Potenciali so, podjetniške priložnosti za mlade tudi – EOL 88/89

Ali so ti izzivi tudi izhodišče za podjetniške priložnosti mladih, da kmetijstvo povežejo z obnovljivimi viri, je bila tema delavnice, ki jo je na Šolskem centru Celje organizirala RTV Slovenija v sodelovanju z Zeleno Slovenijo v okviru projekta Rasti! Hrana za prihodnost. foto: Boštjan Čadej

Potencial biomase v kmetijstvu

Po podatkih (preglednica 1) Statističnega urada RS imamo v Sloveniji 468.496 ha kmetijskih zemljišč v uporabi, ki pokrivajo 23 % celotnega ozemlja Slovenije. V strukturi kmetijskih zemljišč zavzemajo največji delež travniki in pašniki (približno 57 %), sledijo njive in vrtovi (približno 37 %). Približno 74 % kmetijskih zemljišč v uporabi leži na območjih z omejenimi možnostmi za kmetovanje. 21.600 ha kmetijskih zemljišč je v zaraščanju. Slovenija je med državami z najmanjšo površino njiv na prebivalca v Evropi 0,085 ha.

Rastlinska biomasa nastaja s procesom fotosinteze, ki je eden najbolj pomembnih naravnih procesov pretvorbe sončne energije. S fotosintezo se pridobiva poleg hrane tudi gorivo, v njem je v obliki kemične energije shranjena sončna energija. C3 rastline (rastline, ki fiksirajo CO2 v skladu s Calvin-Benson ciklusom; so rastline zmernega klimata in imajo močno izraženo fotorespiracijo) imajo izkoristek do 2 %, kar pomeni dnevni prirast 20–30 g/m² (pšenica, sončnica, soja itn.). C4 rastline (rastline toplega klimata, ki fiksirajo CO2 tudi pri močni svetlobi in manjši koncentraciji CO2 ter imajo nepomembno fotorespiracijo) imajo izkoristek do 4 %, kar pomeni dnevni prirast 40–60 g/m² (koruza, sladkorni trs, miskantus itn.).

Kmetijski rastlinski ostanki

Kmetijski rastlinski ostanki nastanejo pri predelavi kmetijskih pridelkov, vrtnin in lesnih ostankov vinogradov in sadovnjakov. Za proizvodnjo energije se lahko uporablja različna kmetijska biomasa: žetveni ostanki po žetvi žit, koruze, oljne ogrščice, sončnice, graha itn. (se uvrščajo v rastlinske ostanke, ki se po lastnostih približno primerjajo z olesenelimi rastlinskimi ostanki); ostanki jesenskega in spomladanskega obrezovanja v sadovnjakih in vinogradih (po kakovosti se biomasa trajnih nasadov približuje gozdni biomasi); biomasa namensko gojenih drevesnih in grmovnih vrst; energetske trave; pokvarjena krma s travnikov in posušena trava iz manj kakovostnih travnikov.

Kmetijski potencial za pridobivanje bioplina

Živinska gnojila predstavljajo zaradi razmeroma dobro razvite živinoreje precejšen potencial za proizvodnjo bioplina. Teoretični izračun kaže, da bi iz gnoja goveda, prašičev in perutnine lahko proizvedli 315 GWh električne energije in 245 GWh toplote.

Zaradi razmeroma majhnih kmetij in zaradi njihove razpršenosti je tehnično izkoristljiva le približno ena tretjina tega potenciala, trenutno pa po grobih ocenah izkoriščamo 0,2 % potenciala gnoja goved, 13,8 % potenciala gnoja prašičev in 5,8 % potenciala gnoja perutnine. Pri določitvi potenciala za proizvodnjo energije iz bioplina je osnova študija Kmetijsko gozdarskega zavoda Celje. Gre za Scenarij 1, ki predvideva teoretično izkoriščanje celotnega tehnično izkoristljivega potenciala živinskih gnojil in ki najmanj posega v primarno kmetijsko pridelavo.

Kriterij za izbor kmetijskega gospodarstva za količino živinskih gnojil (vir: Kmetijsko gozdarski zavod Celje)

30 ali več glav velikih živali (GVŽ) govedi (15m³ gnojevke/GVŽ/leto zberemo v hlevu) ali

20 ali več GVŽ prašičev (12 m³ gnojevke /GVŽ prašiča na leto) ali

20 ali več GVŽ: kokoši nesnic (12,2 t gnoja/GVŽ nesnic na leto) ali pitovnih piščancev (7,4 t gnoja/GVŽ piščancev na leto v 5 turnusih) ali puranov (4,3 t gnoja/GVŽ purice+purani na leto pri 2 turnusih).

Omenjeni scenarij vključuje naslednje vire kmetijske biomase:

Živinska gnojila s kmetij, ki redijo več kot 30 glav velike živine (GVŽ) goved in več kot 20 GVŽ prašičev ali perutnine – gre za živinska gnojila, iz katerih bi bilo mogoče proizvesti bioplin na lastnih bioplinskih napravah ali pa jih prepeljati na skupinske naprave. Na ravni Slovenije je bilo ocenjeno, da bi bilo mogoče izkoristiti živinska gnojila od 84.016 GVŽ goved, 29.341 GVŽ prašičev in 8.674 GVŽ perutnine.

Energetske rastline za proizvodnjo bioplina z njiv (glavni posevek) ob predpostavki, da se te rastline pridelujejo na večjih poljedelskih kmetijah, na poljedelsko travniških kmetijah, ki nimajo živine in imajo več kot 1 ha njiv ali več kot 3 ha travnikov in na živinorejskih kmetijah, ki so bile že po kriteriju GVŽ (več kot 30 za govedo in več kot 20 za prašiče in perutnino) ocenjene kot primerne za izkoriščanje bioplina. Na teh kmetijah naj bi za proizvodnjo bioplina namenili glavne poljščine z 10 % njiv. Na ravni Slovenije pomeni to 9.906 ha njiv, ki predstavljajo 5,0 % vseh njiv v Sloveniji.

Rastlinska biomasa iz strnišč ob predpostavki, da se na velikih živinorejskih kmetijah in na manjših poljedelsko travniških kmetijah pridelovanju biomase nameni 50 % strnišč, na večjih poljedelskih kmetijah pa 30-90 % strnišč. Na ravni Slovenije naj bi bilo v pridelovanje biomase za proizvodnjo bioplina vključenih 12.959 ha strnišč (6,6 % vseh njiv).

Rastlinska biomasa s trajnih travnikov ob predpostavki, da se na večjih poljedelskih in na manjših poljedelsko travniških kmetijah brez živine pridelovanju biomase za proizvodnjo bioplina nameni 50 % trajnih travnikov, na živinorejskih kmetijah pa 10 % travnikov. Gre za skupno površino 9.047 ha, ki predstavlja 2,6 % vseh slovenskih travnikov in pašnikov.

Kriteriji za izbor kmetijskih gospodarstev za pridelavo rastlinske biomase (vir: Kmetijsko gozdarski zavod Celje)

poljedelska ≥ 10 ha njiv in 0< GVŽ< 5;

manjša poljedelsko-travniška, njive > 1 ha ali trajnih travnikov > 3 ha in GVŽ = 0;

živinorejska.

Po tem scenariju naj bi v bioplinarnah iz kmetijske biomase letno proizvedli 505 GWh toplote in 655 GWh električne energije in s tem na področju kmetijstva in gozdarstva prispevali večino proizvedene električne energije (66,8 %) in 7,7 % toplote (preglednica 10).

Prostorninsko predstavljajo po tem scenariju približno 40 % substrata živinska gnojila, 25 % glavne poljščine z njiv, 25 % pridelki s strnišč, 10 % pa biomasa s trajnih travnikov. Največ energije prispevajo po tem scenariju glavni in strniščni posevki z njiv (41 in 30 %), manj pa živinska gnojila in biomasa s travinja (16 in 13 %).

Za izkoristek tega potenciala bomo potrebovali bioplinske naprave s skupno nazivno močjo 86,1 MWel., od tega 13,8 MWel. za proizvodnjo energije iz živinskih gnojil. Ocenjeni potencial ne vključuje drugih substratov, kot so: biološko razgradljivi komunalni in industrijski odpadki, blato iz čistilnih naprav odpadnih vod, pregnito blato iz anaerobne obdelave biološko razgradljivih odpadkov, ki jih je v omejenih količinah prav tako mogoče izkoristiti na kmetijskih bioplinskih napravah.

Ko govorimo o kmetijskem potencialu z vidika pridobivanja obnovljivih virov energije, velja razčleniti Slovenijo po posameznih regijah, ki se med seboj precej razlikujejo. Če energetski potencial kmetijstva merimo v nazivni moči motorja, kot kaže preglednica, vidimo, da imata Pomurska regija (30.129 kW) in Podravska regija (25.226 kW) daleč največji potencial. Sledi jima Osrednjeslovenska regija s skoraj 7.000 kW, ostale regije so precej šibkejše.

Kmetijski potencial za pridobivanje biodizla in pogonskih olj

Pri določitvi teoretičnega potenciala za proizvodnjo biodizla se izhaja iz predpostavke, da bi povečanje posejanih zemljišč z ogrščico ugodno vplivalo na setveno strukturo, na samooskrbo z oljnimi pogačami in tropinami in na oskrbo z jedilnim oljem v primeru motenj s preskrbo hrane na svetovnem trgu.

Analiza obstoječega kolobarja je pokazala, da bi lahko dodatnih 6.000 ha oljne ogrščice pomembno izboljšalo kolobar, še posebej, če se ogrščica ne bi vključevala v kolobarje z oljnimi bučami in krompirjem. S tega vidika bi bilo mogoče v Sloveniji z ogrščico posejati 10.500 ha njiv, kar je 6 % slovenskih njiv. Po obsegu bi bila v takem obsegu površina njiv z ogrščico med trenutnim stanjem v Avstriji (4,1 % njiv) in na Madžarskem (7,3 % njiv), hkrati pa precej za Nemčijo, ki je med državami z največjim deležem ogrščice v kolobarju (12,4 % vseh njiv). S temi zemljišči bi lahko letno pridelali 478 GWh energije v obliki tekočih goriv za uporabo v prometu, poleg tega pa še 24.500 ton oljnih pogač oz. tropin.

Oljne pogače in tropine so pomemben vir beljakovin za domače živali. Evropska unija je na tem področju izrazito deficitarna, saj kar približno 70 % beljakovinskih virov uvozimo.

Biodizel je mogoče pridobivati iz surovega ali že uporabljenega rastlinskega olja ali živalskih maščob. Najvažnejša surovina v evropskih državah je oljna repica z 82,82 %, sledi sončnica z 12,50 % in ostale surovine, medtem ko se v ZDA in drugje po svetu kot glavna surovina uporablja soja. Ena najbolj obetavnih rastlin za proizvodnjo biodizla na področju Slovenije je ozimna oljna ogrščica (repica), ki lahko uspeva po vsej Sloveniji. Na en ha lahko pridelamo okoli 3 tone pridelka. Preglednica 9.

Biodizel pridobivamo iz olja v procesu transestrifikacije. Olje v reakciji z alkoholom tvori ester maščobnih kislin – biodizel. Od alkoholov najpogosteje dodamo metanol ali etanol. Kot katalizator kemijske reakcije dodamo kislino (H2SO4) ali bazo (NaOH, KOH). Stranski produkt transestrifikacije je glicerol.

Biodizel se uporablja kot nadomestek dizelskega goriva v avtomobilih na dizelski pogon. Je trenutno edino alternativno gorivo, ki se lahko uporablja neposredno, brez večjih predelav in drugačnih nastavitev na dizelskem motorju. Uporablja se lahko v vseh novih modelih osebnih avtomobilov z dizelskim motorjem kot tudi v kmetijski mehanizaciji. Pri starejših modelih dizelskega motorja je potrebno paziti na obnašanje motornega olja, kakovost gumijastih delov motorja, barvo, filter za gorivo. Mogoča je tudi uporaba mešanice navadnega dizla in biodizla, saj se biodizel meša s fosilnim dizelskim gorivom v vseh razmerjih.