Produkuj więcej żywności przy mniejszych emisjach — w jaki sposób pomocne mogą być powietrze i energia elektryczna
15 Nov 2022
Świat musi produkować więcej żywności, ale musi też ograniczyć emisje. Rolnicy potrzebują rozwiązań, które poprawią ich produkcję i oddziaływanie na środowisko, a jednocześnie będą oszczędne. Przetwórcy mleka i przemysł spożywczy potrzebują nowych sposobów na zmniejszenie wpływu na środowisko w swoim łańcuchu dostaw, aby osiągnąć cele emisji na poziomie „zerowym netto”.
Według ONZ do 2030 roku populacja świata wzrośnie o 11% do 8,6 miliarda ludzi, co oznacza 21% wzrost zapotrzebowania na mleko. W ramach „Zielonego Ładu” Komisja Europejska stworzyła strategię „od pola do stołu”, której celem jest przesunięcie obecnego modelu żywnościowego UE w kierunku bardziej zrównoważonych rozwiązań. Jednym z celów strategii jest redukcja stosowania pestycydów i nawozów o 50% do roku 2030. Aby sprostać temu wyzwaniu, GEA nawiązała współpracę z norweską firmą agrotechnologiczną N2 Applied w celu przedstawienia zrównoważonej alternatywy dla nawozów chemicznych przy jednoczesnej redukcji emisji amoniaku i metanu z gnojowicy zwierząt hodowlanych. A wszystko to odbywa się lokalnie w gospodarstwie przy użyciu jedynie powietrza i energii elektrycznej.
Wyzwanie związane ze stratami amoniaku i metanu
Płynny obornik — zwany gnojowicą — może w znacznym stopniu przyczynić się do bardziej zrównoważonego rolnictwa, ale w jaki sposób? Gnojowica zwierząt hodowlanych jest naturalnym nawozem dostarczającym roślinom składników odżywczych i materii organicznej, która poprawia żyzność gleby i umożliwia lepszy wzrost. Jednak zawartość azotu jest stosunkowo niska dla optymalnego nawożenia większości upraw, a straty azotu podczas magazynowania gnojowicy i stosowania na polu mogą być znaczne. Utracony azot kończy jako zanieczyszczenie w postaci amoniaku, ale ta strata podnosi również zapotrzebowanie na nawozy chemiczne. Zarządzanie gnojowicą w połączeniu z produkcją i stosowaniem nawozów chemicznych jest jednym z głównych źródeł emisji gazów cieplarnianych w rolnictwie.
Gnojowica zwierząt hodowlanych jest naturalnym nawozem dostarczającym roślinom składników odżywczych i materii organicznej, która poprawia żyzność gleby i umożliwia lepszy wzrost.
Poprawa globalnej produkcji żywności poprzez zwiększenie plonów i zmniejszenie emisji
Aby zrekompensować te straty, produkuje się nawozy chemiczne przy użyciu paliw kopalnych, takich jak gaz i węgiel, by zasilić produkcję, a następnie są transportowane na całym świecie, by zapewnić rolnikom składniki odżywcze potrzebne do uprawy roślin i warzyw. „Dobrze wiadomo, że oprócz wysokiej emisji związanej z produkcją i transportem, występują duże straty azotu i gazu rozweselającego (N2O) w trakcie stosowania na polu i po nim” — wyjaśnia Trond Lund, kierownik ds. rozwoju działalności w N2 Applied. Celem jest znalezienie sposobu na poprawę globalnej produkcji żywności poprzez zwiększenie plonów i zmniejszenie emisji.
Jak udaje nam się rozwiązać to wyzwanie przy użyciu technologii plazmowej
Nowa technologia umożliwia lokalną produkcję nawozu poprzez przetwarzanie gnojowicy, przy wykorzystaniu jedynie powietrza i energii elektrycznej. Przetwarzanie znacznie zmniejsza szkodliwe emisje i wytwarza wydajny nawóz, który jednocześnie poprawia wydajność upraw. Rozwiązanie to wykorzystuje tzw. technologię plazmową. Dzięki wykorzystaniu energii elektrycznej i powietrza dodaje ona azot z powietrza bezpośrednio do gnojowicy, co zwiększa zawartość azotu. Ponadto przetwarzanie gnojowicy zapobiega utracie amoniaku i eliminuje emisję metanu, co sprawia, że jest to korzystne rozwiązanie pomagające w realizacji zobowiązań dotyczących celów klimatycznych na skalę przemysłową.
Technologia plazmowa jest naprawdę innowacyjna, działa podobnie jak błyskawica — gdzie wkład energii rozszczepia strukturę cząsteczek powietrza. Poprzez wykorzystanie energii elektrycznej i powietrza do wytworzenia gazu plazmowego, piorun jest symulowany w skalowalnej maszynie. Gaz plazmowy jest następnie wchłaniany do strumienia gnojowicy.
Produktem końcowym jest nawóz organiczny wzbogacony azotem (NEO), który ma takie same właściwości jak zwykła gnojowica, ale zawiera więcej azotu i znacznie mniej emisji. Może być nadal rozrzucany przy użyciu istniejącego sprzętu rolniczego, umożliwiając rolnikom poprawę własnej produkcji żywności, zmniejszenie zapotrzebowania na nawozy chemiczne i uczynienie rolnictwa bardziej okrężnym.
Nowe technologie i wzbogacona gnojowica muszą przejść kilka prób terenowych, aby sprawdzić ich skuteczność. Dzięki oczyszczaniu gnojowicy gospodarstwa mogą znacznie zmniejszyć swój ślad węglowy.
Lepsze dla rolników
To nowe rozwiązanie dosłownie przenosi scentralizowaną produkcję nawozów azotowych w przemyśle opartym na kopalinach na lokalną produkcję w gospodarstwie, wykorzystując jedynie odnawialną energię elektryczną i powietrze. Rolnicy mogą teraz produkować nawóz w gospodarstwie zamiast kupować nawóz chemiczny. Dostarcza rolnikom opłacalny zrównoważony nawóz, czyniąc ich mniej zależnymi od łańcucha dostaw nawozów chemicznych.
Oprócz uniezależnienia od nawozów chemicznych, zmniejszenie emisji amoniaku i metanu pomaga rolnikom w przestrzeganiu przepisów i dalszej poprawie śladu gazów cieplarnianych (GHG). Przetwarzanie obniża pH gnojowicy bez dodawania środków chemicznych. Zakwaszenie gnojowicy redukuje 95% emisji amoniaku podczas magazynowania i stosowania na polu, podczas gdy obróbka plazmowa redukuje 99,9% emisji metanu. Połączone efekty zmniejszają ślad węglowy gospodarstwa nawet o 30%, zwiększają zbiory upraw o 40% i zmniejszają zanieczyszczenie powietrza o 50%.
Innym wspaniałym efektem ubocznym jest to, że silny zapach gnojowicy i uciążliwość zapachowa dla okolicznych mieszkańców zostają wyraźnie ograniczone.
Oczyszczanie odpadów pofermentacyjnych z biogazu
Poza przetwarzaniem gnojowicy zwierząt hodowlanych technologia ta nadaje się również do przetwarzania odpadów pofermentacyjnych z biogazu. Podobnie jak w przypadku gnojowicy, również w tym przypadku uzyskuje się wyższą zawartość azotu w odpadach pofermentacyjnych z biogazu oraz redukuje się emisję amoniaku i metanu. Jest to ważne, ponieważ odpady pofermentacyjne mają z reguły wyższą zawartość amoniaku-N i wysokie pH oraz często wykazują wysoką emisję amoniaku i metanu podczas magazynowania i stosowania na polu. Obróbka plazmowa może również stanowić wartość dodaną dla instalacji fermentacji beztlenowej.
„Ta nowa technologia jest istotnym krokiem wspierającym zrównoważone praktyki rolnicze i nasze podejście do rolnictwa nowej generacji, pozwalające dostarczać światu żywność w lepszy sposób” — twierdzi Adel Sharifi, kierownik ds. rozwoju kanałów zbytu i działalności w Pionie Technologii Rolniczych firmy GEA.
Jeśli chcesz poznać na żywo nasze rozwiązania rolnicze nowej generacji w zakresie udoju, żywienia i gnojowicy na żywo, odwiedź nas na targach EuroTier w Hanowerze na stoisku C26 w hali 13.
