Ugrás a tartalomhoz

Environmental management

Prof. Tamás János, Prof. Blaskó Lajos (2008)

Debreceni Egyetem a TÁMOP 4.1.2 pályázat keretein belül

3. Földhasználat-változások

3. Földhasználat-változások

A földhasználat kérdése több vonatkozásban összefügg a biomassza energetikai hasznosításával.

  • A biomassza kis energiasűrűsége miatt nagy területet igényel.

  • Az élelmiszer-, takarmány- és ipari alapanyagok között egyre élesedő verseny van a szűkösen rendelkezésre álló területek hasznosításáért.

  • Környezeti szempontból a földhasználat alapvetően befolyásolja a talajok anyag- és ezen belül szénmérlegét.

Az intenzív energianövény termesztésre alkalmas terület meghatározására több hazai becslés készült. Kohlheb (2003) a földhasználati zónarendszer kritériumaihoz (Forrás) igazodva intenzív energianövények potenciális számítása során az alábbi tényezőket vette figyelembe:

1. A természetvédelmi területek különleges kezelésének követelményei miatt természetvédelmi területekre, illetve azok közvetlen közelébe intenzív energiatermelési technológiát nem javasol. Kivétel extenzív erdőművelésből (szálalásos gazdálkodás) származó dendromassza, amely természetvédelmi területekről is származhat.

2. Szántó és gyepterületek mezőgazdasági alkalmassága. Tekintettel az egyes energianövények igényeire és a szükséges minimális hozamok garantálásának szükségességére, intenzív energianövény termesztést csak közepes és jó minőségű, 12% alatti lejtésű szántó, illetve gyepterületeken tart megvalósíthatónak.

3. Erdőterületek elhelyezkedése és potenciális energiatermelési kapacitása. Az erdőgazdálkodási folyamat során jelentős mennyiségben keletkezik felhasználható nyesedék és tűzifa (összes dendromassza 70-90%-a nyesedék és tűzifa). Ezért az energiatermelésre használható területek meghatározásakor a jelenlegi erdőterületeket is célszerűnek tartja figyelembe venni.

4. Hőerőművek közelsége. Az energianövény-termesztés gazdaságosságát alapvetően befolyásolják (mint minden árunövényét általában) az értékesítés feltételei. Számításaiban a jelenleg is üzemelő, de fosszilis tüzelőanyagot használó erőművek 50 km-es vonzáskörzetét vették figyelembe a potenciális energiaültetvények létesítéséhez. A vonzáskörzet mértének meghatározásakor a szállítás gazdasági és környezeti szempontjait is szem előtt tartották.

5. Gázhálózat kiépítettsége. A helyi hő és villamos energia szolgáltatók kialakításakor a fentieken túl figyelembe veszi a gázközmű kiépítettségét is, mely mindez idáig versenyképes alternatívát kínált a hőszolgáltatásban. Ezért azon településeken, ahol a gázközmű kiépítettsége nagy, csak a gázárak jelentős emelkedése után várható helyi biomassza-tüzelésű üzem létesítésének gazdaságossá válása. Számításaikban az egyes települések teljes lakosságának százalékában fejeztük ki a gázközmű-ellátottságot. Azon települések területén, ahol a gázközmű kiépítettsége 27,5% alatti, várhatóan nagyobb lakossági támogatottsággal kezdeményezhető energiaültetvények telepítése és a biomasszára alapozott energiaellátás bevezetése. Ezért számításainkban elsősorban ezen települések területeit vettük figyelembe.

A fenti szempontokat figyelembe véve és azok közös metszetét alkotva, az energetikai növénytermesztésre alkalmas területek nagyságát a 3.1. táblázat foglalja össze.

3.1. táblázat: Energetikai növénytermesztésre alkalmas területek Kohlheb (2003) becslése alapján

Kohlheb N.: Szántóföldek alternatív hasznosítási lehetőségei Magyarországon (Újratermelődő nyersanyagok, megújuló energiaforrások) Nemzetközi Szimpózium Környezetvédelem és Mezőgazdaság a bővülés küszöbén Budapest 2003 április 3-4.

Forrás

Természetesen ez a terület csak elméleti energianövény termesztési potenciálnak tekinthető. A ténylegesen ilyen célra hasznosítható területet több ökonómiai (gazdasági potenciál) és ökológiai fenntarthatósági tényező korlátozza.

A korlátozó környezeti tényezők között legfontosabb a talajhasználat szénmérlegre gyakorolt hatása. A talajok humusztartalmuk révén rövid és hosszú távú szénraktárként funkcionálnak. A talajon termő növények maradványai a talaj szénkészletét növelik. A szervesanyag elbomlása a szénkészletet csökkenti. A talajon élő vegetáció típusa nagymértékben befolyásolja a felhalmozódási és bomlási folyamatokat. A mérsékelt és hűvös éghajlat erdőterületei nagy mennyiségű szenet tárolnak, míg meleg, csapadékos klímában az egyensúly a szervesanyag bontás irányába tolódik el.

A gyepterületek talajában szintén a szén raktározás irányába tolódik el az egyensúly, mivel a szervesanyag tartalom növekményét a füvek elhalt gyökerei adják, és a föld alatti oxigénben szegényebb közegben a bomlás viszonylag lassúbb.

Az erdő- és gyepterületek szántófölddé alakítása általában a talajban tározott szén mennyiségét csökkenti, mivel az intenzív talajművelés hatására a talajban bomlási folyamatok erősödnek, és a betakarított terméssel szenet viszünk el a rendszerből.

Az erdőirtás, az erdőpusztulás és számos más jelenség következtében (például az olyan betakarítási módszerek miatt, amelyek során az erdőkben található hulladék vagy fatönkök túl nagy része kerül eltávolításra) jelentős mértékben csökkenhetnek a talaj kötöttszén-készletei és/vagy megváltozhat a talaj termőképessége.

A művelési ágtól függő kötött szénkészlet mennyiségének, illetve a művelési ág megváltoztatásával járó szénkészlet változás kiszámítására az Európai Bizottság határozatban rögzített irányelveket tett közzé (2010/335/EU

Forrás).

Az irányelv a talajban alaphelyzetben tárolt szénkészletek meghatározásához figyelembe veszi az éghajlati övezeteket, a talajféleségeket, különös tekintettel azok kationcserélő kapacitására. A tényleges használatnak megfelelő szénkészlet meghatározásához az alaphelyzetnek megfelelő szénkészletet a földhasználati és a gazdálkodást értékelő tényezővel korrigálják az alábbiak szerint:

talajtakaró 0-30 cm-es rétegét tekintve

SOC = SOCST x FLU x FMG x FI

ahol:

SOC = szervesszén-tartalom (a kötött szén tömege hektáronként),

SOC ST = a szerves szén mennyisége alaphelyzetben, a talajtakaró 0–30 cm-es mélységét tekintve (a kötött szén tömege hektáronként),

F LU = a földhasználatot jelölő tényező, amely az adott földhasználati móddal járó szervesszén-tartalom és az alaphelyzetben érvényes szervesszén-tartalom különbözetét mutatja,

F MG = a gazdálkodást jelölő tényező, amely az elsődleges gazdálkodási gyakorlattal összefüggő szervesszén- tartalom és az alaphelyzetben érvényes szervesszén-tartalom különbözetét mutatja,

F I = a befektetett eszközöket jelölő tényező, amely a talajba juttatott szén különböző szintjeihez társított szervesszén-tartalom és az alaphelyzetben érvényes szervesszén-tartalom különbözetét mutatja.

3.2. táblázat: SOCST, a szerves szén mennyisége alaphelyzetben

*:Magyarország éghajlati kategória szerint ide tartozik.

A földhasználatot (FLU), a gazdálkodási gyakorlatot (FMG>), a gazdálkodás intenzitását (FI) faktorok alapján egyéves (3.3. táblázat) és évelő (3.4. táblázat) növényekre, valamint füves területekre (3.5. táblázat) és erdőkre (3.6. táblázat) határozzák meg.

3.3. táblázat: Szántóföldi tényezők

3.4. táblázat: Évelő növényekkel, azaz olyan többéves növényi kultúrákkal kapcsolatos tényezők, amelyek szárát vagy törzsét általában nem takarítják be évente (pl. a rövid életciklusú sarjerdő)

3.5. táblázat: Füves területekre, köztük szavannákra vonatkozó tényezők

3.6. táblázat: A legalább 10%-os lombkorona-fedettséggel jellemezhető erdőterületekre érvényes tényezők

A művelés intenzitásának, a ráfordítások szintjének besorolásához hasznosítási típusonként részletes magyarázatot tettek közzé (3.7. táblázat).

3.7. táblázat: Útmutatás a talajerő-gazdálkodás szintjének megfelelő megválasztásához szántóföldek és évelő növények vonatkozásában

3.8. táblázat: Útmutatás a talajerő-gazdálkodás szintjének megfelelő megválasztásához füves területek vonatkozásában

3.9. táblázat: Útmutatás az erdőterületekkel kapcsolatos földhasználat vonatkozásában

Az energetikai célú növénytermesztés területhasználati konfliktusainak kezelésére az Európai Unió Bizottsága ajánlást készített a ”Bio-üzemanyagokra és folyékony bioenergia hordozókra vonatkozó uniós fenntarthatósági rendszer” címmel. Az irányelv földhasználatra vonatkozóan meghatározza azokat a földterület-kategóriákat, amelyek a biológiai sokféleség szempontjából jelentős értéket képviselnek, és nem használhatók bio-üzemanyagok vagy folyékony bio-energiahordozók előállításához szükséges nyersanyagok termesztésére.

Ilyenek:

  • a biológiai sokféleség szempontjából jelentős értéket képviselő földterületek (elsődleges erdő- vagy egyéb fás területek, kijelölt természetvédelmi területek, illetve fajokban gazdag füves területek;

  • a jelentős kötöttszén-készlettel rendelkező földterületek (összefüggő erdőterületek, vizes élőhelyek, 10–30%-os lombkorona fedettségű területek és tőzegmocsarak.

Az Európai Környezetvédelmi Ügynökség (European Environmental Agency, rövidítve EEA) szakértői becslést készített az EU tagországok környezetvédelmi szempontból megengedhető mezőgazdasági bioenergia potenciáljáról (EEA Technical report No 12/2007).

A talajvédelem, vízfelhasználás, tűzveszélyesség és a biodiverzitás megőrzése szempontjából kompatibilis energianövény-termesztési szerkezet meghatározásához az alábbi indikátorokat vették figyelembe:

Talajerózió: az energianövényeket védőhatás, a talajtakarás ideje szerint rangsorolják.

Talajtömörödésre gyakorolt hatás: elsősorban a növény termesztéséhez szükséges talajművelési eljárásokat és a növénytermesztéshez kapcsolódó egyéb eljárásokat veszik figyelembe (nehézgépek által okozott talajtömörödés, a betakarítás idején várható talajnedvességi állapot, az alkalmazott erő- és munkagépek tömege). Például kedvezőtlenül tömörítheti a talajt a kukorica őszi esők utáni kései betakarítása. Az egyes növények redukált, szántás nélküli talajműveléssel való termeszthetőségét, valamint a kettős termesztés lehetőségét tömörödést mérséklő tényezőként veszik figyelembe.

A talaj- és felszíni vizek tápanyagterhelése: Az egyes növények eutrofizációs potenciáljának meghatározásához a relatív nitrogén tápanyag input igényt, a terméssel betakarított nitrogén mennyiségét, a talaj növénnyel való borítottságának idejét és a csapadéktöbblet mennyiségét vették figyelembe.

Peszticid terhelés: Közelítő indikátorként az egyes növények betegségekre való fogékonyságát, kártevőkkel szembeni érzékenységét vették figyelembe.

Vízfelhasználás: Mutatóként az egyes növények vízhasznosítási hatékonyságát (egységnyi szárazanyagtömeg előállításához szükséges evapotranszspirációs vízmennyiség optimális termesztési körülményeket feltételezve), valamint a növények átlagos vízigényét vették figyelembe.

Tűzveszélyesség: Az egyes növények gyúlékonyságát, éghetőségét és más tűzveszélyes ökoszisztémákhoz (erdők, bozótosok) való közelségét vették figyelembe. E szempontból kedvezőtlennek minősülnek az évelő füvek, amelyeket száraz állapotban takarítanak be és erdők, bozótosok szomszédságában termesztenek.

Növényi biodiverzitás: Az itt alkalmazott kockázati mátrixban azt veszik figyelembe, hogy az adott energianövény hogy járul hozzá a termesztett növényfajok számának növekedéséhez. Ebből a szempontból az újonnan bevezetett szántóföldi energianövények kedvezőbb megítélést kapnak, mint az adott régióban már régen termesztett élelmiszer- és takarmánynövények.

A szántóföldi biodiverzitás szempontjából az energianövény termesztést aszerint értékelik, hogy mennyiben csökkentik a gazdálkodás intenzitását, mennyiben járulnak hozzá a tájképi és növényi változatosság növeléséhez. A kockázati mátrixban az egyes tényezőket három fokozatban minősítik: A = kis kockázat, B = közepes kockázat, C = erős kockázat. A Magyarországon termelhető fontosabb lágyszárú és fásszárú energianövény termesztésének környezeti kockázatának étékelését a táblázatok mutatják.

3.10. táblázat: Lágyszárú energianövények termesztésének környezeti kockázati mátrixa a Pannon régióban

3.11. táblázat: Évelő és fás szárú energianövények termesztésének kockázati mátrixa

A 3.12.-3.24. táblázatok a fontosabb növényekre megadott a kockázati besorolás okait részletezik.

3.12. táblázat: Energianövény céljára termesztett kukorica környezeti kockázata

3.13. táblázat: Energianövény céljára termesztett gyep környezeti kockázata

3.14. táblázat: Energianövény céljára termesztett kender környezeti kockázata

3.15. táblázat: Energianövény céljára termesztett len környezeti kockázata

3.16. táblázat: Energianövény céljára termesztett lucerna és herefélék környezeti kockázata

3.17. táblázat: Energianövény céljára termesztett repce környezeti kockázata

3.18. táblázat: Energianövény céljára termesztett egyéb gabonafélék környezeti kockázata

3.19. táblázat: Energianövény céljára termesztett búza környezeti kockázata

3.20. táblázat: Energianövény céljára termesztett cirok környezeti kockázata

3.21. táblázat: Energianövény céljára termesztett óriás olasznád környezeti kockázata

3.22. táblázat: Energianövény céljára termesztett mischantus környezeti kockázata

3.23. táblázat: Energianövény céljára termesztett fűz és nyár környezeti kockázata

3.24. táblázat: Energianövény céljára termesztett zöld pántlikafű környezeti kockázata

A fentebb részletezett környezeti kockázat figyelembevételével készült területbecslés eredményét a 3.25. táblázat mutatja.

3.25. táblázat: Biomassza előállítására Magyarországon környezetvédelmi szempontok alapján igénybe vehető terület 1000 ha-ban