ArtykulyRozwiązania technologiczne

Podstawowe problemy produkcji roślin na cele energetyczne, szanse i zagrożenia

Obywatele krajów rozwiniętych są obecnie tak uzależnieni od paliw
konwencjonalnych, takich jak ropa, węgiel i gaz ziemny – jak od
powietrza, wody i słońca. I nie ma w tym stwierdzeniu najmniejszej
przesady zważywszy, że 80% zużywanej na świecie energii pochodzi z tych
źródeł. W dodatku pomiędzy zużyciem paliw konwencjonalnych a
zanieczyszczeniem powietrza, klimatem i zasobami wody istnieją ścisłe i
niekorzystne powiązania.

Zasoby paliw konwencjonalnych są ograniczone i nieodnawialne, zaś ich wykorzystywanie przyczynia się do zanieczyszczenia atmosfery gazami cieplarnianymi, co powoduje stale narastające ocieplanie się klimatu. Jeśli nie zostaną wprowadzone jeszcze szersze i bardziej solidarne działania ograniczające wpływ człowieka na klimat, to średnia roczna temperatura na świecie może wzrosnąć w tym stuleciu o ponad 2oC. W efekcie tego spodziewać się można między innymi nieodwracalnych zmian takich, jak: nasilenie topnienia lodowców, zalanie znacznych obszarów ziemi, zwiększenie obszarów objętych suszami oraz nasilenie się już występujących w wielu rejonach nawalnych zjawisk meteorologicznych.

Konieczność przeciwdziałania zmianom klimatu oraz chęć uniezależnienia się od nadmiernego zużywania paliw nieodnawialnych, jak również ich importu zwiększyła zainteresowanie wykorzystywaniem biopaliw płynnych i stałych. Głównym producentem surowców na te cele energetyczne ma być rolnictwo, ponieważ przyjęto w Polsce regulacje prawne, które ograniczać będą systematycznie wykorzystywanie do celów energetycznych drewna pozyskiwanego w lasach. Potrzeba zorganizowania produkcji biomasy na cele energetyczne wynika z krajowych i unijnych uregulowań prawnych, które stworzyły stabilne i długookresowe ramy polityczne do rozwoju tej produkcji.

W modele rozwoju rolnictwa w UE i Polsce w sposób trwały wpisana została jego wielofunkcyjność. Zakłada ona, że oprócz podstawowej misji jaką pozostaje nadal dla rolnictwa produkcja żywności, realizowane będą także inne funkcje, w tym przede wszystkim produkcja na cele energetyczne oraz szeroko zakrojone działania na rzecz rozwoju obszarów wiejskich i ochrony środowiska. Rolnictwo przyjmując na siebie obowiązek produkowania zarówno żywności, jak i surowców bioenergetycznych będzie musiało znaleźć sposób na to, aby zadbać o właściwe relacje pomiędzy samowystarczalnością żywnościową i bezpieczeństwem żywnościowym, a powinnością wspierania bezpieczeństwa energetycznego i przez to łagodzenia zmian klimatu. Pogodzenie tych funkcji jest możliwe, ale do łatwych zadań z pewnością należeć nie będzie.

Podstawowe problemy związane z produkcją roślin energetycznych zostaną zarysowane z perspektywy producenta, przetwórcy i państwa ze wskazaniem najważniejszych szans i zagrożeń. Artykuł ten nie pretenduje jednak do wyczerpania całej złożoności problematyki, a jedynie do zaakcentowania zagadnień najważniejszych według poglądów autora. W sposób nieunikniony poglądy te muszą być do pewnego stopnia subiektywne, co zapewne sprawi, że podnoszone tezy, uzasadnienia i wywody będą miały charakter dyskusyjny.

Szanse i zagrożenia z perspektywy producenta

Analiza intencji polityków stanowiących prawo wspierające wykorzystanie biomasy jako odnawialnego źródła energii (OZE) prowadziła wielokrotnie do uwypuklenia szans i korzyści jakie staną się dostępne dla producenta: zagospodarowanie ugorów i odłogów, gruntów zbędnych w produkcji żywności i pasz, dywersyfikacja produkcji rolnej, zwiększenie opłacalności produkcji, uzyskanie alternatywnych dochodów zarówno z produkcji rolnej, jak również nowo powstałych miejsc pracy na wsi. Te potencjalne szanse i korzyści dalekie są jeszcze od spełnienia w stopniu, który byłby wystarczającą zachętą do potrzebnego dynamicznego rozwoju produkcji na cele energetyczne. Rolnik bowiem przykłada do polityki uwagę na tyle, na ile może ona być gwarantem realnej stabilności produkcji w konkretnych warunkach jego gospodarstwa. A przy tym jego decyzje produkcyjne motywowane są przede wszystkim sytuacją rynkową.

W odniesieniu do surowców przeznaczonych do produkcji biopaliw płynnych, takich jak: rzepak (biodesel) i zboża (bietanol) o opłacalności decyduje sytuacja na rynku polskim, UE i krajów trzecich. Rynek tych produktów nie jest stabilny i w konsekwencji wysoce zmienna jest opłacalność produkcji. Mimo to, w bliskiej perspektywie nie należy oczekiwać jakiegoś dodatkowego wsparcia produkcji na te cele. Konstatacja tego faktu, jak również to, że do etyliny dodawano w niektórych latach 60% importowanego bioetanolu, w miejsce promowania wykorzystania krajowych surowców, nie stymuluje tej produkcji, a przyczynia się do ugruntowywania się przeświadczenia, że beneficjantem obecnej i przyszłej produkcji biopaliw płynnych nie jest rolnictwo, lecz przemysł. Sytuacja może się zmienić w dłuższej perspektywie czasowej, ponieważ upowszechnia się przekonanie, że UE nie będzie w stanie zrealizować przyjętych celów produkcji biopaliw płynnych bez znaczącego zwiększenia produkcji przeznaczonych na nie surowców lub ich importu. Jednakże w perspektywie tej maleć będzie udział nasion rzepaku i zbóż w produkcji tych paliw na rzecz produkcji biopaliw płynnych drugiej generacji z biomasy lignino-celulozowej.

Biomasa lignino-celulozowa produkowana jest obecnie w Polsce na niewielkiej powierzchni ok. 10 tys. ha. Głównie pochodzi ona z wieloletnich plantacji wierzby, miskanta i ślazowca. Powierzchnia tych upraw w Polsce nie rośnie, podobnie jak nie rośnie ona w wielu krajach UE, mimo że była wspierana częściowym zwrotem kosztów ponoszonych na zakładanie plantacji. Jest to zjawisko niepokojące, ponieważ biomasa ta ma być źródłem energii odnawialnej nie tylko dla przemysłu paliwowego, ale również energetyki. Istotnymi powodami takiej sytuacji są: stosunkowo wysokie koszty założenia plantacji, długi okres zwrotu zainwestowanych środków, niedojrzały rynek, niska opłacalność w stosunku do tradycyjnych upraw oraz brak systemu kontraktacji zapewniającego opłacalność produkcji w perspektywie żywotności plantacji (15-20 lat). Biorąc powyższe przesłanki pod uwagę oraz fakt, że biomasa stała ma w Polsce w perspektywie do 2030 r. stanowić główne odnawialne źródło energii (ok. 80% OZE) niezbędne będzie poszukiwanie bardziej skutecznego systemu wsparcia tej produkcji.

Reasumując z perspektywy producenta niezbędnym warunkiem rozwoju produkcji na cele energetyczne jest właściwa jej opłacalność. Jeśli rynek jej nie wymusi, to trzeba ją będzie wspomagać pod rygorem nie wywiązania się przez rolnictwo z narodowych i unijnych celów produkcji biomasy na cele energetyczne.

Szanse i zagrożenia z perspektywy przetwórcy

Przetwórca organizując produkcję porusza się w obrębie uregulowań politycznych, prawnych i rynkowych, które mają doprowadzić do spełnienia założonych celów produkcyjnych przy jak największej efektywności ekonomicznej.

W tym kontekście zrozumiałym jest, że zainteresowany on będzie pozyskaniem potrzebnej ilości biomasy po jak najbardziej korzystnej dla siebie cenie. Przy niestabilności rynku rzepaku i zbóż oraz niedojrzałości rynku biomasy stałej rodzić to może pokusę narzucania producentom rolnym dyktatu cenowego. Byłby to scenariusz bardzo niekorzystny dla realizacji naszej polityki energetycznej w zakresie OZE. W interesie obu stron leży dążenie do osiągania kompromisu w rozbieżnych interesach na zdrowych zasadach kontraktacyjnych uwzględniających realia ekonomiczne i rynkowe.

Jeśli warunek ten zostanie spełniony w perspektywie 2020 r. rolnictwo ma wszelkie szanse, aby zabezpieczyć podaż rzepaku i zbóż gwarantującą wymagany dodatek biokomponentów w ilości 10% do paliw pędnych. Gorsze rokowania odnosić się będą do biomasy stałej, której produkcję i podaż trzeba będzie aktywnie wspomagać. Na temat tego jak to skutecznie robić w wielu krajach trwa poważna debata. Jak dotąd nie przyniosła ona dobrej i uniwersalnej na to recepty.

W interesie przetwórcy leży doskonalenie technologii produkcji biopaliw oraz konwersji biomasy do energii. Dostrzegalne są w tym zakresie symptomy wymaganej dbałości ze strony przemysłu. Niestety nie można tego stwierdzić w odniesieniu do angażowania się większości przetwórców w projektowanie i współtworzenie własnych baz surowcowych. Może to w konsekwencji doprowadzić do sytuacji, która już zarysowała się w niektórych krajach, że stworzono potencjał produkcyjny, dla którego brak surowca. Bez głębszego zaangażowania się przetwórców w tę działalność, zwłaszcza w odniesieniu do zbioru, przetwarzania i logistyki biomasy stałej trudno będzie zabezpieczyć wymaganą ilość surowca.

Na przetwórcy według wymagań UE ciążyć będzie obowiązek zagwarantowania, że produkcja surowców rolnych oraz ich przetwarzania na biopaliwa płynne i energię spełnia kryteria zrównoważonej produkcji. W odniesieniu do paliw płynnych kryteria takie określiła dyrektywa o wspieraniu wykorzystania energii z OZE. Najważniejsze z nich to obowiązek udowodnienia metodą LCA (Analiza Cyklu Życia), że paliwa płynne w całym łańcuchu wytwarzania redukować będą emisję gazów cieplarnianych o 35% w 2013 r., o 50% w 2017 r. i 60% w 2018 r. Wskaźniki te mogą zostać dodatkowo zwiększone o tak zwaną emisję pośrednią (trwa obecnie uzgadnianie sposobów jej obliczania). Postawione wymagania są dla biopaliw pierwszej generacji dość rygorystyczne (rys. 1). Jak wynika z rysunku 1 bioetanol ze zbóż oraz biodiesel z rzepaku nie spełnią, jeśli nie poprawi się technologia, wymagań redukcji gazów cieplarnianych od 2017 r. W tej sytuacji należy już teraz myśleć o stymulowaniu produkcji biomasy z wieloletnich plantacji roślin lignino-celulozowych oraz o jej przetwarzaniu na paliwa drugiej generacji.

Redukcja emisji

Rysunek 1. Redukcja emisji GHG wskutek stosowania biopaliw płynnych określona w stosunku do benzyny i oleju napędowego metodą LCA „well-towheels” (w CO2-eq. na kilometr)
Źródło: Polityka energetyczna do 2009 r. Projekt. 2009: Ministerstwo Gospodarki.

Kryteria zrównoważonej produkcji i przetwarzania biopaliw stałych w elektroenergetyce i ciepłownictwie zostaną ustanowione przez Komisję Europejską do końca 2010 r.

Przygotowanie zakładów do wykonywania niezbędnych analiz w zakresie spełnienia kryteriów zrównoważonej produkcji jest pilną potrzebą, ponieważ ich niespełnienie powodować będzie, że wyprodukowane paliwo lub energia nie będą mogły być zaliczone do OZE.

Szanse i zagrożenia z perspektywy państwa

Polskie rolnictwo, które jest ciągle w okresie dostosowywania się do nowego modelu zrównoważonej, wielofunkcyjnej i rynkowej produkcji w ramach Wspólnej Polityki Rolnej zapewnia dziś 98% samowystarczalność żywnościową kraju i dość dobre bezpieczeństwo żywnościowe obywateli. W interesie państwa leży, aby wspierając produkcję OZE z biomasy pochodzenia rolniczego w jak najmniejszym stopniu pogorszyć samowystarczalność i bezpieczeństwo żywnościowe. Aby tak się stało potrzebne są kompleksowe i bardzo wnikliwe analizy scenariuszy produkcji na cele żywnościowe i nieżywnościowe oraz skutków ich realizacji.

Zapotrzebowanie na OZE w Polsce zostało określone w dyrektywie UE i wynosi 15% w stosunku do energii zużywanej oraz 10% paliw transportowych w stosunku do paliw pędnych do 2020 r. Cele te zostały rozpisane na źródła w .Polityce energetycznej Polski do 2030 roku. (rys. 2). Jak wynika z przedstawionych danych biomasa ma dostarczyć w sumie 83% OZE. Największa jej alokacja (57%) ma dotyczyć ciepłownictwa. Polityka stawia więc na rozproszone wykorzystywanie biomasy.

Struktura OZE w Polsce

Rysunek 2. Struktura OZE w Polsce w 2020 r. (EC – energia cieplna, EE – energia elektryczna)
Źródło: opracowanie własne autora.

Gdyby rolnictwo miało pokryć całe zapotrzebowanie na biomasę określone w „Polityce..” bez wykorzystania produktów ubocznych (np. słomy) musiałoby na ten cel przeznaczyć 3,1 mln ha gruntów, co odpowiada 27% użytkowanych obecnie gruntów ornych. Byłoby to bardzo poważne uszczuplenie powierzchni przeznaczonej do produkcji żywności i pasz. Strata ta musiałaby zostać skompensowana średniorocznym wzrostem plonów zbóż o 5%. Rolnictwa polskiego nie tylko nie stać na tak wielkie zwiększenie produkcji plonów, ale w dodatku nie wiadomo jakie byłyby tego skutki środowiskowe i ekonomiczne. Jeśli racjonalnie wykorzystane zostaną produkty uboczne zbędne w rolnictwie wymagana powierzchnia upraw energetycznych mogłaby wynosić 1,7 mln ha (15% gruntów rolnych), zaś potrzebny do skompensowania spadku powierzchni średni przyrost plonów zbóż wynosiłby 2% rocznie. Nie jest to wbrew pozorom przyrost mały zważywszy, że prognozuje się, iż w krajach starej UE wynosić on będzie 1%, za. w nowych 0,5% rocznie.

Nie ulega wątpliwości, choć nie jest to twierdzenie, z którym politycy łatwo chcą się zgodzić, że produkcja na cele energetyczne przyczyni się do wzrostu cen surowców rolnych, w tym również na cele żywnościowe.

Rozbieżności istnieją jedynie co do tego jakie to będą wzrosty cen. Przyjmując z rozwagą, że szacunki takie obarczone są sporą dozą niepewności można na podstawie modeli twierdzić, iż w przypadku przeznaczenia na cele produkcji rolnej 1,7 mln ha i zapewnienia wymaganego wzrostu plonu 2% rocznie wzrost cen do 2020 r. wyniesie średnio dla różnych ziemiopłodów 6%. Nie powinien być on więc dotkliwie odczuwalny przez konsumentów żywności. Jeśli taki sam areał przeznaczymy pod uprawy energetyczne, ale nie zwiększymy plonów, to wzrost cen ziemiopłodów może oscylować w zakresie 20-50%. Taki wzrost cen mógłby się przełożyć na boleśnie odczuwalny wzrost cen żywności. Można się z wynikami tej prognozy zgodzić albo nie, ale pamiętać trzeba, że wzrost cen żywności na przełomie 2007/2008 r. wywołał ostre reakcje społeczne w UE i na świecie.

Sytuacja była na tyle poważna, że Przewodniczący KE José Manuel Barroso osobiście (24.04.2008 r.) zlecił wykonanie dodatkowych wyczerpujących analiz i badań zmierzających do określenia wpływu produkcji biopaliw na ceny surowców rolnych i żywności, na rolnictwo oraz jego przyszły rozwój. Podjął taką decyzję wskutek bardzo ostrych nacisków opinii publicznej, która zdała sobie sprawę z tego, że w Europie w latach 2007/2008 zapasy żywności się skurczyły, a jej ceny wzrosły. Reakcje opinii publicznej można nazwać paniką, jeśli wziąć po uwagę wzrosty cen żywności, które wg EUROSTATU nie przekroczyły 6,8% (inflacja 4,3%) od 04.2007 do 04.2008 r. W Polsce żywność w 2007 r. zdrożała o 4,9% (inflacja 2,5%). Społeczność międzynarodowa, w tym obywatele UE, pilnie śledzi nie tylko wypowiedzi polityków, ale nade wszystko to co się pisze na temat możliwych, choć nie koniecznych, konfliktów między produkcją żywności i biopaliw. Obfitość enuncjacji poważnej prasy, raportów renomowanych instytucji naukowych, opiniotwórczych oraz organizacji pozarządowych jest wyjątkowo duża. Jakby nie oceniać prognoz przyszłych cen surowców rolnych i żywności, rozsądek nakazuje związki pomiędzy produkcją żywności i biopaliw starannie monitorować, zwłaszcza, że analitycy UE nie przewidzieli skoku cen w latach 2007/2008. Z badań i symulacji wynika za., że przyszłych cen surowców, w tym produktów rolnych, nie da się w sposób wiarygodny prognozować i przewidywać.

Podsumowanie

Pierwsza i najważniejszą misją rolnictwa jest produkcja żywności. Rolnictwo polskie może się przyczynić do produkcji surowców na cele energetyczne w zakresie swoich możliwości. Szacunkowo ocenia się, że na cele tej produkcji trzeba będzie przeznaczyć 1,7 mln ha do 2020 r. W stosunku do potencjału produkcji określanego niekiedy na kilka mln ha może się to wydać powierzchnią niewielką. Konieczne jednak będzie zintensyfikowanie produkcji żywnościowej, z czym będą związane koszty finansowe i środowiskowe. Jeśli ubytku areału przeznaczonego pod produkcję żywności i pasz nie uda się skompensować wzrostem plonów, to należy się liczyć z odczuwalnym wzrostem cen surowców rolnych i żywności.

Dr Antoni Faber, Instytut Uprawy Nawożenia i Gleboznawstwa .
Państwowy Instytut Badawczy w Puławach

pl Źródło: Chrońmy

Klimat

Podobne wpisy

Więcej w Artykuly