczne Rynek energii Rynek rolny 8
RYNEK BIOMASY DRZEWNEJ NA CELE ENERGETYCZNE cd. Strona podażowa: dostawcy biomasy drzewnej do przetworzenia energetycznego Rynek biomasy drzewnej na cele energetyczne Strona popytowa: energetyka zawodowa energetyka przemysłowa energetyka komunalna odbiorcy indywidualni Ogniwa pośredniczące Specyfika rynku: podmiot rynku biomasy drzewnej na cele energetyczne = podmiot rynku energii (rynku energii odnawialnej) (dostawca biomasy drzewnej może być jej odbiorcą i producentem energii w miejscu jej powstawania uzyskana energia może być wykorzystywana na własne potrzeby producenta) Charakter rynku: zasadniczo rynek lokalny ma znaczący wpływ na rozwój regionalny umożliwiając efektywne wykorzystanie potencjału lokalnych społeczności i lokalnych zasobów: ziemi, lasów, kapitału ludzkiego 9
PODAŻ BIOMASY DRZEWNEJ NA CELE ENERGETYCZNE W POLSCE W 2010 ROKU Potencjalna podaż* biomasy drzewnej na cele energetyczne 2010 rok 15,2 mln m 3 drewno z lasu (leśnictwo) 40% drzewne produkty uboczne (sektor drzewny: głównie tartacznictwo 44% i meblarstwo 27%) 35% drewno poużytkowe (głównie: zużyte meble 20%, elementy wyeksploatowanych budynków i budowli 16%, zużyte opakowania 13%, zużyte okna i drzwi 12%) 24% drewno z plantacyjnych upraw drzew szybkorosnących (rolnictwo) 1% * badania przeprowadzone w Instytucie Technologii Drewna w latach 2010-2011, w sposób modelowy, przy założeniu priorytetu potrzeb w zakresie wykorzystania drewna na cele materiałowe Źródło: A. Szostak, E. Ratajczak, M. Herbeć, G. Bidzińska, Potencjalna podaż biomasy drzewnej na cele energetyczne w Polsce do 2015 roku, Biomass& Bioenergy. 10
PROGNOZA PODAŻY BIOMASY DRZEWNEJ NA CELE ENERGETYCZNE W POLSCE W 2015 ROKU Prognoza podaży* biomasy drzewnej na cele energetyczne 2015 rok 17,2-17,9 mln m 3 w relacji do 2010 roku 14%-19% drewno z lasu (leśnictwo) drzewne produkty uboczne (sektor drzewny: głównie tartacznictwo 43% i meblarstwo 28%) drewno poużytkowe (głównie: zużyte meble 21%, elementy wyeksploatowanych budynków i budowli 15%, zużyte opakowania 21%, zużyte okna i drzwi 10%) drewno z plantacyjnych upraw drzew szybkorosnących (rolnictwo) 5% (w relacji do 2010 roku) 16-26% (w relacji do 2010 roku) 25-30% (w relacji do 2010 roku) (poziom zbliżony do 2010 roku) * badania przeprowadzone w Instytucie Technologii Drewna w latach 2010-2011, w sposób modelowy, przy założeniu priorytetu potrzeb w zakresie wykorzystania drewna na cele materiałowe Źródło: A. Szostak, E. Ratajczak, M. Herbeć, G. Bidzińska, Potencjalna podaż biomasy drzewnej na cele energetyczne w Polsce do 2015 roku, Biomass& Bioenergy. 11
ZAPOTRZEBOWANIE NA BIOMASĘ DRZEWNĄ NA CELE ENERGETYCZNE W POLSCE W 2010 ROKU Szacunek zużycia biomasy drzewnej na cele energetyczne: 2010 rok (według różnych źródeł): 14,5 mln m 3 (ARE*), w tym: 26% energetyka zawodowa 15% energetyka przemysłowa 59% odbiorcy indywidualni 16,5 mln m 3 (ITD**) Szacunek zużycia biomasy drzewnej powstałej w sektorze drzewnym 5,3 mln m 3 : na własne cele energetyczne branż drzewnych 58% (głównie w tartacznictwie i przemyśle płyt drewnopochodnych) na sprzedaż 42% Badania przeprowadzone w Instytucie Technologii Drewna w latach 2010-2011 (w sposób modelowy), na podstawie m.in.: * informacji Agencji Rozwoju Energii S.A o zużyciu biomasy stałej i oszacowaniu udziału w niej biomasy drzewnej, ** wielkości zużycia biomasy stałej jako pochodnej zużycia energii finalnej brutto i oszacowaniu udziału w niej biomasy drzewnej Źródło: E. Ratajczak, A. Szostak, G. Bidzińska, M. Herbeć, Zapotrzebowanie na biomasę drzewną na cele energetyczne w Polsce do 2015 roku, Drewno. Prace naukowe. Doniesienia. Komunikaty 2012, nr 187 12
PROGNOZA ZAPOTRZEBOWANIA NA BIOMASĘ DRZEWNĄ NA CELE ENERGETYCZNE W POLSCE W 2015 ROKU Przewidywane* zapotrzebowanie na biomasę drzewną na cele energetyczne: 2015 rok 18,1 mln m 3 10%-25% w relacji do 2010 roku Potencjalna całkowita podaż biomasy drzewnej na cele energetyczne stosunkowo duża i zapotrzebowanie ze strony polskiej energetyki mogłoby być w relatywnie wysokim stopniu zaspokojone Istotną kwestią pozostaje dostępność wszystkich jej źródeł i możliwości ich pełnego zagospodarowania obecnie i w przyszłości * badania przeprowadzone w Instytucie Technologii Drewna w latach 2010-2011 (w sposób modelowy), na podstawie m.in. prognozowanej wielkości zużycia biomasy stałej jako pochodnej zużycia energii finalnej brutto i oszacowaniu udziału w niej biomasy drzewnej Źródło: E. Ratajczak, A. Szostak, G. Bidzińska, M. Herbeć, Zapotrzebowanie na biomasę drzewną na cele energetyczne w Polsce do 2015 roku, Drewno. Prace naukowe. Doniesienia. Komunikaty 2012, nr 187 13
PODSTAWY FUNKCJONOWANIA RYNKU BIOMASY DRZEWNEJ NA CELE ENERGETYCZNE Założenia polityki gospodarczej kraju (dokumenty obowiązujące i projekty nowych regulacji prawnych): priorytet materiałowego wykorzystania surowca drzewnego - wykorzystanie drewna na cele energetyczne nie powinno powodować jego niedoborów do przerobu przemysłowego głównym miejscem podaży biomasy drzewnej na cele energetyczne powinno być w nadchodzących latach w coraz większym stopniu rolnictwo, a nie sektor leśno-drzewny Na cele energetyczne: optymalne wykorzystanie w praktyce gospodarczej dostępnych, dotychczas niezagospodarowanych rodzajów biomasy drzewnej, głównie: drewna z upraw plantacyjnych (plantacyjnych upraw drzew szybkorosnących na użytkach rolnych i plantacji leśnych) drewna poużytkowego racjonalne zagospodarowanie (w dalszej kolejności) drewna z lasu: gorszej jakości i o małej wartości użytkowej (drewno małowymiarowe, poklęskowe i posuszowe itp.) 14
PODSTAWY FUNKCJONOWANIA RYNKU BIOMASY DRZEWNEJ NA CELE ENERGETYCZNE cd. drewno poużytkowe: - jego racjonalne wykorzystanie w praktyce gospodarczej wymaga stworzenia efektywnego systemu gromadzenia, klasyfikacji i segregacji z uwzględnieniem ekonomicznych i technologicznych uwarunkowań wykorzystania tego nośnika energii - czynnikiem decydującym o zakresie jego energetycznego wykorzystania jest opłacalność całego procesu od pozyskania do spalania drzewnych odpadów poużytkowych 15
PODSTAWY FUNKCJONOWANIA RYNKU BIOMASY DRZEWNEJ NA CELE ENERGETYCZNE cd. plantacyjne uprawy drzew szybkorosnących: - to relatywnie duży, dotąd niewykorzystany potencjał biomasy drzewnej do przerobu energetycznego istniejący w rolnictwie - powinny być stymulatorem rozwoju regionalnego, szczególnie obszarów wiejskich: - wykorzystanie gleb gorszej jakości (nienadających się do produkcji żywności i pasz) może być: dodatkowym źródłem dochodów rolników sposobem na poprawę efektywności ekonomicznej wielu gospodarstw sposobem na tworzenie nowych miejsc pracy (ważne na obszarach słabo rozwiniętych, charakteryzujących się z reguły dużym bezrobociem) - mogą zwiększać stopień bezpieczeństwa energetycznego regionów, szczególnie lokalnie w miejscach ich powstawania rynek biomasy drzewnej z plantacyjnych upraw drzew szybkorosnących tworzy się jednak stosunkowo wolno, zniechęca najczęściej (jak dotąd) niska opłacalność i brak systemowego wparcia ich rozwoju 16
ENERGIA Z BIOMASY NOWY UKŁAD NA RYNKU BIOMASY DRZEWNEJ Produkcja i korzystanie z energii odnawialnej staje się wyznacznikiem rozwoju Biomasa drzewna ma największy potencjał techniczny wśród odnawialnych źródeł energii Stosunkowo nowym zjawiskiem na rynku jest konkurencja o drewno między sektorem drzewnym i energetycznym zjawisko niekorzystne powodujące: - nieracjonalny wzrost cen drewna - pogorszenie wyników ekonomiczno-finansowych sektora drzewnego i poszczególnych producentów - obniżenie konkurencyjności producentów i wyrobów drzewnych na rynkach międzynarodowych - spowolnienie rozwoju przemysłów przerobu drewna (upadłości firm drzewnych) - wzrost bezrobocia i pogorszenie sytuacji materialnej społeczeństwa (szczególnie na rynkach lokalnych) 17
ENERGIA Z BIOMASY NOWY UKŁAD NA RYNKU BIOMASY DRZEWNEJ cd. Konkurencja o drewno między sektorem drzewnym i energetycznym może/powinna też być: stymulatorem rozwoju: - determinantą innowacyjności - impulsem postępu technicznego sprzyjających: rozwojowi nowych, efektywnych technik i technologii oszczędnego przerobu drewna (wyższa wydajność surowcowa) powstawaniu nowych produktów drzewnych i nowych nośników energii rozwojowi nowych subsegmentów rynku drzewnego i rynku biomasy drzewnej na cele energetyczne, rozwojowi rynków z ich otoczenia zmianom systemów zarządzania i organizacji pracy (nowe modele biznesowe) tworzeniu nowych miejsc pracy (rozwój subrynku przetwarzania biomasy drzewnej na nośniki energii w postaci peletów/brykietów) 18
ENERGIA Z BIOMASY NOWY UKŁAD NA RYNKU BIOMASY DRZEWNEJ cd. Rozwój rynku biomasy drzewnej na cele energetyczne jest uwarunkowany aspektami ekonomicznymi aktywnym wsparciem za pomocą instrumentów prawnych i finansowych, umożliwiających konkurencję technologii odnawialnych na rynkach energii Energetyka odnawialna: relatywnie droższa od energetyki wykorzystującej źródła konwencjonalne potencjał jej zasobów jest bardzo rozproszony i zróżnicowany technologicznie 19
KONKLUZJA SPALANIE DREWNA powinno być ostatnim miejscem jego wykorzystania po zastosowaniu materiałowym i wielokrotnym recyklingu (zgodnie z ideą zużycia kaskadowego), bo efektywność przerobu surowca drzewnego na produkty drzewne (szczególnie o dużej wartości dodanej) jest od jego przetworzenia na energię, nawet energię zieloną 20
e_ratajczak@itd.poznan.pl g_bidzinska@itd.poznan.pl