Potencjał biomasy do produkcji biogazu rolniczego w Polsce

Potencjał
Potencjał biomasy do produkcji biogazu rolniczego w Polsce
OPOLE – 22 PAŹDZIERNIKA 2009 r.
Rynków Rolnych
Kazimierz śmuda – Z-ca Dyrektora Departamentu Rynkó
[email protected]
1
Polityka rolna, a polityka
energetyczna
• Priorytety polityki
energetycznej:
• Zabezpieczenie potrzeb
energetycznych przy
jednoczesnym wzroście
wykorzystania odnawialnych
źródeł energii (OZE),
• Ograniczenie negatywnego
oddziaływania energetyki na
środowisko,
• Wzrost bezpieczeństwa
energetycznego,
• Tworzenie nowych miejsc pracy.
• Zadania te są zbieŜne z
polityką rolną zakładającą:
• Zapewnienie bezpieczeństwa
Ŝywności poprzez wykorzystanie,
na cele energetyczne, w
pierwszej kolejności produktów
ubocznych
i pozostałości przemysłu rolnospoŜywczego,
• Wzrost wykorzystania biomasy
pochodzenia rolniczego, na cele
energetyczne, jako
dywersyfikacja dochodów
rolniczych,
• Ograniczenie negatywnego
oddziaływania rolnictwa na
środowisko,
• Rozwój obszarów wiejskich
Czy wytwarzanie energii z biomasy
pochodzenia rolniczego stanowi konkurencję
dla poziomu wyŜywienia i cen Ŝywności?
Bardzo często pojawia się pytanie
śywność czy ENERGIA ?
Analiza potencjału produkcyjnego (rolniczej
przestrzeni produkcyjnej) krajowego
rolnictwa wskazuje, Ŝe moŜliwe jest
sprostanie zapotrzebowaniu na cele
Ŝywnościowe oraz energetyczne
1
Polityka Ministerstwa Rolnictwa
i Rozwoju Wsi w zakresie bioenergii
Zabezpieczenie potrzeb Ŝywnościowych jest podstawowym zadaniem
sektora rolnego.
Na cele energetyczne przeznaczane będą w pierwszej kolejności
produkty uboczne i pozostałości z rolnictwa i przemysłu rolnospoŜywczego oraz nadwyŜki produktów rolnych, które nie będą
potrzebne na rynku Ŝywności.
Wspierając cele krajowe i UE w zakresie produkcji Ŝywności i
bioenergii uwaŜamy za właściwe wspieranie:
budowy biogazowni rolniczych;
• produkcji biokomponentów i biopaliw (w tym II generacji);
• rozwoju upraw roślin energetycznych na gruntach odłogowanych oraz
mało przydatnych dla produkcji Ŝywności
Polityka Ministerstwa Rolnictwa
i Rozwoju Wsi w zakresie bioenergii
Mając na uwadze podstawowy cel rolnictwa, którym jest
zabezpieczenie potrzeb Ŝywnościowych Minister Rolnictwa
i Rozwoju Wsi szczególną wagę kładzie na wykorzystanie
do celów energetycznych w pierwszej kolejności:
– Produktów ubocznych z rolnictwa;
– Produktów ubocznych i odpadowych
z przemysłu rolno-spoŜywczego;
– Płynnych i stałych odchodów zwierzęcych;
– Roślin energetycznych;
Rolniczy potencjał energetyczny
•
rolniczy potencjał produkcyjny kraju:
–
–
–
–
–
–
•
•
•
•
•
•
powierzchnia uŜytków rolnych i ich struktura,
przewidywane zmiany w powierzchni i strukturze uŜytków rolnych,
warunki glebowo-klimatyczne,
struktura zasiewów,
osiągane plony roślin uprawnych,
przewidywane zmiany w strukturze zasiewów oraz osiąganych
plonach.
ISTOTNY WPŁYW NA POZIOM DOSTAW (PRODUKCJI) BIOMASY NA
CELE ENERGETYCZNE MAJĄ NASTĘPUJĄCE CZYNNIKI :
obecne i przewidywane zapotrzebowania na produkty Ŝywnościowe;
wzajemne relacje pomiędzy nakładami i przychodami z upraw
Ŝywnościowych oraz energetycznych.
aktualne i prognozowane zapotrzebowanie na biomasę do celów
energetycznych,
dostępne technologie i aktualne sposoby wykorzystania energii zawartej
w biomasie.
stabilność zapotrzebowania na biomasę do celów energetycznych.
6
realizowana polityka podatkowa państwa i jej stabilność.
rolniczy potencjał produkcyjny kraju:
powierzchnia uŜytków rolnych i ich struktura
[ tys. ha]
• UŜytki rolne ogółem
- 16 177
- 100,0%
• Grunty orne
– pod zasiewami
– ugorowane
- 11 869
- 11 456
413
- 73,37 (100,0%)
96,52%
3,48%
• Trwałe uŜytki zielone
– łąki
-
3 271
2 497
- 20,22 (100,0%)
76,34%
-
774
• Sady
-
337
- 2,08%
• Pozostałe uŜytki rolne
-
700
- 4,33%
– pastwiska
Źródło – dane GUS
-
23,66%
Uprawa podstawowych ziemiopłodów - kierunki zmian
Wyszczególnienie
Ogólna powierzchnia upraw
rok 1990
[tys. ha]
rok 2008
[tys. ha]
zmiana w
stosunku do
roku 1990 w %
zmiana w
stosunku do
średniej z lat
1995-2006 w %
14 242,00
11 456,10
-19,60%
-2%
8 530,80
8 348,10
-2,20%
-1%
52,4
35,2
-32,80%
-14%
1 835,30
549,4
-70,10%
-41%
998,6
1 066,60
6,80%
28%
- buraki cukrowe
440,2
227,4
-43,80%
-20%
- rzepak i rzepik
500,4
796,8
59,20%
57%
Pastewne ogółem
2 342,20
1 026,50
-56,20%
7%
- w tym kukurydza na
zielonkę
324,3
372,3
14,80%
59%
Pozostałe ogółem
482,7
430,3
-10,90%
1%
- w tym warzywa
254,6
185,1
-27,30%
-13%
ZboŜa ogółem
Strączkowe jadalne
Ziemniaki
Przemysłowe ogółem
Źródło: GUS, obliczenia własne MRiRW
PROGNOZA R0ZWOJU RYNKU ZBÓś
Obecne zapotrzebowanie 26-27 mln ton/rok – prognozowane 28,5-29,0
mln ton/rok – podane zapotrzebowanie uwzględnia obecne i prognozowane
potrzeby rynku biokomponentów i biopaliw
I. Wariant zakładający utrzymanie powierzchni zasiewów na poziomie odpowiadającym
średniej z 10-ciu lat i wzroście plonów
powierzchnia zasiewów
w tys. ha
8 500
8 500
8 500
8 500
8 500
8 500
8 500
8 500
plony w tonach z ha
2,5
2,75
3
3,2
3,4
3,6
3,8
4
zbiory w tys. ton
21 250
23 375
25 500
27 200
28 900
30 600
32 300
34 000
II. Wariant zakładający wzrost plonów z jednoczesnym ograniczaniem areału zasiewów
powierzchnia zasiewów
w tys. ha
8 500
8 300
8 100
7 850
7 750
7 650
7 450
7 250
plon w tonach/ha
3,4
3,5
3,6
3,7
3,75
3,8
3,9
4
zbiory w tys. ton
28 900
29 050
29 160
29 045
29 063
29 070
29 055
29 000
Źródło: - prognozy własne MRiRW
Prognoza rozwoju krajowej produkcji rzepaku
Wyszczególnienie
Etap realizacji
wyjściowy
pośredni
docelowy
Powierzchnia uprawy
(tys. ha)
550 - 650
750 - 850
1000- 1200
Plon (t/ha)
2,4 – 2,6
2,6 – 2,8
2,8 - 3,0
1320-1690
1950-2380
2800 - 3600
850
1100
1100
470-840
850-1280
1700-2500
Zbiór (tys. ton)
Konumpcja (tys. t)
MoŜliwość przeznaczenia
na biodiesel (tys. t)
• Oceniano, Ŝe etap pośredni moŜliwy jest do osiągnięcia w latach 2009 – 2011 – osiągnięto
go juŜ w 2007 r. oraz powtórzono w latach 2008 - 2009
• Termin osiągnięcia etapu docelowego, oznaczającego maksymalne wykorzystanie areału
do produkcji rzepaku zaleŜy od wielu czynników – zakłada się, Ŝe dojście do tego poziomu
realne jest juŜ około 2015 roku.
• Źródło – prognoza MRiRW z 2003 r. sporządzona w oparciu o konsultacje z IUNG oraz AR w Bydgoszczy (skorygowana
o wzrost zapotrzebowania na cele konsumpcyjne)
Zasoby zbóŜ i rzepaku w Polsce
(lata 2002-2009)
Wyszczególnienie
2002
2003
2004
2005
2006
2007
2008
2009
ZboŜa w mln. ton
Produkcja
26,8
23,3
29,6
26,8
21,8
27,1
27,7
29,7
ZuŜycie krajowe
27,6
26,1
25,9
26,8
27,0
26,7
26,4
26,3
Pokrycie zapotrzebowania
97%
89%
114%
100%
81%
101%
105%
113%
Rzepak w mln. ton
Produkcja
0,95
0,79
1,63
1,45
1,65
2,13
2,11
2,40
ZuŜycie krajowe
0,92
0,81
1,24
1,39
1,57
1,71
2,05
2,14
103%
98%
131%
104%
105%
125%
103%
112%
Pokrycie zapotrzebowania
Źródło: GUS, IERiGś, obliczenia własne MRiRW
Prognoza zapotrzebowania na
surowce rolnicze do wytwarzania
biokomponentów
Zapotrzebowanie na:
2 008
2 010
2 020
Bioetanol tys. m3
288,77
463,37
805,75
ZboŜa (80% udział) tys. ton
688,24
1 112,09
1 933,80
Estry (do ON zuŜycie ogółem) tys. m3
356,16
648,46
1 127,76
Rzepak - 75 % potrzeb w tys. ton
747,94
1 361,77
2 368,30
Warunek biokomponenty w części dot. Narodowego Celu Wskaźnikowego
wytwarzane są w oparciu o surowce krajowe (Wspólnotowe).
Źródło – dane i obliczenia MRiRW
Prognoza zapotrzebowania na biomasę
pochodzenia rolniczego dla celów
elektroenergetycznych
Zapotrzebowanie na biomasę pochodzenia rolniczego dla wytwórców energii elektrycznej
Rok
ZuŜycie energii ze
spalania węgla [GJ]
Udział
OZE
Udzial
biomasy
rolniczej
Zapotrzebowanie na
energię z biomasy
[GJ]
Zapotrzebowanie
na biomasę
[tys ton]
Szacowana
powierzchna upraw
przy załoŜeniu plonu
biomasy10 t/ha
[ tys ha]
2008
1 402 218 000
7,0%
5%
4 907 763,0
327,2
32,7
2009
1 402 218 000
8,7%
10%
12 199 296,6
813,3
81,3
2010
1 402 218 000
10,4%
20%
29 166 134,4
1 944,4
194,4
2011
1 402 218 000
10,4%
30%
43 749 201,6
2 916,6
291,7
2012
1 402 218 000
10,4%
40%
58 332 268,8
3 888,8
388,9
2013
1 402 218 000
10,4%
50%
72 915 336,0
4 861,0
486,1
2014
1 402 218 000
10,4%
60%
8 749 843,2
5 833,2
583,3
ZałoŜenia:
wartość opalowa biomasy - 15 GJ/tonę
zuzycie energii z wegla przez wytwórców en. Elektrycznej wg GUS dla 2004 r.
z wegla kamiennego - 888 026 000 GJ
z węgla brunatnego - 514 192 000 GJ
zakładane plnony biomasy z 1 ha - 10 ton (plon roslin energetycznych moŜe być zdecydowaie wyŜszy, ale zakłada si, Ŝe pod
W obliczeniach przyjęto, Ŝe zapotrzebowaie na energię ze spalania nie będzie ulegać zmianie w całym okresie objetym oceną.
Źrodło: obliczenia własne MRiRW
Zapotrzebowanie na uŜytki rolne do celów
energetycznych (bez biogazu rolniczego)
Rodzaj uprawy
Wykorzystanie
rok 2007
w tys. ha
Prognozowane
docelowe
zapotrzebowanie
w tys. ha
Razem powierzchnia uŜytków rolnych zabezpieczająca
potrzeby rynku biopaliw (zboŜa + rzepak)
440
1300
ZboŜa do wytwarzania bioetanolu - pow. uwzględniona
w uprawie zbóŜ ogółem
40
500
Rzepak do wytwarzania estrów - pow. uwzględniona
w uprawie rzepaku ogółem
400
800
Wieloletnie uprawy energetyczne tys. ha; stan obecny
oraz docelowy szacunek potrzeb
10
700 - ?
OGÓŁEM DOCELOWE WYKORZYSTANIE
GRUNTÓW ORNYCH NA CELE ENERGETYCZNE
10/450
700/2000
MoŜliwości produkcji biogazu z biomasy
z trwałych uŜytków zielonych (tuz)
Potencjał biogazu tuz [tys. m3/rok]
Wyszczególnienie
Poziom minimalny przy
produkcji ekstensywnej
Poziom maksymalny
przy produkcji
intensywny
Łąki nie uŜytkowane
462 400
693 600
Łąki jednokośne
256 000
384 000
Łąki dwukośne
188 700
283 050
Pastwiska
232 200
348 300
Ogółem
1 139 300
1 708 950
Źródło: IMUZ
Dostępność słomy na cele energetyczne
w poszczególnych województwach [w tys. ton]
POMORSKIE
WARMIŃSKO-MAZURSKIE
587
341
PODLASKIE
ZACHODNIOPOMORSKIE
456
-607
KUJAWSKO-POMORSKIE
737
MAZOWIECKIE
147
WIELKOPOLSKIE
LUBUSKIE
1 019
113
ŁÓDZKIE
LUBELSKIE
160
257
DOLNOŚLĄSKIE
312
ŚWIĘTOKRZYSKIE
OPOLSKIE
566
-41
ŚLĄSKIE
PODKARPACKIE
170
MAŁOPOLSKIE
-455
POLSKA = 4 866 tys. ton
Źródło: IUNG
-131
Potencjał energetyczny zawarty w
gnojowicy i oborniku
• WaŜnym surowcem do produkcji biogazu są równieŜ
odchody zwierzęce. Przykładowo jedna sztuka duŜa
(SD) inwentarza Ŝywego w ciągu doby wytwarza 5055 kg gnojowicy. Wydajność gnojowicy jako surowca
energetycznego zaleŜy od koncentracji suchej masy
i zawartości substancji organicznych. Przeciętnie z 1 m3
gnojowicy bydlęcej moŜna uzyskać około 25 m3
biogazu, a z gnojowicy świńskiej 26 m3. Szacuje się,
Ŝe w gospodarstwach polskich powstaje rocznie 3538 mln m3 gnojowicy, z której co najmniej 30 % moŜe
być surowcem uzupełniającym do wytwarzania biogazu.
Pomijamy tutaj moŜliwość wykorzystania w tym celu
obornika, zwłaszcza z ferm drobiu.
Potencjał produkcji biogazu rolniczego
na bazie nawozów naturalnych
• OBORNIK – zawartość węgla w oborniku ok. 35,8%
Corg, sprawność fermentacji 50%, zawartość CH4 ok.
60% - potencjał ok. 3 059,4 mln m3 biogazu
• GNOJOWICA – zawartość węgla w gnojowicy ok. 36,9%
Corg, sprawność fermentacji 50%, zawartość CH4 ok.
60% - potencjał –
ok. 145,6 mln m3 biogazu
Razem potencjał teoretyczny:
3 205 mln m3 biogazu
Źródło: dr M. Szymańska SGGW
skup Ŝywca - szacunek pozostałości poubojowych
wyszczególnienie
bydło (0,4)
cielęta (0,3)
trzoda chlewna (0,2)
owce (0,4)
drób (0,2)
Razem (0,222)
źródło – GUS, szacunek własny
skup Ŝywca w tys. ton
pozostałości poubojowe
w tys. ton
317 960
127 184
9 848
2 954
1 738 579
347 716
1 129
452
913 754
182 751
2 981 270
661 057
Biogaz rolniczy – nie lekcewaŜmy tego potencjału
• Potencjał dostępnych surowców do wytwarzania biogazu
rolniczego szacowany jest przez róŜnych ekspertów na około
5 – 7 mld m3 – są prognozy, które określają ten potencjał na
jeszcze wyŜszym poziomie.
• W Polsce zuŜywa się rocznie około 14 000 mld m3 gazu
ziemnego, w tym odbiorcy indywidualni z terenów wiejskich
wykorzystują około 500 mln m3 gazu. Biogaz z biogazowni
rolniczych (po oczyszczeniu) moŜe pokryć duŜą część
zapotrzebowania kraju na biogaz w tym w całości zaspokoić
potrzeby odbiorców z terenów wiejskich oraz dostarczyć
dodatkowo istotne ilości energii elektrycznej oraz cieplnej.
• Wykorzystanie potencjału tylko na poziomie 20% jest realne i
znacząco wpłynie na poziom bezpieczeństwa energetycznego
kraju.
Potencjał produkcyjny polskiego
rolnictwa zabezpiecza realizację:
• Pełnego zaspokojenie potrzeb Ŝywnościowych;
• Osiągnięcie do roku 2020 produkcji biogazu na poziomie nie
mniej niŜ 2 mld m3;
• Produkcję biokomponentów i biopaliw na poziomie
gwarantującym
wypełnienie
Narodowego
Celu
Wskaźnikowego i celów UE na poziomie przewidzianym dla
2020 r. – to jest 10% udział biokomponenntów w paliwach
transportowych;
• Zabezpieczenie dostaw biomasy na poziomie oczekiwanym
przez elektroenergetykę.
Podstawowe warunki sukcesu – czyli
wykorzystania OZE na miarę
potrzeb i potencjału
• OZE w tym równieŜ pochodzenia rolniczego muszą być opłacalne
dla wszystkich ogniw rynku energii: rolnika -producenta biomasy,
wytwórcy energii oraz odbiorcy - konsumenta energii, a takŜe dla
ogniw pośredniczących o ile takowe wystąpią.
• Lokalne wykorzystywanie odnawialnych źródeł energii – logistyka,
koszty transportu;
• Uznanie mini (mikro) energetyki opartej na odnawialnych
źródłach energii za pełnoprawny podmiot działający na rynku
energetycznym;
• Zalety mikroenergetyki są trudne do przecenienia, zwłaszcza w
krajach uzaleŜnionych od importu istotnych ilości
konwencjonalnych nośników energii.
ZuŜycie gazu ziemnego oraz potencjał
produkcyjny biogazu rolniczego
16 000
14 000
m ln m 3
12 000
10 000
8 000
6 000
4 000
2 000
0
mln m3
krajowe zuŜycie
gazu ziemnego
ogółem
dostawy gazu
ziemnego na
obszary wiejskie
14 500
700
potencjał pr.
prognoza pr.
biogazu rolniczego biogazu w 2013r.
5 500
1 000
prognoza pr.
biogazu w 2020r.
2 000
Potencjał produkcyjny biogazu rolniczego w mln m3
6000
5000
mln m3
4000
3000
2000
1000
0
mln m3
ogółem
łaki i
pastw iska
odchody
zw ierzęce
5500
1700
197.6
prod uboczne
upraw y
prod uboczne
przetw órstw a specjalne i
produkcji rolnej
rolnopozostałości
1540
100
1962
Ministerstwo Rolnictwa i Rozwoju Wsi
ZałoŜenia Programu
rozwoju biogazowni rolniczych
załoŜenia programu stanowią propozycję Ministra Rolnictwa i Rozwoju Wsi
przekazaną Ministrowi Gospodarki
do programu „Innowacyjna Energetyka. Rolnictwo Energetyczne”
Warszawa – maj 2009
W trakcie prac nad „załoŜeniami” zespół
ekspertów społecznych współpracujących
z Ministrem Rolnictwa i Rozwoju Wsi
zdefiniował bariery rozwoju biogazowni
•
•
•
•
Legislacyjne;
Organizacyjne;
Ekonomiczne;
Mentalne.
Bariery w zaleŜności od etapu realizacji
inwestycji
na etapie przygotowania inwestycji
•
•
•
•
lokalizacja inwestycji
przyłączenie jednostki do sieci
brak słuŜebności przesyłu dla e.e.
dofinansowanie kosztów inwestycji z krajowych i
unijnych środków
na etapie budowy
•
transport i logistyka
na etapie eksploatacji
•
•
system wsparcia - certyfikaty
podatki
inne
Bariery? Czy na pewno?
Nawet w obowiązującym systemie prawnym
oraz pomimo występujących barier
inwestorzy realizują budowę biogazowni
rolniczych.
Budowa biogazowni jest moŜliwa!!,
ale podejmowane działania zmierzające
do ułatwienia procesu inwestycyjnego
są w pełni uzasadnione
Podjęte działania legislacyjne
• Nowelizacja ustawy Prawo energetyczne przewiduje:
•
wprowadzenie definicji biogazu rolniczego;
•
prowadzenie działalności w zakresie wytwarzania biogazu rolniczego na
podstawie wpisu do rejestru wytwórców biogazu zamiast uzyskania
koncesji Prezesa URE;
•
wsparcie dla biogazu rolniczego oczyszczanego do jakości gazu
ziemnego i wprowadzanego do sieci dystrybucyjnej w postaci nowego
rodzaj świadectw pochodzenia;
•
zasady
przyłączenia
biogazowni
(elektroenergetycznych i gazowych).
do
sieci
dystrybucyjnych
• Prowadzone są prace nad kolejnymi zmianami w
przepisach prawa, zmierzające do usunięcia barier
inwestycyjnych
i eksploatacyjnych.
Czynniki wpływające na wybór lokalizacji oraz
kierunki wykorzystania biogazu
dostępność
surowców
Odległość od sieci
dystrybucyjnych
energii elektrycznej,
cieplnej i gazowej
dostępna
lokalizacja
MoŜliwości
zagospodarowania
masy
pofermentacyjnej
uwarunkowania
środowiskowe
i społeczne
Potencjalni inwestorzy
• Program rozwoju biogazowni rolniczych nie przesądza o mocy
instalowanych urządzeń, jak teŜ o sposobie wykorzystania
wytworzonego biogazu (oczyszczenie i dostarczenie do sieci,
wytworzenie energii elektrycznej i/lub cieplnej). Rozsądnym wydaje
się pozostawienie tych decyzji potencjalnym inwestorom i
zarządzającym konkretnymi instalacjami. Zwracamy jednak uwagę,
Ŝe instalacje o mocy 1-2 MW-el są inwestycjami duŜymi z punktu
widzenia odnawialnych źródeł energii, ale niewielkimi
z punktu widzenia energetyki zawodowej.
• Natomiast ze względu na wielkość przeciętnego gospodarstwa
rolnego, rolnicy są zainteresowani instalacjami znacznie mniejszymi
(do 0,5 MWel, w tym poniŜej 100 kWel). Na wybór wielkości
biogazowni i sposób wykorzystania biogazu wpłynie wiele
czynników charakterystycznych dla lokalizacji konkretnej instalacji
(odległość od sieci dystrybucyjnych, ogólne i lokalne
zapotrzebowanie na konkretne nośniki energii itp).
Gospodarstwa rolne utrzymujące inwentarz (w przeliczeniu
na SD)
Polska
ogółem
20-49
50 - 99
100 - 199
pow. 200
bydło
718 527
62 436
10 424
1 623
768
trzoda
664 023
111 536
43 204
20 952
10 842
965
191
71
44
3 266
1 846
1 211
582
woj. opolskie
bydło
trzoda
9 543
15 791
Źródło – dane GUS (obliczenia własne MRiRW)
Czy program ma szansę na realizację
?:
Przed nami długa droga….
Realizacja programu zaleŜy od
współpracy
i zaangaŜowania ….
DZIĘKUJĘ
ZA UWAGĘ
DZIĘKUJĘ ZA UDOSTĘPNIENIE MATERIAŁÓW
Prof. dr hab. Jan Łabętowicz
dr inŜ. Magdalena Szymańska
SGGW
Benny Hedegaard Laursen
Lech A. Ciurzyński
Poldanor s.a.
Wykorzystanie prezentacji, w całości lub części, - z podaniem źródła - po wcześniejszym uzyskaniu zgody autora