Successfully reported this slideshow.
We use your LinkedIn profile and activity data to personalize ads and to show you more relevant ads. You can change your ad preferences anytime.

Sustainable exploitation of biomass for bioenergy from marginal lands. Oleksandr Ganzhenko, IBC&SB

602 views

Published on

Presentation gives an overview of the SEEMLA project of Horizon2020 program. The main objective of the project is the establishment of suitable innovative land-use strategies for a sustainable production of plant-based energy on marginal lands while improving general ecosystem services. Presentation is also focused on Pilot cases in Ukraine, provided by Institute of Bioenergy Crops and Sugar Beet (IBC&SB) of the NAASU. IBC&SB selected marginal sites within the intensively agriculturally used regions of Poltava and Vinnitsa in the eastern and central parts of the country.

  • Be the first to comment

  • Be the first to like this

Sustainable exploitation of biomass for bioenergy from marginal lands. Oleksandr Ganzhenko, IBC&SB

  1. 1. Стале вирощування біомаси на маргінальних землях в Європі
  2. 2. Sustainable exploitation of biomass for bioenergy from marginal lands in Europe (Стале вирощування біомаси на маргінальних землях в Європі) Німеччина: Агентство відновлювальних ресурсів (FNR) Інститут енергетики та екологічних досліджень Гейдельберг (IFEU) Бранденбурзький технічний університет Котбус – Зенфтенберг (BTU-CS) Італія: Ліга з охорони навколишнього середовища (Legambiente) Греція: Університет Демокріта Фракії (DUTH) Децентралізоване адміністрування Македонії і Фракії (DAMT) •Україна: Інститут біоенергетичних культур і цукрових буряків (ІБКіЦБ) SALIX Energy (SALIX)
  3. 3. Структура проекту SEEMLA
  4. 4. Структура земельних угідь України
  5. 5. Маргінальні землі • Маргінальні землі це землі, на яких вирощування традиційних сільськогосподарських культур (харчових чи кормових) не можливо або економічно не доцільно через низьку родючість ґрунту, несприятливі кліматичні умови, екологічні, економічні чи соціальні ризики. • До маргінальних земель найбільш поширеними для України є малопродуктивні та техногенно забруднені землі, перезволожені або засушливі землі, еродовані землі та землі з підвищеною або низькою кислотністю. Кліматичні умови Економічні умови Маргінальні землі придатні для вирощування біоенергетичних культур Загальна площа маргінальних земель
  6. 6. Дотримання вимог сталого розвитку Сталий розвиток є такий розвиток, який дозволяє забезпечити сьогоденні потреби, не ставлячи під загрозу здатність майбутніх поколінь задовольняти свої власні потреби (Брундладська комісія 1987).
  7. 7. щодо обмеження використання земель: - біосировина не може вирощуватись на землях з високим показником біорізноманіття та високим вмістом органічної речовини. щодо підтримки якості грунтів: - мінімізація ерозії; - стабільність органічної речовини в ґрунті; - оптимальне використання побічної продукції. щодо соціальної сталості біопалива: - відсутність конкуренції з харчовими культурами; - відсутність негативного впливу на умови праці, права на землю, біобезпеку; - покращення соціальної структури місцевості тощо. Вимоги сталості (Директива 2009/28/ЕС)
  8. 8. 70 68 89 16 73 8182 19 31 38 51 95 4952 7174 83,2 0 20 40 60 80 100 меляса відходи деревини цукрове сорго цукровий буряк кукурудза пшениця відходи деревини соняшник ріпак соя пальмова олія сухийгній рідкий гній побутові відходи Міскантус Свічграс Салекс Біоетанол Біодизель біогаз Тверде біопаливо Скороченнявикидівпарниковихгазів,% 2008 рік 2017 рік 2018 рік Вимоги сталості щодо скорочення викидів парникових газів
  9. 9. ФАР Н2О Сталість вирощування біомаси
  10. 10. Агрохімічні показники Вихідні зразки, квітень 2009 р. Зразки станом на серпень 2013 р. Ефект рН 5,8 5,48 -0,32 Органічна речовина, % 1,87 2,15 +0,28 Азот, мг/кг 81 84 +3,0 Фосфор, мг/кг 139 120 -19,0 Калій, мг/кг 118 113 -5,0 Зміна родючості ґрунту за вирощування свічграсу Макро- та мікроелементи Виніс, кг д.р./т N 5,5 P2O5 2,7 К2О 18,0 СаО 10,5 MgO 5,1 Si, Mn, B, Cu, Zn, S 0,25 Разом 42,05 1,6 2 2,4 2,8 3,2 1 2 3 4 5 6 7 8 9 Рік вирощування Органічнаречовина,% Пшениця Свічграс
  11. 11. Каталог біоенергетичних рослин
  12. 12. Тип фотосинтезу C4 C3 Концентрація CO2 , за якого фотосинтез і фотодихання врівноважені 0-5 ppm 30-100 ppm Фотодихання Слабке або відсутнє Інтенсивне Вплив високих температур Покращує поглинання CO2 Зменшує поглинання CO2 Спосіб запилення Тільки вітром Переважно комахами Фенологія цвітіння Наприкінці вегетації Протягом всієї вегетації Приріст сухої речовини, т/(га*рік) 40-80 10-25 Особливості фотосинтезу рослин
  13. 13. Допустимі умови вирощування біоенергетичних рослин Categories of MagL Hydrometrical coefficient > 1,5 1,5-1,0 0,9-0,5 <0,5 Low-fertile Black locust, Scots pine, Basket willow, Poplar, Miscanthus, Switchgrass, Columbus grass, Reed canary grass, Sida, Jerusalem artichoke, Cup plant, Giant knotweed Black locust, Scots pine, Basket willow, Poplar, Tree of heaven, Miscanthus, Switchgrass, Columbus grass, Reed canary grass, Sida, Jerusalem artichoke, Cup plant, Giant knotweed, Giant reed, Common reed Black locust, Black pine, Poplar, Eucalyptus, Tree of heaven, Miscanthus, Switchgrass, Sida, Jerusalem artichoke, Cup plant, Giant reed, Common reed, Cardoon Black locust, Black pine, Eucalyptus, Tree of heaven, Giant reed, Common reed, Cardoon Stony Black locust, Scots pine Black locust, Scots pine, Tree of heaven, Black locust, Black pine, Eucalyptus, Tree of heaven, Black locust, Black pine, Eucalyptus, Tree of heaven Acid Black locust, Scots pine, Basket willow, Switchgrass, Columbus grass, Reed canary grass, Sida, Jerusalem artichoke, Giant knotweed Black locust, Scots pine, Basket willow, Tree of heaven, Switchgrass, Columbus grass, Reed canary grass, Sida, Jerusalem artichoke, Giant knotweed Black locust, Black pine, Eucalyptus, Tree of heaven, Switchgrass, Sida, Jerusalem artichoke Black locust, Black pine, Eucalyptus? Tree of heaven Saline Black locust, Poplar, Columbus grass, Sida, Jerusalem artichoke Black locust, Poplar, Columbus grass, Sida, Jerusalem artichoke, Giant reed, Common reed Black locust, Poplar, Sida, Jerusalem artichoke, Giant reed, Common reed, Cardoon Black locust, Giant reed, Cardoon Eroded Black locust, Scots pine, Miscanthus, Switchgrass Black locust, Scots pine, Tree of heaven, Miscanthus, Switchgrass Black locust, Black pine, Eucalyptus, Tree of heaven Black locust, Black pine, Eucalyptus, Tree of heaven, Over-wet Basket willow, Reed canary grass Basket willow, Reed canary grass, Giant reed, Common reed Basket willow, Reed canary grass, Giant reed, Common reed Basket willow, Reed canary grass, Giant reed, Common reed
  14. 14. Пілотні участки проекту based on the figure by Dauber et al. (2012) (modified) fallow / set aside abandoned degraded (anthropogenic) reclaimed badlands (natural wastelands) marginal land (SEEMLA MagL) sites BTU (Germany) sites DAMT (Greece) sites IBC&SB (Ukraine) sites SALIX (Ukraine) fertilesites/soils:primarily relevantforfoodproduction infertilesites/ soils:not relevantfor biomass production marginalland potentiallysuitable forbiomass production (SEEMLAapproach) fertility(soilqualityindex)/productivity need for land restoration / costs for land rehabilitation brownfields: (anthropogenic wastelands, often substantially contaminated) conflict between biomass production and food production / nature conservation economic efficiency too low for biomass production potential cost efficient land use change for biomass production (SEEMLA approach) economic inefficiencylow high ecologicalsitequalitypoorhigh
  15. 15. Розташування пілотних участків ІБКіЦБ
  16. 16. Міскантус Міскантус (Miscantus A.) – це багаторічна трав’яниста рослина з родини злакових, С4 типу фотосинтезу, який нараховує близько 40 видів.Міскантус є високоефективною екологічно чистою культурою: після чотирьох років вирощування він накопичує 15–20 т підземної біомаси, яка еквівалентна 7,2–9,2 т/га вуглецю. Тривалість використання плантації — близько 20 років, а комерційного вирощування — 15 років. Низькі експлуатаційні витрати на вирощування відкривають широкі можливості використання даної культури для виробництва твердих видів палива. Урожайність сухої біомаси становить 15-20 т/га. Біомасу можна збирати щорічно за допомогою звичайних кормозбиральних комбайнів, а отримана маса може йти безпосередньо на вироблення тепла або перероблятися в паливні брикети чи гранули.Рекомендують вирощувати на малопродуктивних ґрунтах, не придатних для вирощування інших сільськогосподарських культур.
  17. 17. Свічгарс (Panicum virgatum L.) – це одна з багаторічних кореневищних трав, яка вирощується з метою отримання біомаси. Висота рослини залежно від сорту та кліматичних умов становить 100- 250 см . Відноситься до C4 за фотосинтезом, раціонально використовує азот і вологу. Продуктивність коливається в межах від 6 т сухої речовини на північноєвропейських ґрунтах з низькою родючістю до 25 т на південно європейських ґрунтах з високою родючістю. За умови хорошого догляду можна збирати урожай протягом 15 років. Свічграс походить з Північної Америки, де у природних умовах росте вздовж 55º північної довготи аж до Мексики, здебільшого як прерійна трава З початку 90-х років свічграс почав розглядатися як трав’яна енергетична культура для виробництва етанолу і електроенергії в США та Канаді, а також як сировина для целюлозної промисловості. Просо прутоподібне (Свічграс)
  18. 18. 18 Енергетична верба В Україні природно зростають 23–25 видів верб. Верби поширені від альпійських височин до напівпустель, пустель та лісотундри і, завдяки своїй біологічній стійкості, потужному фотосинтезуючому апарату та кореневій системі, швидкорослості, стійкості до несприятливих факторів, здатності легко розмножуватись вегетативно, невибагливості до родючості ґрунту і здатності рости на землях непридатних для ведення сільського господарства, посідають одне з перших місць серед інших енергетичних рослин, які придатні для вирощування в умовах України. Вирощування верби має ряд переваг, порівняно з традиційним веденням лісового господарства. Завдяки високій інтенсивності вирощування, можливості застосування за експлуатації плантацій мінімально можливого обороту зрізання (2-3 роки) вирощування енергетичної вербової сировини більш наближене до сільськогосподарського виробництва. Продуктивність вербових насаджень за оцінками експертів становить 8-12 т сухої деревини в рік, що перевищує продуктивність традиційних лісових насаджень у 14 разів.
  19. 19. Веселоподільська ДСС
  20. 20. Веселоподільська ДСС Роботи з підготовки пілотного участка розпочались на початку травня, коли зійшла вода. Було укладено договір супідряду на проведення робіт із підготовки участка, садіння енергетичної верби і міскантусу на площі до 1 га.
  21. 21. Ялтушківська ДСС
  22. 22. Ялтушківська ДСС Роботи над пілотним участком проводились починаючи з 2016 року. Участок очищено від сміття (пластик, папір, поліетилен та інше) та проведено комплекс заходів з розущільнення грунту і боротьбі з бурянами. На весні 2017 року проведено розпушення грунту на участку, виготовлено агрегат для нарізання садильних щілин, в які здійснено садіння енергетичної верби. Вербою засаджено площу 0,9 га. Укладено договір субпідряду на садіння 0,9 га енергетичної верби та 0,3 га міскантусу.
  23. 23. Ялтушківська ДСС
  24. 24. ДЯКУЮ ЗА УВАГУ Ганженко Олександр Миколайович Відділ технологій вирощування біоенергетичних рослин ІБКіЦБ +380442755355 +380667674103 ganzhenko74@gmail.com http://www.seemla.eu bio.gov.ua

×