Pobieranie prezentacji. Proszę czekać

Pobieranie prezentacji. Proszę czekać

Biogazownie jako potencjalna szansa rozwoju rolnictwa i obszarów wiejskich Jan Kuś Lublin 20.11.2014 Instytut Uprawy Nawożenia i Gleboznawstwa - Państwowy.

Podobne prezentacje


Prezentacja na temat: "Biogazownie jako potencjalna szansa rozwoju rolnictwa i obszarów wiejskich Jan Kuś Lublin 20.11.2014 Instytut Uprawy Nawożenia i Gleboznawstwa - Państwowy."— Zapis prezentacji:

1 Biogazownie jako potencjalna szansa rozwoju rolnictwa i obszarów wiejskich Jan Kuś Lublin Instytut Uprawy Nawożenia i Gleboznawstwa - Państwowy Instytut Badawczy w Puławach

2 Struktura (%) pozyskiwanej energii z OZE w 2011 r. (GUS -2013) Wyszczególnie nie PolskaNiemcyUE – 27 Biomasa stała 85,337,448,1 Promieniowanie sł. 0,17,13,7 E. wodna 2,74,716,3 E. wiatrowa 3,713,49,5 Biogaz 1,816,16,3 Biopaliwa ciekłe 5,811,77,1 E. Geotermalna 0,21,93,8 Odpady komunalne 0,47,75,2 OZE (%) w bilansie energii pierwotnej 10,925,220,3

3

4 Biogazownie – korzyści dla rolnictwa 1.Wzrost zapotrzebowania na surowce rolnicze – substraty do produkcji biogazu, co warunkuje zróżnicowanie źródeł dochodów dla rolnictwa. 2.Wzrost zapotrzebowania na pracę - prace polowe, zbiór, transport ziemiopłodów, obsługa biogazowni. 3.Zagospodarowanie produktów ubocznych i odpadów z produkcji rolnej i przemysłu rolno-spożywczego. 4.Pozyskanie wartościowego i taniego nawozu w postaci pofermentu. 5.Pozyskanie czystej i taniej energii cieplnej – o ile jest możliwość jej racjonalnego wykorzystania. 6.Rozbudowa infrastruktury technicznej obszarów wiejskich.

5 Substraty do produkcji biogazu Nawozy naturalne : Nawozy naturalne (gnojowica, obornik i pomiot drobiowy). Surowce rolnicze : Kiszonka z upraw rolniczych - kukurydza, zboża oz., burak c., sorgo, trawy z łąk i uprawy polowej. Ziarno zbóż gorszej jakości. Pozostałe: Odpady z przemysłu rolno - spożywczego. Mączki pochodzenia zwierzęcego. Odpady poubojowe (po higienizacji). Wycofane produkty żywnościowe. Wywar, młóto. Odpad glicerynowy.

6 Zmiany w substratach w procesie produkcji biogazu Zmniejszenie zawarto ś ci substancji organicznej (o oko ł o %) – w pofermencie pozostaje g ł ównie lignina i cz ęść hemicelulozy. Zwi ę kszenie zawarto ś ci sk ł adników mineralnych (N, P, K) – znaczny rozk ł ad zwi ą zków organicznych. Znaczne rozdrobnienie biomasy – rozdrobnienie przed wprowadzeniem do fermentatora i w procesie fermentacji (mieszanie). Ca ł kowita lub przynajmniej cz ęś ciowa higienizacja. Likwidacja nasion chwastów i patogenów. Znaczna likwidacja odorów.

7 Liczba biogazowni rolniczych i zainstalowana mon (MW) w Niemczech

8 Odpady 7 % Kiszonki 49 % Nawozy naturalne 43 % Kiszonki 77 % Nawozy naturalne 14 % Odpady 8 % Masa substratówWartość energetyczna substratów (sucha masa organiczna) oooo Masa i wartość energetyczna substratów stosowanych do produkcji biogazu w Niemczech

9 Użytki rolne wykorzystywane w Niemczech pod produkcję na cele energetyczne

10

11 Efektywność biogazu i biopaliw płynnych

12 Wartość nawozowa osadu pofermentacyjnego z biogazowni Wyszcz. Gnojowica bydlęca Substrat Gnoj. bydlęca + s. rośliny Gnoj. trzody + s. rośliny Surowse roślinne Sucha masa (%) 9,17,35,67,0 pH 7,38,3 Stosunek C/N 10,86,85,16,4 N ogólny kg/ tonę 4,14,6 4,7 N - NH4 kg/ tonę 1,82,63,12,7 P2O5 kg/ tonę 1,92,53,51,8 K2O kg/ tonę 4,15,34,25,0 Materia organiczna kg/tonę

13 Wartość składników nawozowych zawartych w pofermencie SkładnikZawartość kg/tonę pofermentu Cena zł/ kg składnika Wartość składników nawozowych zł/ t pofermentu N ,85 11,6 P2O5 1,5 – 2,0 5,18 7,8 K2O 4,0 – 4,5 3,00 12,0 Suma zł/t pofermentu 31,4

14 Waloryzacja rolniczej przestrzeni produkcyjnej w woj. lubelskim wg IUNG-PIB Polska – 66,6

15 Rolnictwo woj. lubelskiego na tle kraju Lp. Wyszczególnienie Woj. lubelskie Polska (100%) 1. Powierzchnia UR w tys. ha ,5% 2. Liczba gospodarstw (pow. 1 ha) w tys ,4% 3. Średnia powierzchnia gospodarstwa w ha 7,710,2 4.. Struktura bszarowa ( %) gospodarstw ha 2,7 2, ha 50,851, ha 40,536, ha 5,0 7,2 powyżej 50 ha 1,0 2,2 5. Pracujący w rolnictwie [osób/100 ha UR] 22,416,3 6. Ludność mieszkująca na obszarach wiejskich w % 53,338,6

16 Struktura zasiewów (śr ) Wyszczególnienie Województwo lubelskie Polska Udział w strukturze zasiewów [%] Zboża ogółem 78,073,5 - w tym pszenica i jęczmień 38,730,3 Rośliny oleiste 5,18,1 Ziemniak 3,23,6 Burak cukrowy 3,11,9 Rośliny pastewne 4,88,6 Źródło: opracowanie własne na podstawie danych GUS

17 Globalna produkcja roślinna w jedn. zboż./ha ( ) < 35,0 35,0 – 40,0 40,1 – 45,0 45,1 – 50,0 > 50,0 j. zb. ha -1 UR Polska – 39,7 j. zb. /ha UR Źródło: Opracowanie własne na podstawie danych GUS

18 Zmiany globalnej produkcji roślinnej (jedn. zb./ha UR ) pomiędzy latami a Źródło: Opracowanie własne na podstawie danych GUS Rolnictwo woj. lubelskiego na tle Polski

19 Obsada zwierząt w DJP·100/ ha UR ( ) < 30,0 30,0 – 40,0 40,1 – 50,0 50,1 – 60,0 > 60,0 DJP 100 ha -1 UR Polska - 46,4 DJP /100 ha UR Źródło: Opracowanie własne na podstawie danych GUS

20 Rolnictwo woj. lubelskiego na tle Polski Źródło: opracowanie własne na podstawie danych GUS Zmiany pogłowia krów pomiędzy okresem lat i (=100%)

21 Rolnictwo woj. lubelskiego na tle Polski Źródło: opracowanie własne na podstawie danych GUS Zmiany pogłowia trzody chlewnej pomiędzy okresem lat i (=100%)

22 Koncentracja chowu krów w wybranych krajach UE Źródło: Opracowanie własne na podstawie danych EUROSTATU Kraj Krowy (%) w stadach Sztuk w gosp >100 Polska ,9 Czechy0,4 0, Austria3, Dania000,10, Francja0,20, Holandia00,10, Niemcy 0, UE –

23 Koncentracja chowu trzody chlewnej w 2010 Źródło: Opracowanie własne na podstawie danych EUROSTATU Kraj Trzoda (%) w stadach Sztuk w gosp – 999 >1000 Polska ,6 Czechy0, Austria Dania000, Francja0,20, Holandia000, Niemcy0,10, UE – 273, ,6

24 Gospodarstwa rolne wg skali chowu bydła w woj. lubelskim (2010) Źródło: Opracowanie własne na podstawie danych GUS

25 Gospodarstwa rolne wg skali chowu trzody chlewnej w woj. lubelskim (2010) Źródło: Opracowanie własne na podstawie danych GUS

26 Wydajność produkcji biogazu z wybranych substratów Źródło: Biogaz Zeneris

27 ZAŁOŻENIA PROJEKTOWE BIOGAZOWNI - moc generatora 1000 kW en. elektrycznej Zapotrzebowanie substratów: RoczneDzienne - gnojowica bydlęca (20 t /rok/szt. SD = 250 – 300 szt.) 5000 t13,7 - obornik bydlęcy (10 t /rok/szt. SD = 500 szt. ) 5000 t13,7 - kiszonka z traw (30 – 40 t/ha/rok = 80 – 100 ha) 3000 t8,2 - kiszonka z kukurydzy ( t/ha = 160 – 200 ha 8000 t21,9 RAZEM ,5 Osad pofermentacyjny 80 – 85% wprowadzonych substratów ,3

28 ZAŁOŻENIA PROJEKTOWE BIOGAZOWNI (moc gen. 150 kW el) Zapotrzebowanie substratów: RoczneDzienne - gnojowica bydlęca (ok. 40 SD) 750 t2,1 - obornik bydlęcy (ok. 75 SD) 750 t2,1 - kiszonka z traw (11 – 15 ha) 450 t1,2 - kiszonka z kukurydzy (24 – 30 ha) 1200 t3,3 RAZEM 31508,6 Osad pofermentacyjny 25507,0

29 Cechy roślin przydatnych do produkcji biogazu 1.Wysoka wydajność. 2.Łatwa konserwacja biomasy. 3.Łatwa mechanizacja całej technologii produkcji. 4.Odpowiednia gęstość usypowa. 5.Małe zagrożenie przez agrofagi. 6.Dobre wykorzystanie nawozów. 7.Małe wymagania płodozmianowe.

30

31 Rośliny najczęściej używane do produkcji biogazu 1.Kukurydza. 2.GPS ze zbóż ozimych (żyto, pszenżyto, pszenica). 3.Słonecznik, sorgo. 4.Burak c. i pastewny. 5.Międzyplony (ozime i ścierniskowe). 6.Trawy z gruntów ornych i użytków zielonych.

32 Wydajność metanu m3/ha i koszty jednostkowe

33 Łąki w woj. lubelskim w tys. ha (2013) (ogólna powierzchnia 199 tys. ha) Wyszcz.Skoszone i niezbierane Nieużytkowane I pokos10,938,7 II pokos11,538,7 III pokos_114,9

34 Wpływ intensywności użytkowania na produkcję metanu z runi użytków zielonych (Amon i in., 2005) m 3 · ha -1

35 Kukurydza Zalety: duże plony (roślina C4) – t/ha s.m.; mieszańce dostosowane do różnych siedlisk; duża wydajność biogazu – do 200 m3/ t. kiszonki; pełne zmechanizowanie technologii produkcji. Wady: niekorzystny wpływ na żyzność gleby – ujemny bilans glebowej materii organicznej (degradacja – 1,15 t/ha), nie chroni gleby przed erozją (krótki okres ocienienia gleby) oraz ogranicza bioróżnorodność flory i fauny.

36 Formy kukurydzy o dużym plonie biomay

37 Mechanizacja zbioru kukurydzy

38 Zboża ozime uprawiane na GPS Zalety: możliwość dobór gatunków do siedliska; stosunkowo duża jednostkowa wydajność biogazu z GPS; wykorzystanie typowego sprzętu rolniczego. Wady: stosunkowo mały plon (8 -14 t/ha s. m.); duża wahania wydajności plonu wtórego (słonecznik, kukurydza, sorgo, mieszanki) – niedobór wilgoci w okresie siewu (druga połowa czerwca), słabe wschody (ptactwo) i niska przydatność kiszonkowa.

39 Wydajność biogazu z GPS zbóż ozimych (Stiekcel in 2009) GatunekTermin zbioruPlon t. s. m. /ha Plon metanu m 3 /ha Jęczmień ozimy1-15 VI10,5 - 12, Żyto ozime10-25 VI12,5 - 14,04500 Pszenżyto10-30 VI14,0 - 16,

40 Zbiór pszenżyta na GPS

41 Zalety : duży plon korzeni (50 – 60) oraz liści (35-40 t/ha), bardzo szybki proces gazyfikacji; prawie cała biomasa ulega zgazowaniu; mogą być stosowane świeże rozdrobnione korzenie, zakiszane korzenie razem z liśćmi; możliwość maksymalizacji plonu poprzez nawożenie azotem - zawartość melasogenów nie ma znaczenia; największy uzysk metanu w przeliczeniu na 1 ha. Burak cukrowy – kontrowersje ? STIUTE OF SOIL SCIENCE AND PLANT CULTIVATION – NATIONAL RESEARCH INSTITUTE

42 Wady : możliwość uprawy tylko na glebach dobrych; wymaga stosowania specjalistycznych maszyn do zbioru, mycia i zakiszania korzeni: konieczność mycia korzeni przed zakiszaniem; zakiszanie w specjalnych rękawach foliowych, konieczna duża powierzchnia; późny termin zbioru uniemożliwia łączne kiszenie z kukurydzą; zdecydowanie większe koszty produkcji niż kukurydzy. Burak cukrowy – kontrowersje ?

43

44 Zasiew mieszany kukurydzy i słonecznika przed zbiorem

45 Podsumowanie 1.Woj. Lubelskie posiada duże potencjalne możliwości rozwoju biogazowni rolniczych. Niedostateczne wykorzystanie potencjału UR, głównie z uwagi na problemy ze zbytem ziemiopłodów, wskazuje na duże szanse rozwoju produkcji roślinnej na cele energetyczne. 2.Czynnikami ograniczającymi rozwój biogazowni rolniczych w obecnych warunkach jest brak stabilności uwarunkowań ekonomicznej, zły odbiór społeczny tego kierunku produkcji a nie brak substratów do produkcji biogazu. Funkcje i zadania uprawy roli ulegają zmianie wraz z wprowadzaniem do rolnictwa nowych środków produkcji. W przeszłości - redukcja zachwaszczenia i udostępnianie składników nawozowych. Obecnie ograniczanie erozji, spowolnienie mineralizacji próchnicy, ograniczenie strat wody itp. 1.Obecnie powinna obowiązywać zasada: „Zabiegów uprawowych powinno się stosować tak dużo jak to jest konieczne, aby stworzyć uprawianej roślinie korzystne warunki wzrostu i rozwoju, a zarazem tak mało jak to jest możliwe”.

46 Podsumowanie 3. Na terenach o rozdrobnionym rolnictwie produkcja biogazu jest obciążona większymi kosztami transportu substratów. Problemem może być także właściwe zagospodarowaniem osadu pofermentacyjnego. 4. Silniejszy rozwój produkcji substratów do produkcji biogazu może poprawić lokalnie sytuację dochodową gospodarstw i sprzyjać rozwojowi obszarów wiejskich.


Pobierz ppt "Biogazownie jako potencjalna szansa rozwoju rolnictwa i obszarów wiejskich Jan Kuś Lublin 20.11.2014 Instytut Uprawy Nawożenia i Gleboznawstwa - Państwowy."

Podobne prezentacje


Reklamy Google