energetycznych: projekt Logist'EC. Gabrielle...Toryfikacja Granulacja Brykietowanie Partnerzy...
Transcript of energetycznych: projekt Logist'EC. Gabrielle...Toryfikacja Granulacja Brykietowanie Partnerzy...
Warszawa, 23 kwietnia 2015 r.
B. Gabrielle, AgroParisTech/INRA,
EcoSys Joint Research Unit, Thiverval-Grignon, France.
Optymalizacja łańcucha dostaw
surowców z upraw
energetycznych: projekt Logist'EC
Plan prezentacji
Tło projektu
Perspektywa łańcucha wartości
Agrotechniczne możliwości poprawy
wydajności i przyjazności środowisku
Wnioski
Dostępność surowca i zrównoważony rozwój:
główne czynniki sukcesu projektów bio
Konwersja bioenergii wymaga regularnej dostawy surowca w
odpowiedniej ilości i jakości,
Duże zapotrzebowanie wsadowe surowca (np. 200 000 t/rok),
Cena surowca stanowi zwykle od 30 do 50% całkowitych kosztów
produkcji...
… ale produkcja biomasy jest uwarunkowana przez czynniki
naturalne, konkuruje z innymi sposobami wykorzystania i jest coraz
bardziej ograniczona
Łańcuchy bioenergii muszą spełniać kryteria zrównoważonego
rozwoju (np. redukcję gazów cieplarnianych) zgodnie z unijnymi
regulacjami (dyrektywa RED)
Logistyka ma znaczenie
Podział kosztów produkcji na
tonę suchej masy dla wierzby
SRC i miskantusa w Irlandii.
Pokazanych jest kilka ścieżek
logistycznych:
dostawa mokrych zrębków (C2),
suszone zrębki z wymuszonym
ogrzewaniem (C1), suszone zrębki
ze zbioru gałęzi (S2) lub suszone
gałęzie (S1) dla wierzby SRC;
dostawa suszonej, rozdrobnionej
biomasy (C), suszone bele (B),
średnio wysuszona, rozdrobniona
biomasa (A) – dla miskantusa
(źródło: Style i Jones, 2007).
Podstawowe informacje o projekcie
Projekt finansowany
przez 7PR (KBBE)
Ramy czasowe: 2012-2016
Budżet: 3.5 M€
www.logistec-project.eu
Wiele możliwości udoskonaleń
Projektowanie systemów uprawy Międzyplony roślin strączkowych Recykling pozostałości
Analiza porównawcza Zbiór przez cały rok Zmniejszenie strat
Potencjał ponownego wzrostu
Całe gałęzie vs. zrębki Kryte vs odkryte
Suszenie mechaniczne Czas przechowywania
Optymalne punkty zbierania i magazynowania, metody
transportu Planowanie zasobów
Toryfikacja Granulacja
Brykietowanie
Partnerzy Projektu
8
12
LogistEC project
Research1 – INRA2 – CIEMAT3 – Risø DTU4 – ECN5 – RRes6 – SINTEF7 – SSSA (CRIBE)8 – FCBA9 – CENER
Extension11 – AEBIOM23 – PIMOT
Industry10 – Acciona12 – CRL13 – SGB14 – Nobili15 – CFN16 – Averinox17 – MRBB18 – MHG19 – BP20 – Biotrans21 - BIOPOPLAR
Management22 - IT
7
11
6
17
54
13
3
18
19
2
15
1
14
9 10
22
16
20 21
23
Opcje agrotechniczne
Hodowla / doskonalenie genetyczne
Dobór surowca
Uprawy współrzędne- agroleśnictwo
Zarządzanie krajobrazem
Zbiór przez cały rok
9
Miskantus : Duża zmienność genetyczna do wykorzystania w celu poprawy wydajności i jakości
plony dla kilku odmian genetycznych miskanusa uprawianych w Północnej Francji (Brancourt, 2013)
Możliwość
łączenia
wysokich
plonów
z niską
zawartością
ligniny
(szczególnie dla
produkcji
bioethanolu
2. generacji)
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
21
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
21
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
21
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
21
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
21
Najwyższe plony z
M. x giganteus
Meta-analiza wydajności plonów w celu
ułatwienia wyboru surowca
Struktura bazy danych
IDArticle IDSite Crop Management Yield YieldUnit
1 1 Salix 1 1.18 tn.ha-1.y-1
1 1 Salix 2 2.57 tn.ha-1.y-1
1 1 Salix 3 3.21 tn.ha-1.y-1
1 1 Panicum virgatum 1 4.77 tn.ha-1.y-1
1 1 Panicum virgatum 2 5.57 tn.ha-1.y-1
1 1 Panicum virgatum 3 7.01 tn.ha-1.y-1
• Proste porównanie pośrednie
• Ryzyko efektów zakłócających
(uprawa i lokalizacja)
Slide : A. Laurent, INRA.
Wskaźniki plonów
Bezpośrednie i pośrednie porównanie gatunków:
wskaźniki plonów kandydujących upraw
energetycznych do Miscanthusa x giganteus (Laurent et al., in review)
(Laurent et al,
submitted)
12
Modelowe plony biomasy i emisje CO2 w 2 regionach Francji (Burgundy i Picardy ; Dufossé, 2013)
Uprawy wieloletnie mają mniejszą emisję CO2 niż uprawy jednoroczne
Dry matter yields (t DM ha-1 yr-1)
Miscanthus -
Autumn harvest
sorghum
Miscanthus -
Spring harvest
9-10 November 2006 13
Uprawy współrzędne oszczędzają
nakłady i koszty
Koszty produkcji dla upraw współrzędnych
roślin strączkowych/traw we Francji (Pelzer et al., 1st annual meeting, Logist'EC project, June 2013)
Uprawa współrzędna eukaliptusa
odroślowego z robinią akacjową
9-10 November 2006 15
Minimalizacja wykorzystania
gruntów – systemy agro-leśne Poprzez ekologiczną synergię między 2 gatunkami rosnącymi na jednej działce, systemy agroleśne osiągają wyższe plony w porównaniu do drzewostanów jednoskładnikowych w zakresie od 10 do 50% (np Dupraz et al., 2005)
(© C. Dupraz, INRA)
Planowanie obszaru dostaw surowca
Dufossé et al., SETAC Conference, 2013
Yields
(tDM
ha-1)
Yields
(tDM
ha-1)
Przewidywania potencjalnych upraw
Miskanta w Burgundii (na lewo,
Rizzo & Wohlfahrt, 2014) i modelowe
plony w regionie (po prawej).
Symulacja różnych scenariuszy
zapotrzebowania na surowiec
Mapy planowanych pól Miskantusa z których produkcja wyniesie od 8 kt (po lewej) do 30 kt(po prawej) biomasy w promieniu 70 km od spółdzielni wytwarzających pelety (Rizzo and Wohlfahrt, 2014).
9-10 November 2006 18
Strategie całorocznej dostawy
W zależności od portfolio gatunków (jednoroczne, byliny,
rośliny pastewne, leśne krótkiej rotacji)
Christou et al., 2002
9-10 November 2006 19
Podwójne zbiory trzciny giganta
Plon suchej masy trzciny
giganta zebranej raz –
jesienią lub dwa razy -
wczesnym latem i jesienią
(źródło: G. Ragaglini,
SSSA)
0
5
10
15
20
25
30
35
DH1 DH2 SH
Yie
ld(t
DM
ha
-1)
RA1 RA2
A1 A2 A3
9-10 November 2006 20
Wnioski
Zrównoważony rozwój projektów bioenergetycznych zależy od produkcji surowców ale także logistyki,
Produkcja surowca z upraw energetycznych jest coraz bardziej ograniczana przez czynniki fizyczne i ekonomiczne (dostępność terenu) oraz wymogi zrównoważonego rozwoju,
Istnieje jeszcze wiele niewiadomych w zakresie zarządzania uprawami i oddziaływania na środowisko (zwłaszcza w zakresie wpływu zmiany użytkowania gruntów),
Dostępnych jest wiele możliwości ulepszeń poprzez podejście systemowe (uprawa współrzędna, agroleśnictwo, hodowla roślin, recykling odpadów, czas zbioru),
Zasadnicze znaczenie dla przyspieszenia rozwoju upraw roślin energetycznych ma opracowanie narzędzi wspomagających poprzez połączenie obserwacji polowych, baz danych (koszty, plony, bilans emisji gazów cieplarnianych itp ...) oraz modeli prognostycznych.
Dziękuję za uwagę
Adres korespondencyjny: Benoît GABRIELLE
Podziękowania dla : Chantal Loyce,
Elise Pelzer, Giorgio Ragaglini, Alain
Berthelot, Karine Dufossé, Anabelle
Laurent.