Presentation gives an overview of the SEEMLA project of Horizon2020 program. The main objective of the project is the establishment of suitable innovative land-use strategies for a sustainable production of plant-based energy on marginal lands while improving general ecosystem services. Presentation is also focused on Pilot cases in Ukraine, provided by Institute of Bioenergy Crops and Sugar Beet (IBC&SB) of the NAASU. IBC&SB selected marginal sites within the intensively agriculturally used regions of Poltava and Vinnitsa in the eastern and central parts of the country.
2. Sustainable exploitation of biomass for bioenergy from marginal lands in Europe
(Стале вирощування біомаси на маргінальних землях в Європі)
Німеччина:
Агентство відновлювальних ресурсів (FNR)
Інститут енергетики та екологічних досліджень Гейдельберг (IFEU)
Бранденбурзький технічний університет Котбус – Зенфтенберг (BTU-CS)
Італія:
Ліга з охорони навколишнього середовища (Legambiente)
Греція:
Університет Демокріта Фракії (DUTH)
Децентралізоване адміністрування Македонії і Фракії (DAMT)
•Україна:
Інститут біоенергетичних культур і цукрових буряків (ІБКіЦБ)
SALIX Energy (SALIX)
5. Маргінальні землі
• Маргінальні землі це землі, на яких вирощування традиційних сільськогосподарських культур
(харчових чи кормових) не можливо або економічно не доцільно через низьку родючість ґрунту,
несприятливі кліматичні умови, екологічні, економічні чи соціальні ризики.
• До маргінальних земель найбільш поширеними для України є малопродуктивні та техногенно
забруднені землі, перезволожені або засушливі землі, еродовані землі та землі з підвищеною або
низькою кислотністю.
Кліматичні умови Економічні умови
Маргінальні землі придатні для
вирощування біоенергетичних культур
Загальна площа
маргінальних земель
6. Дотримання вимог сталого розвитку
Сталий розвиток є такий розвиток, який дозволяє забезпечити сьогоденні потреби, не ставлячи під
загрозу здатність майбутніх поколінь задовольняти свої власні потреби (Брундладська комісія 1987).
7. щодо обмеження використання земель:
- біосировина не може вирощуватись на землях з високим показником біорізноманіття
та високим вмістом органічної речовини.
щодо підтримки якості грунтів:
- мінімізація ерозії;
- стабільність органічної речовини в ґрунті;
- оптимальне використання побічної продукції.
щодо соціальної сталості біопалива:
- відсутність конкуренції з харчовими культурами;
- відсутність негативного впливу на умови праці, права на землю, біобезпеку;
- покращення соціальної структури місцевості тощо.
Вимоги сталості (Директива 2009/28/ЕС)
12. Тип фотосинтезу C4 C3
Концентрація CO2 , за якого фотосинтез і фотодихання врівноважені 0-5 ppm 30-100 ppm
Фотодихання Слабке або відсутнє Інтенсивне
Вплив високих температур Покращує поглинання CO2 Зменшує поглинання CO2
Спосіб запилення Тільки вітром Переважно комахами
Фенологія цвітіння Наприкінці вегетації Протягом всієї вегетації
Приріст сухої речовини, т/(га*рік) 40-80 10-25
Особливості фотосинтезу рослин
13. Допустимі умови вирощування біоенергетичних рослин
Categories of MagL Hydrometrical coefficient
> 1,5 1,5-1,0 0,9-0,5 <0,5
Low-fertile
Black locust, Scots pine, Basket
willow, Poplar, Miscanthus,
Switchgrass, Columbus grass, Reed
canary grass, Sida, Jerusalem
artichoke, Cup plant, Giant
knotweed
Black locust, Scots pine, Basket
willow, Poplar, Tree of heaven,
Miscanthus, Switchgrass,
Columbus grass, Reed canary
grass, Sida, Jerusalem artichoke,
Cup plant, Giant knotweed, Giant
reed, Common reed
Black locust, Black pine, Poplar,
Eucalyptus, Tree of heaven,
Miscanthus, Switchgrass, Sida,
Jerusalem artichoke, Cup plant,
Giant reed, Common reed,
Cardoon
Black locust, Black pine,
Eucalyptus, Tree of heaven,
Giant reed, Common reed,
Cardoon
Stony Black locust, Scots pine
Black locust, Scots pine, Tree of
heaven,
Black locust, Black pine,
Eucalyptus, Tree of heaven,
Black locust, Black pine,
Eucalyptus, Tree of heaven
Acid Black locust, Scots pine, Basket
willow, Switchgrass, Columbus
grass, Reed canary grass, Sida,
Jerusalem artichoke, Giant
knotweed
Black locust, Scots pine, Basket
willow, Tree of heaven,
Switchgrass, Columbus grass,
Reed canary grass, Sida,
Jerusalem artichoke, Giant
knotweed
Black locust, Black pine,
Eucalyptus, Tree of heaven,
Switchgrass, Sida, Jerusalem
artichoke
Black locust, Black pine,
Eucalyptus? Tree of heaven
Saline
Black locust, Poplar, Columbus
grass, Sida, Jerusalem artichoke
Black locust, Poplar, Columbus
grass, Sida, Jerusalem artichoke,
Giant reed, Common reed
Black locust, Poplar, Sida,
Jerusalem artichoke, Giant reed,
Common reed, Cardoon
Black locust, Giant reed,
Cardoon
Eroded Black locust, Scots pine,
Miscanthus, Switchgrass
Black locust, Scots pine, Tree of
heaven, Miscanthus, Switchgrass
Black locust, Black pine,
Eucalyptus, Tree of heaven
Black locust, Black pine,
Eucalyptus, Tree of heaven,
Over-wet
Basket willow, Reed canary grass
Basket willow, Reed canary
grass, Giant reed, Common reed
Basket willow, Reed canary
grass, Giant reed, Common reed
Basket willow, Reed canary
grass, Giant reed, Common
reed
14. Пілотні участки проекту
based on the figure by
Dauber et al. (2012) (modified)
fallow / set aside
abandoned
degraded
(anthropogenic)
reclaimed
badlands
(natural
wastelands)
marginal land (SEEMLA MagL)
sites BTU (Germany)
sites DAMT (Greece)
sites IBC&SB (Ukraine)
sites SALIX (Ukraine)
fertilesites/soils:primarily
relevantforfoodproduction
infertilesites/
soils:not
relevantfor
biomass
production
marginalland
potentiallysuitable
forbiomass
production
(SEEMLAapproach)
fertility(soilqualityindex)/productivity
need for land restoration / costs for land rehabilitation
brownfields:
(anthropogenic wastelands,
often substantially contaminated)
conflict between
biomass production
and food production /
nature conservation
economic
efficiency
too low for
biomass
production
potential cost efficient land use
change for biomass production
(SEEMLA approach)
economic inefficiencylow high
ecologicalsitequalitypoorhigh
16. Міскантус
Міскантус (Miscantus A.) – це багаторічна трав’яниста рослина з родини злакових, С4 типу фотосинтезу, який
нараховує близько 40 видів.Міскантус є високоефективною екологічно чистою культурою: після чотирьох
років вирощування він накопичує 15–20 т підземної біомаси, яка еквівалентна 7,2–9,2 т/га вуглецю.
Тривалість використання плантації — близько 20 років, а комерційного вирощування — 15 років. Низькі
експлуатаційні витрати на вирощування відкривають широкі можливості використання даної культури для
виробництва твердих видів палива. Урожайність сухої біомаси становить 15-20 т/га. Біомасу можна збирати
щорічно за допомогою звичайних кормозбиральних комбайнів, а отримана маса може йти безпосередньо на
вироблення тепла або перероблятися в паливні брикети чи гранули.Рекомендують вирощувати на
малопродуктивних ґрунтах, не придатних для вирощування інших сільськогосподарських культур.
17. Свічгарс (Panicum virgatum L.) – це одна з багаторічних кореневищних трав, яка вирощується з
метою отримання біомаси. Висота рослини залежно від сорту та кліматичних умов становить 100-
250 см . Відноситься до C4 за фотосинтезом, раціонально використовує азот і вологу.
Продуктивність коливається в межах від 6 т сухої речовини на північноєвропейських ґрунтах з
низькою родючістю до 25 т на південно європейських ґрунтах з високою родючістю. За умови
хорошого догляду можна збирати урожай протягом 15 років. Свічграс походить з Північної
Америки, де у природних умовах росте вздовж 55º північної довготи аж до Мексики, здебільшого як
прерійна трава З початку 90-х років свічграс почав розглядатися як трав’яна енергетична культура
для виробництва етанолу і електроенергії в США та Канаді, а також як сировина для целюлозної
промисловості.
Просо прутоподібне (Свічграс)
18. 18
Енергетична верба
В Україні природно зростають 23–25 видів верб. Верби поширені від
альпійських височин до напівпустель, пустель та лісотундри і, завдяки своїй
біологічній стійкості, потужному фотосинтезуючому апарату та кореневій
системі, швидкорослості, стійкості до несприятливих факторів, здатності легко
розмножуватись вегетативно, невибагливості до родючості ґрунту і здатності
рости на землях непридатних для ведення сільського господарства, посідають
одне з перших місць серед інших енергетичних рослин, які придатні для
вирощування в умовах України.
Вирощування верби має ряд переваг, порівняно з традиційним веденням
лісового господарства. Завдяки високій інтенсивності вирощування,
можливості застосування за експлуатації плантацій мінімально можливого
обороту зрізання (2-3 роки) вирощування енергетичної вербової сировини
більш наближене до сільськогосподарського виробництва.
Продуктивність вербових насаджень за оцінками експертів становить 8-12 т
сухої деревини в рік, що перевищує продуктивність традиційних лісових
насаджень у 14 разів.
20. Веселоподільська ДСС
Роботи з підготовки пілотного участка розпочались на початку травня, коли зійшла вода. Було
укладено договір супідряду на проведення робіт із підготовки участка, садіння енергетичної
верби і міскантусу на площі до 1 га.
22. Ялтушківська ДСС
Роботи над пілотним участком проводились починаючи з 2016 року. Участок очищено від
сміття (пластик, папір, поліетилен та інше) та проведено комплекс заходів з розущільнення
грунту і боротьбі з бурянами. На весні 2017 року проведено розпушення грунту на участку,
виготовлено агрегат для нарізання садильних щілин, в які здійснено садіння енергетичної
верби. Вербою засаджено площу 0,9 га. Укладено договір субпідряду на садіння 0,9 га
енергетичної верби та 0,3 га міскантусу.
24. ДЯКУЮ ЗА
УВАГУ
Ганженко Олександр Миколайович
Відділ технологій вирощування
біоенергетичних рослин ІБКіЦБ
+380442755355
+380667674103
ganzhenko74@gmail.com
http://www.seemla.eu
bio.gov.ua
