Tilgængelighed af biomasseressourcer et spørgsmål om bæredygtighed Uffe Jørgensen Institut for Jordbrugsproduktion og Miljø AARHUS UNIVERSITET Det Jordbrugsvidenskabelige Fakultet
Biomasse er i dag verdens største kilde til vedvarende energi Kan vi udnytte endnu mere biomasse? Og kan vi bruge den flere gange?
Biomasse udgør 73% af Danmarks produktion af VE PJ 140 120 100 80 60 40 20 0 1980 '85 '90 '95 '00 '05 '07 Vind Halm Træ Affald, bionedbrydeligt Biogas Varmepumper m.m. Energistatistik 2007
Hvilke typer bioenergi fra landbruget? Korn Sukkerroer Raps Græs Husdyrgødning Halm Energipil Elefantgræs Bioethanol Biodiesel Biogas Fast brændsel EL & Varme
Hvor meget kan landbruget øge biomasseleverancen? 1 8 Procent af totalt energiforbrug 1 6 1 4 1 2 1 0 8 6 4 2 0 Ve dv are nde e ne rgi B ioe ne rgi i alt B ioe ne rgi fra landbruge t P ote ntie lt fra landbruge t Energistatistik 2007 + Jørgensen et al., 2008a
Så meget bioenergi kan landbruget levere (i dag ca. 24 PJ = 3%) 80% af halm 34 PJ 75% af husdyrgødning 24 PJ 100% animalsk fedt 3 PJ 100% rapsolie til energi 7 PJ 25% af brak energiafgrøder 2 PJ 15% af kornareal energiafg. 43 PJ 75% af græsareal på lavbund 4 PJ 20% af 3 arealer 3 PJ Industriaffald til biogas 3 PJ Total 123 PJ = 14% Jørgensen m.fl. 2008a, opdateret
Andre mulige biomassekilder? Mere fra skov? Læhegn o.l. Grøftekanter Grødeskæring Havalger
Landbruget kan altså bidrage med mere biomasse - men skal også opfylde Vandrammedirektivet Grundvandsdirektivet Habitatdirektivet Vandmiljøplan III Pesticidplanen Kyoto-klimaforpligtelsen VVM-krav Natura 2000
Biomasseudnyttelse en bæredygtig løsning? eller en molbohistorie?
Så mange år tager det at betale kulstofgælden tilbage med dyrket bioenergi J. Fargione et al., Science 319, 1235-1238 (2008) Published by AAAS
Flerårige afgrøder i forhold til enårige 70% reduktion i nitratudvaskning 60% reduktion i pesticidforbrug 60% større drivhusgasreduktion
Reduktion af nitratudvaskningen ved 5-doblet bioenergi fra landbruget 2 5.0 0 0 2 0.0 0 0 Tons N/år 1 5.0 0 0 1 0.0 0 0 5.0 0 0 0 R ed u ktionsm ål V M P 3 E n årig e energ i- afg røder F lerårig e en ergiafg rø der Jørgensen et al., 2008b
Effekt på nitratudvaskning (tons N/år) af øget udnyttelse af bioenergi Energiafgrøder: Enårige Flerårige 75% af husdyrgødn. biogas -3.600-3.600 Fiberfraktion afbrændes -3.300-3.300 25% af tidl. brak energiafg. +600 +100 15% af kornareal energiafg. 0-11.200 75% af græs på lavbund -800-800 Total -7.100-18.800 Reduktionsmål i VMP 3-21.150 Jørgensen m.fl., 2008b, opdateret
Hvorfor forskel mellem en- og flerårige afgrøders miljøeffekt? Flerårige afgrøder har bedst næringsstofhusholdning Flerårige afgrøder er hårdføre og konkurrencestærke Når man ikke pløjer fremmes kulstoflagring i jorden
Behandlingsindeks pesticider for energiafgrøder Triticale 1997-98 0,9 Triticale 1998-99 0,7 Elefantgræs Foulum, 1993-2000 0,6 Elefantgræs Jyndevad, 1993-2000 1,0 Pil Foulum, 1993-2000 0 Pil Jyndevad, 1993-2000 0,4 Pileavler Bach 0,5 Gennemsnit dansk landbrug 2007 2,4 Reduktionsmål Pesticidplan 2009 1,7
Eksempler på energi- eller plastafgrøder
Enge o.l. - Naturbeskyttelsesloven 3 300.000 ha ønskes plejet Energy production GJ/ha 120 100 80 60 40 20 0 Early cut - graz. Late cut - graz. Two early cuts Two late cuts Two late cuts (site 2) Two early cuts + vinasse harvest strategi maize 12000 10000 8000 6000 4000 2000 0 kg DM/ha Møller, 2007 GJ/ha (1. cut) GJ/ha (2. cut) harvest yield (kg DM/ha) Biogas fra 3-arealer: Næringsstoffer fra 50-60.000 ha vil kunne erstatte nuværende gødningsimport i økologisk jordbrug
Men pas på! Jordens Energiafgrøders kulstofindhold landskabseffekt
Effekt på kulstof i jord af øget udnyttelse af bioenergi 1000 tons C/år enårige flerårige 80% af kornhalm -29 80% af rapshalm -11 75% af husdyrgødn. biogas -106 Fiberfraktion afbrændes -45 Animalsk fedt 0 100% rapsolie til energi 0 50% af tidl. brak energiafg. -22 +24 15% kornareal energiafg. -87 +94 75% af græs på lavbund? Total -300-73 Jørgensen et al., 2008b
Kan der kompenseres for jordens kulstoftab? Dyrkning af efterafgrøder vil kompensere, men vil kræve yderligere 0,6 til 2,3 mio. ha Dyrk flerårige afgrøder, fx græs Benyt reduceret jordbearbejdning Tilfør evt. biochar
Biomasse kaskadeanvendelse en win-win løsning? Det er muligt at 3-5 doble biomasseleverancen fra landbruget Restprodukter reducerer ikke fødevareproduktionen Biomasseproduktion kan reducere nitratudvaskning, pesticidforbrug og drivhusgasemission Naturpleje kan ske ved biomassehøst til energi og derved skaffes næringsstoffer til økologisk jordbrug
Biomasseudnyttelse en molbohistorie? Dyrkning af enårige afgrøder kan give høje næringsstoftab, ringe nettodrivhusgasbalance og højt pesticidforbrug Stort forbrug af halm & gylle kan reducere jordens kulstofindhold
Hvor er biomassen?
1000 m 3 methan per 5x5 km
Naturgasnet og metanpotentiale