Part-financed by the European Union and the City of Vienna Part-financed by the European Union and the City of Vienna

Opcije za poljoprivrednike u bioekonomiji

Biljana Kulišić & Matko Perović Energetski Institut Hrvoje Požar, Hrvatska

Pilot trening (A3) 22.-25. svibnja 2018; MAICh, Grčka

Part-financed by the European Union and the City of Vienna

Klimatske promjene i cilj od 1,5°C

Biomasa mora biti zasađena kako bi rast temperature ostao ispod 1,5°C!

AFOLU: ostaci od poljoprivredne, šumarstva i drugih upotreba tla BECCS: Energija biomase s hvatanjem i pohranjivanjem ugljika

IPCC (2018.): Posebni izvještaj o učinku globalnog zagrijavanja Source: http://www.ipcc.ch/report/sr15/

Part-financed by the European Union and the City of Vienna

Kružno gospodarstvo je…

“… industrijski sustav koji je uređen na način da je obnovljiv ili regenerativan. Zamjenjuje pojam „kraj života” pojmom obnovljivost, te radi pomak prema obnovljivoj energiji, eliminaciji upotrebe otrovnih kemikalija koje smanjuju mogućnost ponovne upotrebe te cilja na uklanjanje otpada uvođenjem naprednog dizajna, materijala, proizvoda, sustava i samim time poslovnih modela”

(Izvor: Ellen MacArthur Zaklada 2013.)

Part-financed by the European Union and the City of Vienna

https://www.youtube.com/watch?v=zCRKvDyyHmI

Part-financed by the European Union and the City of Vienna

3 načela kružnog gospodarstva

Izvor: Ellen MacArthur Zaklada skica kružnog gospodarstva iz Braungart & McDonough and Cradle to Cradle (C2C)

Očuvati i ojačati prirodne zalihe kontroliranjem konačnih zaliha i balansiranjem protoka obnovljivih izvora. Razine rješenja; obnoviti; virtualizirati i izmijeniti

Optimizacija izvora kružnom proizvodnjom, komponentama i materijalima koji se u svim slučajevima upotrebljavaju na najiskoristiviji način u tehničkim i biološkim ciklusima. Razine rješenja: obnoviti, podijeliti, optimizirati, cirkulirati

Povećati učinkovitost sustava uklanjanjem negativnih vanjskih utjecaja Sve razine rješenja

Part-financed by the European Union and the City of Vienna

Paket EU o kružnom gospodarstvu (2014)

„ Ova inicijativa bi trebala na izravan način doprinijeti ciljevima koji doprinose povećanju novih poslova, rasta i ulaganja, te u širem kontekstu doprinosi predanosti Komisije održivom razvoju. Štoviše, eko-industrije i eko-inovacije trenutno opskrbljuju 1/3 globalnog tržišta zelenih tehnologija u vrijednosti od trilijun eura, a očekuje da se da će se iznos udvostručiti do 2020. Ova je inicijativa usmjerena na osnaživanje ovih trendova i pritom doprinosi zelenom rastu i drugim EU inicijativama poput razvoja otporne energetske unije s ambicioznom klimatskom politikom.” „

(Izvor: Circular Economy Strategy Roadmap, 2015)

Part-financed by the European Union and the City of Vienna

Kružno gospodarstvo i bioekonomija

„Bioekonomija je odgovor Europe na ključne izazove u okolišu s kojima se svijet danas suočava. Njezin je cilj smanjenje ovisnosti o prirodnim izvorima, transformiranje proizvodnje i promocija održive proizvodnje obnovljivih izvora iz tla, ribarstva, akvakulture te njihove prerade u hranu, stočnu hranu, vlakna, bio-proizvode i bio-energiju, promicanjem rasta novih poslova i industrija.” Izvor: http://ec.europa.eu/programmes/horizon2020/en/h2020-section/bioeconomy

Part-financed by the European Union and the City of Vienna

Kružno gospodarstvo - primjer • Fosfor (P) je ograničen i ključan element za život na Zemlji • Fosfor se vodi kao kritični materijal za EU od 2014. godine • Približno 15Mt/god se izvlači/ iskopava iz iznimno siromašnih fosfornih stijena za

proizvodnju hrane, dok se samo 3Mt/god zaista i konzumira u hrani koju jede svjetska populacija (Cordell et al. 2009a, 295f)

• Vidljivi gubitak od 80% može se okarakterizirati kao potpuno neučinkovit. • Izvlačenje fosfora iz otpada:

– Postrojenja za pročišćavanje otpadnih voda – Gnojivo – Digestati (AD) – …

• Izvor(s): http://ec.europa.eu/transparency/regexpert/index.cfm?do=groupDetail.groupDetailDoc&id=13639&no=26

http://www.helsinki.fi/henvi/teaching/Reports_15/01_P_flow.pdf

Part-financed by the European Union and the City of Vienna

https://www.youtube.com/watch?v=2xvXkOMRTs4&feature=youtu.be

Part-financed by the European Union and the City of Vienna

https://www.youtube.com/watch?v=1MXHfZqbrCs

Part-financed by the European Union and the City of Vienna

Zašto je bioekonomija važna za poljoprivredu?

„Promocija dinamičnog teritorijalnog razvoja, mobilizacijom ruralnih i obalnih gospodarstava. Ruralna ili polu-ruralna područja predstavljaju oko 88% EU područja te doprinose udjelu od 46% u bruto dodanoj vrijednosti i 55% u poslovima. Uspostava ispravnog okvira i razvoj ključnih vještina su važni za razvoj i povećanje broja inovacija u ruralnom području, što doprinosi generiranju gospodarskih aktivnosti i boljem nošenju s različitim dimenzijama održivosti.„ (Izvor: Horizon 2020 Work Programme 2016-2017 in the area of Food security, sustainable agriculture and forestry, marine and maritime and inland water research and the bioeconomy, 2016)

Part-financed by the European Union and the City of Vienna

Bioekonomija

• …novi pojam za upotrebu prirodnih izvora by ScienceCampus Halle - plant-based bioeconomy

• Ovi se pojmovi u engleskom jeziku opisuju kao 4F: 1. Feed – stočna hrana 2. Food – hrana 3. Fiber – vlakna 4. fuel – gorivo

U Europi se ovo skupno naziva „bioekonomija temeljena na znanju„ (knowledge based bio-economy '(KBBE)). „Temeljeno na znanju” i „biotemeljeno” su dva temeljena elementa za ovo područje koje karakterizira velika raznolikost.

Part-financed by the European Union and the City of Vienna

Dekarbonizacija društva

• Kružno gospodarstvo – duži životni vijek proizvoda i manji ulaganje novih sirovina (feedstock) u proizvodnom procesu

• Bioekonomija – zamjena baze sirovina iz fosilnih goriva prema biomasi, uključujući proizvodnju hrane

• Energija iz biomase – smanjenje emisije stakleničkih plinova iz energetskog sektora (49% ukupne emisije)

• Biorafinerije – simultana proizvodnja različitih proizvoda od biomase: proteini (stočna hrana), biopolimeri, vlakna, napredna biogoriva, električna i toplinska energija

= poljoprivreda, šumarstvo i akvakultura čine temelj dekarbonizacije društva

Industrija 21%

Transport 14%

Zgrade 6%

[CATEGORY NAME]

[PERCENTAGE]

Proizvodnja električne i toplinske

energije 25%

Ostala energija

10%

Izvor: IPCC (2014.): https://www.epa.gov/ghgemissions/global-greenhouse-gas-emissions-data

Novi ZPP je samo jedan od dokumenta koji pokušava ubrzati dekarbonizaciju društva iz perspektive poljoprivrede i ruralnog razvoja

Part-financed by the European Union and the City of Vienna

Biomasa (s energetskog stajališta):

• Biomasa: je svaka organska materija odnosno biološki materijal koji je dostupan i obnovljiv. To uključuje sirovine dobivene od životinja i biljaka, kao što su drvo i poljoprivredni nasadi i organski otpad iz gradskih i industrijskih izvora

• Bioenergija: energija generirana iz konverzije čvrstih, tekućih i plinovitih proizvoda deriviranih iz biomase

• Tradicionalna upotreba biomase: tradicionalna upotreba čvrste biomase s jednostavnim tehnologijama kao što su otvorena ognjišta, često bez ili s lošim dimnjacima.

IEA; http://www.iea.org/topics/renewables/bioenergy/

Part-financed by the European Union and the City of Vienna

Biomasa (s energetskog stajališta):

• Goriva iz obnovljivih izvora energije derivirana iz organskih materijala kao što su drveće, biljke i poljoprivredni i gradski otpad.

• Može se koristiti za grijanje, generiranje električne energije i transportna goriva.

• Povećanje upotrebe biomase u EU može doprinijeti diversifikaciji opskrbe energije u EU, povećanju poslova i smanjenju emisije stakleničkih plinova.

• 2/3 potrošnje obnovljive energije u EU u 2012. činili su biomasa i otpad

Izvor: EU; https://ec.europa.eu/energy/en/topics/renewable-energy/biomass

Part-financed by the European Union and the City of Vienna

Konzumacija iz biomase i otpada s obzirom na krajnje korisnike u 2015. (IEA)

~9% svjetska ukupna primarna opskrba energijom

Part-financed by the European Union and the City of Vienna

Moderna bioenergija, rast po sektorima, 2008-2015 (IEA)

Part-financed by the European Union and the City of Vienna

Idealni prikaz biorafinerije (2004)

Svi dijelovi zajednice rade zajedno čime doprinose smanjenju otpada i optimizaciji energije i prinosa usjeva iz supstrata Herrera (2004) Oak Ridge National Laboratory, Oak Ridge, USA

Part-financed by the European Union and the City of Vienna

Tijek biomase u IEA Planu bienergije(2017)

Izvor IEA (2017): Technology Roadmap: Delivering Sustainable Bioenergy; green dashed circle added

PRO

IZVO

D

KRAJ

NJA

UPO

TREB

A

PRO

IZVO

DNI P

ROCE

S

SIRO

VIN

A

• Uljni nasadi (na primjer: palme, uljana repica, suncokret)

• Šećer i škrobni nasadi (npr. šećerna trska, kukuruz, žitarice)

• Lignocelulozna biomasa od šumarstva, poljoprivrede i drugih industrija (npr. ostaci od šumarstva, slama, otpaci u preradi šećerne trske)

• Biomasa od otpada

• Transesterifikacija

• Fermentacija • Napredna

proizvodnja biogoriva

• usitnjavanje • Paletizacija • Piroliza • Plinifikacija • Sortiranje,

odvajanje i priprema goriva

• Anaerobna digestija

Biodizel Bioetanol Obnovljivi dizel Celulozni etanol Ostala napredna biogoriva Ostaci drva Pelete Pirolizno ulje Bio sintetički plin Gorivo dobiveno od otpada Bioplin

Biogoriva za prijevoz

Izgaranje za - Električnu

energiju - Toplinu - Kogeneraciju

Materijali i proizvodi temeljeni na biomasi

Part-financed by the European Union and the City of Vienna

Put od biomase u sustav energije

Part-financed by the European Union and the City of Vienna

Kako napraviti više s manje ili jednako resursa?

http://www.usewoodwisely.co.uk/WhatCanBeDone/

Part-financed by the European Union and the City of Vienna

Globalni bioekonomski samit (2018)

Part-financed by the European Union and the City of Vienna

Na putu prema bioekonomiji

• Tranzicija od ekonomije koja se temelji na fosilnim resursima do bioekonomije ima mnogo smjerova i individualnih pristupa

• Primjeri: – Finska: ruralni razvoj* – Danska: proizvodnja hrane* – Švedska: Karbonska vlakna temeljena na ligninu – Skandinavske zemlje: tržište za funkcionalnu hranu (nutraceuticals)* – Njemačka: održivi poljoprivredni sustav i hrana; pozelenjivanje urbanih

područja; zaštita resursa i biotemeljeno kružno gospodarstvo – USA: biotehnologija – Brazil: biobased meta sector – digitalni otisak za biomaterijale *Izvor: Dubois (FAO): Overview on How Sustaibability of Bioeconomy Has and Should be Addressed at Global and National Levels, Bioeconomy Forum, Riga, 2017

Part-financed by the European Union and the City of Vienna

HR balance: 485 PJ

Biomass&waste: 67 PJ + 1 PJ imp

(HR: total balance: 485 PJ)

Part-financed by the European Union and the City of Vienna

HR ukupna konzumacija: 293 PJ

Biomass&waste: 51 PJ (HR: total balance: 485 PJ) Non-energy use: 23 PJ

• Oil products 6 PJ • Natural gas: 17 PJ

Part-financed by the European Union and the City of Vienna

Usporedba strukture BDP-a: HR-DE-SE

0%

10%

20%

30%

40%

50%

60%

70%

80%

90%

100%

HR DE SE

agriculture construction

manufacturing public administration

services mining

transport utilities

65

40

10

20

40

20

15 20

70

0%

10%

20%

30%

40%

50%

60%

70%

80%

90%

100%

Traditionalcivilizations

Transitional period Tertiary civilisation

Primary sector Secondary Tertiary

Fourastié

Part-financed by the European Union and the City of Vienna

Što ako bioekonomija nije ništa novo?

Što ako bioekonomija predstavlja samo nadogradnju kontinuiranog razvoja u

poljoprivredi, šumarstvu, industriji prerade hrane i drva i bioenergiji?

Što ako je bioekonomija način da se generiraju novi poslovi u poljoprivredi i šumarstvu, ali izvan područja poljoprivrede i šumarstva u ruralnom

području?

Part-financed by the European Union and the City of Vienna

Dekarbonizacija poljoprivrednog sektora

• Izravna upotreba fosilnih goriva na malim farmama: – Energija

• Električna (rasvjeta, rashladni sustavi, automatizacija…) • Toplinska (prostor i topla voda, hlađenje, sušenje,

isušivanje…) • Gorivo (mehanizacija, vozila, vozila za prijevoz roba i

ljudi) • Neizravna upotreba fosilnih goriva na malim farmama:

– Gnojiva – Agrokemikalije – Plastična pakiranja za proizvode na tržištu

Nisko ugljične alternative

Fotovoltni sustavi

Solarni toplinski sustavi

Biomasa

Biomasa

Biomasa

Biomasa

Biomasa

Fotovoltni sustavi

Part-financed by the European Union and the City of Vienna

Bioekonomija za poljoprivrednike

• Veliki razmjeri: biorafinerija – Opskrbljivači biomasom – Sabirno-logistički centri pri gospodarskim zonama ili LAGovima (Bio-

hub) – Pametna sela (Smart villages)

• Mali razmjeri: decetralizacija, inovacije, sabirno-logistički centri pri gospodarskim zonama ili LAGovima (Bio-hub), prosumers – Povezanost s preradom – Povezanost s tržištem

Part-financed by the European Union and the City of Vienna

Proizvodnja vina u bioekonomiji – primjer • ulje sjemenki grožđa = 300 kn/l za farmaceutsku industriju • brašno komine grožđa = 187 kn/kg za pekarsku industriju, kekse , kolače… • vino = 75 kn/l • Agropeleti 1 kn/kg + = Konkurentnost vinogradara = Ušteda emisija stakleničkih plinova

Part-financed by the European Union and the City of Vienna

Primjer: proizvodnja ulja

• Suncokretovo ulje = 10 kn/l • Vlakna i proteini za prehrambenu

industriju • Hobi stelja = 6 kn/kg • Ne-prehrambeno ulje za biogoriva + = >konkurentnost uljara

• Suncokretovo ulje = 10 kn/l • Krmivo = 13-39 kn/kg + = >konkurentnost uljara

• Suncokretovo ulje = 10 kn/l • Vlakna i proteini za prehrambenu industriju X kn/kg • Agropeleti = 1 kn/kg • Ne-prehrambeno ulje za biogoriva + = > konkurentnost uljara

Part-financed by the European Union and the City of Vienna

Biorefinerija • Na primjer

drvna biorafionerija:

• Biorafinerija je održivo procesiranje biomase u cijeli niz bioproizvoda (hrana, stočna hrana, kemikalije i materijali) i bioenergija (biogoriva, snaga i/ili toplina)

Source: https://www.iea-bioenergy.task42-biorefineries.com/en/ieabiorefinery.htm http://task42.ieabioenergy.com/

• 3 platformna (crni lug; pulpa; električna i toplinska energija) biorafinerija koja upotrebljava ostatke drva za pulpu, papir, terpentin, talno ulje, koru drveta, električnu i toplinsku energija

• 2-platformna (sintetički plin, električna i toplinska energija) biorafinerija koja upotrebljava ostatke drva za FT-biogoriva, električnu i toplinsku energiju i voskove s parnom plinifikacijom

• 3 platformna (pulpa; sintetički plin; električna i toplinska energija) biorafinerija koja upotrebljava ostatke drva za FT-biogoriva, pulpu, električnu i toplinsku energija

• 4 platformna (hidrogen, biometan; sintetički plin, električna i toplinska energija) biorafinerija koja upotrebljava ostatke drva za biometan (SNG), hidrogen i ugljični dioksid

• 4 platformna (C6 i C5 šećeri,lignin i C6 sećer, električna i toplinska energija) biorafinerija koja upotrebljava ostatke iz pilane, ostatke drva i sulfatnu tekućinu za bietanol, pulpu i papir, električnu i toplinsku energiju

Part-financed by the European Union and the City of Vienna

Biorefinery

Part-financed by the European Union and the City of Vienna

https://www.youtube.com/watch?v=6-nblFApD2c

Part-financed by the European Union and the City of Vienna

Mali razmjeri: • Kupac s vlastitom proizvodnjom (prosumer) • Energetska zadruga • AD kao biorafinerija: bioplin & digestat • Izgaranje • Proizvođači biogoriva (krutih, plinovitih, tekućih) • Proizvođači biogoriva i novih proizvoda s dodanom vrijednosti • Smart villages • Kultivacija ugljika (pohrana i ponor ugljika kroz uzgoj biomase za bioekonomiju)

• …

Part-financed by the European Union and the City of Vienna

OPG-a kao “prosumer”

• Međusektorski učinak: kućanstva, industrija, prijevoz, turizam… • OPG je motiviran koristima, a ne kaznama • OPG traži priliku za sekundarne proizvode* • Prilagodba mjera ruralnog razvoja • Prilagodba zakonodavnog okvira • Umrežavanje • Napredak sela – smart villages

Part-financed by the European Union and the City of Vienna

Pozicije OPG-a u bioekonomiji, uz primarnu djelatnost, iskorak:

• Korisnik biomase (nespecificirane, za loženje, malč, kompost, kolci…)

• Korisnik biomase i prodavač biomase na veliko kroz ugovor (prema ugovoru)

• Korisnik biomase, proizvođač i korisnik bio-ambalaže

• Korisnik biomase, proizvođač i korisnik biogoriva • Korisnik biomase, proizvođač, korisnik i prodavač

biogoriva

Part-financed by the European Union and the City of Vienna

Pozicije OPG-a u bioekonomiji, uz primarnu djelatnost:

• Korisnik biomase, proizvođač i korisnik bio-ambalaže iz biopolimera

• Korisnik biomase, proizvođač i korisnik, prodavač biognojiva i poboljšivača tla

• Kultiviranje ugljika – valorizacija • Proizvodnja proizvoda dodane

vrijednosti (prerada) i korištenje obnovljive energije te biomase u procesu uzgoja, prerade, skladištenja, logistike i prodaje

Part-financed by the European Union and the City of Vienna

Proizvodnja kukuruza - primjer • Kukuruz prinos: 6,78 t/ha • Oklasci prinos: odnos 7,5% zrna* = 0,52 t/ha

1/3 oklasaka se zaorava 2/3 oklasaka se koristi za druge svrhe = 343 kg/ha Ogrjevna vrijednost = 5 kWh/kg Primarna energija = 1.717 kWh/ha

• Godišnja potreba za grijanjem obiteljske kuće u kontinentalnom dijelu HR = 14.000 kWh/godišnje • Učinkovitost peći jednaka kao kod lož ulja • Lož ulje = 5,95 kn/l (9,96 KWh/l) ili 0,5973 kn/kWh • Ušteda ~1.000 kn/god. za grijanje od 1 ha kukuruza • Okvirni odnos: 1 ha kukuruza = 10% energetskih potreba za grijanje kućanstva u kontinentalnom

dijelu *Source: Roth G: Corn Stover for Biofuel Production, Extension, 2014.

Part-financed by the European Union and the City of Vienna

Slijedite nas…

Na internetskoj stranici: http://farmcircle.net/

Ili: https://www.danube-capacitycooperation.eu/uploads/files/DSPF_Kick-

Off_project_posters_09_ECVII_PA08_FarmCircle.pdf www.EIHP.hr

livieratos@maich.gr; eleni@maich.gr; bkulisic@eihp.hr;