Opcije za poljoprivrednike u bioekonomiji Biljana Kulišić & Matko Perović Energetski Institut Hrvoje Požar, Hrvatska Pilot trening (A3) 22.-25. svibnja 2018; MAICh, Grčka
Klimatske promjene i cilj od 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/ Biomasa mora biti zasađena kako bi rast temperature ostao ispod 1,5 C!
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.)
https://www.youtube.com/watch?v=zcrkvd yyhmi
3 načela kružnog gospodarstva 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 Izvor: Ellen MacArthur Zaklada skica kružnog gospodarstva iz Braungart & McDonough and Cradle to Cradle (C2C)
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)
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
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
https://www.youtube.com/watch?v=2xvxko MRTs4&feature=youtu.be
https://www.youtube.com/watch?v=1mxhf ZqbrCs
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)
Bioekonomija novi pojam za upotrebu prirodnih izvora Ovi se pojmovi u engleskom jeziku opisuju kao 4F: 1. Feed stočna hrana 2. Food hrana 3. Fiber vlakna 4. fuel gorivo by ScienceCampus Halle - plant-based bioeconomy 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.
Dekarbonizacija društva Izvor: IPCC (2014.): https://www.epa.gov/ghgemissions/global-greenhouse-gas-emissions-data 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 Proizvodnja električne i toplinske energije 25% Ostala energija 10% [CATEGORY NAME] [PERCENTAG E] Industrija 21% Transport 14% Zgrade 6% Novi ZPP je samo jedan od dokumenta koji pokušava ubrzati dekarbonizaciju društva iz perspektive poljoprivrede i ruralnog razvoja
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/
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
Konzumacija iz biomase i otpada s obzirom na krajnje korisnike u 2015. (IEA) ~9% svjetska ukupna primarna opskrba energijom
Moderna bioenergija, rast po sektorima, 2008-2015 (IEA)
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
Tijek biomase u IEA Planu bienergije(2017) SIROVINA 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 Transesterifikac ija Fermentacija Napredna proizvodnja biogoriva usitnjavanje Paletizacija Piroliza Plinifikacija Sortiranje, odvajanje i priprema goriva Anaerobna digestija PROIZVODNI PROCES Biodizel Bioetanol Obnovljivi dizel Celulozni etanol Ostala napredna biogoriva Ostaci drva Pelete Pirolizno ulje Bio sintetički plin Gorivo dobiveno od otpada Bioplin Izvor IEA (2017): Technology Roadmap: Delivering Sustainable Bioenergy; green dashed circle added PROIZVOD Biogoriva za prijevoz Izgaranje za - Električnu energiju - Toplinu - Kogeneraciju Materijali i proizvodi temeljeni na biomasi KRAJNJA UPOTREBA
Put od biomase u sustav energije
Kako napraviti više s manje ili jednako resursa? http://www.usewoodwisely.co.uk/whatcanbedone/
Globalni bioekonomski samit (2018)
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
HR balance: 485 PJ Biomass&waste: 67 PJ + 1 PJ imp (HR: total balance: 485 PJ)
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
Usporedba strukture BDP-a: HR-DE-SE 100% 90% 100% 90% 15 20 Fourastié 80% 70% 60% 50% 40% 30% 20% 10% 0% HR DE SE 80% 70% 60% 50% 40% 30% 20% 10% 0% 20 65 Traditional civilizations 40 40 70 20 10 Transitional period Tertiary civilisation agriculture construction Primary sector Secondary Tertiary manufacturing public administration services mining transport utilities
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?
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 Solarni toplinski sustavi Nisko ugljične alternative Fotovoltni sustavi Fotovoltni sustavi Biomasa Biomasa Biomasa Biomasa Biomasa
Bioekonomija za poljoprivrednike Veliki razmjeri: biorafinerija Opskrbljivači biomasom Sabirno-logistički centri pri gospodarskim zonama ili LAGovima (Biohub) 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
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
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
Biorefinerija Na primjer Biorafinerija je održivo drvna procesiranje biomase u cijeli niz biorafioneri bioproizvoda (hrana, stočna ja: 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 FTbiogoriva, 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
Biorefinery
https://www.youtube.com/watch?v=6-nblfapd2c
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)
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
Pozicije OPG-a u bioekonomiji, uz primarnu Korisnik biomase (nespecificirane, za loženje, malč, kompost, kolci ) Korisnik biomase i prodavač biomase na veliko kroz ugovor (prema ugovoru) Korisnik biomase, proizvođač i korisnik bioambalaže Korisnik biomase, proizvođač i korisnik biogoriva djelatnost, iskorak: Korisnik biomase, proizvođač, korisnik i prodavač biogoriva
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
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.
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 livieratos@maich.gr; eleni@maich.gr; bkulisic@eihp.hr;