Możliwości wykorzystania alg i odnawialnych źródeł energii w rolnictwie

20 Pages·2016·1.13 MB·Polish

Konferencja naukowa
„Problemy gospodarki energią i środowiskiem w rolnictwie,
leśnictwie i przemyśle spożywczym„
Szkoła Główna Gospodarstwa Wiejskiego
Warszawa, 14 września 2016

Możliwości wykorzystania alg
i odnawialnych źródeł energii
w rolnictwie

Instytut Rozwoju Innowacyjnej Energetyki
Andrzej Curkowski
Przemysław Mroczkowski
Paweł Sulima
Konspekt prezentacji
your
organisation’s
logo
 Profil Instytutu
 Możliwości zastosowania alg
 Zwiększenie plonowania roślin
 Dodatek do pasz dla zwierząt
 Algi w hodowli ryb
 Warunki hodowli i produktywność
 Technologie produkcji alg (I) – baseny otwarte
 Technologie produkcji alg (II) – Fotobioreaktory zamknięte
 Technologie produkcji alg (III)- Zastosowanie lamp LED przy produkcji alg
 Technologie produkcji alg (IV) – porównanie
 Sposoby separacji i odławiania
 Możliwości powiązania alg z OZE i przemysłem
 Polskie doświadczenia
 Projekt OMEGA, USA
 AlgaePARC, Holandia
 Perspektywy dofinansowania I – krajowe
 Perspektywy dofinansowania II - zagraniczne
Profil Instytutu

Instytut na prawach fundacji,

Kompetencje założycieli IRIE:
-
realizacja projektów badawczo-rozwojowych i edukacyjnych,
-
analizy techniczno-ekonomiczne inwestycji,
-
realizacja projektów inwestycyjnych,
-
doradztwo biznesowe dla inwestorów i deweloperów branży
OZE,
-
pozyskiwanie finansowania dla projektów ze źródeł krajowych i
UE.
Cele:

Promocja i rozwój innowacyjnych rozwiązań
Źródło: Wikimedia Commons
w energetyce odnawialnej,

Zastosowania OZE w rolnictwie i przemyśle,

Poszukiwanie innowacyjnych rozwiązań dla rolnictwa
i energetyki,

Realizacja projektów B&R, demonstracyjnych
i edukacyjnych,

Budowanie lokalnych kompetencji we współpracy
z uczelniami oraz partnerami technologicznymi
Źródło: www.printrest.com
i przemysłowymi.
Możliwości zastosowań alg
your
organisation’s
logo
W rolnictwie
 nawozy,
 środki pielęgnacji roślin,
 pasze dla zwierząt hodowlanych,
 akwakultura, jako pasze dla ryb i innych
zwierząt wodnych.

Poza rolnictwem
 dodatki zdrowotne dla ludzi – suplementy i tzw.
superfood oraz nutraceutyki,
 składniki kosmetyków,
 biopaliwa,
Źródło: Internet
 Integracja hodowli alg z OZE.
Zwiększenie plonowania roślin
Korzyści z nawozowego stosowania alg:
 pozwalają uzyskać wyższe i lepszej jakości przyrosty, stymulują plonowanie,
(np. w uprawie pomidorów uzyskano 30% więcej cukrów, 70% więcej
naturalnych pigmentów)
 efektywne w sytuacjach stresowych dla roślin, takich jak: zimno, susza, brak
słońca, nadmiar wody,
 zawierają łatwo przyswajalne składniki odżywcze i fizjologicznie aktywne,
m.in.: witaminy, fitohormony, aminokwasy, które pozytywnie działają m.in.
poprzez:
 korzystny wpływ na pobieranie i transport

składników pokarmowych,

 wspomaganie biosyntezy hormonów,
 właściwości zachęcające pszczoły do
zapylania kwiatów,
 poprawę żywotności komórek
i prawidłowego przebiegu procesów
komórkowych.

Źródło: http://doradztwosadownicze.pl/nawozy-z-alg-morskich; Coppens J., Vlaeminck S. E., Universiteit Gent
Dodatek do pasz dla zwierząt
Zalety skarmiania zwierząt algami (gł. drób, trzoda chlewna, bydło):
 poprawiają przyrost masy i zwiększają płodność,
 poprawiają funkcjonowanie układu immunologicznego (zmniejszenie
konieczności stosowania antybiotyków),
 zapewniają wyższe stężenia korzystnych związków w mięsie, mleku i jajach,
 stanowią źródło wysoce przyswajalnych substancji witamin, aminokwasów i
białek, mikro i makroelementów).

Przykłady zastosowań na podstawie projektów badawczych:
 w hodowli bydła ograniczono produkcję metanu
przez przeżuwacze uzyskując większą efektywność
energetyczną produkcji mleka i mięsa,
 w hodowli trzody chlewnej działanie stabilizujące
florę żołądka i wpływ na ograniczenie agresywnych
zachowań zwierząt i kanibalizmu,
 w hodowli drobiu uzyskano zwiększoną zawartość
nienasyconych kwasów tłuszczowych i karotenoidów
w żółtkach jaj.

Źródło: M ożliwości zastosowania biomasy alg w rolnictwie K. Chojnacka K. i in., Politechnika Wrocławska, 2012
Algi w hodowli ryb
Zintegrowana hodowla ryb, krewetek i określonych szczepów alg:
 główny obszar - hodowla ryb: łosoś, pstrąg, tuńczyk, karp, tilapia, dorada,
 ponadto: krewetki, ostrygi.

Zalety karmienia algami ryb hodowanych w akwakulturze:
 dobre źródło protein, aminokwasów, tauryny, pigmentów, tłuszczy,
 szybszy wzrost,
 wyższa zawartość białka, poprawa aminogramu mięsa ryb,
 zwiększenie ilości korzystnych kwasów tłuszczowych np.: Omega 3, Omega 6
itp.,
 stosowane jako pierwszy pokarm
w stadium larwalnym obniżają
śmiertelność o ok. 30%.
Źródło: www.thefishsite.com/articles/1767/the-use-of-algae-in-fish-
feeds-as-alternatives-to-fishmeal/
Warunki hodowli i produktywność
Warunki
• odpowiednia ilość światła (doświetlanie może być uzasadnione),
• temperatura 20-24oC,
• pH 7-9,
• źródła C, N, P i składników mineralnych np. Fe, Si,
• źródło CO (ilość zawarta w powietrzu nie ‚zapewnia optymalnego wzrostu, do
2
wyprodukowania 100 g alg potrzeba 183 g CO ),
2
• cykl wzrostu zależy od gatunku i warunków (średnio od kilku do kilkudziesięciu dni).

Szacunkowa produktywność
 70 t s.m./ha/rok (stawy otwarte),
 175 t s.m./ha/rok (fotobioreaktory + bezpośrednia ekspozycja),
 210 t s.m./ha/rok (fotobioreaktory + doświetlanie).

Szacunkowy zakres kosztów produkcji
 stawy 1,7 (0,4*) eur/kg s.m.,
 fotobioreaktory 9,0 (3,8*) eur/kg s.m.,
 systemy hodowli 50-60% kosztów,
 zbiór i ekstrakcja 40-50% kosztów.
*bez kosztu energii
Źródło: Glony – produkcja biomasy, Kozieł W., Włodarczyk T., EBTP 3SPM Haspeslagh L.,
Micro-algae cultivation for biofuels: cost, energy balance, environmental impacts and future prospects, Slade R.
Technologie produkcji alg (I)
Baseny otwarte
ZALETY
• znaczny uzysk masy glonów,
• relatywnie niski koszt inwestycyjny
i operacyjny (efekt skali),
• bardziej wskazane do hodowli makroalg
(glonów).

WADY
• ograniczona kontrola nad warunkami
uprawy,
• wysokie ryzyko zanieczyszczenia,
• wysoka podatność na warunki
atmosferyczne,
• ograniczona ilość możliwych do uprawy
gatunków,
• duża powierzchnia.
Źródło: Aban Infrastructure Pvt Ltd
Technologie produkcji alg (II)
Fotobioreaktory zamknięte
 panelowe
 cylindryczne
 kolumnowe
ZALETY
• dobra kontrola przebiegu procesu,
• niskie ryzyko zanieczyszczeń,
• wysoka wydajność produkcji biomasy,
• zalecane do hodowli mikroalg.

WADY
• możliwość wystąpienia stresu
hydrodynamicznego,
• konstrukcja wymaga specjalnych
materiałów,
• często wysokie koszty inwestycyjne.
Źródło: UP Poznań, UWM Olsztyn, Otto Wulff