Piotr Sulewski, Edward Majewski, Adam Wąs
Warsaw University of Life Sciences – SGGW
Streszczenie
Sektor rolnictwa może stać się znaczącym producentem energii odnawialnej ze źródeł rolniczych, takich jak odpady z produkcji zwierzęcej (nawozy naturalne). Wzmocniłoby to możliwy wkład energii odnawialnej w łagodzenie negatywnych efektów zewnętrznych generowanych przez sektor rolny. Należy do nich emisja gazów cieplarnianych, w której znaczny udział ma rolnictwo, głównie sektor produkcji zwierzęcej. W Unii Europejskiej rolnictwo polskie jest czwartym co do wielkości emitentem metanu i tlenku azotu z produkcji rolniczej, z udziałem 7,8%.
W artykule dokonano oceny potencjalnej redukcji emisji gazów cieplarnianych w Polsce dzięki produkcji biogazu na bazie fermentacji beztlenowej nawozów naturalnych (obornik, gnojówka, gnojowica), przetworzonego następnie na energię elektryczną. Możliwość produkcji biogazu została oszacowana dla populacji 731 tys. gospodarstw ze zwierzętami z wykorzystaniem danych z próby FADN, co stanowi około 97% sektora produkcji zwierzęcej w Polsce. Potencjalne zmniejszenie emisji metanu zostało obliczone jako ekwiwalent CO2.
Szacunek produkcji biogazu rolniczego sporządzono dla trzech scenariuszy:
• hipotetycznego, zakładając wykorzystanie nawozów naturalnych od wszystkich zwierząt gospodarskich w Polsce,
• teoretycznie wykonalnego – zakładającego, że minimalna skala produkcji zwierzęcej dla inwestycji w produkcję biogazu w gospodarstwie rolniczym przekracza 30 dużych sztuk przeliczeniowych zwierząt,
• realistycznego – zakładającego, że jedynie połowa gospodarstw posiadających co najmniej 30 dużych sztuk przeliczeniowych podejmie produkcję biogazu.
Według sporządzonych szacunków wykorzystanie nawozów naturalnych do produkcji energii zmniejszyłoby emisję gazów cieplarnianych z rolnictwa o 17,4% w przypadku scenariusza hipotetycznego, o 5% w scenariuszu teoretycznie wykonalnym oraz o około 2,5% w scenariuszu realistycznym (odpowiednio o 1,54%, 0,45; oraz 0,22 całkowitej emisji z różnych źródeł w skali kraju). Zmniejszenie emisji GHG nastąpiłoby z tytułu redukcji emisji metanu poprzez wyeliminowanie składowania nawozów naturalnych, a także ze względu na zwiększony udział "czystej energii" w całkowitym zużyciu energii. Pozwoliłby to zatem na niższe zużycie paliw kopalnych (np. węgla) w konwencjonalnych elektrowniach. W obecnej sytuacji rynkowej w Polsce, głównie wobec relatywnie niskich cen energii elektrycznej, produkcja energii elektrycznej z biogazowni rolniczych nie jest opłacalna ekonomicznie bez subsydiów. Niewystarczające wsparcie dla produkcji biogazu wskazuje, że korzyści z produkcji energii z nawozów naturalnych są niedoszacowane co dotyczy zwłaszcza redukcji emisji gazów cieplarnianych. Produkcja biogazu rolniczego ułatwiałby osiągnięcie celów strategii energetycznej UE i uczyniłaby sektor rolny bardziej zrównoważonym.
Słowa kluczowe
biogaz, gazy cieplarniane, emisja, rolnictwo zrównoważone
Supporting Sustainable Agriculture: the Potential to Reduce GHG Emissions – the Case of Agricultural Biogas Production in Poland
Abstract
Agricultural sector can become a major producer of renewable energy from different sources, including such as animal wastes (natural fertilizers). It is important due to its potential role in mitigating negative externalities generated by agricultural sector, among other greenhouse gas emissions, mainly from the livestock sector. Within the European Union the Polish agriculture is the fourth largest producer of methane and nitrogen oxide from agricultural production, with a share of 7.8%. This paper aims to assess the potential reduction of GHG emissions in Poland due to biogas production based on manure anaerobic fermentation. Possible biogas production was estimated for a population of 731 thousand Polish livestock farms with the use of data from the FADN sample, which represents about 97% of the animal production sector in Poland. The potential reduction of methane emissions was calculated as CO2 equivalent for three scenarios:
• hypothetical, assuming the use of natural fertilizers from all livestock
in Poland,
• theoretically workable, assuming that the minimum scale of animal production for viable investment in biogas production in the farm exceeds 30 Livestock Units,
• realistic scenario – assuming that only a half of farms with animal herds greater than 30 LU would undertake biogas production.
Reduction of GHG emissions can be achieved through elimination of manure storage and processing natural fertilizers into biogas, next converted into electricity and heat, as well as due to emissions avoided as a result of the increased share of “clean energy” in the total energy consumption and a lower use of fossil fuels (e.g. coal) in conventional power plants.
According to the estimates, the use of natural fertilizers for energy production would reduce greenhouse gas emissions from agriculture by 17.4% in the hypothetical scenario, 5.0% in the theoretically workable and about 2.5% in realistic scenario (1.54%, 0.45% and about 0.22% respectively of total emissions from various sources nationwide).
In the current market situation mainly due to relatively low energy prices production of electricity from small scale agricultural biogas plants in Poland is not profitable without subsidies. Growth of the agricultural biogas industry would facilitate meeting the EU Energy Strategy targets making the agricultural sector more sustainable.
Keywords
biogas, greenhouse gasses, emission, sustainable agriculture
Pełny tekst / Full text
PDF (English)
