wagener lohse ro - econet romania lohse _ro.pdf · 47% din totalul emisiilor de metan și 58% din...
TRANSCRIPT
Agricultura și resursele regenerabileDr. Georg Wagener-Lohse, Fördergesellschaft Erneuerbare Energien e.V., Berlin
www.efficiency-from-germany.info
Care sunt temele care vor fi prezentate
(1) Agricultura și schimbările climatice(2) Agricultura și utilizarea energiei(3) Agricultura și alimentarea cu energie
www.efficiency-from-germany.info
De ce tocmai agricultura?
Consumul energetic pe sectoare în diverse regiuni ale lumii (2001)
Sursa: International Energy Association(1) Numai țările la sud de Sahara
0%
10%
20%
30%
40%
50%
60%
70%
80%
90%
100%
US
A
Japa
n
Eu
rop
a
Deu
tsch
lan
d Chi
na
Ind
ien
Sü
dam
erik
a
Afri
ka (
1)
în %
din
co
nsu
mu
l to
tal Sonstiges
Wohnungen
Dienstleistungen
Landwirtschaft
Tansport (Andere)
Transport (Straße)
Industrie
Altele
Locuințe
Prestări de
servicii
Agricultură
Transporturi
(altele)
Transporturi
(rutiere)
Industrie
� UNEP estimează o creștere a valorii curente de 50 Gt CO2echiv (2010) la 52-56 Gt (2020), în loc de o scădere la 44 Gt.
� 31% dintre emisiile din întreaga lume sunt legate de agricultură și de modificările din utilizarea terenurilor.
� Prelucrarea, transportul, răcirea, încălzirea, prepararea și eliminarea deșeurilor alimentare (în alte sectoare) cresc emisiile la peste 40%.
� Astfel că, pentru a se atinge obiectivul unei reduceri cu 80%, sectorul alimentar este decisiv.
� Până la 4,3 Gt ar putea produce o modificare a producţiei agricole.
Agricultura și schimb ările climatice
Sursa: www.weltagrarbericht.de
Agricultură
Clădiri
Deșeuri
Utilizarea terenurilorTransporturi
Industrie
Energie
� Structurile divizate în sectoare mici și cu utilizare intensivă a forţei de muncă sunt de regulă mai benefice pentru climă decât monoculturile industriale.
� Consumul local și direct are efecte negative mai reduse asupra climei decât costisitoarele lanţuri de transport, prelucrare și răcire.
� Cultivarea protectivă a solului poate produce o amplificare a combinării CO2 și poate mări fertilitatea acestuia.
� Și combinarea economiei agrare cu pomicultura duce de asemenea la rezultate mai bune.
� Însă cel mai important aspect este reducerea utilizării îngrășămintelor minerale.
Agricultura și schimb ările climatice
Mil. t CO2 echiv
Cultivarea orezului în terenuri inundate Utilizarea mașinilor Irigaţii
Îngrășăminte organice
Arderea resturilor de recoltă
Gaz ilariant din îngrășăminte minerale
Producţia de îngrășăminte minerale și pesticide
Metan din digestia rumegătoarelor
Transformarea pădurilor și a pajiștilor
� 47% din totalul emisiilor de metan și 58% din totalul de emisii de gaz ilariant generate de om provin din agricultură.
� Între 1990 și 2005 aceste emisii au crescut cu 17%.
� Pentru îngrășămintele pe bază de azot este necesar un consum energetic de 18-28 kWh/kg N. Astfel sunt generate 3,3- 6,6 t de emisii de CO2 per kg.
� În 2010, agricultura germană a fost direct responsabilă pentru 67,5 mil. t CO2 echiv.
� Dintre acestea, utilizarea pentru agronomie a mlaștinilor a reprezentat sursa cea mai mare, cu 20,3 mil. t.
� 75% dintre emisii sunt generate în ţări cu venit mediu și redus. În acestea cresc emisiile, în timp ce în nord scad.
Agricultura și schimb ările climatice
China
Țările în curs de dezvoltare
Europa
America de Nord
În lumeSursa: Greenpeace 2008
Utilizarea îngr ășămintelor minerale în kg/(ha an) pentru N, P2O5, K2O
- Îngrășămintele vegetale protejează solul și îl îmbogăţesc.
- Culturile intercalate măresc conţinutul de azot al solului
- Recoltele pot fi mărite și
prin îngrășăminte organice,
prin materiale de însămânţare
ameliorate, culturi mixte
și utilizarea durabilă a apei.
- Cultivarea fără arat este
în continuă creștere.
- Diversificarea sortimentelor utilizate (utilizate 3.000 în loc de 10 pe 80% din suprafaţă).
Agricultura și schimb ările climatice
5,5Mrd.t4Mrd.t
1,6Mrd.t
Sursa: DB Research 2011
Poten țialul de sechestrare a gazelor cu efect de ser ă prin intermediul agriculturii și utiliz ării solului dup ă mărimea costurilor ac țiunilor de mitigareMiliarde tone CO 2echiv. /an
Man
agem
entu
l te
renu
rilor
ag
ricol
e
Man
agem
entu
l pășun
ilor
Îmbo
gățir
ea
solu
lui c
u su
bsta
nțe
orga
nice
Rea
bilit
area
su
praf
ețel
or
degr
adat
e
Cul
tivar
ea
orez
ului
Zoo
tehn
ie
Man
agem
entu
l lu
crăril
or d
e fe
rtili
zare
Agricultura este un sector al
societăţii noastre, care se
găsește în legătură foarte
strânsă cu multe alte
domenii.
Chiar dacă în centru se
situează producţia de
alimente, agricultura deţine
de asemenea sarcini în ceea
ce privește conservarea
peisajului cultivat, păstrarea
bazelor naturale ale vieţii și
alimentarea cu energie.
Multifunc ționalitatea agriculturii
Sursa: IAASTD
� Agricultura, serele și producţia de alimente (brutării, carmangerii, etc.) fac parte din sectorul mică industrie, comerţ, prestări de servicii.
� Cel mai mare necesar de energie este în sectorul zootehnic.
� Pentru producţia agricolă este relevant consumul de carburant.
� Utilizarea energiei electrice joacă un rol important în ventilarea grajdurilor, precum și pentru operaţiile de răcire.
� În horticultură, suprafeţele încălzite din sere au un consum energetic mare.Parametrii tipici sunt: <10 GV, 10-49 GV, 50-100 GV, >100 GV cu 2,1-5 angajaţi și 35-54 MWh/an și angajat (26-33 carburanţi și 5-20 MWh energie electrică), 2.700-15.700 l carburant/an pentru tractoare.
� În total, numărul de angajaţi din agricultură a scăzut cu 1,7% pe an(horticultură 2,2%, alimente 13,5%).
Agricultura și utilizarea energiei
Consumul de energie electrică [GWh] total și în kWh/angajat
Agricultura și utilizarea energiei
0
2,000
4,000
6,000
8,000
10,000
12,000
2001 2002 2003 2004 2005 2006
Landwirtschaft Gartenbau Nahrungsmittel
0
2,000
4,000
6,000
8,000
10,000
2001 2002 2003 2004 2005 2006
Landwirtschaft Gartenbau Nahrungsmittel
Consumul de carburant [GWh] total și în MWh/angajat
0
10,000
20,000
30,000
40,000
50,000
60,000
2001 2002 2003 2004 2005 2006
Landwirtschaft Gartenbau Nahrungsmittel
0102030405060
2001 2002 2003 2004 2005 2006
Landwirtschaft Gartenbau Nahrungsmittel
Agricultură Horticultură Alimente Alimente
AlimenteAlimente
Horticultură
HorticulturăHorticulturăAgricultură
Agricultură
Agricultură
În detaliu – de ex. Elve ția
Sursa: Hersener, Meier, REAL, 2001,
Efectivul mediu de animale: 29, suprafaţă arabilă: 22,3 ha
Prepararea apei calde 3000 kWh – 4%
Răcirea laptelui 1500 kWh – 2%
Aprovizionarea cu furaje și extragerea furajelor
400 kWh – 0,5%Iluminat 1200 kWh – 2%
Climatizarea clădirilor 2800 kWh – 4%
Prepararea apei calde 3000 kWh – 4%
Răcirea laptelui 1500 kWh – 2%
Aprovizionarea cu furaje și extragerea furajelor
400 kWh – 0,5%Iluminat 1200 kWh – 2%
Climatizarea clădirilor 2800 Wh – 4%
Diverse 300 kWh – 0,5%
Grâu, orz, secară, rapiţă 6500 kWh –10%
Lucrări suplimentare & transporturi 7900 kWh – 12%
Extragerea dejecţiilor lichide și a gunoiului de grajd 6100 kWh - 9%
Fâneţe naturale și pășuni permanente 10600 kWh - 16%
Fâneţe artificiale 7900 – 12%
Porumb de siloz 2400 kWh – 4%
Sfeclă de zahăr și sfeclă furajeră 3300 kWh – 5%
Cartofi 1900 kWh – 3%
Porumb boabe 7400 kWh –11%
Instalaţii de muls 1300 kWh – 2%
Carburanţi
Energie electrică
În detaliu – de ex. Elve ția
Sursa: Latsch et al., cercetări agricole Elveția, 2013,
Consumul direct constant, energia gri în creștere
Energie indirect ăPunerea la dispoziție a energiei directeMașini, echipamente, motoareClădiriÎngrășăminte mineralePesticideImport materiale de însămânțareImport furaje
Energie direct ăCarburanțiPăcură și gazEnergie electrică și energii regenerabileEnergie directă (GJ/ha)
Con
sum
de
ener
gie
[GJ/
ha]
Îmbun ătățirea eficien ței – energie electric ă
Sursa: Hersener, Meier, REAL, 2001,
Recuperarea energiei din răcirea laptelui cu pompe de căldură, uscarea fânului cu energie
solară, prepararea optimizată a apei calde
Apă caldăRăcirea laptelui Ventilarea fânului Consum total
Necesar de energie fără economisire
Necesar de energie cu economisire
Total kWh
Îmbun ătățirea eficien ței carburan ților
Sursa: Hersener, Meier, REAL, 2001,
Prelucrarea cu protejarea solului economisește carburanţii
Cultivarea convenţională a
solului cu plugul – 45 litri/ha – 100%
Cultivarea minimală a solului cu cultivatoare rotative cu însămânţare 25 litri/ha - 56%
Însămânțare directă 10 litri/ha – 22%
Reglaje optimizate ale echipamentelor
Turație ajustată a motoarelor
Reglarea presiunii în pneuri
Calitatea motorineiReglajele și întreținerea motoarelor
Reducerea balastării
Auto-aprovizionare
Sursa: Hersener, Meier, REAL, 2001,
Biodiesel ~ 4000 kWh carburant de pe circa 0,4 ha
von rund 1,85 ha
von rund 55 MWh Gülle
Rapiţă Lemn Dejec ții lichide
Ardere ~ 23000 kWh căldură de pe circa 1,85 ha
Fermentare ~ 20000 kWh energie electrică ~ 25000 kWh energie termică din circa 55 Mwh dejecții lichideConsum de func ționare
13900 kWh energie electrică54000kWh carburanți
~ 40000 kWh energie termică (gospodărie)
Grad de acoperire posibil100% la energia electrică
8% la carburanți100% la energia termică (gospodărie)
Numeroase puncte de ac țiune
Sursa: Ghid de protecție climatică, SCB, 2009
Fermă de taurine de lapte în nordul Germaniei (120 ha, 200 unităţi de taurine mari)
Consum de energie electrică grajduri 31500 kWh/anConsum de energie electrică locuinţăConsum de păcurăConsum de motorinăCosturi pentru energie și apă (2006)Emisii de CO2
Sere
Sursa: B.v.Elsner, Uni Hannover, 2010
Circa 9.300 de firme din Germania care produc în sere pe 3.400 ha, cca. 2.500 ha încălzite,
necesarul de energie termică fiind de 100-350 kWh/m², 40% instalate înainte de 1982, 80% cu
acoperire cu sticlă, costuri 100-500 €/m², recolte (de ex. roșii) 60 kg/m²a, venituri din
producţie: 40€/m² legume, 80€/m² plante în ghiveceSistem de acoperire Consum relativ de
energieFurnizarea energiei termice
Emisii de gaze cu efect de seră
kg/(m² pe an)
Sticlă simplă 130% Păcură ușoară 99
Sticlă simplă cu ecran energetic
100%
Păcură ușoarăCărbune + păcurăCăldură evacuată +păcurăCăldură evacuată (100%)
7612319
5
Acril SDP
90%
Păcură ușoarăGaze naturaleLemn + gaze naturaleCăldură evacuată +păcurăCăldură evacuată (100%)
695720185
Geam cu protecţie termică
60% Gaze naturale 38
Sticlă vidată 30% Gaze naturale 19
Schimb de aer
Schimb de aer
Convecţie
Radiaţie
EvaporareRadiaţie
Ţevi
Covorul vegetal
Sol: conducerea căldurii
Adoptarea unei noi direc ții
Consumul de energie primar ă pe cap de locuitor [MWh/an]20 40 60 80
I I I I
PIB
pe
cap
de lo
cuito
r[€
2008
]
Utilizare de energie primar ă3.906 TWh (100%)
Utilizare de energie final ă2.385 TWh (61,1%)
Industrie679 TWh
(63%)
GHD372 (59%)
Gospod ării612 TWh
(70%)
Trafic718 TWh
(20%)
Energie util ă1.223 TWh (31,3%)
TWh=1 mrd. kWh1 TWh=3,6 mil. GJ
EP=239 €/GJe
(XX%) eficiența medie de conversie
48,7MWh/P
Îmbun ătățirea bilan țului – Germania 2007
Sursa: P. Tzscheutschler, BWK, vol. 61 (2009) Nr.6
Eficien ța poate fi mult m ărit ă
15 litri per m²
1/10
8 litri per 100 km
1/8 1/6
60% pierderi
1,5 litri per m² 1 litri per 100 km 10% pierderi
CĂLDURĂ MOBILITATE CURENT
Este necesar ă o schimbare
Evitare
Eficien ță
Surs ă de energie
Evitarea consumului
Utilizare eficient ă
Energii regenerabile
Energii fosile
labil
stabil
Sunt necesare suprafe țe
Sursa: Studiu pilot 2011, BMU
Pro
ducț
ia e
nerg
etică a
nuală k
Wh/
m2 pe
an
Pro
ducț
ia e
nerg
etică a
nuală k
Wh/
m2 pe
an
Pro
ducț
ia e
nerg
etică a
nuală k
Wh/
m2 pe
an
Ene
rgie
fo
tovo
ltaică
(EL)
Col
ecto
are
(W)
Ene
rgie
fo
tovo
ltaică
(EL)
H2
sola
r (C
H)
CH
4 so
lar
(CH
)
Par
c eo
lian
pe
usca
t (E
L)
Par
c eo
lian
pe
mar
e (E
L)
Eol
ian
pe
mar
e H
2 (C
H)
Bio
masă (
CH
)
Europa CentralăLatitudini sudice
Creștere posibil ă
Alte sc ăderi de costuri în perspectiv ă
Energie electrică fosilă 2020
Sursa: AEE, Renews Spezial 52, Sep 2011
Costurile de producţie pentru energia electricăcuprind costurile de capital și costurile de exploatareale unei instalaţii, precum și, dacă este cazul, costurilepentru carburanţi. În viitor, prin creșteri ale eficienţeiși prin producţie în masă, instalaţiile energetice dinsurse regenerabile pot produce energie electrică înmod mai avantajos.
Instalaţii fotovoltaice Centrale electrice geotermale Instalaţii eoliene offshore Instalaţii eoliene onshore
Lăţimi de bandă în ct/kWh
pâna la pâna la
pâna la
pâna la
PRODUCŢII DE ENERGIE BRUTĂ [MWh/ha]Recolte ale anilor 2009/10-2011/12 valori medii
Mai mult decât doar rodul
Sursa: calcule proprii
Orz de iarnă
PorumbCartofiRapiţă de iarnă
SecarăGrâu de iarnă
Amestec de lemn D
PaieGrâne
Evoluţiile recoltelor [tFM/ha]
Mai exist ă poten țial de dezvoltare
60%
100%
140%
180%
220%
260%
1958/62 1968/72 1978/82 1988/90 1998/00
Winterweizen Roggen Wintergerste Kartoffeln Winterraps Silomais
Sursa: Anuarele statistice, Rapoarte lunare
(3,6 t/ha)
(42,7 t/ha)
(7,8 t/ha)(5,7 t/ha)
(42,1 t/ha)
Grâu de iarnă Secară Orz de iarnă Cartofi Rapiţă de iarnă Porumb
De ex. BAD LIEBENWERDA
10.500 locuitori, însă 15 districte cu un total de 5.300 locuitori (140 – 600 per district), așadar numai 5.200 în nucleul orașului.Möglenz cu 360 de locuitori în 180 de case corespunde mediei. Un necesar de cca. 720.000 kWh energie electrică (36-180kW) și 6.100 MWh energie termică (și 1,2 mil. kWh benzină =142.000 l) = 830.000 € (2009)
Agricultura și alimentarea cu energie
2,2km=320ha
Astăzi instalaţiile de biogaz pot realiza fermentarea în condiţii de siguranţă a materiilor prime regenerabile și pot furniza gaze pentru producerea de energie electrică, alimentare în reţea sau alimentarea automobilelor.
320 ha de suprafaţă utilă furnizează energia pentru 500 de locuitori (curent, căldură, green gas)
Agricultura și alimentarea cu energie
� 220 de locuinţe au un necesar de 4.220 MWh de energie termică
� 220 de gospodării au un necesar de 650 MWh de energie electrică
� 300 de autovehicule consumă2.940 MWh de carburant
� Acest lucru corespunde unor valori de 916.680 m³ de metan sau 1,76 mil. m³ de biogaz din 9.630 t de porumb de siloz de pe 320 ha.
� Aceștia ar putea fi puși la dispoziţie cel mai bine prin conducte de gaze.
� Această energie electrică ar putea fi produsă cu un motor de 81 kW. În acest proces sunt generaţi 700 MWh de energie termică.
� Acestea pot fi aprovizionate de la o staţie de alimentare cu gaz.
� În acest caz, costurile de producţie pentru metan, inclusiv curăţare, se ridică la 5,3 cenţi/kWh.
Este posibilă acoperirea necesarului actual în proporţie de 100% prin energii regenerabile cu localizare exactă (nod de reţea) și conform necesarului
Agricultura și alimentarea cu energie
Sursa: Centrală electrică combinată 2, IWES 2013
Joi 1 februarie 12:00
Producţia totală de energie electrică [GW]
ExcedentEnergie solară Energie eoliană offshoreEnergie eoliană onshoreInstalații bioenergeticeBiometanImport BateriiStaţii de depozitare prin pompareMetan – energii regenerabileEnergie hidraulicăEnergie geotermalăaltele
Consumul total de energie electrică [GW]
Gospodării casniceCotă clasicăManagementul echipamentelor casniceAutovehicule electricePompe de căldurăMică industrie, comerț, prestări de servicii din care climatizareIndustrieAcumulatoare cu pompeBateriiMetanizareExportPierderi în rețea
Bavaria concret
Agricultura și alimentarea cu energie
Concret 1 feb. 12:00:Cu o sarcină de vârf în Germania de 80 GW, care în proporţie de 1/3 este necesară în industrie, 60% în gospodăriile casnice și aproape 8% în sectorul de mică industrie, comerţ și prestări de servicii.
Energiile regenerabile fluctuante furnizează aproximativ 60% din cantitatea necesară aproape în aceleași cote. Biomasa și biometanul, împreună cu metanul din energii regenerabile (din rezervoare de depozitare) trebuie să asigure sarcina reziduală care se creează.
Pentru Bavaria sunt reprezentate condiţiile din nodurile de reţea distincte.
Producția > consumul Producția < consumul Încărcarea liniei
alteleBioenergie inclusiv biometanEnergie solarăEnergie eoliană0,5 GW consum6 GW producție
1 GW producție3 GW consum
Mix energetic de energii regenerabile pentru acoperirea în proporţie de 100% a consumului de energie electrică presupune numai aproape 10% energie electrică din surse bio (+50% până azi)…
Agricultura și alimentarea cu energie
Sursa: centrală electrică combinată 2, IWES 2013
Energie eolian ă
Energie fotovoltaic ă
Biomas ă
Energie geotermal ă
Energie hidraulic ă
Producţia de energie primară: 625 TWh 532 TWh consum
380 TWh
120 TWh
60 TWh
40 TWh
25 TWh
O firmă FEE bună, sau chiar o zână bună – pentru că iniţialele firmei formează cuvântul
Fee, care înseamnă zână – cu sediul în Invalidenstraße 91, 10555 Berlin, www.FEE-
ev.de
� Înfiinţată în anul 1993 în Berlinul de Est
� La înfiinţare am avut ca asistenţi competenţa știinţifică, convingerile personale și necesităţile economice
� Astăzi 138 de membri (persoane, companii și instituţii știinţifice), jumătate dintre ele în în Berlin-Brandenburg
� Comitetul director este format din întreprinzători, consultanţi știinţifici, agenţia din parcul de inovaţii Wuhlheide, cinci grupuri de lucru permanente
� Membră fondatoare și membră a comitetului director al Asociaţiei Federale pentru Bioenergie
� Reprezentantă a companiilor germane pentru gazificarea biomasei
� Susţinerea proceselor inovatoare și difuzarea rezultatelor în cadrul conferinţelor naţionale și internaţionale
� Deţinătoare a premiului de inovaţii FEE Energie
� Competenţe principale în domeniile gazificare termochimică, gaze biogene / pile de combustie, biometan și eficienţa energetică.
� Acreditată la GO Cluster Germania
Suntem cu pl ăcere la dispozi ția Dvs.