Erdészeti és mezőgazdasági eredetű biomassza potenciál Borsod megyében Szarka Nóra IX. Biomassza Konferencia Sopron
Department of System Analysis and Environmental Engineering University of Leoben, Austria
Áttekintés → → → → → →
Háttérismeret Jelen munka átfogó célja Módszertan: erdészeti és mezőgazdasági jelen és jövőbeni potenciál Előzetes eredmények Következtetések További célok
02.03.2006
2
Háttérismeret, motiváció → → → → → → → →
Biomassza potenciál kihasználásának indokai Hazai fosszilis energiaforrások szűkössége és költséges kitermelése Környezetvédelem Vidékfejlesztés (népességmegtartás) Agrár-szerkezetváltás (versenyképesség) Energiafüggőség enyhítése – gazdasági és stratégiai szempontok EU és hazai előírásoknak, törvényeknek való megfelelés stb.
02.03.2006
3
Jelen munka célja A biomassza regionális szintű energetikai felhasználása támogatásából eredő járulékos előnyök/következmények számszerű meghatározása és dinamikus Modellezése (VENSIM). A modell döntéstámogató eszközként szolgálhat majd a legmegfelelőbb helyi szintű energiatermelés és felhasználás kiválasztása céljából. Felépítése és alkalmazása Borsod-AbaújZemplén megyei adatokra folyamatban van.
02.03.2006
Regionális versenyképesség
+
+ +
Környezet
Biomassza hasznosításának fokozása
Gazdaság
Társadalom
4
Biomassza keletkezés és felhasználás Energetikai célra felhasználható biomassza keletkezési források
→
Erdőgazdaság – nem hasznosított faanyag és célültetvény! Mezőgazdaság – szerves állati hulladék, melléktermék és célültetvény! Kommunális szerves hulladék Szennyvíziszap Èlelmiszer-feldolgozó iparok
→ → → → →
Biomassza felhasználási lehetőségek energetikai célra
→ → → → → → →
02.03.2006
Ipari szektor Energia szektor Kommunális szektor Háztartások Mezőgazdaság Export
5
02.03.2006
6
Erdőgazdasági jelen biomassza potenciál Elméleti közelítő potenciál (2001) Erdőterület 193 652 ha
Bruttó folyónövedék
Energiatartalom
1 154 941 m³
8 662 TJ
Gyakorlati potenciál (2001) → → → → → → →
02.03.2006
Különleges rendeltetésű és gazdasági erdők korlátozott kitermelése Tulajdonos szerinti megoszlás Fafaj szerinti megoszlás Gazdaságos begyűjthetőség Jelenlegi hasznosítás Véghasználat apadéka Gyérítés, tisztítás, eü, egyéb fakitermelés hasznosítatlan anyaga
7
Erdőgazdasági jelen biomassza potenciál Folyónövedék és kitermelés Borsod megyében (2001)
Nettó véghasználat 25%
Nem kitermelt folyónövedék 49.52%
Kitermelés 50.48%
Apadék 8%
Gyérítés 8% Tisztítás 3% Egészségügyi 5% Egyéb 1%
Gazdaságosan begyűjthető mennyiség
510 TJ
02.03.2006
8
Erdőgazdasági jövőbeni biomassza hasznosítás Jövöbeni biomassza hasznosítás: Dinamikus modell - VENSIM → Modell vázlat felépítése → Szükséges adatok meghatározása az erdészetről és kapcsolódó gazdasági társadalmi és környezeti körülményekről → Történelmi adatok begyűjtése, rendszerezése és feldolgozása (19902004) kalibráláshoz → Megfelelő összefüggések és egyenletek meghatározása → Modell struktúra felépítése, adatokkal való feltöltése és kalibrálása → Futtatás különböző scenariókkal → Eredmények elemzése és értelmezése → „What if“ szimuláció
02.03.2006
9
Erdőgazdasági jövőbeni biomassza hasznosítás Modell fontosabb „témakörei“: → → → → → → →
Jövőbeni mennyiségi változás – kínálat Jövőbeni fogyasztás alakulása – kereslet Kereslet-kínálat térbeli eloszlása (GIS) Gazdaságosság (költség-haszon, hozzáadott érték, támogatások, stb.) Környezetvédelem (emisszió) Társadalmi tényezők (foglalkoztatottak száma, népességmegtartás, stb.) Többlet hatás – pl. Turizmus
Főbb mutatók / indikátorok (példák): → → → → → → → 02.03.2006
Erdősültség CO2 emisszió Tűzifa igény Véghasználat Energiaültetvények aránya Foglalkoztatottak száma Stb. 10
Erdőgazdasági jövőbeni biomassza hasznosítás
02.03.2006
11
Erdőgazdasági jövőbeni biomassza hasznosítás Modellbeni összefüggések INITIAL TIME
Time
initial sanitary and other Eü karbantartás Károk (Time) (Eü karbantartás) (Time) I TÜZIFA IGÈNY
Tüzifa fogyasztás
Fa igény I VÈGHASZNÀLAT
Ipari fogyasztás (I FOLYÒNÖVEDÈK)
Felhasználható folyónövedék (Gyérítés)
I FAKITERMELÈS
(Tisztítás) (I FAKITERMELÈS) (Time) Erdöterület
I FOLYÒNÖVEDÈK I ÈLÖFAKÈSZLET
Illegális
Kezdeti gyarapodás Erdö sürüseg Initial forest area
Kezdeti készlet Gyérítés Tisztítás
02.03.2006
12
Modell a modellben
Erdőgazdasági jövőbeni biomassza hasznosítás
02.03.2006
13
Erdészeti biomassza potenciál Modell a modellben
àrnyékváltozó
02.03.2006
14
Erdészeti biomassza potenciál Modell szimuláció I FAKITERMELÈS 1M
850,000
700,000
550,000
400,000 1990
1994
1998
2002 2006 Time (Year)
2010
2014
2018
I FAKITERMELÈS : Current14
02.03.2006
m³
15
Erdészeti biomassza potenciál Modell scenárió (példa) 1. Energia szektor fa igénye növekszik Befolyásolt változók I ENERGIA ÜLTETVÈNYEK IGÈNYE Apadék
I JÀRULÈKOS FOGLALKOZTATOTTAK SZÀMA
I FA POTENCIÀL
Fa igény
I CO2 EMISSZIÒ I VÈGHASZNÀLAT I FAKITERMELÈS
I ÈLÖFAKÈSZLET
(I FA POTENCIÀL) Illegális (I FAKITERMELÈS)
02.03.2006
16
Erdészeti biomassza potenciál Modell scenárió eredmények bemutatása indikátorollal (példa) 400,000 600,000 400,000
I TÜZIFA IGÈNY I ENERGIA ÜLTETVÈNYEK IGÈNYE I JÀRULÈKOS FOGLALKOZTATOTTAK SZÀMA
300,000 450,000 300,000 200,000
300,000 200,000 100,000 150,000 100,000 0 1990 1994 1998 2002 2006 2010 2014 2018 0 Time (Year) 0 1990 1994 1998 2002 2006 2010 2014 2018 1990 2006 2010 2014 2018 I TÜZIFA IGÈNY1994 : Mérsékelt1998 fa igény 2002 m³ Time (Year) Time (Year) I TÜZIFA IGÈNY : Intenzív fa igény m³ I ENERGIA ÜLTETVÈNYEK IGÈNYE : Mérsékelt fa igény I JÀRULÈKOS FOGLALKOZTATOTTAK SZÀMA : Mérsékelt fa igény I ENERGIA ÜLTETVÈNYEK IGÈNYE : Intenzív fa igény I JÀRULÈKOS FOGLALKOZTATOTTAK SZÀMA : Intenzív fa igény
02.03.2006
m³ m³
17
Erdészeti biomassza potenciál Következtetés
Saját scenáriók, saját feltevésekkel való futtatása Eredmények és befolyásoló tényezők vizsgálata Érzékenység analízis és inputok megfelelő beállítása Döntés meghozatalában való támogatás!!!
02.03.2006
18
Mezőgazdasági jelen biomassza potenciál 1.
Növényi melléktermékek hasznosítása (2004) Terménymennyiség Egységnyi keletkező mezőgazdasági Borsod megyében melléktermék [t] (2004) [t] (2004) Legfontosabb keletkező mellékterm ékek Borsod m egyében
Borsod megyében [t/ha]
Betakarítható melléktermék
6.5
82 7
02 3
7
19
233 384
9
57 1
62 8 47
56
97
85 2
30 8
5.7
89 652
yü m öl cs ös
rrggóó rar afofo p p a a NN
G
aa oroicric KuKkuk
R ep ce
a
51 711
k féfléél ék obnoana b a a GG
02.03.2006
Keletkező melléktermék
9.0
N ap ra fo rg ó
G
ab on af él ék
10 700000 800000 9 700000 600000 8 600000 500000 7 500000 6 400000 400000 5 300000 300000 4 200000 200000 3 100000 2 100000 01 00
10.0
749 367
Ku ko ric
1000000 800000 900000
ce RReep
Növényféle
MJ/kg
Gabonafélék
13.5
Kukorica Napraforgó
Energetikai célra begyűjthető 2.5 melléktermék 1.8 60 514
58 620
Repce
22495 TJ
13 11.5 14
Gyümölcs
14.8
Szőlő
14.8
3124 TJ
sööss ö llccs m ü G Gy
19
Mezőgazdasági jelen biomassza potenciál 2.
Szerves állati hulladék hasznosítása (2004) Állatlétszám (1000 darab) Szerves állati hulladék és tartalom) hasznosítható biogáz (t Kinyerhető szárazanyag Kinyerhető és hasznosítható biogáz
mennyisége (m³) energiatartalma [MJ]
2500
100000 88768 60 000 2000 1200 19 437 884 50 80000 000 1500 1000 40 60000 000 800 1000 30 40000 000 600 20 000 500 4 795 20000 400 10 000 0 200 0
31 069 38 684
0
105 8 879
Szarvasmarha Szarvasmarha
6 218
19732137
106 16 363 Sertés 360
195 0 Szarvasmarha Sertés Szarvasmarha Sertés
02.03.2006
Sertés
2090 Energetikai célra hasznosítható Hasznosítható biogáz biogáz mennyisége energia (m³) tartalma [MJ] Kinyerhetö 25174 biogáz Kinyerhető mennyisége biogáz (m³)energia tartalma [MJ] Baromfi
680 TJ
Baromfi
Baromfi
Baromfi
20
Mezőgazdasági jövőbeni biomassza hasznosítás 3.
Energetikai ültetvények lehetősége
Vetetlen területek (ugar, parlag) beültetése
Kedvezőtlen adottságú területek beültetése
Vetésterület és vetetlen terület Borsod megyében [ha] (1995-2004)
200000
23 970
25 228
29 788
38 246
63 008
75 923
52 929
36 790
43 497
250000
40 414
300000
Vetetlen terület
150000
Vetésterület 100000
50000
Földterület termőértéke Termelési érték Mezőgazdasági foglalkoztatottság Talaj pH-ja Talaj sótartalma Vízgazdálkodási körülmények Fizikai talajjellemzők
0 1995
1996
1997
1998
1999
2000
2001
2002
2003
2004
131 000 ha 80 000 ha
02.03.2006
21
Mezőgazdasági jövőbeni biomassza hasznosítás Vetetlen terület beültetése (80000 ha)
Kedvezötlen terület beültetése (131000 ha)
6500-27300 TJ
10000-45000 TJ
2800-10000 TJ
4500-12000 TJ
02.03.2006
22
Mezőgazdasági jövőbeni biomassza hasznosítás Agriculture submodel
Technology availibility
Setalands
Crop residues (byproducts)
Potentials of higher yields Investment plan
cereal straw Potentials of higher income from other products
corn-stalk sunflower-stalk Crop residues production yield
Workers availibility
Feasibility study
Agri production costs
rapestraw
Investment costs realization
loppings grape cane
Working labor in Agriculture Agri product income
Crop production Yield
Agri Crop Production
Air polution
Agri animal production Agri production costs total
Organic matter production yield
Agri labor demand change
Agri production grow change demand
Gross Agriculture Output Total
Average wages in Ariculture
Support
production efficiency
Agri LU Change demand
Animal residues (byproducts) residuals cattle
Unit production costs
residuals pigs residuals sheeps residuals poultry
02.03.2006
23
Eredmények Összefoglaló eredmények Borsod megyére
→ →
→ → → →
02.03.2006
Mezőgazdasági és erdészeti jelenlegi potenciál számítása Erdészeti dinamikus modell felépítése és kalibrálása Erdészeti indikátorok meghatározása Alap scenáriók meghatározása Mezőgazdasági modell struktúrája
24
Következtetések
Következtetések
→ →
→ → → →
02.03.2006
A modell valós adatokra és összefüggésekre lett felépítve és kalibrálva A modell valósághüen szimulálja a történelmi adatokat Felhasználó egyéni feltevéseit lehet a modellbe beintegrálni Scenáriók futtatására és következményeinek elemzésére alkalmas A biomasszával kapcsolatos gazdasági társadalmi és környezeti komponensek dinamikus összefügeseit tartalmazza
25
További célok
További célok
→ → → → → →
→ →
02.03.2006
Erdészeti modell fejlesztése Mezőgazdasági dinamikus modell teljes felépítése és kalibrálása Indikátorok és scenáriók további definiálása és számszerű megadása Felhasználói oldal részletezése GIS alkalmazása kiinduló adatok és eredmények szemléltetésére, ill. modell inputként Költség-haszon számítások Technológia elemzés
26
Köszönöm tisztelt figyelmüket!
[email protected]
02.03.2006
27
