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 Regionális versenyképesség számszerű meghatározása és dinamikus + + + Modellezése (VENSIM). Környezet A modell döntéstámogató eszközként szolgálhat majd a legmegfelelőbb helyi szintű energiatermelés és felhasználás kiválasztása céljából. Biomassza hasznosításának fokozása Felépítése és alkalmazása Borsod-Abaúj- Zemplén megyei adatokra folyamatban van. Gazdaság Társadalom 02.03.2006 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 Ipari szektor Energia szektor Kommunális szektor Háztartások Mezőgazdaság Export 02.03.2006 5
02.03.2006 6
Erdőgazdasági jelen biomassza potenciál Elméleti közelítő potenciál (2001) Erdőterület Bruttó folyónövedék Energiatartalom 193 652 ha 1 154 941 m³ 8 662 TJ Gyakorlati potenciál (2001) 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 02.03.2006 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% 510 TJ Gazdaságosan begyűjthető mennyiség 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 (1990-2004) 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): Erdősültség CO 2 emisszió Tűzifa igény Véghasználat Energiaültetvények aránya Foglalkoztatottak száma Stb. 02.03.2006 10
Erdőgazdasági jövőbeni biomassza hasznosítás 02.03.2006 11
Erdőgazdasági jövőbeni biomassza hasznosítás Modellbeni összefüggések initial sanitary and other Károk (Time) (Eü karbantartás) (Time) I TÜZIFA IGÈNY Tüzifa fogyasztás Fa igény Ipari fogyasztás INITIAL TIME Time Eü karbantartás I VÈGHASZNÀLAT (I FOLYÒNÖVEDÈK) Felhasználható folyónövedék (Gyérítés) (Tisztítás) (I FAKITERMELÈS) (Time) Erdöterület I FOLYÒNÖVEDÈK Kezdeti gyarapodás Erdö sürüseg Kezdeti készlet I ÈLÖFAKÈSZLET Illegális Initial forest area Gyérítés Tisztítás I FAKITERMELÈS 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 1 M I FAKITERMELÈS 850,000 700,000 550,000 400,000 1990 1994 1998 2002 2006 2010 2014 2018 Time (Year) I FAKITERMELÈS : Current14 m³ 02.03.2006 15
Erdészeti biomassza potenciál Modell scenárió (példa) 1. Energia szektor fa igénye növekszik Befolyásolt változók Fa igény I ENERGIA ÜLTETVÈNYEK IGÈNYE I JÀRULÈKOS FOGLALKOZTATOTTAK SZÀMA Apadék I FA POTENCIÀL 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 I TÜZIFA 1990 IGÈNY 1994 : Mérsékelt 1998 fa igény 2002 2006 2010 2014 2018 m³ Time (Year) I TÜZIFA IGÈNY : Intenzív fa igény Time (Year) m³ I ENERGIA ÜLTETVÈNYEK IGÈNYE : Mérsékelt fa igény m³ I ENERGIA I JÀRULÈKOS ÜLTETVÈNYEK FOGLALKOZTATOTTAK IGÈNYE : Intenzív SZÀMA fa igény : Mérsékelt fa igény m³ I JÀRULÈKOS FOGLALKOZTATOTTAK SZÀMA : Intenzív fa igény 02.03.2006 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) Legfontosabb Terménymennyiség Egységnyi keletkező keletkező melléktermékek mezőgazdasági Borsod megyében Borsod melléktermék [t] megyében (2004) [t] (2004) Borsod megyében [t/ha] 1000000 800000 900000 10 800000 700000 9 700000 6000008 600000 5000007 500000 6 400000 5 300000 4 200000 2000003 100000 2 100000 0 1 00 Gabonafélék Gabonafélék Gabonafélék 749 367 9.0 6.5 97 308 Kukorica 56 852 Kukorica Kukorica Napraforgó 233 384 47 628 Repce Napraforgó Napraforgó 5.7 19 571 89 652 Gyümölcsös 9 023 Repce Repce 10.0 7 827 51 711 60 514 58 620 Gyümölcsös Gyümölcsös 2.5 Keletkező melléktermék Betakarítható melléktermék Energetikai célra begyűjthető melléktermék 1.8 Növényféle Gabonafélék Kukorica Napraforgó Repce Gyümölcs Szőlő MJ/kg 13.5 13 11.5 14 14.8 14.8 22495 TJ 3124 TJ 02.03.2006 19
Mezőgazdasági jelen biomassza potenciál 2. Szerves állati hulladék hasznosítása (2004) Szerves Állatlétszám állati hulladék (1000 darab) Kinyerhető (t Kinyerhető szárazanyag és hasznosítható és tartalom) hasznosítható biogáz biogáz energiatartalma mennyisége [MJ] (m³) 2090 Energetikai célra 100000 60 000 88768 hasznosítható 1200 19437 884 Hasznosítható 80000 biogáz 50 biogáz 1000 mennyisége energia 40 60000 (m³) 800 tartalma [MJ] 30 40000 Kinyerhetö 600 6 218 25174 19732137 biogáz Kinyerhető 20 5000 4 795 20000 400 31 069 38 106 mennyisége biogáz 10 000 684 105 16 363 (m³) energia 0 200 0 8 879 0 Szarvasmarha Szarvasmarha Sertés 360 tartalma [MJ] Sertés Baromfi Baromfi 195 0 Szarvasmarha Sertés Baromfi 2500 2000 1500 1000 Szarvasmarha Sertés Baromfi 680 TJ 02.03.2006 20
Mezőgazdasági jövőbeni biomassza hasznosítás 3. Energetikai ültetvények lehetősége Vetetlen területek (ugar, parlag) beültetése 300000 250000 200000 150000 100000 50000 40 414 Vetésterület és vetetlen terület Borsod megyében [ha] (1995-2004) 43 497 36 790 52 929 75 923 63 008 38 246 29 788 25 228 23 970 Vetetlen terület Vetésterület Kedvezőtlen adottságú területek beültetése 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) 6500-27300 TJ 10000-45000 TJ Kedvezötlen terület beültetése (131000 ha) 2800-10000 TJ 4500-12000 TJ 02.03.2006 22
Mezőgazdasági jövőbeni biomassza hasznosítás Agriculture submodel Crop production Yield Crop residues production yield <Agricultural LU> Agri Crop Production Agri animal production Organic matter production yield Crop residues (byproducts) cereal straw corn-stalk sunflower-stalk rapestraw loppings grape cane Gross Agriculture Output Total Animal residues (byproducts) residuals cattle Setalands Agri production costs Working labor in Agriculture Potentials of higher yields Potentials of higher income from other products Agri product income Agri production costs total Unit production costs Investment plan <Agri products prices> Average wages in Ariculture Agri production grow change demand Support Feasibility study Technology availibility Investment costs realization Workers availibility Agri labor demand change Agri LU Change demand <Technology> Air polution production efficiency residuals pigs residuals sheeps residuals poultry 02.03.2006 23
Eredmények Összefoglaló eredmények Borsod megyére Mezőgazdasági és erdészeti jelenlegi potenciál számítása Erdészeti dinamikus modell felépítése és kalibrálása Erdészeti indikátorok meghatározása Alap scenáriók meghatározása Mezőgazdasági modell struktúrája 02.03.2006 24
Következtetések Következtetések 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 02.03.2006 25
További célok További célok 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 02.03.2006 26
Köszönöm tisztelt figyelmüket! szarka@unileoben.ac.at 02.03.2006 27