Agricultura și resursele regenerabileDr. Georg Wagener-Lohse, Fördergesellschaft Erneuerbare Energien e.V., Berlin

www.efficiency-from-germany.info

Care sunt temele care vor fi prezentate

(1) Agricultura și schimbările climatice(2) Agricultura și utilizarea energiei(3) Agricultura și alimentarea cu energie

www.efficiency-from-germany.info

De ce tocmai agricultura?

Consumul energetic pe sectoare în diverse regiuni ale lumii (2001)

Sursa: International Energy Association(1) Numai țările la sud de Sahara

0%

10%

20%

30%

40%

50%

60%

70%

80%

90%

100%

US

A

Japa

n

Eu

rop

a

Deu

tsch

lan

d Chi

na

Ind

ien

Sü

dam

erik

a

Afri

ka (

1)

în %

din

co

nsu

mu

l to

tal Sonstiges

Wohnungen

Dienstleistungen

Landwirtschaft

Tansport (Andere)

Transport (Straße)

Industrie

Altele

Locuințe

Prestări de

servicii

Agricultură

Transporturi

(altele)

Transporturi

(rutiere)

Industrie

� UNEP estimează o creștere a valorii curente de 50 Gt CO2echiv (2010) la 52-56 Gt (2020), în loc de o scădere la 44 Gt.

� 31% dintre emisiile din întreaga lume sunt legate de agricultură și de modificările din utilizarea terenurilor.

� Prelucrarea, transportul, răcirea, încălzirea, prepararea și eliminarea deșeurilor alimentare (în alte sectoare) cresc emisiile la peste 40%.

� Astfel că, pentru a se atinge obiectivul unei reduceri cu 80%, sectorul alimentar este decisiv.

� Până la 4,3 Gt ar putea produce o modificare a producţiei agricole.

Agricultura și schimb ările climatice

Sursa: www.weltagrarbericht.de

Agricultură

Clădiri

Deșeuri

Utilizarea terenurilorTransporturi

Industrie

Energie

� Structurile divizate în sectoare mici și cu utilizare intensivă a forţei de muncă sunt de regulă mai benefice pentru climă decât monoculturile industriale.

� Consumul local și direct are efecte negative mai reduse asupra climei decât costisitoarele lanţuri de transport, prelucrare și răcire.

� Cultivarea protectivă a solului poate produce o amplificare a combinării CO2 și poate mări fertilitatea acestuia.

� Și combinarea economiei agrare cu pomicultura duce de asemenea la rezultate mai bune.

� Însă cel mai important aspect este reducerea utilizării îngrășămintelor minerale.

Agricultura și schimb ările climatice

Mil. t CO2 echiv

Cultivarea orezului în terenuri inundate Utilizarea mașinilor Irigaţii

Îngrășăminte organice

Arderea resturilor de recoltă

Gaz ilariant din îngrășăminte minerale

Producţia de îngrășăminte minerale și pesticide

Metan din digestia rumegătoarelor

Transformarea pădurilor și a pajiștilor

� 47% din totalul emisiilor de metan și 58% din totalul de emisii de gaz ilariant generate de om provin din agricultură.

� Între 1990 și 2005 aceste emisii au crescut cu 17%.

� Pentru îngrășămintele pe bază de azot este necesar un consum energetic de 18-28 kWh/kg N. Astfel sunt generate 3,3- 6,6 t de emisii de CO2 per kg.

� În 2010, agricultura germană a fost direct responsabilă pentru 67,5 mil. t CO2 echiv.

� Dintre acestea, utilizarea pentru agronomie a mlaștinilor a reprezentat sursa cea mai mare, cu 20,3 mil. t.

� 75% dintre emisii sunt generate în ţări cu venit mediu și redus. În acestea cresc emisiile, în timp ce în nord scad.

Agricultura și schimb ările climatice

China

Țările în curs de dezvoltare

Europa

America de Nord

În lumeSursa: Greenpeace 2008

Utilizarea îngr ășămintelor minerale în kg/(ha an) pentru N, P2O5, K2O

- Îngrășămintele vegetale protejează solul și îl îmbogăţesc.

- Culturile intercalate măresc conţinutul de azot al solului

- Recoltele pot fi mărite și

prin îngrășăminte organice,

prin materiale de însămânţare

ameliorate, culturi mixte

și utilizarea durabilă a apei.

- Cultivarea fără arat este

în continuă creștere.

- Diversificarea sortimentelor utilizate (utilizate 3.000 în loc de 10 pe 80% din suprafaţă).

Agricultura și schimb ările climatice

5,5Mrd.t4Mrd.t

1,6Mrd.t

Sursa: DB Research 2011

Poten țialul de sechestrare a gazelor cu efect de ser ă prin intermediul agriculturii și utiliz ării solului dup ă mărimea costurilor ac țiunilor de mitigareMiliarde tone CO 2echiv. /an

Man

agem

entu

l te

renu

rilor

ag

ricol

e

Man

agem

entu

l pășun

ilor

Îmbo

gățir

ea

solu

lui c

u su

bsta

nțe

orga

nice

Rea

bilit

area

su

praf

ețel

or

degr

adat

e

Cul

tivar

ea

orez

ului

Zoo

tehn

ie

Man

agem

entu

l lu

crăril

or d

e fe

rtili

zare

Agricultura este un sector al

societăţii noastre, care se

găsește în legătură foarte

strânsă cu multe alte

domenii.

Chiar dacă în centru se

situează producţia de

alimente, agricultura deţine

de asemenea sarcini în ceea

ce privește conservarea

peisajului cultivat, păstrarea

bazelor naturale ale vieţii și

alimentarea cu energie.

Multifunc ționalitatea agriculturii

Sursa: IAASTD

� Agricultura, serele și producţia de alimente (brutării, carmangerii, etc.) fac parte din sectorul mică industrie, comerţ, prestări de servicii.

� Cel mai mare necesar de energie este în sectorul zootehnic.

� Pentru producţia agricolă este relevant consumul de carburant.

� Utilizarea energiei electrice joacă un rol important în ventilarea grajdurilor, precum și pentru operaţiile de răcire.

� În horticultură, suprafeţele încălzite din sere au un consum energetic mare.Parametrii tipici sunt: <10 GV, 10-49 GV, 50-100 GV, >100 GV cu 2,1-5 angajaţi și 35-54 MWh/an și angajat (26-33 carburanţi și 5-20 MWh energie electrică), 2.700-15.700 l carburant/an pentru tractoare.

� În total, numărul de angajaţi din agricultură a scăzut cu 1,7% pe an(horticultură 2,2%, alimente 13,5%).

Agricultura și utilizarea energiei

Consumul de energie electrică [GWh] total și în kWh/angajat

Agricultura și utilizarea energiei

0

2,000

4,000

6,000

8,000

10,000

12,000

2001 2002 2003 2004 2005 2006

Landwirtschaft Gartenbau Nahrungsmittel

0

2,000

4,000

6,000

8,000

10,000

2001 2002 2003 2004 2005 2006

Landwirtschaft Gartenbau Nahrungsmittel

Consumul de carburant [GWh] total și în MWh/angajat

0

10,000

20,000

30,000

40,000

50,000

60,000

2001 2002 2003 2004 2005 2006

Landwirtschaft Gartenbau Nahrungsmittel

0102030405060

2001 2002 2003 2004 2005 2006

Landwirtschaft Gartenbau Nahrungsmittel

Agricultură Horticultură Alimente Alimente

AlimenteAlimente

Horticultură

HorticulturăHorticulturăAgricultură

Agricultură

Agricultură

În detaliu – de ex. Elve ția

Sursa: Hersener, Meier, REAL, 2001,

Efectivul mediu de animale: 29, suprafaţă arabilă: 22,3 ha

Prepararea apei calde 3000 kWh – 4%

Răcirea laptelui 1500 kWh – 2%

Aprovizionarea cu furaje și extragerea furajelor

400 kWh – 0,5%Iluminat 1200 kWh – 2%

Climatizarea clădirilor 2800 kWh – 4%

Prepararea apei calde 3000 kWh – 4%

Răcirea laptelui 1500 kWh – 2%

Aprovizionarea cu furaje și extragerea furajelor

400 kWh – 0,5%Iluminat 1200 kWh – 2%

Climatizarea clădirilor 2800 Wh – 4%

Diverse 300 kWh – 0,5%

Grâu, orz, secară, rapiţă 6500 kWh –10%

Lucrări suplimentare & transporturi 7900 kWh – 12%

Extragerea dejecţiilor lichide și a gunoiului de grajd 6100 kWh - 9%

Fâneţe naturale și pășuni permanente 10600 kWh - 16%

Fâneţe artificiale 7900 – 12%

Porumb de siloz 2400 kWh – 4%

Sfeclă de zahăr și sfeclă furajeră 3300 kWh – 5%

Cartofi 1900 kWh – 3%

Porumb boabe 7400 kWh –11%

Instalaţii de muls 1300 kWh – 2%

Carburanţi

Energie electrică

În detaliu – de ex. Elve ția

Sursa: Latsch et al., cercetări agricole Elveția, 2013,

Consumul direct constant, energia gri în creștere

Energie indirect ăPunerea la dispoziție a energiei directeMașini, echipamente, motoareClădiriÎngrășăminte mineralePesticideImport materiale de însămânțareImport furaje

Energie direct ăCarburanțiPăcură și gazEnergie electrică și energii regenerabileEnergie directă (GJ/ha)

Con

sum

de

ener

gie

[GJ/

ha]

Îmbun ătățirea eficien ței – energie electric ă

Sursa: Hersener, Meier, REAL, 2001,

Recuperarea energiei din răcirea laptelui cu pompe de căldură, uscarea fânului cu energie

solară, prepararea optimizată a apei calde

Apă caldăRăcirea laptelui Ventilarea fânului Consum total

Necesar de energie fără economisire

Necesar de energie cu economisire

Total kWh

Îmbun ătățirea eficien ței carburan ților

Sursa: Hersener, Meier, REAL, 2001,

Prelucrarea cu protejarea solului economisește carburanţii

Cultivarea convenţională a

solului cu plugul – 45 litri/ha – 100%

Cultivarea minimală a solului cu cultivatoare rotative cu însămânţare 25 litri/ha - 56%

Însămânțare directă 10 litri/ha – 22%

Reglaje optimizate ale echipamentelor

Turație ajustată a motoarelor

Reglarea presiunii în pneuri

Calitatea motorineiReglajele și întreținerea motoarelor

Reducerea balastării

Auto-aprovizionare

Sursa: Hersener, Meier, REAL, 2001,

Biodiesel ~ 4000 kWh carburant de pe circa 0,4 ha

von rund 1,85 ha

von rund 55 MWh Gülle

Rapiţă Lemn Dejec ții lichide

Ardere ~ 23000 kWh căldură de pe circa 1,85 ha

Fermentare ~ 20000 kWh energie electrică ~ 25000 kWh energie termică din circa 55 Mwh dejecții lichideConsum de func ționare

13900 kWh energie electrică54000kWh carburanți

~ 40000 kWh energie termică (gospodărie)

Grad de acoperire posibil100% la energia electrică

8% la carburanți100% la energia termică (gospodărie)

Numeroase puncte de ac țiune

Sursa: Ghid de protecție climatică, SCB, 2009

Fermă de taurine de lapte în nordul Germaniei (120 ha, 200 unităţi de taurine mari)

Consum de energie electrică grajduri 31500 kWh/anConsum de energie electrică locuinţăConsum de păcurăConsum de motorinăCosturi pentru energie și apă (2006)Emisii de CO2

Sere

Sursa: B.v.Elsner, Uni Hannover, 2010

Circa 9.300 de firme din Germania care produc în sere pe 3.400 ha, cca. 2.500 ha încălzite,

necesarul de energie termică fiind de 100-350 kWh/m², 40% instalate înainte de 1982, 80% cu

acoperire cu sticlă, costuri 100-500 €/m², recolte (de ex. roșii) 60 kg/m²a, venituri din

producţie: 40€/m² legume, 80€/m² plante în ghiveceSistem de acoperire Consum relativ de

energieFurnizarea energiei termice

Emisii de gaze cu efect de seră

kg/(m² pe an)

Sticlă simplă 130% Păcură ușoară 99

Sticlă simplă cu ecran energetic

100%

Păcură ușoarăCărbune + păcurăCăldură evacuată +păcurăCăldură evacuată (100%)

7612319

5

Acril SDP

90%

Păcură ușoarăGaze naturaleLemn + gaze naturaleCăldură evacuată +păcurăCăldură evacuată (100%)

695720185

Geam cu protecţie termică

60% Gaze naturale 38

Sticlă vidată 30% Gaze naturale 19

Schimb de aer

Schimb de aer

Convecţie

Radiaţie

EvaporareRadiaţie

Ţevi

Covorul vegetal

Sol: conducerea căldurii

Adoptarea unei noi direc ții

Consumul de energie primar ă pe cap de locuitor [MWh/an]20 40 60 80

I I I I

PIB

pe

cap

de lo

cuito

r[€

2008

]

Utilizare de energie primar ă3.906 TWh (100%)

Utilizare de energie final ă2.385 TWh (61,1%)

Industrie679 TWh

(63%)

GHD372 (59%)

Gospod ării612 TWh

(70%)

Trafic718 TWh

(20%)

Energie util ă1.223 TWh (31,3%)

TWh=1 mrd. kWh1 TWh=3,6 mil. GJ

EP=239 €/GJe

(XX%) eficiența medie de conversie

48,7MWh/P

Îmbun ătățirea bilan țului – Germania 2007

Sursa: P. Tzscheutschler, BWK, vol. 61 (2009) Nr.6

Eficien ța poate fi mult m ărit ă

15 litri per m²

1/10

8 litri per 100 km

1/8 1/6

60% pierderi

1,5 litri per m² 1 litri per 100 km 10% pierderi

CĂLDURĂ MOBILITATE CURENT

Este necesar ă o schimbare

Evitare

Eficien ță

Surs ă de energie

Evitarea consumului

Utilizare eficient ă

Energii regenerabile

Energii fosile

labil

stabil

Sunt necesare suprafe țe

Sursa: Studiu pilot 2011, BMU

Pro

ducț

ia e

nerg

etică a

nuală k

Wh/

m2 pe

an

Pro

ducț

ia e

nerg

etică a

nuală k

Wh/

m2 pe

an

Pro

ducț

ia e

nerg

etică a

nuală k

Wh/

m2 pe

an

Ene

rgie

fo

tovo

ltaică

(EL)

Col

ecto

are

(W)

Ene

rgie

fo

tovo

ltaică

(EL)

H2

sola

r (C

H)

CH

4 so

lar

(CH

)

Par

c eo

lian

pe

usca

t (E

L)

Par

c eo

lian

pe

mar

e (E

L)

Eol

ian

pe

mar

e H

2 (C

H)

Bio

masă (

CH

)

Europa CentralăLatitudini sudice

Creștere posibil ă

Alte sc ăderi de costuri în perspectiv ă

Energie electrică fosilă 2020

Sursa: AEE, Renews Spezial 52, Sep 2011

Costurile de producţie pentru energia electricăcuprind costurile de capital și costurile de exploatareale unei instalaţii, precum și, dacă este cazul, costurilepentru carburanţi. În viitor, prin creșteri ale eficienţeiși prin producţie în masă, instalaţiile energetice dinsurse regenerabile pot produce energie electrică înmod mai avantajos.

Instalaţii fotovoltaice Centrale electrice geotermale Instalaţii eoliene offshore Instalaţii eoliene onshore

Lăţimi de bandă în ct/kWh

pâna la pâna la

pâna la

pâna la

PRODUCŢII DE ENERGIE BRUTĂ [MWh/ha]Recolte ale anilor 2009/10-2011/12 valori medii

Mai mult decât doar rodul

Sursa: calcule proprii

Orz de iarnă

PorumbCartofiRapiţă de iarnă

SecarăGrâu de iarnă

Amestec de lemn D

PaieGrâne

Evoluţiile recoltelor [tFM/ha]

Mai exist ă poten țial de dezvoltare

60%

100%

140%

180%

220%

260%

1958/62 1968/72 1978/82 1988/90 1998/00

Winterweizen Roggen Wintergerste Kartoffeln Winterraps Silomais

Sursa: Anuarele statistice, Rapoarte lunare

(3,6 t/ha)

(42,7 t/ha)

(7,8 t/ha)(5,7 t/ha)

(42,1 t/ha)

Grâu de iarnă Secară Orz de iarnă Cartofi Rapiţă de iarnă Porumb

De ex. BAD LIEBENWERDA

10.500 locuitori, însă 15 districte cu un total de 5.300 locuitori (140 – 600 per district), așadar numai 5.200 în nucleul orașului.Möglenz cu 360 de locuitori în 180 de case corespunde mediei. Un necesar de cca. 720.000 kWh energie electrică (36-180kW) și 6.100 MWh energie termică (și 1,2 mil. kWh benzină =142.000 l) = 830.000 € (2009)

Agricultura și alimentarea cu energie

2,2km=320ha

Astăzi instalaţiile de biogaz pot realiza fermentarea în condiţii de siguranţă a materiilor prime regenerabile și pot furniza gaze pentru producerea de energie electrică, alimentare în reţea sau alimentarea automobilelor.

320 ha de suprafaţă utilă furnizează energia pentru 500 de locuitori (curent, căldură, green gas)

Agricultura și alimentarea cu energie

� 220 de locuinţe au un necesar de 4.220 MWh de energie termică

� 220 de gospodării au un necesar de 650 MWh de energie electrică

� 300 de autovehicule consumă2.940 MWh de carburant

� Acest lucru corespunde unor valori de 916.680 m³ de metan sau 1,76 mil. m³ de biogaz din 9.630 t de porumb de siloz de pe 320 ha.

� Aceștia ar putea fi puși la dispoziţie cel mai bine prin conducte de gaze.

� Această energie electrică ar putea fi produsă cu un motor de 81 kW. În acest proces sunt generaţi 700 MWh de energie termică.

� Acestea pot fi aprovizionate de la o staţie de alimentare cu gaz.

� În acest caz, costurile de producţie pentru metan, inclusiv curăţare, se ridică la 5,3 cenţi/kWh.

Este posibilă acoperirea necesarului actual în proporţie de 100% prin energii regenerabile cu localizare exactă (nod de reţea) și conform necesarului

Agricultura și alimentarea cu energie

Sursa: Centrală electrică combinată 2, IWES 2013

Joi 1 februarie 12:00

Producţia totală de energie electrică [GW]

ExcedentEnergie solară Energie eoliană offshoreEnergie eoliană onshoreInstalații bioenergeticeBiometanImport BateriiStaţii de depozitare prin pompareMetan – energii regenerabileEnergie hidraulicăEnergie geotermalăaltele

Consumul total de energie electrică [GW]

Gospodării casniceCotă clasicăManagementul echipamentelor casniceAutovehicule electricePompe de căldurăMică industrie, comerț, prestări de servicii din care climatizareIndustrieAcumulatoare cu pompeBateriiMetanizareExportPierderi în rețea

Bavaria concret

Agricultura și alimentarea cu energie

Concret 1 feb. 12:00:Cu o sarcină de vârf în Germania de 80 GW, care în proporţie de 1/3 este necesară în industrie, 60% în gospodăriile casnice și aproape 8% în sectorul de mică industrie, comerţ și prestări de servicii.

Energiile regenerabile fluctuante furnizează aproximativ 60% din cantitatea necesară aproape în aceleași cote. Biomasa și biometanul, împreună cu metanul din energii regenerabile (din rezervoare de depozitare) trebuie să asigure sarcina reziduală care se creează.

Pentru Bavaria sunt reprezentate condiţiile din nodurile de reţea distincte.

Producția > consumul Producția < consumul Încărcarea liniei

alteleBioenergie inclusiv biometanEnergie solarăEnergie eoliană0,5 GW consum6 GW producție

1 GW producție3 GW consum

Mix energetic de energii regenerabile pentru acoperirea în proporţie de 100% a consumului de energie electrică presupune numai aproape 10% energie electrică din surse bio (+50% până azi)…

Agricultura și alimentarea cu energie

Sursa: centrală electrică combinată 2, IWES 2013

Energie eolian ă

Energie fotovoltaic ă

Biomas ă

Energie geotermal ă

Energie hidraulic ă

Producţia de energie primară: 625 TWh 532 TWh consum

380 TWh

120 TWh

60 TWh

40 TWh

25 TWh

O firmă FEE bună, sau chiar o zână bună – pentru că iniţialele firmei formează cuvântul

Fee, care înseamnă zână – cu sediul în Invalidenstraße 91, 10555 Berlin, www.FEE-

ev.de

� Înfiinţată în anul 1993 în Berlinul de Est

� La înfiinţare am avut ca asistenţi competenţa știinţifică, convingerile personale și necesităţile economice

� Astăzi 138 de membri (persoane, companii și instituţii știinţifice), jumătate dintre ele în în Berlin-Brandenburg

� Comitetul director este format din întreprinzători, consultanţi știinţifici, agenţia din parcul de inovaţii Wuhlheide, cinci grupuri de lucru permanente

� Membră fondatoare și membră a comitetului director al Asociaţiei Federale pentru Bioenergie

� Reprezentantă a companiilor germane pentru gazificarea biomasei

� Susţinerea proceselor inovatoare și difuzarea rezultatelor în cadrul conferinţelor naţionale și internaţionale

� Deţinătoare a premiului de inovaţii FEE Energie

� Competenţe principale în domeniile gazificare termochimică, gaze biogene / pile de combustie, biometan și eficienţa energetică.

� Acreditată la GO Cluster Germania

Suntem cu pl ăcere la dispozi ția Dvs.