VMP III - LandbrugsInfo

Download Report

Transcript VMP III - LandbrugsInfo

Slide 1

Erfaringer med Vandmiljøplan III
herunder en vurdering af miljøteknologier

Svend Christensen, Svend G. Sommer,
Henrik Wenzel og Anya B. Vinstrup

Det Tekniske Fakultet, Institut for Kemi, Bio- og Miljøteknologi


Slide 2

Disposition
 VMP I-III
 Den globale udfordring
 Kædebetragtninger
 Livscyklus analyse

S. Christensen, S.G. Sommer, H. Wenzel og A.B. Vinstrup, Det Tekniske Fakultet, Institut for Kemi, Bio- og Miljøteknologi

2


Slide 3

VMP I: 1987-1998
 Målet med planen var, at reducere den samlede
kvælstoftilførsel til vandmiljøet med 50 % og
fosfortilførslen med 80 %.
 Reduktionsmålet for markbidraget var 100.000 tons N pr
år, mens den øvrige reduktion skulle komme fra stop for
direkte udledninger.
 Resultat 1998: Mål for landbruget blev ikke nået

S. Christensen, S.G. Sommer, H. Wenzel og A.B. Vinstrup, Det Tekniske Fakultet, Institut for Kemi, Bio- og Miljøteknologi

3


Slide 4

VMP II: 1998-2003
 Reduktionsmålet for landbruget på 49% blev opretholdt.
 Usikkerhed omkring ”baseline” i VMP I
 Resultat 2003: Den samlede effekt af vandmiljøplanerne
viser en reduktion i kvælstofudvaskningen fra landbruget
på ca. 48 %.

S. Christensen, S.G. Sommer, H. Wenzel og A.B. Vinstrup, Det Tekniske Fakultet, Institut for Kemi, Bio- og Miljøteknologi

4


Slide 5

VMP III: 2005-2015 (evaluering 2008 og 2011)
 Landbrugets overskud af fosfor skal halveres – reduktion på ca. 25%
frem til 2009 og yderligere 25% frem til 2015
 Udledningen af fosfor skal reduceres – der etableres 50.000 ha
randzoner langs vandløb og søer
 Udvaskningen af kvælstof fra landbruget skal reduceres – med
minimum 13% frem til 2015
 Sårbar natur beskyttes – stop for udvidelse af husdyrbrug indenfor
180.000 ha nye beskyttelseszoner
 Vandmiljøplan III forskningsprogram – 155 mio. kr.
 Styrkelse af økologien – 200 mio. kr.
 Gyllehandlingsplan – skærpede afstandskrav
 Forsøgsprojekter – med balancemodeller

S. Christensen, S.G. Sommer, H. Wenzel og A.B. Vinstrup, Det Tekniske Fakultet, Institut for Kemi, Bio- og Miljøteknologi

5


Slide 6

VMP III forskningsprojekter
1.
2.
3.
4.
5.
6.
7.
8.
9.
10.
11.

12.
13.
14.

Bedre biologiske luftfiltre til staldene, Aarhus Universitet
Mindre fosfor i husdyrgødning, Aarhus Universitet
Sammenhængen mellem miljøets tilstand i danske fjorde og tilførslen af kvælstof
og fosfor, Aarhus Universitet
Best management af vandløb og nærliggende områder, Aarhus Universitet
Mindre fosfor-udskillelse fra kvæg, Aarhus Universitet
Bedre kvælstofudnyttelse i kvægbruget, Aarhus Universitet
Optimeret nedbrydning af fytat som erstatning for foderfosfat, Aarhus Universitet
Dyrkningspraksis og mobilitet af fosfor i jord, Aarhus Universitet
Strategier til reduktion af lugtgener fra svinebesætninger og gylleudbringning,
Aarhus Universitet
Omkostninger og gevinster ved reduktioner af næringsstoffer til danske,
vandområder, Aarhus Universitet
Geologisk variation og transportprocesser i forbindelse med risikokortlægning af
fosfortab, Aarhus Universitet
Mindre lugt fra svinestalde, Aarhus Universitet
Bedre kompost fra gylle, Københavns Universitet
Separation af husdyrgødning, Aarhus Universitet

S. Christensen, S.G. Sommer, H. Wenzel og A.B. Vinstrup, Det Tekniske Fakultet, Institut for Kemi, Bio- og Miljøteknologi

6


Slide 7

Udredningsrapport for teknologier med
særligt henblik på miljøeffektive teknologier
til husdyrproduktionen
Søren A. Mikkelsen (formand) og
Svend Christensen (Danmarks JordbrugsForskning), Peter H. Schaarup (Skov- og Naturstyrelsen),
Lene Vejbæk (Direktoratet for FødevareErhverv), Ivar Ravn og Niels Lundgaard (Landscentret),
Ole Aaes (Dansk Kvæg, Landscentret), Merete Lyngbye (Landsudvalget for Svin, Danske
Slagterier), Rene Damkjer (Agro Business Park), Brian Jacobsen (Fødevareøkonomisk Institut),
Morten Qwist og Ellis Sommer (Plantedirektoratet) og Finn Larsen (Amtsrådsforeningen).
Udredningsgruppen har endvidere modtaget bidrag fra Preben Bach Holm, Svend Morsing, Peter
Kai, Sven G. Sommer, Henrik B. Møller, Claus G. Sørensen, Martin N. Hansen, Søren O. Pedersen
og Hanne Damgaard Poulsen (Danmarks JordbrugsForskning), Per Tybirk og Niels Morten Sloth
(Landscentret, Landsudvalget for Svin). Anya Bjørn Vinstrup (Danmarks JordbrugsForskning) har
været faglig sekretær for udredningsgruppen.

S. Christensen, S.G. Sommer, H. Wenzel og A.B. Vinstrup, Det Tekniske Fakultet, Institut for Kemi, Bio- og Miljøteknologi


Slide 8

Uddrag fra sammendrag
 Der er et stort antal teknologier til rådighed i de enkelte led i
kæden planter til foder – fodring –stalde – lagre – behandling –
udbringning.
 Disse teknologier har en varierende grad af modenhed mht.
anvendelse i praksis.
 Viden om den miljømæssige effekt, produktions- og
miljøøkonomien er i mange tilfælde usikker eller manglende.
 Ideelt set er der behov for at anlægge kædebetragtninger
eller systemanalyser for at kunne optimere den samlede
teknologikæde i produktionssystemet.

S. Christensen, S.G. Sommer, H. Wenzel og A.B. Vinstrup, Det Tekniske Fakultet, Institut for Kemi, Bio- og Miljøteknologi

8


Slide 9

Principskitse for systemanalyse vedr. omsætningskæden for
husdyrgødning ved anvendelse af forskellige teknologier.
System grænse
Miljøteknologier
Fodring

Reduceret P
ved fordervalg

Stald

Lagring

Behandling

Transport/
udbringning

S1

L1

B1

T1

F2

S2

Overdækning
lager

Decanter
centrifuge

T2

F3

Kemiske
luftvaskere

L3

B3

T3

F4

S4

L4

B4

Nedfældning

F5

S5

L5

B5

T5

Fn

Sn

Ln

Bn

Tn

Aggregeret
miljøpåvirkning

Funktionel
enhed

S. Christensen, S.G. Sommer, H. Wenzel og A.B. Vinstrup, Det Tekniske Fakultet, Institut for Kemi, Bio- og Miljøteknologi

9


Slide 10

Kædebetragtninger
Eksempel på en samlet vurdering af miljøeffekten af flere teknologier til en
slagtesvinebesætning på 500 DE

Stald
7.265

Lager
1.875

Redu. råprotein
-1.235

Stald
2.955

Mark
3.650

Redu. spalteareal
-3.075

Lager
1.618

12.790

Nedfældning
-1.060

Mark
1.970

6.542

• Øverst: Kg NH3-N tab fra henholdsvis stald, lager og mark med de miljøteknologier, der
var i anvendelse i 2004.
• Midten: Effekten af miljøteknologier
• Nederst: Kg NH3-N tab fra henholdsvis stald, lager og mark efter anvendelsen af
miljøteknologier.
S. Christensen, S.G. Sommer, H. Wenzel og A.B. Vinstrup, Det Tekniske Fakultet, Institut for Kemi, Bio- og Miljøteknologi

10


Slide 11

Kædebetragtninger
Eksempel på en samlet vurdering af miljøeffekten af flere teknologier til en
stald med 500 DE køer

Stald
3.355

Tilpas. AAT og PBV
-500

Stald
1.616

Lager
1.195

Skaber og dræn
-1.219

Lager
1.040

Mark
2.595

7.125

Nedfældning
-934

Mark
1.735

4.391

• Øverst: Kg NH3-N tab fra henholdsvis stald, lager og mark med de miljøteknologier, der
var i anvendelse i 2004.
• Midten: Effekten af miljøteknologier
• Nederst: Kg NH3-N tab fra henholdsvis stald, lager og mark efter anvendelsen af
miljøteknologier.
S. Christensen, S.G. Sommer, H. Wenzel og A.B. Vinstrup, Det Tekniske Fakultet, Institut for Kemi, Bio- og Miljøteknologi

11


Slide 12

Landbrugets udfordringer
• Biomasseproduktion
• Foder og Fødevarer
• Bioenergi


El
• Varme
• Transport



Andre produkter


Plastik
• Basis kemikalier
• Øvrige bioprodukter

• Klimaændringer (drivhusgasemission)
• Næringsstofhusholdning
• Vandhusholdning
• Arealanvendelse og Biodiversitet
S. Christensen, S.G. Sommer, H. Wenzel og A.B. Vinstrup, Det Tekniske Fakultet, Institut for Kemi, Bio- og Miljøteknologi

12


Slide 13

Næringsstoffernes kredsløb i husdyrproduktionen
Planternes optagelse
Afgrøder
Udsivning:
Nitrat og
fosfor
Fodring
Handelsgødning

Marken

Staldanlæg

Gødning
Ammoniak- og
drivhusgasser
Udbringning

Opbevaring
og teknik

S. Christensen, S.G. Sommer, H. Wenzel og A.B. Vinstrup, Det Tekniske Fakultet, Institut for Kemi, Bio- og Miljøteknologi

13


Slide 14

Scenarios of human environmental impact
 EI = P E T
S EI

200 %

P

=

200 %

x

100 %

100 %

now

in 50 years

T

E

200 %

x

100 %

now

in 50 years

200 %

100 %

now

in 50 years

now

in 50 years

∑EI
P
E
T

Total environmental impact of human origin
Population
Economy per person (e.g. Gross Domestic Product/person)
An indicator for eco-efficiency of technology, i.e. environmental impact per unit
of economy (e.g. impact/GDP unit)
Dash line Best estimates of future development in P and E
Full line Scenario of unchanged Eco-efficiency of technology
Dot line Scenario of Eco-efficiency increase by a factor of 10 over 50 years
S. Christensen, S.G. Sommer, H. Wenzel og A.B. Vinstrup, Det Tekniske Fakultet, Institut for Kemi, Bio- og Miljøteknologi

14


Slide 15

Eco  efficiency



satified

demand

environmen tal impact

Miljøeffektivitet
E co  efficiency 

satified dem and
environm ental im pact

E co  efficiency = T

∑EI
P
E
T

1

=

P E
 EI

Total environmental impact of human origin
Population
Economy per person (e.g. Gross Domestic Product/person)
An indicator for eco-efficiency of technology, i.e. environmental impact per unit

S. Christensen, S.G. Sommer, H. Wenzel og A.B. Vinstrup, Det Tekniske Fakultet, Institut for Kemi, Bio- og Miljøteknologi

15


Slide 16

Miljøeffektive teknologier
Miljøhensyn

Ressource hensyn

Global opvarmning

Bioenergi
Driftsplanlægning
Skruepresse

Næringsstofog vandhusholdning

Ammoniak stripper

Afgrøde- og
sortsvalg

Biogasanlæg
Luftrenser
Kilde separation

Forsuring af gylle

Maskinteknik

Termisk forgasning
Forbrænding

Kemisk fældning

Foder og fødevarer

Dyrkningsteknik Ionbytning
Kompostering

Høst og lagringsteknik

Arealanvendelse
og biodiversitet

Andre produkter

S. Christensen, S.G. Sommer, H. Wenzel og A.B. Vinstrup, Det Tekniske Fakultet, Institut for Kemi, Bio- og Miljøteknologi

16


Slide 17

The Hierarchy of tools for eco-efficiency
improvements
Level 0.
Level 1.
Level 2.
Level 3.
Level 4.

The human need/demand
The product (i.e. the product chain or supply
chain of the product)
The production (i.e. the individual production
facilities in the supply chain of the product)
The process (i.e. the individual process or unit
operation within the production facility)
The input/output to/from the process – at the
end of the chain resulting in the final draw on
resources and emission of pollutants)

S. Christensen, S.G. Sommer, H. Wenzel og A.B. Vinstrup, Det Tekniske Fakultet, Institut for Kemi, Bio- og Miljøteknologi

17


Slide 18

Life Circle Analyses (LCA) værktøjer,
der anvendes på ”Level 1-4”
LCM = Life Cycle Management
EMS = Environmental Management Systems
BREF documents = BAT reference documents
BAT = Best Available Technology
LCA = Life Cycle Assessment
PFD = Process Flow Diagrams
SFA = Substance Flow Analysis
MFA = Material Flow Analysis
RA = Risk Assessment
ERA = Environmental Risk Assessment
QFD = Quality Function Deployment
CBA = Cost/Benefit Analysis
LCC = Life Cycle Costing
CEA = Cost/Effectiveness Analysis
LCE = Life Cycle Engineering
DFE = Design for Environment
EPD = Environmental Performance Declaration
EPI = Environmental Performance Indicators
S. Christensen, S.G. Sommer, H. Wenzel og A.B. Vinstrup, Det Tekniske Fakultet, Institut for Kemi, Bio- og Miljøteknologi

18


Slide 19

Nogle udfordringer
 CO2 akkumulering/nettoenergiproduktion pr. ha i forskellige
produktionssystemer, afgrøder, sorter mm..
Konverteringseffektivitet fra planter til
 foder- og fødevarer
 energi
 andre produkter
 Effektiv udnyttelse af næringssalte pr.
ha.
 Forebyggelse af drivhusgasemissioner
 Naturarealer

19


Slide 20

Konklusion
 VMP I-III målsætninger er realistiske
 VMP inddrager ikke afvejninger i forhold til landbrugets
”globale” udfordringer
 VMP er fokuseret på ”level 3-4” i LCA hierarkiet
 Kædebetragtninger er ”level 2-3” i LCA hierarkiet
 Hvordan samles resultater fra VMP III
forskningsprojekter m.h.t. miljøeffektivitet?

20