Od stycznia 2020 r. 10 europejskich instytucji uczestniczy w międzynarodowym projekcie MilKey, którego celem jest opracowanie wytycznych umożliwiających zrównoważoną produkcję mleczną w gospodarstwach rolnych. W prace zaangażowany jest Uniwersytet Przyrodniczy z Poznania (UPP). Z koordynatorem projektu ze strony UPP, prof. Jackiem Dachem, rozmawia Jolanta Kamińska.

Pracownia Ekotechnologii, którą pan kieruje na UP Poznań, koordynuje prace w unijnym projekcie MilKey. Czym dokładnie zajmuje się pana zespół w ramach tej inicjatywy?

Przyczyny

Kilka lat pracy spędzonych na uczelniach Zachodniej Europy, gdzie zajmowałem się m.in. badaniami nad proekologicznymi technologiami zagospodarowania odchodów zwierzęcych, zaowocowało propozycją ze strony kolegów z Niemiec i Austrii wejścia w projekt międzynarodowy dotyczący badań nad redukcją oddziaływania hodowli krów mlecznych na środowisko, a zwłaszcza sposobów obniżenia emisji gazowych. Kierowana przeze mnie Pracownia Ekotechnologii jest jednym z wiodących w Europie ośrodków w zakresie badań nad obniżaniem emisji gazowych amoniaku i gazów cieplarnianych z produkcji zwierzęcej, zwłaszcza ze składowanych i przetwarzanych odchodów zwierzęcych.

W ramach projektu MilKey (jego pełna nazwa brzmi „System wsparcia decyzyjnego dla zrównoważonej i zoptymalizowanej pod kątem emisjigazów cieplarnianych produkcji mleka w kluczowych obszarach europejskich”) nasz zespół zajmuje się inwentaryzacją dotychczas prowadzonych w Polsce badań nad emisyjnością związaną z hodowlą bydła, modelowaniem emisji z budynków inwentarskich wykorzystując dane z farm eksperymentalnych naszych partnerów zagranicznych, przy wykorzystaniu metod sztucznej inteligencji, a także – co bardzo istotne w obecnych czasach – określaniem wpływu zastosowanych technologii przetwarzania odchodów bydła na zmniejszenie śladu węglowego w mleku.

Planowane przez Komisję Europejską oznaczanie produktów (nie tylko rolniczych) oznakowaniem wielkości śladu węglowego może w bardzo silny sposób uderzyć w polski eksport, bowiem zdecydowana większość produkowanej u nas żywności ma bardzo wysoki ślad węglowy.

Celem programu jest m.in. ograniczenie emisji gazów cieplarnianych przy produkcji mlecznej. Jak wygląda emisyjność tego sektora i dlaczego potrzebne są działania służące jej ograniczeniu?

Emisyjność sektora mlecznego w Polsce jest niestety bardzo wysoka, stąd sektor ten czeka gigantyczny wysiłek inwestycyjno-finansowy aby obniżyć ślad węglowy w produktach mlecznych. Polska jest wyjątkowym krajem na tle UE. Jesteśmy na pierwszym miejscu w produkcji obornika, którego nasze rolnictwo ogółem wytwarza rocznie ok. 100 mln t, a gnojowicy (w przeciwieństwie do krajów Europy Zachodniej) wytwarza się 4 razy mniej.

Tymczasem nasze badania, prowadzone w ramach różnych projektów od 2001 r. wykazały, że każda pryzma obornika jest w zasadzie naturalną biogazownią, która emituje do atmosfery nie tylko metan (gaz cieplarniany 25-krotnie silniejszy niż CO2), ale także N2O, gaz 298 razy silniej działający od dwutlenku węgla. Obornik wydziela znacznie większą ilość metanu i podtlenku azotu w trakcie składowania niż gnojowica, dlatego z tego punktu widzenia Polska będzie miała ogromny problem w przypadku planowanego przez Komisję Europejską objęcia także rolnictwa obowiązkiem opłat za emisje gazów cieplarnianych. Z naszych badań wynika, że skala problemu związana z emisją GHG z tradycyjnie składowanego obornika jest głęboko niedoszacowana, a w konsekwencji wprowadzenie w niedalekiej przyszłości opłat za emisję gazów cieplarnianych może w bardzo mocny sposób uderzyć w polskich hodowców, zwłaszcza krów mlecznych.

Przy obecnych cenach uprawnień do emisji CO2 sięgających już absurdalnych poziomów 75 euro/t (a to zdecydowanie jeszcze nie koniec tego rajdu cenowego), duże gospodarstwo krów mlecznych może być zmuszone do opłat na poziomie nawet 150-300 tys. euro rocznie. Stąd nasze badania w ramach projektu skupiają się na zaproponowaniu rozwiązań zmniejszających lub wręcz eliminujących emisje gazów cieplarnianych.

W ramach projektu MilKey zaangażowani partnerzy zgłaszają gospodarstwa rolne, które posłużą jako studia przypadku do opracowania wytycznych i zaleceń platformy monitorującej produkcję mleczną w UE. Które zostały wybrane w Polsce i dlaczego?

Istnieją 2 rodzaje gospodarstw zaangażowanych w projekcie. Pierwsza grupa to fermy doświadczalne, z reguły należące do partnerów naukowych z różnych krajów, w których zainstalowano bardzo zaawansowane systemy czujników mierzących zarówno stężenia różnych gazów jak i parametry pogodowe itp. Z uwagi na bardzo wysoki koszt systemu, w Polsce nie ma ani jednej fermy wyposażonej w ten układ pomiarowy. Mój zespół będzie jednak otrzymywał ogromną ilość danych pomiarowych, które będziemy następnie analizować z wykorzystaniem zaawansowanych technik sztucznej inteligencji starając się określić czynniki, które najsilniej wpływają na emisje badanych gazów. Natomiast druga grupa gospodarstw, znacznie bardziej liczna – są to gospodarstwa, w których prowadzone są różnego rodzaju analizy i badania ankietowe.

Tu znowu Polska jest unikatowym krajem, bowiem w żadnym innym spośród partnerów w projekcie nie ma aż tak wielkich różnic pomiędzy wielkimi i nowoczesnymi fermami mlecznymi w zachodniej i północno-wschodniej Polsce oraz małymi, liczącymi czasem kilka krów gospodarstwami w Polsce południowo-wschodniej.

Dzięki współpracy z zespołem prof. Aliny Kowalczyk-Juśko z UP w Lublinie udało nam się poddać analizie również i niewielkie gospodarstwa, a ta różnorodność wyników z Polski jest szczególnie interesująca dla całego międzynarodowego zespołu projektowego. Jeśli chodzi konkretnie o nasz Uniwersytet Przyrodniczy w Poznaniu, to mamy wyjątkową sytuację, bowiem jako uczelnia mająca 9 gospodarstw doświadczalnych i ponad 15 tys. ha, wytypowaliśmy do gruntownej analizy dwa gospodarstwa z hodowlą krów mlecznych: Przybroda i Brody (w obu gospodarstwach jest system obornikowy).

W gospodarstwie w Brodach nie ma w tej chwili biogazowni (planowane jest jej wybudowanie do 2023 roku), natomiast w gospodarstwie w Przybrodzie od 2 lat eksploatowana jest biogazownia. Stąd mamy bardzo ciekawe wyniki porównawcze dla obu tych scenariuszy (hodowla krów mlecznych bez i z biogazownią).

W jaki sposób biogazownia może wpłynąć na ograniczenie emisyjności produkcji mlecznej?

Z naszych dotychczasowych badań wynika, że biogazownia jest absolutnie kluczowa w obniżeniu emisyjności produkcji mlecznej i zwłaszcza śladu węglowego w mleku. Jak wcześniej wspomniałem – każda pryzma obornika to jest naturalna biogazownia z uwagi na bardzo silne emisje metanu (ale i podtlenku azotu). Tymczasem zastosowanie obornika jako substratu do biogazowni pozwala na wyeliminowanie tych emisji.

Każda tona obornika użyta w biogazowni daje średnio redukcję emisji ponad 50 kg ekwiwalentu CO2. W efekcie – i to jest niezwykle ważne, energia elektryczna (ale i ciepło) wytwarzane w biogazowni zasilanej obornikiem mają ujemny ślad węglowy, sięgający nawet -100 g CO2e na kWh. Biorąc pod uwagę, że energia elektryczna z sieci ma obecnie ślad węglowy blisko 800 g CO2e/kWh to widać, jak bardzo biogazownia może obniżyć ślad węglowy w mleku. No i oczywiście zredukować niekontrolowane emisje gazowe bowiem rozlewany na polach poferment jest ustabilizowanym materiałem nawozowym, który nie generuje żadnych znaczących emisji.

Sektory rolnicze w krajach UE są mocno zróżnicowane. Jak na tle innych krajów unijnych ocenia pan polską produkcję mleczną? Co musimy zrobić w pierwszej kolejności, aby była ona i zrównoważona, i konkurencyjna względem innych?

Polska produkcja mleczna jest niezwykle silnie zróżnicowana. Obok niezwykle nowoczesnych, nawet na tle Europy Zachodniej, średnich i dużych gospodarstw mlecznych – mamy też małe gospodarstwa, w których z uwagi na mikroskalę produkcyjną nie ma miejsca na nowoczesność. Jeszcze do niedawna sektor mleczny, podobnie jak wiele innych branż sektora agro, miał dobre i stabilne perspektywy. Jednak spodziewane działania KE w kwestii objęcia rolnictwa opłatami za emisje GHG oraz certyfikacją produktów oznaczeniem śladu węglowego stwarzają ogromne niebezpieczeństwo dla całego sektora rolniczego, nie tylko branży mlecznej.

Stąd w mojej opinii absolutnym priorytetem powinno być obecnie inwestowanie na szeroką skalę w biogazownie, wykorzystujące w pierwszym rzędzie odchody zwierzęce. Rolnicy muszą zrozumieć, że obornik to nie tylko cenny nawóz, ale i potencjalnie wielki i kosztowny problem – gdy przyjdzie im płacić za emisje ze składowanego w pryzmach nawozu. Zresztą taka zmiana myślenia to także ratunek dla naszej energetyki, wszak biogazownie są całkowicie niezależnym od pogody czy pory roku, w pełni kontrolowalnym źródłem OZE. Biorąc pod uwagę również fakt, że polskie technologie biogazowe są aktualnie na poziomie światowym – aż prosi się o wielkie, na szeroką skalę inwestycje w tym zakresie. Podniesie to znacząco konkurencyjność polskiego sektora mlecznego.

Na jakim etapie jest obecnie projekt i kiedy się zakończy?

Projekt jest aktualnie w realizacji, prowadzimy działania badawcze i analityczne w zakresie optymalizacji rozwiązań dla hodowców krów. Bardzo utrudnia te działania pandemia, bowiem mimo planowanych licznych spotkać, poza początkowym sympozjum rozpoczynającym projekt w styczniu 2019 roku w Poznaniu, odbyło się dotychczas tylko jedno spotkanie międzynarodowego zespołu, w Atenach w październiku tego roku. Projekt teoretycznie kończy się w grudniu 2022 roku, jednak już wiadomo, że działania będą prowadzone dalej. Udało nam się bowiem pozyskać kolejny projekt (DairyMix), będący kontynuacją w kolejnych latach realizowanego obecnie projektu MilKey.

Artykuł pochodzi z Magazyn Biomasa [link]

Biogaz a zrównoważona produkcja mleczna [wywiad z prof. Jackiem Dachem - Polskie Stowarzyszenie Biometanu]