Opcije za poljoprivrednike u...
Transcript of Opcije za poljoprivrednike u...
Part-financed by the European Union and the City of Vienna Part-financed by the European Union and the City of Vienna
Opcije za poljoprivrednike u bioekonomiji
Biljana Kulišić & Matko Perović Energetski Institut Hrvoje Požar, Hrvatska
Pilot trening (A3) 22.-25. svibnja 2018; MAICh, Grčka
Part-financed by the European Union and the City of Vienna
Klimatske promjene i cilj od 1,5°C
Biomasa mora biti zasađena kako bi rast temperature ostao ispod 1,5°C!
AFOLU: ostaci od poljoprivredne, šumarstva i drugih upotreba tla BECCS: Energija biomase s hvatanjem i pohranjivanjem ugljika
IPCC (2018.): Posebni izvještaj o učinku globalnog zagrijavanja Source: http://www.ipcc.ch/report/sr15/
Part-financed by the European Union and the City of Vienna
Kružno gospodarstvo je…
“… industrijski sustav koji je uređen na način da je obnovljiv ili regenerativan. Zamjenjuje pojam „kraj života” pojmom obnovljivost, te radi pomak prema obnovljivoj energiji, eliminaciji upotrebe otrovnih kemikalija koje smanjuju mogućnost ponovne upotrebe te cilja na uklanjanje otpada uvođenjem naprednog dizajna, materijala, proizvoda, sustava i samim time poslovnih modela”
(Izvor: Ellen MacArthur Zaklada 2013.)
Part-financed by the European Union and the City of Vienna
https://www.youtube.com/watch?v=zCRKvDyyHmI
Part-financed by the European Union and the City of Vienna
3 načela kružnog gospodarstva
Izvor: Ellen MacArthur Zaklada skica kružnog gospodarstva iz Braungart & McDonough and Cradle to Cradle (C2C)
Očuvati i ojačati prirodne zalihe kontroliranjem konačnih zaliha i balansiranjem protoka obnovljivih izvora. Razine rješenja; obnoviti; virtualizirati i izmijeniti
Optimizacija izvora kružnom proizvodnjom, komponentama i materijalima koji se u svim slučajevima upotrebljavaju na najiskoristiviji način u tehničkim i biološkim ciklusima. Razine rješenja: obnoviti, podijeliti, optimizirati, cirkulirati
Povećati učinkovitost sustava uklanjanjem negativnih vanjskih utjecaja Sve razine rješenja
Part-financed by the European Union and the City of Vienna
Paket EU o kružnom gospodarstvu (2014)
„ Ova inicijativa bi trebala na izravan način doprinijeti ciljevima koji doprinose povećanju novih poslova, rasta i ulaganja, te u širem kontekstu doprinosi predanosti Komisije održivom razvoju. Štoviše, eko-industrije i eko-inovacije trenutno opskrbljuju 1/3 globalnog tržišta zelenih tehnologija u vrijednosti od trilijun eura, a očekuje da se da će se iznos udvostručiti do 2020. Ova je inicijativa usmjerena na osnaživanje ovih trendova i pritom doprinosi zelenom rastu i drugim EU inicijativama poput razvoja otporne energetske unije s ambicioznom klimatskom politikom.” „
(Izvor: Circular Economy Strategy Roadmap, 2015)
Part-financed by the European Union and the City of Vienna
Kružno gospodarstvo i bioekonomija
„Bioekonomija je odgovor Europe na ključne izazove u okolišu s kojima se svijet danas suočava. Njezin je cilj smanjenje ovisnosti o prirodnim izvorima, transformiranje proizvodnje i promocija održive proizvodnje obnovljivih izvora iz tla, ribarstva, akvakulture te njihove prerade u hranu, stočnu hranu, vlakna, bio-proizvode i bio-energiju, promicanjem rasta novih poslova i industrija.” Izvor: http://ec.europa.eu/programmes/horizon2020/en/h2020-section/bioeconomy
Part-financed by the European Union and the City of Vienna
Kružno gospodarstvo - primjer • Fosfor (P) je ograničen i ključan element za život na Zemlji • Fosfor se vodi kao kritični materijal za EU od 2014. godine • Približno 15Mt/god se izvlači/ iskopava iz iznimno siromašnih fosfornih stijena za
proizvodnju hrane, dok se samo 3Mt/god zaista i konzumira u hrani koju jede svjetska populacija (Cordell et al. 2009a, 295f)
• Vidljivi gubitak od 80% može se okarakterizirati kao potpuno neučinkovit. • Izvlačenje fosfora iz otpada:
– Postrojenja za pročišćavanje otpadnih voda – Gnojivo – Digestati (AD) – …
• Izvor(s): http://ec.europa.eu/transparency/regexpert/index.cfm?do=groupDetail.groupDetailDoc&id=13639&no=26
http://www.helsinki.fi/henvi/teaching/Reports_15/01_P_flow.pdf
Part-financed by the European Union and the City of Vienna
https://www.youtube.com/watch?v=2xvXkOMRTs4&feature=youtu.be
Part-financed by the European Union and the City of Vienna
https://www.youtube.com/watch?v=1MXHfZqbrCs
Part-financed by the European Union and the City of Vienna
Zašto je bioekonomija važna za poljoprivredu?
„Promocija dinamičnog teritorijalnog razvoja, mobilizacijom ruralnih i obalnih gospodarstava. Ruralna ili polu-ruralna područja predstavljaju oko 88% EU područja te doprinose udjelu od 46% u bruto dodanoj vrijednosti i 55% u poslovima. Uspostava ispravnog okvira i razvoj ključnih vještina su važni za razvoj i povećanje broja inovacija u ruralnom području, što doprinosi generiranju gospodarskih aktivnosti i boljem nošenju s različitim dimenzijama održivosti.„ (Izvor: Horizon 2020 Work Programme 2016-2017 in the area of Food security, sustainable agriculture and forestry, marine and maritime and inland water research and the bioeconomy, 2016)
Part-financed by the European Union and the City of Vienna
Bioekonomija
• …novi pojam za upotrebu prirodnih izvora by ScienceCampus Halle - plant-based bioeconomy
• Ovi se pojmovi u engleskom jeziku opisuju kao 4F: 1. Feed – stočna hrana 2. Food – hrana 3. Fiber – vlakna 4. fuel – gorivo
U Europi se ovo skupno naziva „bioekonomija temeljena na znanju„ (knowledge based bio-economy '(KBBE)). „Temeljeno na znanju” i „biotemeljeno” su dva temeljena elementa za ovo područje koje karakterizira velika raznolikost.
Part-financed by the European Union and the City of Vienna
Dekarbonizacija društva
• Kružno gospodarstvo – duži životni vijek proizvoda i manji ulaganje novih sirovina (feedstock) u proizvodnom procesu
• Bioekonomija – zamjena baze sirovina iz fosilnih goriva prema biomasi, uključujući proizvodnju hrane
• Energija iz biomase – smanjenje emisije stakleničkih plinova iz energetskog sektora (49% ukupne emisije)
• Biorafinerije – simultana proizvodnja različitih proizvoda od biomase: proteini (stočna hrana), biopolimeri, vlakna, napredna biogoriva, električna i toplinska energija
= poljoprivreda, šumarstvo i akvakultura čine temelj dekarbonizacije društva
Industrija 21%
Transport 14%
Zgrade 6%
[CATEGORY NAME]
[PERCENTAGE]
Proizvodnja električne i toplinske
energije 25%
Ostala energija
10%
Izvor: IPCC (2014.): https://www.epa.gov/ghgemissions/global-greenhouse-gas-emissions-data
Novi ZPP je samo jedan od dokumenta koji pokušava ubrzati dekarbonizaciju društva iz perspektive poljoprivrede i ruralnog razvoja
Part-financed by the European Union and the City of Vienna
Biomasa (s energetskog stajališta):
• Biomasa: je svaka organska materija odnosno biološki materijal koji je dostupan i obnovljiv. To uključuje sirovine dobivene od životinja i biljaka, kao što su drvo i poljoprivredni nasadi i organski otpad iz gradskih i industrijskih izvora
• Bioenergija: energija generirana iz konverzije čvrstih, tekućih i plinovitih proizvoda deriviranih iz biomase
• Tradicionalna upotreba biomase: tradicionalna upotreba čvrste biomase s jednostavnim tehnologijama kao što su otvorena ognjišta, često bez ili s lošim dimnjacima.
IEA; http://www.iea.org/topics/renewables/bioenergy/
Part-financed by the European Union and the City of Vienna
Biomasa (s energetskog stajališta):
• Goriva iz obnovljivih izvora energije derivirana iz organskih materijala kao što su drveće, biljke i poljoprivredni i gradski otpad.
• Može se koristiti za grijanje, generiranje električne energije i transportna goriva.
• Povećanje upotrebe biomase u EU može doprinijeti diversifikaciji opskrbe energije u EU, povećanju poslova i smanjenju emisije stakleničkih plinova.
• 2/3 potrošnje obnovljive energije u EU u 2012. činili su biomasa i otpad
Izvor: EU; https://ec.europa.eu/energy/en/topics/renewable-energy/biomass
Part-financed by the European Union and the City of Vienna
Konzumacija iz biomase i otpada s obzirom na krajnje korisnike u 2015. (IEA)
~9% svjetska ukupna primarna opskrba energijom
Part-financed by the European Union and the City of Vienna
Moderna bioenergija, rast po sektorima, 2008-2015 (IEA)
Part-financed by the European Union and the City of Vienna
Idealni prikaz biorafinerije (2004)
Svi dijelovi zajednice rade zajedno čime doprinose smanjenju otpada i optimizaciji energije i prinosa usjeva iz supstrata Herrera (2004) Oak Ridge National Laboratory, Oak Ridge, USA
Part-financed by the European Union and the City of Vienna
Tijek biomase u IEA Planu bienergije(2017)
Izvor IEA (2017): Technology Roadmap: Delivering Sustainable Bioenergy; green dashed circle added
PRO
IZVO
D
KRAJ
NJA
UPO
TREB
A
PRO
IZVO
DNI P
ROCE
S
SIRO
VIN
A
• Uljni nasadi (na primjer: palme, uljana repica, suncokret)
• Šećer i škrobni nasadi (npr. šećerna trska, kukuruz, žitarice)
• Lignocelulozna biomasa od šumarstva, poljoprivrede i drugih industrija (npr. ostaci od šumarstva, slama, otpaci u preradi šećerne trske)
• Biomasa od otpada
• Transesterifikacija
• Fermentacija • Napredna
proizvodnja biogoriva
• usitnjavanje • Paletizacija • Piroliza • Plinifikacija • Sortiranje,
odvajanje i priprema goriva
• Anaerobna digestija
Biodizel Bioetanol Obnovljivi dizel Celulozni etanol Ostala napredna biogoriva Ostaci drva Pelete Pirolizno ulje Bio sintetički plin Gorivo dobiveno od otpada Bioplin
Biogoriva za prijevoz
Izgaranje za - Električnu
energiju - Toplinu - Kogeneraciju
Materijali i proizvodi temeljeni na biomasi
Part-financed by the European Union and the City of Vienna
Put od biomase u sustav energije
Part-financed by the European Union and the City of Vienna
Kako napraviti više s manje ili jednako resursa?
http://www.usewoodwisely.co.uk/WhatCanBeDone/
Part-financed by the European Union and the City of Vienna
Globalni bioekonomski samit (2018)
Part-financed by the European Union and the City of Vienna
Na putu prema bioekonomiji
• Tranzicija od ekonomije koja se temelji na fosilnim resursima do bioekonomije ima mnogo smjerova i individualnih pristupa
• Primjeri: – Finska: ruralni razvoj* – Danska: proizvodnja hrane* – Švedska: Karbonska vlakna temeljena na ligninu – Skandinavske zemlje: tržište za funkcionalnu hranu (nutraceuticals)* – Njemačka: održivi poljoprivredni sustav i hrana; pozelenjivanje urbanih
područja; zaštita resursa i biotemeljeno kružno gospodarstvo – USA: biotehnologija – Brazil: biobased meta sector – digitalni otisak za biomaterijale *Izvor: Dubois (FAO): Overview on How Sustaibability of Bioeconomy Has and Should be Addressed at Global and National Levels, Bioeconomy Forum, Riga, 2017
Part-financed by the European Union and the City of Vienna
HR balance: 485 PJ
Biomass&waste: 67 PJ + 1 PJ imp
(HR: total balance: 485 PJ)
Part-financed by the European Union and the City of Vienna
HR ukupna konzumacija: 293 PJ
Biomass&waste: 51 PJ (HR: total balance: 485 PJ) Non-energy use: 23 PJ
• Oil products 6 PJ • Natural gas: 17 PJ
Part-financed by the European Union and the City of Vienna
Usporedba strukture BDP-a: HR-DE-SE
0%
10%
20%
30%
40%
50%
60%
70%
80%
90%
100%
HR DE SE
agriculture construction
manufacturing public administration
services mining
transport utilities
65
40
10
20
40
20
15 20
70
0%
10%
20%
30%
40%
50%
60%
70%
80%
90%
100%
Traditionalcivilizations
Transitional period Tertiary civilisation
Primary sector Secondary Tertiary
Fourastié
Part-financed by the European Union and the City of Vienna
Što ako bioekonomija nije ništa novo?
Što ako bioekonomija predstavlja samo nadogradnju kontinuiranog razvoja u
poljoprivredi, šumarstvu, industriji prerade hrane i drva i bioenergiji?
Što ako je bioekonomija način da se generiraju novi poslovi u poljoprivredi i šumarstvu, ali izvan područja poljoprivrede i šumarstva u ruralnom
području?
Part-financed by the European Union and the City of Vienna
Dekarbonizacija poljoprivrednog sektora
• Izravna upotreba fosilnih goriva na malim farmama: – Energija
• Električna (rasvjeta, rashladni sustavi, automatizacija…) • Toplinska (prostor i topla voda, hlađenje, sušenje,
isušivanje…) • Gorivo (mehanizacija, vozila, vozila za prijevoz roba i
ljudi) • Neizravna upotreba fosilnih goriva na malim farmama:
– Gnojiva – Agrokemikalije – Plastična pakiranja za proizvode na tržištu
Nisko ugljične alternative
Fotovoltni sustavi
Solarni toplinski sustavi
Biomasa
Biomasa
Biomasa
Biomasa
Biomasa
Fotovoltni sustavi
Part-financed by the European Union and the City of Vienna
Bioekonomija za poljoprivrednike
• Veliki razmjeri: biorafinerija – Opskrbljivači biomasom – Sabirno-logistički centri pri gospodarskim zonama ili LAGovima (Bio-
hub) – Pametna sela (Smart villages)
• Mali razmjeri: decetralizacija, inovacije, sabirno-logistički centri pri gospodarskim zonama ili LAGovima (Bio-hub), prosumers – Povezanost s preradom – Povezanost s tržištem
Part-financed by the European Union and the City of Vienna
Proizvodnja vina u bioekonomiji – primjer • ulje sjemenki grožđa = 300 kn/l za farmaceutsku industriju • brašno komine grožđa = 187 kn/kg za pekarsku industriju, kekse , kolače… • vino = 75 kn/l • Agropeleti 1 kn/kg + = Konkurentnost vinogradara = Ušteda emisija stakleničkih plinova
Part-financed by the European Union and the City of Vienna
Primjer: proizvodnja ulja
• Suncokretovo ulje = 10 kn/l • Vlakna i proteini za prehrambenu
industriju • Hobi stelja = 6 kn/kg • Ne-prehrambeno ulje za biogoriva + = >konkurentnost uljara
• Suncokretovo ulje = 10 kn/l • Krmivo = 13-39 kn/kg + = >konkurentnost uljara
• Suncokretovo ulje = 10 kn/l • Vlakna i proteini za prehrambenu industriju X kn/kg • Agropeleti = 1 kn/kg • Ne-prehrambeno ulje za biogoriva + = > konkurentnost uljara
Part-financed by the European Union and the City of Vienna
Biorefinerija • Na primjer
drvna biorafionerija:
• Biorafinerija je održivo procesiranje biomase u cijeli niz bioproizvoda (hrana, stočna hrana, kemikalije i materijali) i bioenergija (biogoriva, snaga i/ili toplina)
Source: https://www.iea-bioenergy.task42-biorefineries.com/en/ieabiorefinery.htm http://task42.ieabioenergy.com/
• 3 platformna (crni lug; pulpa; električna i toplinska energija) biorafinerija koja upotrebljava ostatke drva za pulpu, papir, terpentin, talno ulje, koru drveta, električnu i toplinsku energija
• 2-platformna (sintetički plin, električna i toplinska energija) biorafinerija koja upotrebljava ostatke drva za FT-biogoriva, električnu i toplinsku energiju i voskove s parnom plinifikacijom
• 3 platformna (pulpa; sintetički plin; električna i toplinska energija) biorafinerija koja upotrebljava ostatke drva za FT-biogoriva, pulpu, električnu i toplinsku energija
• 4 platformna (hidrogen, biometan; sintetički plin, električna i toplinska energija) biorafinerija koja upotrebljava ostatke drva za biometan (SNG), hidrogen i ugljični dioksid
• 4 platformna (C6 i C5 šećeri,lignin i C6 sećer, električna i toplinska energija) biorafinerija koja upotrebljava ostatke iz pilane, ostatke drva i sulfatnu tekućinu za bietanol, pulpu i papir, električnu i toplinsku energiju
Part-financed by the European Union and the City of Vienna
Biorefinery
Part-financed by the European Union and the City of Vienna
https://www.youtube.com/watch?v=6-nblFApD2c
Part-financed by the European Union and the City of Vienna
Mali razmjeri: • Kupac s vlastitom proizvodnjom (prosumer) • Energetska zadruga • AD kao biorafinerija: bioplin & digestat • Izgaranje • Proizvođači biogoriva (krutih, plinovitih, tekućih) • Proizvođači biogoriva i novih proizvoda s dodanom vrijednosti • Smart villages • Kultivacija ugljika (pohrana i ponor ugljika kroz uzgoj biomase za bioekonomiju)
• …
Part-financed by the European Union and the City of Vienna
OPG-a kao “prosumer”
• Međusektorski učinak: kućanstva, industrija, prijevoz, turizam… • OPG je motiviran koristima, a ne kaznama • OPG traži priliku za sekundarne proizvode* • Prilagodba mjera ruralnog razvoja • Prilagodba zakonodavnog okvira • Umrežavanje • Napredak sela – smart villages
Part-financed by the European Union and the City of Vienna
Pozicije OPG-a u bioekonomiji, uz primarnu djelatnost, iskorak:
• Korisnik biomase (nespecificirane, za loženje, malč, kompost, kolci…)
• Korisnik biomase i prodavač biomase na veliko kroz ugovor (prema ugovoru)
• Korisnik biomase, proizvođač i korisnik bio-ambalaže
• Korisnik biomase, proizvođač i korisnik biogoriva • Korisnik biomase, proizvođač, korisnik i prodavač
biogoriva
Part-financed by the European Union and the City of Vienna
Pozicije OPG-a u bioekonomiji, uz primarnu djelatnost:
• Korisnik biomase, proizvođač i korisnik bio-ambalaže iz biopolimera
• Korisnik biomase, proizvođač i korisnik, prodavač biognojiva i poboljšivača tla
• Kultiviranje ugljika – valorizacija • Proizvodnja proizvoda dodane
vrijednosti (prerada) i korištenje obnovljive energije te biomase u procesu uzgoja, prerade, skladištenja, logistike i prodaje
Part-financed by the European Union and the City of Vienna
Proizvodnja kukuruza - primjer • Kukuruz prinos: 6,78 t/ha • Oklasci prinos: odnos 7,5% zrna* = 0,52 t/ha
1/3 oklasaka se zaorava 2/3 oklasaka se koristi za druge svrhe = 343 kg/ha Ogrjevna vrijednost = 5 kWh/kg Primarna energija = 1.717 kWh/ha
• Godišnja potreba za grijanjem obiteljske kuće u kontinentalnom dijelu HR = 14.000 kWh/godišnje • Učinkovitost peći jednaka kao kod lož ulja • Lož ulje = 5,95 kn/l (9,96 KWh/l) ili 0,5973 kn/kWh • Ušteda ~1.000 kn/god. za grijanje od 1 ha kukuruza • Okvirni odnos: 1 ha kukuruza = 10% energetskih potreba za grijanje kućanstva u kontinentalnom
dijelu *Source: Roth G: Corn Stover for Biofuel Production, Extension, 2014.
Part-financed by the European Union and the City of Vienna
Slijedite nas…
Na internetskoj stranici: http://farmcircle.net/
Ili: https://www.danube-capacitycooperation.eu/uploads/files/DSPF_Kick-
Off_project_posters_09_ECVII_PA08_FarmCircle.pdf www.EIHP.hr