uwarunkowania organizacji bazy surowcowej do produkcji energii z

62
EKONOMISTÓW ROLNICTWA I AGROBIZNESU
Zbigniew STOWARZYSZENIE
Brodziński, Adam Pawlewicz
Roczniki Naukowe ● tom XVII ● zeszyt 3
Zbigniew Brodziński, Adam Pawlewicz
Uniwersytet Warmińsko-Mazurski w Olsztynie
UWARUNKOWANIA ORGANIZACJI BAZY SUROWCOWEJ
DO PRODUKCJI ENERGII Z BIOMASY
CONDITIONING OF ORGANISATION OF RAW MATERIALS SOURCE
FOR ENERGY PRODUCTION FROM BIOMASS
Słowa kluczowe: baza surowcowa, biomasa, energia, uprawy polowe, biogospodarka
Key words: the source of raw materials, biomass, energy, arable crops, bioeconomy
Abstrakt. Zwrócono uwagę na problemy związane z powstawaniem plantacji roślin, których biomasa jest
przeznaczana na cele energetyczne. Wielu specjalistów podziela opinię, że organizacja bazy surowcowej
sprzyja rozwojowi lokalnych rozproszonych centrów energetycznych. Ważne jednak pozostaje pytanie, czy
zasadne jest dalsze wytwarzanie biomasy z surowców rolnych i stymulowanie rozwoju tego sektora. Wydaje
się, że odpowiedzi na to pytanie może dostarczyć ustalenie właściwych relacji między samowystarczalnością
i bezpieczeństwem żywnościowym a koniecznością wspierania bezpieczeństwa energetycznego i łagodzenia
zmian klimatyczny. Celem prowadzonych badań było poznanie uwarunkowań organizacji bazy surowcowej
służącej produkcji energii z biomasy w skali lokalnej. Opinie w tej kwestii uzyskano w 2014 roku drogą wywiadu
telefonicznego przeprowadzonego wśród 66 właścicieli gospodarstw rolnych, którzy zadeklarowali, że prowadzą uprawy roślin z przeznaczeniem na cele energetyczne na terenie województwa warmińsko-mazurskiego.
Wstęp
Wzrastające zainteresowanie wykorzystaniem surowców bioenergetycznych jako odnawialnych źródeł energii (OZE) sprawia, że ważne staje się uzyskanie odpowiedzi na pytania: czy
rolnictwo stanie się dostarczycielem biomasy na cele energetyczne z gruntów wyłączonych z
produkcji surowców żywnościowych, czy będzie ono oferowało produkty uboczne innych kierunków produkcji, czy też biomasa będzie produkowana w plonie głównym, stanowiąc alternatywny
kierunek produkcji rolniczej w odniesieniu do tradycyjnych upraw.
W literaturze przedmiotu coraz częściej jest podejmowany problem ustalenia właściwych relacji
między samowystarczalnością i bezpieczeństwem żywnościowym a koniecznością wspierania bezpieczeństwa energetycznego i łagodzenia zmian klimatycznych [Faber 2009]. Z tych względów coraz
większą uwagę przywiązuję się do rozpoznawania źródeł biomasy ubocznej z produkcji rolniczej,
odpadów z gospodarki leśnej, przemysłu spożywczego i drzewnego, a także biomasy będącej biodegradowalnym odpadem komunalnym i stanowiącej nadwyżki produkcyjne [Denisiuk, Piechocki 2005].
W przypadku roślin przeznaczanych na cele energetyczne w plonie głównym wykorzystuje
się typowe rośliny rolnicze, których uprawy są prowadzone w cyklu rocznym (np. rzepak, buraki
cukrowe, ziemniaki, zboża, w tym kukurydza), rośliny wieloletnie uprawiane na gruntach rolnych,
krzewy oraz byliny dwuliścienne i rośliny drzewiaste szybkiej rotacji [Stankiewicz 2012].
Uprawy roślin jednorocznych pozwalają na szybką zmianę profilu produkcji w przypadku
jej nieopłacalności. Ziarno zbóż z powodzeniem może być używane jako paliwo w instalacjach
grzewczych. Charakteryzuje się ono niską toksycznością spalin i zawartością popiołu, który może
być wykorzystywany jako nawóz [Majtkowski 2007]. Z kolei możliwość zakładania wieloletnich
plantacji roślin energetycznych stwarza szanse nie tylko zagospodarowania części gruntów, sprzyja
także poprawie efektywności ekonomicznej gospodarstw rolnych, jak również może przyczynić się
do aktywizacji obszarów wiejskich [Zieliński 2014, Jarosz i in. 2014]. Wieloletnie uprawy roślin
energetycznych nie wymagają gleb o wysokiej jakości, co sprawia, że mogą być z powodzeniem
Uwarunkowania organizacji bazy surowcowej do produkcji energii z biomasy
63
zakładane na gruntach odłogowanych i zdegradowanych [Jasiulewicz 2007]. Dodatkowo, dzięki
powstawaniu plantacji roślin, których biomasa jest przeznaczana na cele energetyczne, istnieje
możliwość rozwoju lokalnych rozproszonych centrów energetycznych [Gradziuk 2014]. Centra
te mogą sprzyjać poprawie bezpieczeństwa energetycznego (szczególnie w ujęciu regionalnym),
a także mogą mieć wpływ na obniżenie kosztów energii. Stwarzają one również szansę powstania
nowych miejsc pracy, szczególnie na terenach wiejskich.
To, że organizacja nowoczesnych łańcuchów technologicznych przetwórstwa biomasy wymaga
znaczących nakładów inwestycyjnych, nośniki konwencjonalne czyni nadal bardzo atrakcyjnym
źródłem surowca. Pozyskiwana ze źródeł rolniczych biomasa, w zależności od rodzaju, może
być spalana w postaci paliw stałych, jak również może stanowić źródło do produkcji biopaliw
i biopłynów lub biogazu [Stankiewicz 2012]. Dlatego realizując założenia przyjętej strategii
energetyczno-klimatycznej Unii Europejskiej (UE), szczególnie w przypadku Polski ważne jest
podejmowanie działań na rzecz promocji wykorzystania energii z biomasy poprzez zastosowanie
odpowiednich mechanizmów ekonomicznych [Energia w gospodarstwie… 2011].
Materiał i metodyka badań
Materiał badawczy uzyskano z badań sondażowych, które przeprowadzono w 2014 roku.
Badaniami objęto 66 właścicieli gospodarstw rolnych z województwa warmińsko-mazurskiego,
którzy zadeklarowali, że prowadzą uprawy roślin z przeznaczeniem na cele energetyczne. Materiał
badawczy zebrano drogą wywiadu telefonicznego. Celem prowadzonych badań było poznanie
uwarunkowań organizacji bazy surowcowej służącej produkcji energii z biomasy w skali lokalnej.
Wyniki badań
Średnia powierzchnia gospodarstwa producentów biomasy przeznaczanej na cele energetyczne
wynosiła 199,2 ha, w tym UR stanowiły średnio 180,1 ha. W 65,2% objętych badaniami gospodarstw
rolnych były uprawiane rośliny energetyczne wieloletnie. Ich średnia powierzchnia przypadająca
na gospodarstwo wynosiła 30,0 ha. Kolejną grupą roślin przeznaczonych na cele energetyczne były
zboża (w tym kukurydza) uprawiane w 27,3% gospodarstw, gdzie średnia powierzchnia tego typu
upraw wynosiła 50,2 ha. Trawy wykorzystywane jako źródło biomasy na cele energetyczne były
uprawiane w 19,7% gospodarstw (średni areał przypadający na jedno gospodarstwo to 52,5 ha).
Z kolei rzepak i rzepik był uprawiany w 13,6% gospodarstw, na powierzchni wynoszącej średnio
na gospodarstwo 79,4 ha. Pozostałe rośliny, tj. motylkowe z trawami, miały niewielkie znaczenie
jako źródło biomasy (rys. 1). Zaobserwowano, że rośliny przeznaczane jako biomasa na cele
energetyczne były uprawiane w gospodarstwa o kilkakrotnie większej powierzchni od średniej w
regionie oraz w gospodarstwach nieprowadzących produkcji zwierzęcej.
Więcej niż 65% respondentów uznało, że w perspektywie najbliższych 2-3 lat zamierza
zwiększyć w strukturze zasiewów udział upraw z przeznaczeniem na cele energetyczne, przede
wszystkim będą to takie uprawy, jak zboża (21,3% wskazań), wierzba energetyczna (16,4%) oraz
rzepak (11,5%). Wykorzystanie ziarna do celów opałowych, względnie biomasy zbóż do zasilania
biogazowni, jest w wielu aspektach łatwiejsze do wdrożenia niż założenie i prowadzenie upraw
wieloletnich roślin energetycznych. Rolnicy mają doświadczenie w uprawie zbóż, a także posiadają w swoich gospodarstwach odpowiednie zaplecze maszynowe i magazynowe. Na podstawie
przedstawionych danych można stwierdzić, że znaczący udział wśród upraw roślin z przeznaczeniem ich biomasy na cele energetyczne mają i będą miały w przyszłości rośliny zaliczane do
grupy żywnościowych. Jest to zjawisko niepokojące. Jak zauważa Stankiewicz [2012], zwiększanie produkcji biomasy na cele energetyczne przez przeznaczanie coraz większych areałów na
takie uprawy może wiązać się z zagrożeniem ograniczania obszaru upraw na cele żywnościowe i
paszowe. Również zdaniem Gołębiewskiego [2013], znalezienie równowagi, w której rolnictwo
będzie zapewniało bezpieczeństwo żywnościowe, ale także biomasę jako odnawialny surowiec
dla przemysłu, jest podstawowym wyzwaniem zrównoważonej biogospodarki.
64
Zbigniew Brodziński, Adam Pawlewicz
30,0
Roślina energetyczna/Energy crop
Zboża/Cereals
65,2
65,5
27,3
Trawy/Grasses
52,5
19,7
Rzepak i rzepik/Rape and sticklewort
79,4
13,6
Motylkowe z trawami/Papilionaceous plants with
grasses
26,0
6,1
0
Średnia powierzchnia/The average area (ha)
10
20
30
%
40
50
60
70
80
90
Procent wskazań/Percentage of answers
Rysunek 1. Struktura powierzchni oraz średni areał upraw roślin przeznaczanych na biomasę w objętych
badaniami gospodarstwach
Figure 1. The surface structure and the average acreage of crops devoted to biomass in households covered
Inne czynniki/Other factors
6,1
by the study
Źródło: badania własne
od rynków zbytu/Distance from sales
10,6
Source:Odległośc
own study
markets
Identyfikując
uwarunkowania
decydujące10,6
o rozwoju produkcji biomasy na cele energetyczne
Technologie uprawy
i przetwórstwa/Cultivation
and processing
technologies
w gospodarstwach
rolnych,
respondenci wskazywali przede wszystkim na brak stabilizacji cen na
rynku zbytu
(około
60%OZE/RES-supporting
wskazań) oraz na potrzebę zapewnienia cen surowca, które gwarantoPolityka
wspierająca
18,2
policy
wałaby opłacalność produkcji
(39,3%). Te roszczeniowe
opinie to efekt m.in. niskiego poziomu
produkcji
(dopłaty, preferencyjne
integracji Wsparcie
poziomej
i pionowej
podmiotów zajmujących się produkcją i przetwórstwem biomasy
kredyty itp.)/Support for the production
na cele energetyczne.
Z tego też względu w pełni 24,2
uzasadnione jest tworzenie małych elektrocie(subsidies, promotional loans, etc.)
płowniGwarantująca
i ciepłowni
dostosowanych
do
spalania
biomasy
w układzie rozproszonym, wykorzystując
opłacalność produkcji cena/Price
39,4 systemu kogeneracyjnego, w którym
lokalną bazę
surowcową,
powszechne stosowanie
ensuring
the profitabilityaoftakże
production
oprócz produkcji energii elektrycznej lokalnie jest wykorzystywane także ciepło.
rynek zbytu/Stable
saleswmarket
Wzrost Stabilny
wykorzystania
OZE,
tym szczególnie biomasy,59,1
jest związany z takimi czynnikami, jak: różnorodność źródeł odnawialnych, oszczędność paliw kopalnych, stała odnawialność
0
20
40
zasobów, stały koszt jednostkowy uzyskania
energii
z tych 60
źródeł,80minimalny wpływ na środowisko, występowanie OZE w różnym nasileniu w każdym miejscu, brak konieczności dalekiego
przesyłania energii w związku z jej wykorzystaniem w miejscu pozyskania [Nowacki 2010].
W opinii co czwartego rolnika uczestniczącego w badaniach, brak dopłat bezpośrednich do tego
typu upraw stanowił główną barierę rozwoju produkcji. Relatywnie wysokie nakłady związane z
produkcją roślin z przeznaczeniem na biomasę ograniczają zainteresowanie producentów rolnych
tym kierunkiem produkcji. Taki stan prowadzi do sytuacji, gdy rolnicy oczekują odpowiednich
mechanizmów wsparcia finansowego w postaci np. dopłat obszarowych do produkcji, które
mogą w nowym okresie programowania stanowić rekompensatę z tytułu niskiej efektywności
ekonomicznej upraw wykorzystywanych na cele energetyczne. Omawiana forma wsparcia wydaje się wystarczającym argumentem na rzecz zainteresowania rolników tego typu uprawami. Co
prawda są inne możliwości finansowego wsparcia wykorzystywania OZE na obszarach wiejskich,
ale dotyczą one przede wszystkim rozwoju infrastruktury i przetwórstwa, a nie bezpośredniego
wsparcia produkcji. Kolejnym, ważnym w opinii 18% respondentów czynnikiem decydującym
o rozwoju produkcji biomasy na cele energetyczne w gospodarstwach rolnych jest odpowiednia
polityka państwa wraz z regulacjami prawnymi. Jest to kwestia funkcjonowania sprawnego systemu energetyki z wykorzystaniem OZE, ponieważ obecny stan rozwiązań prawnych traktowany
jest w analizowanej grupie producentów biomasy jako negatywnie oddziałujący na wzrost udziału
energii z OZE. Pozostałe uwarunkowania wskazywane przez rolników dotyczyły takich kwestii, jak
odpowiednie systemy uprawy i zbioru oraz odległość do punktów zbytu. Należy tu zwrócić uwagę
na fakt, że respondenci w swoich ocenach nie przywiązywali specjalnej uwagi do takich kwestii,
jak sytuacja cenowa na rynku surowców alternatywnych (np. ropy naftowej) w stosunku do biomasy oraz konieczność ochrony środowiska degradowanego przez pozyskiwanie kopalin (rys. 2).
Rzepak i rzepik/Rape and sticklewort
7
13,6
Motylkowe z trawami/Papilionaceous plants with
grasses
26,0
6,1
0
10
20
30
40
50
60
70
80
65
Uwarunkowania organizacji
bazy
surowcowej do
produkcji
energii zProcent
biomasy
Średnia
powierzchnia/The
average
area (ha)
wskazań/Percentage
of answers
Rysunek 2. Czynniki decydujące
o rozwoju produkcji biomasy
na cele energetyczne w
gospodarstwach rolnych, w
opinii respondentów
Figure 2. Factors determining
the development of biomass
production for energy purposes
in agricultural holdings, in the
opinion of respondents
Źródło: badania własne.
Source: own study
Inne czynniki/Other factors
6,1
Odległośc od rynków zbytu/Distance from sales
markets
10,6
Technologie uprawy i przetwórstwa/Cultivation
and processing technologies
10,6
Polityka wspierająca OZE/RES-supporting
policy
18,2
Wsparcie produkcji (dopłaty, preferencyjne
kredyty itp.)/Support for the production
(subsidies, promotional loans, etc.)
24,2
Gwarantująca opłacalność produkcji cena/Price
ensuring the profitability of production
39,4
Stabilny rynek zbytu/Stable sales market
59,1
0
20
40
60
%
80
Ograniczenia rozwoju całej branży OZE to problemy ekonomiczne, techniczne, logistyczne,
ekologiczne, społeczne, poznawcze, prawne i handlowe, związane z dostępnością i własnością
gruntów, zagrożeniem wylesiania niektórych obszarów, zachwiania bilansu energii, narastaniem
konfliktów, konkurencyjnością tego kierunku aktywności gospodarczej rolników z produkcją
żywnościowych surowców rolnych. Jak zauważyli Figiel i Hamulczuk [2013], stopień wykorzystania potencjału wytwórczego OZE zależy m.in. od relacji między cenami ropy a cenami
surowców rolnych, wsparcia ekonomicznego, kosztów produkcji energii odnawialnej i energii
konwencjonalnej, stanu rozwoju technologicznego.
Energetyka biomasowa jest szansą dla regionu gospodarczo zaniedbanego, dysponującego
jednocześnie znacznymi zasobami ziemi rolniczej. Pamiętając, że na procesy rozwoju regionu mają
wpływ uwarunkowania zewnętrzne1, główną uwagę w działaniach na rzecz rozwoju produkcji i
wykorzystania OZE należy skoncentrować na uwarunkowaniach lokalnych i czynnikach endogenicznych. Z tych m.in. względów, polityce krajowej w powiązaniu z polityką energetyczną UE
można przypisać charakter instrumentów wspomagających i korygujących procesy rozwojowe.
Szczególna rola zintegrowanych systemów pozyskania i przerobu biomasy z jej przeznaczeniem na
cele energetyczne wynika przede wszystkim z potrzeby racjonalnego wykorzystania istniejących
w rolnictwie i na obszarach wiejskich zasobów (ziemi, siły roboczej).
Podsumowanie
Perspektywy rozwoju upraw roślin z przeznaczeniem na cele energetyczne zależą od wielu
czynników, zarówno o charakterze wewnętrznym (dotyczących obecnego poziomu organizacji
sektora rolniczego), jak i zewnętrznym, w tym od rozwiązań o charakterze prawnym. W opinii
rolników bariery rozwoju produkcji rolniczej w kierunku surowcowym na cele energetyczne mają
głównie charakter ekonomiczny i dotyczą m.in. braku stabilności cen, trudności ze sprzedażą
surowca oraz niskiego poziomu cen niegwarantujących opłacalności produkcji. Rolnicy oczekują
wsparcia, w tym głównie w formie dopłat do powierzchni upraw, co ma miejsce w nowym okresie
programowania obejmującym lata 2014-2020. Oczywiście ważnym czynnikiem mającym wpływ
na dalszy rozwój omawianego kierunku produkcji są sprecyzowane cele polityki energetyczno-rolnej oraz konsekwencja ich realizacji zgodnie z oczekiwaniami producentów biomasy.
Należy stwierdzić, że obecnie biomasa jako OZE jest wykorzystywana w niewielkim stopniu,
pomimo istnienia znaczącego potencjału. Zainteresowanie tym kierunkiem produkcji roślinnej dotyczy
głównie gospodarstw o powierzchni kilkakrotnie większej niż średnia powierzchnia gospodarstwa
rolnego w regionie. Jednak należy oczekiwać, że w perspektywie kilku najbliższych lat stanie się ona
1
w tym np. przewidywalność zmian społeczno-gospodarczych i polityki wobec obszarów wiejskich.
66
Zbigniew Brodziński, Adam Pawlewicz
ważnym kierunkiem produkcji wielu gospodarstw rolnych, szczególnie tych większych obszarowo.
Warunkiem dalszego rozwoju tego typu aktywności jest jednak rozwiązanie systemowego problemu
organizacji przetwórstwa biomasy oraz pogodzenia tego rodzaju produkcji ze sferą produkcji żywności.
Dylemat biogospodarki polega na tym, że produkcja biopaliw nie realizuje założeń koncepcji
zrównoważonego rozwoju rolnictwa i jest z nią niezgodna. Jednocześnie zakłada się, że biogospodarka ma być środkiem i narzędziem do osiągnięcia długoterminowego celu, jakim jest zrównoważony
rozwój (gospodarki, w tym również rolnictwa). Z tego względu w pełni uzasadnione jest tworzenie
małych elektrociepłowni i ciepłowni, dostosowanych do spalania biomasy w układzie rozproszonym,
wykorzystując lokalną bazę surowcową, a także powszechne powinno być stosowanie systemu kogeneracyjnego, w którym oprócz produkcji energii elektrycznej, wykorzystywane jest lokalnie ciepło.
Literatura
Denisiuk W., Piechocki J. 2005: Techniczne i ekonomiczne wykorzystanie słomy na cele grzewcze, Wyd.
UW-M w Olsztynie, 131, ISBN 83-7299-410-2.
Energia w gospodarstwie rolnym. 2011: Fundacja Instytut na rzecz Ekorozwoju, Warszawa, 26.
Faber A. 2009: Podstawowe problemy produkcji roślin na cele energetyczne, szanse i zagrożenia, Wieś
Jutra, nr 8-9, 133-134.
Figiel S., Hamulczuk M. 2013: Rozwój produkcji biopaliw a bezpieczeństwo żywnościowe – implikacje dla
polityki ekonomicznej, [w:] Nowe rozwiązania WPR 2013 wobec wyzwań krajów członkowskich Unii
Europejskiej, IERiGŻ-PIB, Warszawa, 147-140, ISBN 978-83-7658-424-9.
Gołębiewski J. 2013: Zrównoważona biogospodarka – potencjał i czynniki rozwoju, Referat na IX Kongres
Ekonomistów Polskich, 28-29 listopada 2013 r., [online], http://kongres.pte.pl/kongres, dostęp 3 maja 2015.
Gradziuk B. 2014: Postawy mieszkańców wsi wobec odnawialnych źródeł energii, Rocz. Nauk. SERiA, t.
XVI, z. 4, 103-108.
Jarosz Z., Faber A., Borzęcka-Walker M., Pudełko R. 2014: Szacowanie i regionalizacja potencjału biomasy
ubocznej z produkcji zbóż. Rocz. Nauk. SERiA, t. XVI, z. 3, 99-103.
Jasiulewicz M. 2007: Wykorzystanie gruntów odłogowanych do produkcji biomasy i stworzenie lokalnych
centrów energetycznych, [w:] Biomasa dla elektroenergetyki i ciepłownictwa, szanse i problemy, Wyd.
Wieś Jutra, 193-198, ISBN 83-89503-38-7.
Majtkowski W. 2007: Rośliny energetyczne na paliwa stałe, Wieś Jutra, nr 8-9, 16-18.
Nowacki M. 2010: Prawne aspekty bezpieczeństwa energetycznego w Unii Europejskiej, Wolters Kluwer,
Warszawa, 476, ISBN 978-83-264-2360-4.
Stankiewicz D. 2012: Produkcja rolna na cele energetyczne jako instrument polityki klimatycznej, Studia
BAS, nr 1(29), 185-208.
Zieliński M. 2014: Efektywność funkcjonowania gospodarstw specjalizujących się w uprawach polowych
w latach 2005-2011, Rocz. Nauk. SERiA, t. XVI, z. 1, 250-256.
Summary
The study highlighted problems associated with the establishment of plantations of energy crops, the biomass
of which is earmarked for energy purposes. Many experts share the view that organisation of the source of raw
materials promotes the development of scattered local energy centres. However, the important question is whether
or not it is reasonable to produce biomass from agricultural raw materials and stimulate the development of
this sector. It appears that the question may be answered through the determination of appropriate relationships
between self-sufficiency and food security on the one hand, and the need for supporting the energy security and
climate change mitigation on the other hand. The aim of the study was to identify conditioning of organisation
of the source of raw materials intended for the production of energy from biomass at the local level. Opinions
on this issue were obtained in 2014 through telephone interviews carried out with 66 farm owners who declared
that they cultivated crops intended for energy purposes in Warmińsko-Mazurskie province.
Adres do korespondencji
dr hab. Zbigniew Brodziński
Uniwersytet Warmińsko-Mazurski w Olsztynie
Katedra Ekonomiki Przestrzennej i Środowiskowej
tel. (89) 523 38 22, e-mail: [email protected]