baner-mini
 
Home Trudne pytania Oddziaływanie na środowisko

Oddziaływanie na środowisko

Produkcja biomasy na cele energetyczne jest ściśle powiązana z produkcją na cele żywnościowe, dlatego wpływ tego kierunku produkcji na środowisko jest bardzo podobny do znanych dotychczasowych oddziaływań rolnictwa na środowisko. Postuluje się że rozwój produkcji na cele energetyczne powinien uwzględniać doświadczenia tradycyjnego rolnictwa związane z wprowadzaniem zrównoważonych metod gospodarowania, które ograniczają negatywny wpływ rolnictwa na różnorodność biologiczną, zasoby wodne i glebowe. Rozwój produkcji na cele energetyczne może jednak wywołać procesy, które mogą zwiększyć zagrożenia dla na środowiska, takie jak:
  1. Zwiększone zapotrzebowanie na biomasę rolniczą może zwiększyć konkurencję o zasoby ziemi i wody z dotychczasowymi kierunkami produkcji rolniczej, energetyką, urbanizacją, co może wywołać dodatkowe zagrożenia dla środowiska.
  2. Wzrost konkurencji o zasoby ziemi może wywołać procesy dalszej intensywności produkcji rolniczej;
  3. Istnieje możliwość niekontrolowanego przekształcenia ekstensywnych użytków zielonych w grunty orne użytkowanie intensywnie;
  4. Istnieje zagrożenie zachwiania równowagi środowiskowej przez nowy sposób użytkowania rolniczego gruntów;
  5. Istnieje możliwość utworzenia sieci międzynarodowego handlu biomasą, która uruchomi zasoby ziemi w krajach rozwijających się, gdzie jak wiadomo istnieje duża różnorodność zasobów naturalnych.
Efekty wprowadzania produkcji na cele energetyczne powinny być oceniane lokalnie w kontekście dotychczasowego użytkowania gruntów, stosowanych praktyk rolniczych oraz całego procesu pozyskiwania energii z biomasy uwzględnieniem jej przetwarzania i transportu. W analizie tej należy uwzględniać jako źródło biomasy nie tylko surowce podstawowe (np. biomasa wierzby), ale również resztki pożniwne i odpady poprodukcyjne. Analiza wpływu produkcji biomasy na środowisko powinna uwzględniać wpływ na bioróżnorodność, zasoby wody, zasoby gleby, emisje gazów cieplarnianych (Rysunek 1).
oddzialywanie-fot1
Rysunek 1. Elementy oceny wpływu produkcji biomasy rolniczej na środowisko (źródło: FAO 2010, opracowanie własne)

Bioróżnorodność

Szacuje się, że obecnie około 50% gatunków zależy od ekosystemów rolniczych. Znaczna część tych zasobów funkcjonuje w obszarach, gdzie dominuje ekstensywne rolnictwo. Produkcja roślin na cele energetyczne w przypadku zmiany użytkowania gruntów lub wprowadzenia do uprawy nowych roślin może wpłynąć dodatnio lub ujemnie na różnorodność biologiczną danego obszaru. Wpływ ten jest zależny od zakresu wprowadzanych zmian w dotychczasowej strukturze upraw, zakresu zmian w agrotechnice jak również typu wprowadzanych upraw.
Przeprowadzone analizy wskazują, że użytkowanie gruntów przez człowieka w każdym przypadku powinno być postrzegane negatywnie w stosunku do funkcjonującej wcześniejszej naturalnej roślinności. Z drugiej strony bardziej pozytywnie powinny być postrzegane uprawy wieloletnie niż uprawy jednoroczne.

Wzrastające potrzeby w zakresie produkcji rolniczej biomasy na cele energetyczne mogą wywołać zwiększenie się powierzchni użytków rolnych, co może doprowadzić do strat w populacji zwierząt i roślin oraz mieć negatywny wpływ na ekosystemy leśne, łąkowe oraz obszary bagienne i wodne. Innym zagrożeniem dla bioróżnorodności jest powstanie wielkich obszarów monokultur znacząco redukujących bogactwo gatunków naturalnych występujących w obecnych zróżnicowanych systemach użytkowania gruntów.

Woda

Produkcja biomasy na cele energetyczne może wpływać na dostępność i jakość wód. Uprawy wykorzystują różne ilości wód powierzchniowych i gruntowych, co jest uzależnione od gospodarowania wodą przez rośliny (Rysunek 2), jak również o tego czy uprawy są nawaniane czy nie.

Obecnie rolnictwo w około 56% jest odpowiedzialne za dostarczenie do wód powierzchniowych związków azotowych. Problem nadmiaru związków azotowych w wodach powierzchniowych dotyczy głównie obszarów z intensywnym rolnictwem. Podejmowane są różne inicjatywy związane z ograniczaniem przedostawania się do wód tak związków azotowych jak i pestycydów do wód. Są to uregulowania prawne oraz różne systemy doradztwa. Dla zwiększenia naturalnych zasobów składników pokarmowych gleb proponuje się stosowanie odpowiedniego zmianowania roślin oraz systemy wspomagania decyzji, narzędzia do lepszego stosowania przemysłowych środków produkcji.



oddzialywanie-fot2mRysunek 2. Efektywność wykorzystania wody przez rośliny

Gleba

Uprawy przeznaczone na cele energetyczne mogą przyczyniać się do rekultywacji gleb zdegradowanych, jak również powodować degradację gleb. Uprawy przeznaczone na cele produkcji biomasy, podobnie jak inne uprawy zmieniają jakość gleb poprzez wpływ na substancję organiczną gleby, zasobność w składniki pokarmowe gleby oraz erozję gleby. Wpływ ten zależy od konkretnej rośliny i stosowanych technik uprawy.
Zagrożeniem dla jakości gleb może być wykorzystanie w uprawie roślin na cele energetyczne ciężkich maszyn powodujących tzw. zagęszczanie gleb. Proces ten może być niekorzystny dla bioróżnorodności i struktury gleby. Miejscowe zagęszczenie gleby może powodować problemy z zastoiskami wody na polu.

Emisja gazów cieplarnianych

Wielkość emisji gazów cieplarnianych z uprawy roślin przeznaczonych na cele energetyczne jest oceniana w kontekście ograniczenia antropologicznego efektu cieplarnianego, ilości pozyskanej z uprawy energii oraz poprzez porównanie z systemami produkcji na cele żywnościowe. Pozytywnie w kontekście emisji gazów cieplarnianych postrzegane są uprawy, które nie wymagają dużego nawożenia azotowego lub ich system korzeniowy dostarcza do gleby dużych ilości substancji organicznej. Uprawy wieloletnie i trawy odznaczają się korzystniejszym bilansem emisji gazów cieplarnianych niż uprawy jednoroczne. W przypadku upraw wieloletnich uzyskuje się także lepszy bilans energetyczny w całości produkcji energii czy paliw. Uzyskana energia z biomasy zależy od wilgotności wykorzystywanej biomasy. Wraz ze wzrostem wilgotności biomasy zmniejsza się ilość pozyskanej energii. Największy uzysk energii w przeliczeniu na 1 ha uprawianego pola można uzyskać z przeznaczenia na cele energetyczne kukurydzy (Rysunek 3), najmniejszy z uprawy buraka cukrowego, gorczycy, słonecznika i rzepaku. Znaczące ilości energii można uzyskać z przeznaczenia na cele energetyczne słomy z uprawy pszenżyta i pszenicy. Energia pozyskana ze słomy tych roślin stanowi około 50% energii pozyskanej np. z uprawy typowych roślin na cele energetyczne jakimi jest wierzba i miskantus.
oddzialywanie-fot3m
Rysunek 3. Możliwa do uzyskania energia (GJ) z hektara uprawy wybranych roślin

Resztki pożniwne i odpady poprodukcyjne

Wykorzystanie na cele energetyczne resztek pożniwnych oraz odpadów poprodukcyjnych z produkcji żywności wiąże się z małym ryzykiem powstania negatywnych efektów na środowisko. W przypadku wykorzystania obornika czy słomy należy jednak dobrze ocenić potrzeby związane z utrzymaniem zasobności gleb pozwalającej na ograniczenie zużycia nawozów mineralnych oraz gwarantujących utrzymania struktury i jakości gleby.





dr Jerzy Kozyra
Zakład Agrometeorologii i Zastosowań Informatyki
Instytut Uprawy Nawożenia i Gleboznawstwa – Państwowy instytut Badawczy w Puławach



Literatura:
  1. FAO 2010: Bioenergy Environmental Impact Analysis (BIAS), Analytical Framework Environment and Natural Resources Management Series 46
  2. How much bioenergy can Europe produce without harming the environment? EEA Report, Nr 7/2006, ISSN 1725-9177
  3. Estimating the environmentally compatible bioenergy potential from agriculture, EEA Technical Report,No 7/2006


 

Polecamy inne portale

logo-zmianyklimatulogo-klimatazdrowielogo-klimatdladzieci