Raporty

Wiesz, ile energii zużywasz?

Funkcjonowanie nowoczesnego gospodarstwa rolnego jest ściśle związane z koniecznością pokrycia rosnącego zapotrzebowania na energię, zwłaszcza na energię elektryczną. Rosnące ceny paliw i energii elektrycznej zmuszają rolników do prowadzenia racjonalnej gospodarki energią oraz do poszukiwania alternatywnych jej źródeł zaopatrzenia zwłaszcza w gospodarstwach małych „peryferyjnych” (umiejscowionych na końcach linii dystrybucyjnych).

Raport powstał dzięki dofinansowaniu Narodowego Funduszu Ochrony Środowiska i Gospodarki Wodnej. Za jego treść odpowiada wyłącznie Polski Klub Ekologiczny Okręg Mazowiecki.

 

Programy Unii Europejskiej i strategie rządowe kierują nas na drogę do zrównoważonego rozwoju - z wykorzystaniem odnawialnych źródeł energii. Zrównoważone rolnictwo opiera się na praktykach uwzględniających potrzeby ochrony środowiska i zasobów naturalnych przy realizacji rosnącej produkcji rolnej, z wykorzystaniem możliwości, jakie daje rozwój techniczny. Wdrożenie tego modelu rolnictwa polega m.in. na efektywniejszym wykorzystywaniu surowców z gospodarstwa oraz na zagospodarowaniu powstających odpadów produkcyjnych do wytwarzania energii lub nawożenia.

W realizację celów zrównoważonego rozwoju doskonale wpisuje się rozpowszechnienie wykorzystania rozproszonych źródeł energii o niewielkiej mocy, wytwarzających energię lokalnie, bezpośrednio na potrzeby gospodarstw. Kryteria te spełniają najlepiej instalacje w odnawialne źródła energii (OZE), takie jak: kotły na biomasę, mikrobiogazownie, małe turbiny wiatrowe, małe elektrownie wodne oraz kolektory słoneczne i ogniwa fotowoltaiczne. Zastosowanie tych technologii w rolnictwie umożliwia samodzielną produkcję energii, zmniejszenie ilości i kosztów jej zakupu z zewnątrz, co przynosi wymierne korzyści finansowe i ekologiczne.

Ponadto w realizację zrównoważonego rozwoju wpisują się też dyrektywy Parlamentu Europejskiego i Rady w sprawie efektywności energetycznej. Dyrektywy obligują wszystkie kraje członkowskie do racjonalizacji zużycia energii. Poprawa efektywności energetycznej to jeden z najprostszych sposobów na zmniejszenie emisji gazów cieplarnianych oraz zapewnienie trwałych i bezpiecznych dostaw energii. Racjonalne wykorzystanie energii przyczynia się do wzrostu gospodarczego, tworzenia nowych miejsc pracy oraz zmniejszenia wydatków na energię ponoszonych przez osoby prywatne, przedsiębiorstwa i gospodarstwa rolne.

Efektywność energetyczna polskiej gospodarki jest około 3 razy niższa niż w najbardziej rozwiniętych krajach europejskich i około 2 razy niższa niż średnia w krajach UE. Polska posiada ogromny potencjał w zakresie oszczędzania energii. Wzrost zużycia energii finalnej w Polsce od 2006 r. do 2020 r. wyniesie 11%, a największy udział w tym wzroście (31,7%) przypadnie transportowi. W pozostałych sektorach wzrost wyniesie odpowiednio: 31,3% w usługach, 13,6% w rolnictwie i 0,5% w gospodarstwach domowych. W perspektywie najbliższych kilkunastu lat zakłada się między innymi wykorzystanie rolniczej przestrzeni produkcyjnej do produkcji energii ze źródeł odnawialnych oraz lokalne jej wykorzystanie w rozproszonych instalacjach OZE.

 

Analiza energetyczna przykładowego gospodarstwa rolnego

Przeprowadzona analiza dotyczy gospodarstwa z woj. mazowieckiego w powiecie radomskim, gmina Skaryszew. Właściciel gospodarstwa jest młodym rolnikiem, niedawno przejął gospodarstwo od rodziców. Rodzice są emerytami, mieszkają wspólnie z gospodarzem i pomagają w gospodarstwie. Gospodarstwo składa się z 22,55 ha gruntów rolnych i 2 ha lasu. Łąki i pastwiska zajmują 5,14 ha, natomiast grunty orne 17,41 ha, na których zboża uprawiane są na 8,21 ha, a na 6,4 ha uprawiana jest kukurydza na kiszonkę. Lucerna zajmuje powierzchnię 1,2 ha. Cała produkcja roślinna wykorzystywana jest dla potrzeb produkcji zwierzęcej - hodowla bydła mlecznego składającego się z 28 krów mlecznych, 2 jałówek powyżej 2 lat, 4 jałówek 1-2 lat i 9 cieląt poniżej 1 roku.

 

Nośniki energii zużywanej w gospodarstwie

Energia w gospodarstwie zużywana jest w dwóch sektorach – produkcyjnym i bytowym.

W sektorze produkcyjnym energia zużywane jest do:

  • napędzania ciągnika i maszyn, do których jest wykorzystany olej napędowy oraz energia elektryczna;

  • przygotowanie ciepłej wody na cele produkcyjne, gdzie jako źródło energii wykorzystuje się energię z odzysku ciepła ze schładzalnika mleka;

  • oświetlenia obory i budynków gospodarczych energią elektryczną.

 

Natomiast w sektorze bytowym, czyli zawiązanym z egzystencją gospodarza i rodziców przebywających w gospodarstwie domowym, energię zużywa się na:

  • transport – zakup benzyny ponieważ właściciel gospodarstwa posiada samochody napędzane silnikami o zapłonie iskrowym;

  • przygotowanie ciepłej wody użytkowej za pomocą takich nośników jak drewno opałowe i energia elektryczna;

  • ogrzewanie domu za pomocą drewna opałowego i węgla;

  • urządzenia AGD i oświetlenie elektryczne;

  • przygotowanie posiłków – gaz propan-butan i energia elektryczna, ponieważ brak jest sieci gazowej w miejscowości gdzie znajduje się gospodarstwo.

 

 Tabela 1. Zużycie nośników energii w analizowanym gospodarstwie

Rodzaj nośnika energii

Wartość opałowa nośnika energii

Wielkość zużycia nośnika energii

Wielkość zużytej energii (GJ)

Wartość zużytej energii (zł)

Jednostka

Wartość

Jednostka

Wartość

 

 

Olej napędowy

MJ/kg

(0,84kg/l)

44

kg

2850

125,4

12723,20

Benzyna

MJ/kg

(0,76 kg/l)

38

kg

800

30,4

4990,00

Energia elektryczna

MJ/kWh

3,6

kWh

10500

37,8

5250,00

Węgiel kamienny

MJ/kg

26

kg

5000

130

4000,00

Gaz propan-butan

MJ/kg

45

kg

140

6,3

495,00

Biomasa – drewno opałowe

MJ/kg

16

kg

2000

32

800,00

Razem

361,9

28258,2

 

Jak wynika z tabeli 1, najwięcej energii w analizowanym gospodarstwie zużywa ciągnik wykorzystywany głównie do prac polowych. Moc ciągnika (85 KM – 30% nadwyżka mocy) jest za duża w stosunku do posiadanych maszyn. Należy rozważyć zmianę technologii upraw zakupując stosowne maszyny, ponieważ dotychczasowe technologie są wysoko energochłonne i powodują wysokie koszty pomimo odzysku akcyzy na paliwa rolnicze.

Drugim istotnym obszarem zużycia energii jest ogrzewanie domu. Należy rozważyć termomodernizację budynku i zamianę wykorzystywanego nośnika energii, tj. węgla, na biomasę (wierzba, topola, miskant) produkowaną na słabych glebach. Za takim rozwiązaniem przemawia fakt istnienia siły roboczej w gospodarstwie. Zbiór wierzby, topoli czy miskanta odbywa się w okresie zimowym i nie koliduje z pracami polowymi. W zakresie oświetlenia domu rolnik zastosował już nowoczesne technologie. Sukcesywnie należy wymieniać stary sprzęt AGD. Spore oszczędności energii może przynieść montaż kolektora słonecznego do podgrzewania ciepłej wody użytkowej i zastąpienie nim bojlera elektrycznego.

 

Zasoby surowcowe i produkty uboczne z produkcji rolnej przydatne do wytwarzania energii

W analizowanym gospodarstwie słoma z upraw zbożowych w całości jest zużywana na ściółkę dla zwierząt i wytworzenie obornika do nawożenia pól. W gospodarstwie jest hodowane 32 DJP (DJP umowna jednostka liczebności zwierząt hodowlanych w gospodarstwie, wg polskich norm odpowiadająca jednej krowie o masie 500 kg). Przeciętna roczna produkcja obornika przy utrzymaniu na płytkiej ściółce i pastwiskowaniu wynosi 5t/DJP. Wobec tego w gospodarstwie jest produkowane rocznie około 160 t obornika. Przyjmując, że z 1 t obornika uzyskujemy średnio 30 m3 biogazu o wartości opałowej 23 MJ/m3 daje to 3680 MJ energii. Powyższe obliczenia pokazują, jak duże rezerwy energetyczne tkwią w produktach ubocznych gospodarstwa. W gospodarstwie należy rozważyć budowę mikrobiogazowni.

W analizowanym gospodarstwie dom ogrzewany jest węglem i biomasą drzewną pozyskaną z przecinki i pielęgnacji własnego lasu. Biomasa drzewna służy jako podpałka i dodatek do węgla. Rolnik może całkowicie uniezależnić się w tym obszarze od węgla, sadząc około 1,5 ha wierzby energetycznej, topoli lub miskanta. Rośliny te dają dobre plony na glebach słabych, podmokłych w przypadku wierzby, gdzie nie udają się inne uprawy. Jak pokazują badania IUNG Puławy średnioroczne plony wierzby z pełnym nawożeniem i ochroną wynoszą około 15 ton suchej masy z hektara na rok. Doświadczenia prowadzone w CDR O/Radom pokazują, że bez nawożenia i ochrony można uzyskać plon 11 t suchej masy z ha/rok. Dla porównania plon suchej masy leśnej może sięgnąć 2,5 t z ha/rok.

Rolnik do ogrzewania domu zużywa około 5 ton węgla średniej jakości. Wartość energetyczna węgla wynosi 23-25 GJ/t, natomiast suchej masy wierzby 15-17 GJ/t. Zatem około 1,5 t biomasy równoważy 1 t węgla. Do ogrzania domu potrzeba zebrać wierzbę z około 0,7 ha. Dzięki temu koszty ogrzewania domu można zmniejszyć o 60%, nie mówiąc o efekcie ekologicznym.

 

Racjonalne użytkowanie energii w domu mieszkalnym

Jak wykazały wcześniejsze analizy, ilości zużywanej energii do ogrzewania domu są znaczne i można je zracjonalizować dociepleniem budynku. Co prawda rolnik wymienił już stare otwory okienne i drzwiowe na nowe, niemniej docieplenie ścian jest zalecane, ponieważ dom został zbudowany w oparciu o stare technologie, w 1990 roku.

Średnie koszty inwestycyjne związane z dociepleniem w 2013 r. wyniosły 15660 zł. Zastosowanie termomodernizacji powoduje obniżenie kosztów eksploatacji kotłów średnio o 26%. Taki stan rzeczy sprawia, że koszty docieplenia budynku mogą zwrócić się po około czterech latach dla kotłów opalanych brykietem czy peletem. Ponadto atrakcyjność inwestycji związanej z termomodernizacją polega na możliwości uzyskania premii termomodernizacyjnej.

Analizując zużycie energii elektrycznej w gospodarstwie domowym okazuje się, że największym "pożeraczem" jest bojler elektryczny do podgrzewania ciepłej wody użytkowej w okresie lata. W okresie zimy ciepła woda użytkowa podgrzewana jest w wężownicy zamontowanej w kuchni opalanej drewnem. Takie rozwiązanie jest uciążliwe w okresie letnim, zwłaszcza podczas upałów. Zapobiec temu można instalując kolektor słoneczny z dotacją Narodowego Funduszu Ochrony Środowiska i Gospodarki Wodnej. Zakładając, że zamontujemy markowy kolektor o pojemności zasobników wody 250-300 l, które zaoszczędzą w ciągu roku 60% zużywanej energii na podgrzewanie wody, to zwrot inwestycji nastąpi po około 10 latach.

Do oświetlenia domu rolnik używa żarówek energooszczędnych dopasowanych mocą do wielkości pomieszczeń. Rolnik na bieżąco zapoznaje się z informacjami o racjonalizacji energii i celowo nie zamontował żarówek energooszczędnych w pomieszczeniach, gdzie światło zapala się często i na krótko. Tam są żarówki tradycyjne. Rolnik zdaje sobie sprawę, że niezbędna jest wymiana kilkuletniej lodówki i pralki, które zużywają zbyt wiele prądu. Przy planowanych zakupach rolnik ma świadomość, że klasy energetyczne oznaczone są literami od A do G, gdzie najbardziej energooszczędna jest klasa A++ oraz A+, z kolei najmniej klasa G. Decydując się na zakup urządzenia o klasie A+ zaoszczędzimy w niektórych z nich nawet do 25% zużycia energii w stosunku do urządzenia oznaczonego normą A.

 

Racjonalne użytkowanie energii w technologii produkcji

Rolnik posiada oborę na 30 stanowisk uwięzionych i planuje modernizację obory na wolnostanowiskową głęboką. W oborze zmontowana jest dojarka przewodowa, która powoduje dużą uciążliwość doju i zużycie energii. Stąd podczas modernizacji zostanie wybudowana wydajalnia typu "rybia ość" usprawniająca udój mleka i ograniczająca zużycie energii. Mleko po udoju schładzane jest w schładzalniku z odzyskiem ciepła, które wykorzystywane jest do podgrzewania wody technologicznej. Krowy są żywione sianokiszonką, kiszonką z kukurydzy i lucerną. W żywieniu stosowane są nowoczesne technologie, które rolnik sukcesywnie udoskonala.

Natomiast w technologii uprawy zbóż można wprowadzić wiele modyfikacji. Tradycyjna uprawa polegająca na podorywce bronowaniu, orce głębokiej, rozsiewaniu nawozów i siewie zbóż, można zmodyfikować używając agregatów uprawowych i siewnych. Moc ciągnika w analizowanym gospodarstwie jest za duża w stosunku do posiadanych maszyn. Stąd zakup agregatów lub zagregatowanie niektórych zbiegów wydaje się być racjonalnym rozwiązaniem. Agregaty uprawowe nie są jeszcze tak bardzo popularne w naszym kraju. Rolnicy często wykonują czynności pojedynczo, często z przyzwyczajenia lub z braku posiadania takich urządzeń. Agregat uprawowy wykonuje często nawet siedem czynności roboczych w ciągu jednego przejazdu po polu. Dzięki połączeniu kilku czynności roboczych osiągamy wyraźne oszczędności energii, ograniczamy ilość przejazdów po polu i zmniejszamy koszty produkcji. Jednym z najbardziej energochłonnych zabiegów uprawowych jest orka. W ostatnim czasie coraz wyraźniejsza jest tendencja do stosowania, szczególnie w gospodarstwach o dużym areale, rozwiązań energooszczędnych takich jak uprawa bezorkową czy siew bezpośredni.

 

Celem określenia rzeczywistego zużycia energii różnego typu w gospodarstwach oraz sprawdzenia wiedzy rolników o możliwościach ograniczania zużycia energii i wykorzystania odnawialnych źródeł energii, przeprowadzono na stronie www.gospodarzzenergia.pl sondę "Wiesz, ile energii zużywasz?".

Sonda składała się z trzech pytań zamkniętych, z zestawem od 4 do 6 odpowiedzi do wyboru. Poniżej przedstawiamy treść sondy oraz zestawienie jej wyników:

 

Czy znasz zużycie energii w Twoim gospodarstwie? (zaznacz wszystkie odpowiedzi prawdziwe)

  • Znam roczne zużycie energii na cele grzewcze. (19)

  • Znam roczne zużycie energii elektrycznej. (21)

  • Nie potrafię dokładnie określić poziomu zużycia energii w moim gospodarstwie. (17)

  • Prowadzę analizę kosztów poszczególnych rodzajów energii. (6)

  • Znam roczne zużycie paliw. (15)

 

Jakie widzisz możliwości oszczędzania energii w swoim gospodarstwie? (zaznacz wszystkie odpowiedzi prawdziwe)

  • Zmiana oświetlenia, urządzenia AGD, procesów technologicznych (efektywne wykorzystanie energii elektrycznej). (32)

  • Zmiana źródła energii cieplnej, termomodernizacja, dom pasywny – efektywne wykorzystanie energii cieplnej. (20)

  • Wykorzystanie odnawialnych źródeł energii: kolektory słoneczne, panele PV, wiatraki, piece na biomasę, biogazownie, pompy ciepła. (21)

  • Zmniejszenie zużycia paliw – nowoczesne energooszczędne technologie produkcji. (16)

  • Nie widzę żadnych możliwości oszczędzania energii w moim gospodarstwie. (2)

  • Wszystkie wymienione wyżej możliwości oszczędzania energii w moim gospodarstwie są już wykorzystywane. (5)

 

Jakiego rodzaju energii zużywasz w Twoim gospodarstwie najwięcej?

  • Energia elektryczna. (34,9%)

  • Energia cieplna. (16,3%)

  • Paliwa. (37,2%)

  • Nie wiem. (11,6%)

 

Sondę wypełniło 43 respondentów (rolników)

 

Opracowanie FDPA

 

Opracowanie FDPA

Opracowanie FDPA

 

Wnioski rekomendacje

  1. Z przeprowadzonej sondy wynika, że około 25% respondentów zna roczne zużycie energii elektrycznej oraz na cele grzewcze, jednak analizę kosztów prowadzi tylko 8% gospodarstw. Analiza kosztów jest najbardziej istotna. Jak wynika z tabeli 1 analizowanego przykładowego gospodarstwa, zużycie energii przez ciągnik i na cele grzewcze jest porównywalne, natomiast koszty energii zawarte w paliwie są ponad dwukrotnie wyższe niż energii w węglu. Stąd wniosek, że znalezienie racjonalnego obniżenia zużycia paliwa jest najbardziej zasadne ekonomicznie.

  2. Najwyższe koszty w gospodarstwach generuje zużycie paliw. Stąd zasadne jest wprowadzenie do gospodarstw nowoczesnych, uproszczonych technologii uprawy bądź siewu bezpośredniego. Nie można podać ogólnej recepty dla wszystkich gospodarstw ponieważ każde gospodarstwo posiada odmienną specyfikę glebowo-środowiskową i technologie należy dostosować do specyfiki gospodarstwa.

  3. W analizowanym gospodarstwie moc ciągnika jest o 30% za duża w stosunku do posiadanych maszyn. Jest to problem w większości gospodarstw w naszym kraju. Rozwiązaniem jest agregatowanie maszyn jeżeli to możliwe lub zakup nowych agregatów dopasowanych do mocy ciągników. Polskie gospodarstwa w większości są przeinwestowane w maszyny. Dobrym rozwiązaniem byłyby kółka maszynowe lub bazy usług mechanizacyjnych tak jak to jest praktykowane w krajach zachodnich.

  4. Z sondy wynika, że respondenci najwięcej zużywają energii elektrycznej. Wyłączenie zbędnych urządzeń w gospodarstwach domowych i zmiana naszych codziennych zachowań w domu może znacznie przyczynić się do oszczędzania energii. W analizowanym gospodarstwie rolnik był świadomy zachowań energooszczędnych w gospodarstwie domowym. Należy ciągle edukować mieszkańców wsi do energooszczędnych zachowań i utrwalać takie nawyki. Duże rezerwy tkwią w doborze taryf czy zmianie dostawcy energii.

  5. W sondzie 22% respondentów widzi możliwość wykorzystania odnawialnych źródeł energii. Prawo energetyczne od 2013 r. wprowadziło termin „prosument”. Jest to osoba fizyczna, która może wytwarzać energię elektryczną na własne potrzeby, a nadwyżki oddaje do sieci. Zgodnie prawem, nadwyżkę energii prosument sprzedaje do sieci za 80% ceny energii z poprzedniego roku. Instalację OZE należy dobrać do takich technologii produkcji w gospodarstwie, aby wytwarzana energia była w całości wykorzystywana w gospodarstwie, wtedy jest to najbardziej opłacalne ekonomiczne. Należy również skorzystać z dofinansowania NFOŚiGW.

  6. Średnie zużycie energii cieplnej w gospodarstwie jest porównywalne z zużyciem energii w paliwach. Wiele gospodarstw zwłaszcza prowadzących tylko produkcję roślinną dysponuje nadwyżkami słomy. Nadwyżki słomy w gospodarstwach mogą stanowić poważne źródło ekologicznej energii pod warunkiem, że wilgotność nie przekroczy 25% i będą stosowane właściwe kotły do jej spalania.

  7. Energię cieplną można uzyskać poprzez uprawę roślin energetycznych, zwłaszcza na glebach słabych, zdegradowanych. Wykorzystanie roślin energetycznych stanowi duże szanse dla rolnictwa pod warunkiem, że rośliny te będą wykorzystywane lokalnie w rozproszonych źródłach energii. Jednak biomasa drzewna o dużej wilgotności, w czasie zbioru wymaga poprawy walorów energetycznych poprzez zmniejszenie zawartości wody i zastosowania zbioru dwufazowego z suszeniem jej w okresie letnim.

  8. Duże szanse i wyzwanie do produkcji energii stanowi wykorzystanie produktów ubocznych z rolnictwa. Lokalne ich wykorzystanie spowoduje racjonalizację zużycia energii i przyczyni się w dużej mierze do ochrony środowiska i klimatu. Ponad 20% respondentów widzi takie możliwości.

  9. Energetyka rozproszona oparta na odnawialnych źródłach energii i produktach ubocznych z rolnictwa może być uzupełnieniem, a nie konkurentem energetyki systemowej. Wykorzystanie rozproszonych źródeł energii zapewnieni ciągłość dostaw energii elektrycznej w oczekiwanych ilościach i parametrach gwarantujących niezawodność pracy urządzeń co stanowi podstawowy warunek rozwoju obszarów wiejskich.

  10. Wobec konieczności re-elektryfikacji obszarów wiejskich, energetyka rozproszona przyczyni się do ograniczenia strat w przesyle energii elektrycznej i poprawi parametry dostarczanej energii. Dodatkowo będzie to wzrost dywersyfikacji dochodów rolniczych i możliwość stworzenia nowych miejsc pracy. Według szacunków niemieckich, takie podejście spowodowało w ostatnim czasie stworzenie około 0,5 mln miejsc pracy, w tym przy obsłudze biogazowni około 100 tys.

  11. Zastosowanie nowoczesnych innowacyjnych technologii produkcji rolnej jako racjonalizację zużycia energii chce wykorzystać 17% respondentów. Zmniejszy to nie tylko nakłady pracy ale w znacznym stopniu przyczyni się do racjonalizacji zużycia energii oraz przyczyni się do ochrony środowiska naturalnego i przyniesie lepszy wynik ekonomiczny gospodarstwa.

  12. Przeprowadzona sonda pokazuje duże braki w świadomości rolników w kwestii racjonalnego zużycia energii w gospodarstwach rolnych. Sonda pokazuje potrzebę szkoleń i opracowywania praktycznych publikacji o oszczędzaniu energii w produkcji rolniczej i w gospodarstwach domowych.

 

Opracował: Zdzisław Ginalski

 

 

 

 

Zobacz pozostałe raporty
Wyszukiwarka
Kanał Youtube
 
Facebook
Zamknij

Ten serwis internetowy wykorzystuje pliki cookies.

Używamy informacji zapisanych za pomocą cookies m.in. do celów reklamowych i statystycznych. Mogą stosować je też współpracujące z nami firmy - m.in. reklamodawcy.

W przeglądarce internetowej, w której otwierasz nasz serwis możesz zmienić ustawienia dotyczące cookies.

Korzystając z tego serwisu bez zmiany ustawień dotyczących cookies wyrażasz zgodę na ich używanie i zapisywanie w pamięci urządzenia. Więcej informacji znajdziesz w Polityce prywatności.