Műtrágya, istállótrágya és komposzt mezőgazdasági alkalmazásának összehasonlítása életciklus elemzéssel Németh Anna Szent István Egyetem, Környezetmérnöki MSc. Konzulens: Kohlheb Norbert egyetemi docens Környezetgazdaságtani Tanszék, Természetvédelmi és Tájgazdálkodási Intézet, Szent István Egyetem
Tartalom Probléma 2. Vizsgálati módszertan 3. Eredmények 4. Összefoglalás, következtetések 1.
2014.12.01.
1
1. Probléma
KSH
2014.12.01.
2
Nemzeti Vidékstratégia 2012-2020:
Európai Bizottság - Körkörös gazdaság
Az állati melléktermékek és hulladékok, valamint a speciális, mezőgazdálkodás során képződő hulladékok (mezőgazdasági fóliák, csomagolóanyagok) biztonságos, lehetőleg hasznosítással járó kezelésének biztosítása. Ösztönözni kell a talajerő-utánpótlás természetes anyagainak és módszereinek elterjedését pl. szervesanyaggazdálkodás fejlesztése, zöldhulladékból készült komposztok stb.
„A hulladék erőforrássá alakítása része a körkörös gazdasági rendszerek valóban körkörössé tételének. Az európai jogszabályokban meghatározott célkitűzések és célértékek fontos szerepet játszanak a hulladékgazdálkodás fejlesztésében: élénkítik az innovációt az újrafeldolgozás és az újrahasználat terén, mérséklik a hulladéklerakók használatát, csökkentik az erőforrás-veszteségeket és magatartásváltozásra ösztönöznek.”
A mezőgazdasági és élelmiszeripari hulladék kezelésének megoszlása % (2004-2011) Forrás: HIR
Horizont 2020 kutatási és innovációs keretprogram
Orszagos Hulladekgazdalkodasi Terv 2014-2020
Az erdőkből származó biomassza, valamint a mezőgazdasági, vízi, ipari vagy akár a települési hulladékáramok hatékonyabb hasznosítása.
2014.12.01.
(2014–2020):
3
Időszak
Összes műtrágyázott alapterület
Összes műtrágyázott Egy hektárra jutó műtrágya alapterület (hektár) mennyisége (kg/ha)
2013. év
3045698
Összes felhasznált műtrágya mennyiség (tonna)
375,4
1143507
3500000 3000000 Értékesített műtrágya mennyisége hatóanyagban
hektár
2500000
Műtrágya értékesítés hatóanyagban, ezer tonna
2000000
Év
1500000 1000000
2013
nitrogén
foszfor
kálium
összesen
345,75
74,85
77,43
498,03
500000 0
Biohulladék (TSZH: 20-40%)
1,5 – 1,8 millió tonna/év
Mezőgazdasági és élelmiszeripari melléktermékek
400.000 tonna/év
A begyűjtött hulladékból a szelektíven gyűjtött biohulladék mennyisége
96.902,3 tonna
Az újrafeldolgozott hulladékból komposztálással hasznosított hulladék mennyisége
112.682,8 tonna
Időszak
2014.12.01. 2014.12.01.
2013. év
hektár
2003. 2004. 2005. 2006. 2007. 2008. 2009. 2010. 2011. 2012. 2013. év év év év év év év év év év év
Összes szervestrágyázott alapterület
500000 450000 400000 350000 300000 250000 200000 150000 100000 50000 0 2004. 2008. 2007. 2006. 2005. 2009. 2003. 2010. 2011. 2012. 2013. év év év év év év év év év év év
Összes Egy hektárra jutó szervestrágya szervestrágyázott mennyisége (tonna/hektár) alapterület (hektár)
240258,4
19
Felhasznált összes szervestrágya mennyisége (tonna)
4567392,2
4
2. Vizsgálati módszertan LCA GaBi 6 szoftver o Gate to Grave - nem a teljes ciklus o 3 folyamat
EcoInvent 2.2 adatbázis o o o o o
2010-es verzió legátfogóbb és legnépszerűbb nyilvános LCI adatbázis több mint 4000 ipari LCI adatállomány life cycle inventories of agricultural production systems Hiányzik a tápanyag kijuttatást követő kibocsátás
2014.12.01.
5
Vizsgálat célja: A különböző mezőgazdaságban használható tápanyagforrások (műtrágya, istállótrágya, komposzt) környezeti hatásainak vizsgálata
Referenciaáram:
Egy hektárra vonatkoztatott őszi búza termés tápanyagszükséglete. Termésmennyiség = 5 tonna/ha
Leltár összeállítása (LCI): o
Talajtípus: barna erdőtalaj, humusztartalom, oldható foszfor- és káliumtartalom, kötöttség, pHKCl Őszi búza tápanyagszükséglete Műtrágya, istállótrágya, komposzt tápanyagtartama A növénynek szükséges trágyázó anyag kijuttatása kg-ban hektáronként Technológiai folyamatok és tápanyag kijuttatási módszerek Bemenő adatok jelentős része az EcoInvent 2.2 adatbázisból származik Szállítási igény és megtett távolság Istállótrágya anyagáramának összeállítása
o o o o o o o
Tápanyagszükséglet – Őszi búza Nitrogén Foszfor Kálium
25 kg/tonna 10 kg/tonna 13 kg/tonna
X kg/tonna * 5 tonna/ha (kg/ha) 125 50 65
Hatásértékelés (LCIA) o o o
Éghajlatváltozás Savasodási potenciál Eutrofizációs potenciál
2014.12.01.
Nemeck et al. 2011
Environmental management triangle of farming systems
6
3. Eredmények Műtrágya
single superphosphate, as P2O5, at regional storehouse potassium sulphate, as K2O, at regional storehouse calcium ammonium nitrate, as N, at regional storehouse transport, van <3.5t három forduló: ősz (P,K), kora tavasz (N), kora nyár (N) fertilising, by broadcaster
Komposzt
transport, tractor and trailer transport, van <3.5t compost, at plant solid manure loading and spreading, by hydraulic loader and spreader tillage, hoeing and earthing-up
Műtrágya
Tápanyagtartalom (%)
CAN szuperfoszfát kálisó
26,5 21 50
Biohulladék komposzt N P2O5 K2O
Tápanyagtartalom (%) 0,7 0,4 0,6
Istállótrágya – Nem volt benne az EcoInvent adatbázisban
Szarvasmarha istállótrágya transport, tractor and trailer solid manure loading and spreading, by hydraulic loader and spreader tillage, hoeing and earthing-up
2014.12.01. 2014.12.01.
Istállótrágya
Tápanyagtartalom (%)
N P2O5 K2O
0,6 0,5 0,7
Szükséges mennyiség (kg/ha) 471,698 238,095 130
Szükséges mennyiség (kg/ha) 17857,143 12500 10833, 333
Szükséges mennyiség (kg/ha) 20833,333 10000 9285,714
7
Üvegházhatás kg CO2-Equiv./ha
Savasodási potenciál kg SO2-Equiv./ha 2000 1800 1600 1400 1200
9000000 8000000 7000000 6000000 5000000 4000000 3000000 2000000 1000000 0 Műtrágya
1000
800
Komposzt
Istállótrágya
Eutrofizációs potenciál
600
kg Phosphate-Equiv./ha
400 200 0 Műtrágya
2014.12.01. 2014.12.01.
Komposzt
Istállótrágya
180000 160000 140000 120000 100000 80000 60000 40000 20000 0 Műtrágya
Komposzt
Istállótrágya
8
Értelmezés NEM VÉGEREDMÉNY! Felhasználás utáni emissziók hiányoznak az EcoInvent adatbázisból > Be kell vinni a GaBi-ba , az istállótrágya esetében ez részben már meg van (NO3, PO4 kimosódás) Istállótrágya = melléktermék a szarvasmarha állattartásban Rothasztás vs. trágyázás? A biohulladék komposzt >> tápanyag utánpótlásra Komposzt és istállótrágya: kizárólag a keletkezési helyhez nagyon közel használjuk fel, nagy térfogat szállítása igen jelentős környezeti hatásokkal bír. Szervestrágyázni akár 3-4 évente elég!
Hipotézis: A műtrágya környezeti hatásai jelentősen megnövekednek a termőföldön történő emisszióval (gyors a tápanyag feltáródás és ezért nagy a kimosódás veszélye)
2014.12.01.
9
4. Összefoglalás, következtetések További output áramok/emissziók bevitele szükséges a teljes elemzéshez a termőföldre való kikerülés utánra vonatkozóan!! Műtrágya:
Szerves talajjavítók:
• Újrahasznosítás > tápanyag ciklusok zárása (P!)
Mesterségesen előállított anyag Jelentős energia input a gyártás során Apatit kőzetek kimerülése, erőforrások kiaknázása Fosszilis tüzelőanyag igény a bányászathoz Rossz hatásfok > élővizek, légkör
2014.12.01.
• Biológiai aktivitás a fokozása • Lassú tápanyag feltáródás • Nő a talajok tápanyag tároló kapacitása a magas adszorpciós képesség miatt • Stabil talajszerkezet kialakulása • Víz- hő- és levegőháztartás javulása • Erózió csökkenése • Hulladékhasznosítás > hulladéklerakóról való eltérítés - BLH: 35% (2016/2020)
10
Köszönöm szépen a figyelmet!
2014.12.01. 2014.12.01.
2014.12.01.
Forrás: KSH 13
2014.12.01.
Forrás: KSH 14
