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

benoit.gabrielle@agroparistech.fr

Podziękowania dla : Chantal Loyce,

Elise Pelzer, Giorgio Ragaglini, Alain

Berthelot, Karine Dufossé, Anabelle

Laurent.