Jan Kuś, Antoni Faber Puławy, 2009 PRODUKCJA ROŚLINNA NA CELE ENERGETYCZNE A RACJONALNE WYKORZYSTANIE ROLNICZEJ PRZESTRZENI PRODUKCYJNEJ Jan Kuś, Antoni Faber Puławy, 2009

Podstawy polityki energetycznej UE Komisja Europejska 10 stycznia 2008 przedstawiła pakiet działań w obszarze energii i zmian klimatu dla UE do 2020 r. Główne założenia to: 20% udział energii odnawialnej; 20% redukcja emisji gazów cieplarnianych; 20% zmniejszenie zużycia energii; 10% udział biopaliw płynnych.

Struktura (%) pozyskiwanej energii z OZE w 2006 r. (GUS -2008) Wyszczególnienie Polska Niemcy UE – 25 Biomasa 91,2 41,6 51,0 Promieniowanie sł. 0,0 2,2 0,8 E. wodna 3,5 8,1 20,2 E. wiatrowa 0,4 12,5 5,8 Biogaz 1,2 7,9 3,9 Biopaliwa płynne 3,3 18,2 5,1 E. Geotermalna 0,3 4,6 Odpady komunalne 8,7 8,6 OZE (%) w bilansie energii pierwotnej 6,4 15,5 14,6

Zapotrzebowanie na rzepak 2009 2010 2013 2015 2020 Dodatek estrów (%) 4,6 5,8 7,1 8,0 10,0 Estry (mln ton) 0,28 0,35 0,43 0,49 0,61 Rzepak na estry (mln ton) 0,7 0,9 1,1 1,2 1,5 Rzepak na kon-sumpcję (mln ton) 1,0 1,3 Rzepak r-m (mln ton) 1,7 1,9 2,2 2,4 2,8 Plon rzepaku (t/ha) 2,7 2,9 3,0 3,2 Rzepak (mln ha) 0,63 0,69 0,75 0,81 0,90

Czynniki limitujące areał uprawy rzepaku ozimego w Polsce Jakość gleb. Udział rzepaku w strukturze zasiewów. Struktura obszarowa gospodarstw.

Przydatność rolnicza gleb Gleby Kompleks glebowy Powierzchnia mln ha % Bardzo dobre 1, 2, 10 3,11 25 Dobre 3, 4, 8, 11 3,28 26 Średnie 5 1,98 16 Słabe 6, 9, 12 2,79 22 Bardzo słabe 7, 13 1,34 11

Udział gleb b. dobrych i dobrych (%) Udział rzepaku (%) w powierzchni gleb b. dobrych i dobrych (2008)

Zbiory rzepaku (tys. ton) w 2007 r.

Zapotrzebowanie na surowce do produkcji bioetanolu 2009 2010 2013 2015 2020 Dodatek bioetanolu (%) 4,60 5,75 7,10 8,0 10,0 Bioetanol (mln ton) 0,37 0,46 0,57 0,65 0,81 Zboża na bioetanol (mln ton) 1,11 1,39 1,72 1,95 2,42 Zboża (mln ha*) 0,28 0,34 0,43 0,49 0,60 */ plon zbóż – 4 t.ha-1

Ilość etanolu uzyskiwana z 1 ha przy średnich plonach w Polsce Gatunek Plon (dt/ha) Cukier/skrobia (% s.m.) Uzysk etanolu (l/dt) Plon etanolu (l/ha) Pszenica 36,3 59,5 38 1 379 Pszenżyto 31,2 56,5 36 1 123 Żyto 22,1 54,5 35 773 Kukurydza 60,0 65,0 42 2 520 Ziemniak 184 17,8 11 2 024 Burak c. 370 16,0 10 3 700

Redukcja emisji GHG wskutek wykorzystywania biopaliw w stosunku do benzyny i oleju napędowego (IEA i EMPA, 2005,)

Rozwój biogazowni w Polsce do 2020 r. Założenia Programu MRiRW (02.2009) 2013 – 1 mld m3 biogazu; 2020 - 2 mld m3 biogazu.

Zapotrzebowanie na biomasę rolną do produkcji energii elektrycznej (Grzybek 2008) Lp. Wyszczególnienie 2008 2009 2010 2020 1. Produkcja energii elektrycznej (TWh/a) 159 164 168 211 2. Udział OZE (%) 6,0 7,5 9,0 20 4. Energia z biomasy 3,8 4,9 16,1 5. Zapotrz. na biomasę (mln t) 1,7 2,2 2,7 7,2 6. Biomasa rolna (%) 5 10 60 7. Biomasa rolna (mln t) 0,1 0,2 0.5 4,4

Zapotrzebowanie (mln ton) Prognozowane zapotrzebowanie na węgiel i biomasę przez energetykę zawodową w Polsce Wyszczególnienie Paliwo Zapotrzebowanie (mln ton) Węgiel Biomasa (s.m.) 2020 2030 Elektrownie W. kamienny 44,1 38,8 4,3 5,1 W. brunatny 58,2 61,7 2,0 2,8 Ciepłownictwo 20,8 2,7 Razem 8,3 10,6

Zbiór i rozdysponowanie słomy (zbóż, rzepaku i kukurydzy) średnio za lata 2004-2008 w mln ton (Opracowanie własne na podstawie danych GUS)

Gatunki roślin potencjalnie przydatne do uprawy na cele energetyczne Krzewy i drzewa szybko rosnące: Wierzba wiciowa, Topola i Robinia akacjowa. Byliny: Ślazowiec pensylwański, Topinambur. Wieloletnie trawy o szlaku fotosyntezy: C4 - Miskant, Proso rózgowate, Spartina preriowa, Palczatka Gerarda i C3 – Mozga trzcinowata.

Ciężka czarna ziemia (kompleks 8) Plon (t/ha s. m.) wybranych gatunków roślin uprawianych na cele energetyczne (IUNG) Gatunek 2005 2006 2007 Średnio Ciężka czarna ziemia (kompleks 8) Wierzba – 4 klony 12,8 11,1 12,7 12,2 Miskant – 5 klonów 19,2 15,6 15,8 16,9 Sida – obsada 10 tys./ha 10,0 10,3 9,3 9.9 Sida – obsada 20 tys./ha 20,8 20,4 17,1 19,4 Mozga trzcinowata – 2 pokosy 16,3 19,8 15,0 17,0 Mozga trzcinowata – 1 pokos 13,0 11,7 10,6 11,8

Gleba średnia (kompleks 4) Gleba lekka (kompleks 5) Plon (t/ha s. m.) wybranych gatunków roślin uprawianych na cele energetyczne (IUNG) Gatunek 2005 2006 2007 Średnio Gleba średnia (kompleks 4) Wierzba – 4 klony 10,8 11,5 12,4 11,6 Miskant – 5 klonów 20,7 16,7 21,0 19,5 Sida – obsada 10 tys./ha 9,0 11,4 9,6 10,0 Gleba lekka (kompleks 5) Wierzba – 8 klonów 10,1 11,9 12,3 11,1 Sida – obsada 20 tys./ha 20,5 12,9 14,8 Mozga trzcinowata – 2 pokosy 14,6 14,5 13,2 14,1 Mozga trzcinowata – 1 pokos 9,3 10,3 9,9 Topinambur (łodygi) 8,1 11,2

Roczne zużycie wody przez wybrane uprawy (wierzba 550-650 mm, miskant 510-600 mm w okresie wegetacji) (Hess i Knox, 2001)

Wieloletni klimatyczny bilans wody IV-IX (Doroszewski i Kozyra, IUNG-PIB, 2007)

Wpływ uprawy roślin na środowisko (Rowe i in. 2007) Roślina Wpływ na środ. Wierzba Miskant Pszenica, rzepak, b. cukrowy Sekwestracja węgla + +/- Wym. azotu i erozja +++ ++ Walory krajobrazu - Bioróżnorodność ptaków Bioróżnorodność roślin Bioróżnorodność bezkr. Bioróżnorodność ssaków Hydrologia Bilans energii i węgla

Lokalizacja plantacji wieloletnich roślin energetycznych Plantacji nie powinno się lokalizować na glebach dobrych i średnich (kompleksy 1-5, łącznie około 9,4 mln ha), które należy przeznaczyć pod produkcję żywności i pasz. Pod plantacje należy przeznaczać gleby o ograniczonej przydatności rolniczej (głównie kompleksy – 8, 9 i 6), położone: na obszarach o rocznej sumie opadów powyżej 550mm; poza obszarami cennymi przyrodniczo (Natura 2000). W sumie w kraju jest około 0,9 mln ha takich gruntów.

Gleby dopuszczone do lokalizacji wieloletnich roślin energetycznych (kolor czerwony) oraz rejony, w których plantacji nie należy lokalizować (kolor pomarańczowy i zielony)

Gminy o warunkach szczególnie korzystnych do zakładania wieloletnich plantacji roślin energetycznych oraz szacunki łącznej produkcji biomasy dla wierzby, miskanta i ślazowca (kolorem czerwonym zaznaczono położenie największych polskich elektrowni)

Z uwagi na małą gęstość i niską wartość opałową biomasa powinna być wykorzystywana w energetyce rozproszonej (koszty logistyki - 30 - 50% jej ceny). Opłacalność produkcji biomasy po cenach oferowanych przez energetykę (za 1 GJ energii w biomasie) jest niska, niekonkurencyjna do uprawy roślin rolniczych. Dodatkowo koszty założenia plantacji - to 10 - 20 tys. zł./ha. Jeśli odbiorcy biomasy nie stworzą odpowiedniego systemu kontraktacji, indeksacji cen oraz pomocy technicznej przy zbiorze i logistyce biomasy, to ten kierunek produkcji nie będzie się rozwijał !!! Aktualnie powierzchnia wieloletnich plantacji roślin energetycznych nie przekracza 10 tys. ha i maleje.

Powierzchnia UR (mln. ha) Wyszczególnienie 1990 2008 Zmiana (%) UR ogółem 18,72 16,15 - 14 w tym: GO 14,39 12,09 - 16 sady 0,27 0,33 21 łąki 2,48 2,45 - 1 pastwiska 1,58 0,73 - 54 pozostałe - 0,55

Powierzchnia zasiewów (mln. ha) Wyszczególnienie 1990 2008 Zmiana (%) Zasiewy ogółem 14,24 11,63 - 18 w tym: zboża 8,53 8,60 1 ziemniak 1,84 0,53 - 71 burak c. 0,44 0,21 - 52 rzepak 0,50 0,77 54 pastewne 2,34 1,05 - 55

Powierzchnia gruntów (mln ha) dostępnych do uprawy roślin na cele energetyczne ( Wiesenthal i in., 2006) Rok Polska Niemcy Hiszpania Francja W. Brytania EU – 14 EU – 8 EU - 22 2010 3,8 2,0 2,7 0,5 0,8 5,3 7,6 13,0 2020 4,3 2,6 1,0 1,1 6,5 9,6 16,2 2030 4,5 3,0 2,5 1,6 7,2 12,2 19,3 Symulacje wg. modelu CAPSIM, F i N model HEKTOR Symulacje wg. Refuel na 2030 r.: 7,6 mln. ha UR na cele żywnościowe i produkcję pasz, 6,8 mln. na biopaliwa, 0,4 mln. pod budownictwo.

Podsumowanie Priorytetowym zadaniem rolnictwa jest zapewnienie samowystarczalności i bezpieczeństwa żywnościowego kraju. Z tego powodu na gruntach o wyższej przydatności rolniczej nie powinny być lokalizowane plantacje wieloletnich roślin energetycznych. Przeznaczenie w perspektywie 2020 r. około 1,6 mln ha gruntów pod produkcję na substytucję paliwową musi być skompensowane wzrostem plonów upraw rolniczych przynajmniej o 1,5% rocznie, co jest trudne do osiągnięcia. Warunkiem rozwoju produkcji rolniczej na cele energetyczne jest zapewnienie nie mniejszej jej opłacalności od typowej produkcji rolniczej. 29 29

Podsumowanie Ocena produkcji rolniczej na cele energetyczne musi uwzględniać efektywność energetyczną, ekonomiczną i spełnienie wymogów środowiskowych (bilanse wodne, bilans gazów cieplarnianych, bioróżnorodność itp.) Realizacja istniejącego prawodawstwa i strategii promujących OZE tak w skali narodowej, jak również unijnej nie jest możliwa bez skoordynowanych programów działań. 30 30

PRODUKCJA ROŚLINNA NA CELE ENERGETYCZNE A RACJONALNE WYKORZYSTANIE ROLNICZEJ PRZESTRZENI PRODUKCYJNEJ DZIĘKUJEMY ZA UWAGĘ Jan Kuś, Antoni Faber