NAWOZY ADAPTACYJNE
Wyzwania środowiskowe
Wydawałoby się, że wody na świecie mamy pod dostatkiem. Szczególnie w krajach, gdzie woda jest ogólnie dostępna, problem deficytu wody wydaje się być niezauważalny. Oto fakty na temat stanu wody:
- na Ziemi jest 97,5% wody słonej i tylko 2,5% wody słodkiej , z tego tylko ~1% jest zdatna do picia
- woda słodka jest to wody powierzchniowe i podziemne
- 2,1 mld osób na świecie nie ma dostępu do czystej wody pitnej
- w Europie ponad 100 mln osób nie ma dostępu do czystej wody pitnej
- zapotrzebowanie na wodę pitną wzrośnie o 55% do 2050 roku.
Jak wygląda sytuacja w Polsce?
- roczny przychód i rozchód wody wynosi 192 mld m3
- zaledwie 1,8% rzek posiada wodę klasy pierwszej
- prawie 31% rzek posiada wody pozaklasowe
- polskie jeziora w większości posiadają wody drugiej i trzeciej klasy.
Wyzwaniem dla gospodarki wodnej w Polsce jest, oprócz często dyskutowanej kontroli źródeł zanieczyszczeń w postaci ścieków komunalnych i przemysłowych, problem odpływu nawozów mineralnych z terenów rolniczych. Nawozy mineralne to substancje niekorzystnie wpływające na ekosystemy wodne.
Aby wyprodukować 1 metr sześcienny drewna potrzeba 1,6 mln litrów wody (1.600 m3).
Do wyprodukowania 1 tony zboża potrzebne jest 900 tys. litrów wody (900 ton).
Wyprodukowanie 1.000 litrów biopaliwa wymaga aż 200 mln litrów wody.
Rocznie jeden człowiek, przy dziennej diecie 3.000 kcal , zjada żywność, do której wytworzenia potrzeba 1,3 mln litrów wody, a na potrzeby komunalne każdy z nas zużywa średnio 70 tys. litrów wody ?dziennie?.
Kluczowe pytanie
Jak biogazownia rolnicza może skutecznie wpływać na stabilizację stosunków wodnych na obszarach pozyskiwania substartu oraz poprawiać właściwości gleby i zredukować zapotrzebowania na nawozy mineralne.
Sekwestracja węgla do gleby
(za portalem farmer.pl)
W wyniku licznych prób ustalono, że zawartość pierwiastka węgla w biowęglu zależy od źródła jego pozyskiwania i zmienia się w zakresie 61‑82%. Najwyższa zawartość C występuje w biowęglu pochodzącym z biomasy drzewnej, najniższe wartości cechują biowęgiel pochodzący z agrobiomasy. Bazując na tych danych około 0.61‑0.82 Mg pierwiastka C (co odpowiada 2,2–3Mg CO2) może być trwale sekwestrowane przez każdą tonę biowęgla zdeponowanego w ziemi. W USA (Lehmann 2004) oszacowano, że optymalną, roczną dawką biowęgla do gleby w celu podwyższenia jej produktywności jest ok. 76 Mg/ha, co daje sekwestrację ~224 Mg CO2/ha.
Biorąc pod uwagę całkowitą powierzchnię użytków rolnych oraz dane z USA, potencjał sekwestracji CO2 w postaci biowęgla bezpośrednio zdeponowanego w ziemi dla Polski wynosi 3,6 mld Mg CO2 .
Należy zauważyć, że aktualna emisja CO2 ze wszystkich źródeł wytwarzania energii w Polsce oceniana jest na poziomie 0,45 mld Mg rocznie, natomiast z dużych bloków energetycznych, które w pierwszej kolejności zmuszane będą do ograniczenia emisji CO2, na ok. 0,15 mld Mg rocznie, co stanowi nieco ponad 4% potencjału sekwestracji w gruntach uprawnych.
Ale to nie koniec możliwości sekwestracji tą metodą. Kolejna pozycja wynika z zastosowania biowęgla w celu wyeliminowania wapna dodawanego do gleby dla poprawy wskaźnika pH.
Zastępując wapno biowęglem unikamy emisji CO2 powstałej w efekcie rozpadu CaCO3 i według szacunków może to wyeliminować emisję ~1,4 Mg CO2/ha.
Dalej, produkcji biowęgla w instalacji pirolizy towarzyszy produkcja ciepła, którego ilość zależy od rodzaju, a przede wszystkim wilgotności biomasy odpadowej.
Średnio można przyjąć, że produkując 1 Mg biowęgla, można uzyskać ok. 10 GJ ciepła w postaci spalin o temperaturze ok. 850–9000C.
Połączenie wysokiego AC i CEC biowęgla sprawia, że jest to doskonały nośnik składników odżywczych. Mikroorganizmy znajdują idealne siedliska w biowęglu i wokół niego poprzez te wchłaniane składniki odżywcze, co z kolei przynosi korzyści całemu życiu mikrobiologicznemu gleby i tworzy potencjał dla symbiotycznych mikroorganizmów oraz korzeni roślin.
Wpływ biowęgla na glebę
Biowęgiel nie jest nawozem, ale raczej nośnikiem składników odżywczych i siedliskiem mikroorganizmów.Ważne ‑ biowęgiel musi być aktywowany, aby stał się biologicznie czynny, aby skutecznie wykorzystać jego właściwości poprawiające glebę.
Biowęgiel jest bardzo porowaty i ma ogromną powierzchnię 300 m2 na gram. Dzięki wysokiej porowatości może związać do pięciu razy więcej wody i rozpuszczonych w niej składników odżywczych, niż jego własna masa. Ta właściwość jest nazywana zdolnością adsorpcyjną (AC).
Porowatość biowęgla jest wyraźnie widoczna gołym okiem.
Inną ważną cechą biowęgla jest jego zdolność do dynamicznej wymiany kationów (CEC). Wysoka CEC zapobiega wypłukiwaniu z gleby składników mineralnych, takich jak organiczne składniki odżywcze, zapewniając w niej ich wysoką dostępność.
Specjalistyczny nawóz adaptacyjny
W wyniku przeprowadzonych w BioTheCon prac rozwojowych opracowano efektywną metodę produkcji biowegla z biomasy odpadowej, szczególnie drzewnej, o wymaganych właściwościach.
W dalszej kolejności opracowano metodologię aktywacji biowegla w celu otrzymania nawozu adaptacyjnego o założonych właściwościach.
Nawóz taki może powstawać np. z wykorzystaniem spreparowanego odpowiednio pofermentu z biogazowni rolniczej, stanowiąc doskonałą ofertę nawozu adaptacyjnego dla dostawców substratu do takich biogazowni.
