Upload
ngothuan
View
213
Download
0
Embed Size (px)
Citation preview
This project has received funding from the European Union’s Horizon 2020 research and innovation programme under Grant Agreement No 691748 This document reflects only the author´s view and INEA is not responsible for any use that may be made of the information it contains
Take-off for sustainable supply of woody biomass from agrarian pruning and plantation removal
Call H2020-LCE-2015-3 Coordination and support action
Energy from woody residues of fruit plantations. uP_running experience and ideas for the fruit sector in Poland
Energia z biomasy odpadowej z sadów owocowych. Doświadczenia i idee projektu uP_running dla polskiego sektora produkcji
owoców 27th June 2017
Związek Sadowników RP. Headquarters ul. Sportowa 4a. 05-600 Grójec
Daniel García Galindo CIRCE - Research Centre for Energy Resources and Consumption
Arkadiusz Dyjakon Uniwersytet Przyrodniczy we Wroclawiu Wroclaw University of Environmental and Life Sciences
3
What is uP_running?
1. uP_running project
H2020 project:
Contract: 691748 Duration: April 2016- June 2019
This project has received funding from the European Union’s Horizon 2020 research and innovation programme under Grant Agreement No 691748 This document reflects only the author´s view and INEA is not responsible for any use that may be made of the information it contains
4
What is uP_running?
1. uP_running project / A tool for changing
uP_running partners
uP_running project
sector
Actually… uP_running is a TOOL to cause changes in the use of APPR residues
Właściwie…..uP_running jest NARZĘDZIEM mającym na celu zmianę sposobu wykorzystania odpadów rolniczych
Projekt ma pomoc dokonać zmian
5 1. uP_running project / APPR concept
APPR biomass
APPR – potocznie „Przycinanie i Likwidacja Plantacji”
6
Partnership
1. uP_running project / Partnership
SEC Biomass
Demo countries (Kraje demonstracyjne)
Outreach countries (Kraje pozostałe)
Poland as an adhered country: Transfer of knowledge and experience both ways
Polska jako kraj współpracujący: Transfer doświadczeń i wiedzy w obie strony
7
Why uP_running
1. uP_running project
/... as an opportunity
Important potentials of APPR residues in
some areas in Europe Istotny potencjał
odpadów z APPR w wybranych rejonach
Europy
•OPPORTUNITY: to promote a take-off of the APPR biomass use for energy / bioeconomy • OKAZJA do promocji zbierania biomasy APPR i produkcji
energii / zastosowania bio-ekonomii
APPR Residues either mulched, burnt or disposed
Odpady APPR są rozdrabniane, spalane lub
składowane
Sustainability, circular economy, low carbon
economy, etc. Ekonomia zrównoważona, zamknięta, nisko-węglowa
itp.
APPR - Agrarian Pruning and Plantation Removal – „Przycinanie i Likwidacja Plantacji”
8
uP_running actions
1. uP_running project
/Objective&actions
Rekomendacje i doradztwo
Przełamywanie barier i planowanie strategiczne
Kampanie promujące, zmiana sposobu myślenia
Odwzorowanie w innych regionach/krajach
Towarzyszące przedsiębiorstwa
Tworzenie miejsc dla nowych konsultantów
Mapy Google dla obserwacji APPR w Europie
Studium przypadku, modele biznesowe, klucze do sukcesu
9
Question for today…
1. uP_running project / Question for today
Agricultural Pruning
Plantation Removal
KWESTIA:
JAK TO ZROBIĆ ?
10
Agenda
1. uP_running project / AGENDA for TODAY
1. uP_running project
2. Pruning to energy: quality
3. Collecting APPR biomass
4. APPR biomass value chain & success cases
5. Keys, costs & lessons learned
6. Discussion and questions
Projekt uP_running
Gałęzie z przycinki do energii: jakość
Zbiór biomasy z APPR
Łańcuch logistyczny biomasy & przykłady sukcesów
Aspekty kluczowe, koszty & zdobyte doświadczenia
Dyskusja i pytania
12
Biomass: not everything is fine…
2. Pruning to energy: quality and collection
Biomasa: NIE wszystko jest zawsze OK!
13 2. Pruning to energy: quality and collection
Yes, it has good heat power
Tak, biomasa ma dobry potencjał grzewczy
Tak samo dobry, jak zrębki drzewne z lasu
LHV - Wartość opałowa
14 2. Pruning to energy: quality and collection
Important Potential in EU28
Potencjał grzewczy w 28 krajach Europy
20 mln Mg/rok
7 mln Mg/rok oleju ekwiwalentnego
45 mld/rok barylek ropy naftowej
15 2. Pruning to energy: quality and collection
Some facts for POLAND
Liczby dla Polski
12,5 PJ/rok
ok. 1 mln Mg
16 2. Pruning to energy: quality and collection
Biomass quality???
QUALITY satisfy needs of consumer
MOISTURE PARTICLE SIZE ASH CONTENT
JAKOŚĆ biomasy???
JAKOŚĆ → spełnić oczekiwania i potrzeby klienta
WILGOTNOŚĆ
ROZMIAR CZĄSTEK
ZAWARTOŚĆ POPIOŁU
17 2. Pruning to energy: quality and collection
Moisture affects price Zawartość wilgoci wpływa na cenę
18 2. Pruning to energy: quality and collection
Moisture affects price Zawartość wilgoci wpływa na cenę
Nawet jeżeli rozdrobnienie jest właściwe, to wzrost wilgoci obniża jakość i cenę końcową
19 2. Pruning to energy: quality and collection Particle size
PRUNING:
Pruning woodchips (clean cut)
Zrębki z gałęzi
Thick shredding (break with hammers)
Grube rozdrabnianie
Fine shredding (fine defibered)
Drobne rozdrabnianie
ROZMIAR CZĄSTEK
Gałęzie z przycinki/prześwietlania
20 2. Pruning to energy: quality and collection PARTICLE SIZE
PLANTATION REMOVAL
Fruit tree woodchips (clean cut, forestry chipper) Zrębki z gałęzi owocowych (Rozdrabniacz w leśnictwie)
Shredding (high velocity) Rozdrabniacz
(wysoka prędkość pracy)
Crusher (large/inhomogeneous)
Rębak (duże/niehomogeniczne)
Likwidacja plantacji/sadu
21 2. Pruning to energy: quality and collection
PARTICLE SIZE
Be carefull with it. LARGE PIECES? TOO MANY FINES?
Maybe needed a screening 5 to 10 €/t
ROZMIAR CZĄSTEK
Należy uważać: na duże kawałki czy zbyt drobne cząstki
Może wymagać przesiewania 5 - 10 €/t
22 2. Pruning to energy: quality and collection
PARTICLE SIZE
Problems in feeding boilers
Clogging in screw feeder
Bridges inside the hoppers
ROZMIAR CZĄSTEK
Problemy z układem podawania w kotle
Blokowanie ślimaka
Zawieszanie w zbiorniku zasypowym
23 2. Pruning to energy: quality and collection
Ash, soil, stones PERCENTAGE ASH in BIOMASS:
Pellet EN-PLUS: < 1% (db) Pellet klasy EN-PLUS:
Forestry woodchips high quality: 1 % (db) Zrębki leśne wysokiej jakości:
Fruit Stemwood woodchips: 1-2 % (db) Zrębki trzonu drzew owocowych:
Pruning (clean, without leaves) < 4 % (db) Gałęzie (czyste, bez liści):
Pruning (clean, with leaves) < 5 % (db) Gałęzie (czyste, z liśćmi):
What if we “colect soil and stones?”… Pruning with soil…. Ash > 10% Gałęzie z ziemią..... Popiół > 10% Fruit tree with roots… Ash > 20% Korzenie drzew owocowych… Popiół > 20%
Popiół, ziemia, kamienie Udział procentowy popiołu w biomasie:
Co w przypadku „zebrania ziemi i kamieni?”
24 2. Pruning to energy: quality and collection
Quality affects price – Jakosc wplywa na cene SUMMARY:
Let Wood on field time to let it dry before collecting Be careful when collecting: try to get clean biomass Note that Wood consumers may need a specific particle size
Podsumowanie:
Przed zbiorem, daj czas biomasie w sadzie na jej podsuszenie
Bądź uważny podczas zbioru, aby pozyskać czystą biomasę
Pamiętaj, że odbiorca może potrzebować specyficzny rozmiar cząstek (rozdrobnienie)
26
PRUNING - FORWARDING
• Fast
• Low investment
• But… who can use the APPR Wood with soil nd stones?
3. Collecting APPR biomass
Gałęzie - Wypychanie
Szybko
Niskie koszty inwestycyjne
Ale…kto może używać biomasy APPR z ziemią i kamieniami?
27
PRUNING FRONT SHREDDERS
Biomass 150 (SERRAT) Biomasa Natura (PICURSA)
- Usually high power demand (Zazwyczaj wymaga większej mocy)
- Usually fine shredded material (Zazwyczaj drobny materiał końcowy)
- Avoid driving over the branches (Unikaj jeżdżenia po gałęziach)
3. Collecting APPR biomass
Gałęzie – Rozdrabniacz przedni (czołowy)
28
PRUNING – Rear shredders
TRP (Kuhn)
• Directly derived from mulchers (zaadoptowane rozdrabniacze) • Irregular material (nieregularny materiał) • More economic. Robust in general. (Ekonomiczne. Wytrzymałe) • Multiple models (wiele modeli na rynku)
To trailer Do naczepy Into a bin
Do zasobnika Into big-bag Do Big-bag
TRISA BIO (BELAFER) PMA 16CR (PROMAGRI)
3. Collecting APPR biomass
Gałęzie – Rębak tylny
29
PRUNING– Rear CHIPPERS
• Not shredding, but chipping (Nie rąbią, ale rozdrabniają) • 2 or 3 models in market (2-3 modele na rynku) • More homogeneous. But not like forestry woodchips (bardziej
jednolity materiał, ale nie lubią leśnej biomasy) • Weaker tan shredders; higher maintenance (słabsze niż rębaki,
wyższe koszty utrzymania)
Marev Alba (Costruzioni Nazzareno)
EuroPruning - PC50 (ONG-SNC)
3. Collecting APPR biomass
Gałęzie – Rozdrabniacz tylny
30
• In developement (na etapie rozwoju) • Reduce costs (redukcja kosztów) • Key for intensified crops with mechanical pruning
(zalecane dla upraw intensywnych z mechanicznym cięciem)
Speedy-cut (FAVARETTO) Prototype Vilafranca del Penedes (Vineyards4Heat project)
PRUNING – Integrated pruning and collection 3. Collecting APPR biomass
Gałęzie – Zintegrowane cięcie i zbiór
31
PRUNING – Bales
• Drive over pruning wood (jeżdżą po gałęziach) • Bale densities under 230 kg/m3 in round bales (gęstość
balotów ok.. 230 kg/m3) • After baling you may need to chip the bale (Po
zbalotowaniu może być konieczne zrębkowanie)
EuroPruning - PRB1,75 (PIMR)
QuickPower (Caeb) Regular straw baler provided with header to collect branches nd crush them before
baling (Header T2400 SERRAT)
3. Collecting APPR biomass
Gałęzie – Balotowanie
32
Brands available
3. Collecting APPR biomass
Serrat Belafer Picursa Promagri López Garrido Jonues i fills
Berti CAEB Costruzioni Nazzareno Facma Falc Favoretto Paolo Lerda Nobili Omarv Omat ONG-SNC Orsi Peruzzo Rinieri Seppi Sgarbi Tierre Tigliefe Wolagri
Concept Machines Bernhardt (CMB) KUHN
Souslikoff Oonyx
Europe’Vit
Forest Technology Centre Inventor PIMR
Perfect (Van Wamel B.V.) Lely
Stoll Jordan
FULL CATALOG AVAILABLE IN EUROPRUNING WEBPAGE
(download Report D3.4 from www.europruning.eu)
Producenci maszyn na rynku
33 3. Collecting APPR biomass
Alternatives for pruning wood Alternatywy dla ścinek biomasy
ALTERNATIVES TO COLLECT AGRICULTURAL PRUNING
GATH
ERIN
G M
ANU
ALLY
FORW
ARDI
NG
+ SH
REDD
ING/
CH
IPPI
NG
34
PLANTATION REMOVAL Wood – whole tree
• Large shredders/chippers can cost 300.000 to 500.000 € (duże rębaki/rozdrabniacze – wysokie koszty zakupu maszyn)
• Biomass produced still has stones and soil. Not so good quality, and so, the price may be lower in comparison to forest woodchips (produkowana biomasa ma kamienie i ziemię, co skutkować może niższą ceną w stosunku do zrębek leśnych)
Screening
Up-root, shake, forward/prepare Shredding in large machine Transport to intermediate
plant
Chipping
3. Collecting APPR biomass
Likwidacja plantacji/sadu – Proces 1-etapowy
APPR Wood ready for consumer
35
• Also requires high investment (Także duże nakłady inwestycyjne) • Produce woodchips of 2 different qualities (Powstają zrębki o 2
różnych klasach jakościowych)
Up-root roots, shake, and pile
Fell tree Chip the tree Transport to storage or to
consumer
Shredding Transport to intermediate plant Chipping Screening
3. Collecting APPR biomass
Likwidacja plantacji/sadu – Proces 2-etapowy PLANTATION REMOVAL Wood in 2 fractions
Good Quality APPR Wood ready for
consumer
Medium/low quality
Wood ready for
consumer
36
More data on machinery and performance in our observatory
3. Collecting APPR biomass
Więcej danych na temat maszyn i ich działania na stronie naszego „obserwatorium”
http://www.up-running-observatory.eu
37
To consider (Do rozważenia)
• Quality (Jakość): • Avoid soil and stones (unikaj ziemi i kamieni)
• Performance (Działanie): • Km/h and power needed (szybkość i moc maszyn) • Manouvers: select machinery that fits in the field. Time for
maneouvring can be a trap of time (Manewrowanie: dobór odpowiedniej maszyny, oszczędność czasu)
• Loading /downloading times (czas załadunku/rozładunku) • Losses: % that remains in soil (Straty: ile % biomasy pozostaje)
• Handling (Postępowanie): • Bales and big-bags: enter in field with tractor to take it out (baloty i big-
bags: trzeba wjechać dodatkowo traktorem aby je zabrać) • Put always your biomass on paved soil (magazynowanie na terenie
utwardzonym) • Careful!!: moist shredded material will start fermentation in a pile.
Leave it on open air, to dry. Or select baling or chipping. (zrębkowany materiał może zacząć rozkładać się w pryzmie, trzeba umożliwić naturalne suszenie lub wybrać balotowanie ze zrębkowaniem)
3. Collecting APPR biomass
4. APPR biomass value chain & success cases
Biomasa z APPR – Łańcuch logistyczny & Przykłady sukcesów
39
Fruit value chain (e.g. Poland)
APPR biomass value chain & success cases
3.000 PLN/t 40 t/ha
1000 PLN/t
Łańcuch logistyczny owoców (przykład w Polsce)
40
PRUNING value chain
APPR biomass value chain & success cases
Ok. 300 PLN/t
1 do 5 t/ha 0 PLN/t ?
Łańcuch logistyczny ściętych gałęzi
41
PRUNING value chain
APPR biomass value chain & success cases
Any value chain requires all participants get a BENEFIT. Then it may work
Benefit
Tangible
Intangible
Incomes Savings Time spared Avoid pest risk (uniknięcie szkodników) Avoid fire risk (unikniecie ryzyka pożaru) CO2 sink, sustainable business (zrównoważony biznes) Differentiation, branding (zróżnicowanie, redukcja CO2) Independent from gasoil/other biomass (niezależność od paliw kopalnych)
Łańcuch logistyczny ściętych gałęzi
Łańcuch logistyczny wymaga, aby każdy miał korzyści – wtedy to będzie działać
„namacalne”
„nienamacalne”
Korzyści
Dochody Oszczędności Czas oszczędzony
42
Consult success cases in our observatory
APPR biomass value chain & success cases
Omów przykłady sukcesów w naszym „Obserwatorium”
http://www.up-running-observatory.eu
43
Case: AGRIFRANJA
Small company (mała firma) ≈70 ha de PEACH (70 ha brzoskwiń)
MANUAL PRUNING FORWARDING MANUAL CHIPPING STORE IN BUNKER
APPR biomass value chain & success cases
Net costs about 80 €/t Save money in respect gasoil (1/3 per unit of
energy)
Przykład – model własnego zagospodarowania
Koszt netto 80 Euro/Mg
Oszczędność 30%
44
Serra: 3000 inhabitants (3000 mieszkańców) Collect multiple residues. APPR about 60 t/year (Zbiór różnorodnych odpadów. APPR około 60 Mg/rok) Municipal service. Heating public buildings (Obsługa miasta, Ogrzewanie
budynków publicznych)
Manual pruning Manual/tractor forwarding
Municipal service collects
Municipal service stores, chips and produce pellets
Farmer avoid tiring task of burning.
Avoid potential problems of fires.
Lower risk of fies near the village. City council saves about 20.000 €/yr
Case: SERRA (city council)
APPR biomass value chain & success cases
Przykład – model gospodarki odpadami biomasowymi (Małe miasto)
Farmer unika ryzyka pożaru Miasto oszczędza około 20 000 Euro/rok
46
Case: ACCIONA MIAJADAS Large power plant (15 Mwe) 55000 t/yr straw:; 45.000 t/yr woodchips 2015 started use of PRUNING WOOD (1000 t) 2015 also utilised 1000 t of fruit tree uproots
Manual pruning and preeparation of
branches
Forwarding out of field
2 month open air storage
Chipping with forestry chipper
Transport in large trucks (90 m3)
Farmer saves money and time in disposing
his residues
Forestry Company diversifies its activity. Obtain a new profit margin.
APPR biomass value chain & success cases
Sadownik oszczędza pieniądze, nie musi
składować Firma dywersyfikuje swoją aktywność.
Zyskuje nowy zakres dochodów
47
Case: Orchard in Komorow (Poland) – Site visiting Sady w Komorowie – Wyjazd zapoznawczy
APPR biomass value chain & success cases
a) apple orchard b) apple pruned biomass
c) biomass baler
d) pruned biomass bale
e) pruned biomass size f) storage in the orchard
g) pruned bales trailer
h) boilers house (2x300 kWth) i) boiler for bales combustion
49
Keys:
• Some driving forces that can cause a prompt change: Czynniki, które mogą spowodować znaczące zmiany:
• MARKET (Rynek): • Petrol barrel Price (Cena paliw kopalnych) • Biomass Price and demand (Cena biomasy i zapotrzebowanie)
• Policy (Polityka) • support to renewable power or heat (wsparcie energii z OŻE) • Public greening (e.g.: demo facilities in public buildings) (Zielone miasta,
gminy, wsie) • Direct support mechanisms to use pruning to energy (wsparcie bezpośrednie
na wykorzystanie APPR do produkcji energii) • Regulations (Regulacje)
• Banning the burning of residues (Zakaz „wolnego” spalania odpadów) • Obligation to withdraw APPR residues (to reduce risk of pest and diseases)
(Obowiązkowe usuwanie odpadów z APPR – redukcja szkodników i chorób)
5. Keys, costs & lessons learned
Kluczowe aspekty
50
Costs:
• Main costs are COLLECTING COSTS:
• Buy Machine (20.000 €) 10 €/t
• COLLECTING 1 h/ha 35€/ha
• Transport (locally) 5 €/t
• Storage and logistics: 5 €/t
• Screening /treatig: 5 -10 €/t
• Final delivery: 5 – 10 €/t
5. Keys, costs & lessons learned
KOSZTY:
Główne koszty to koszty zebrania gałęzi:
Zbiór
Transport
Magazynowanie i Logistyka
Segregacja/przetwarzanie
Dostawa do klienta
Koszt maszyny 1 t/ha 35 €/t
2 t/ha 17.5 €/t
3 t/ha 8.75 €/t
51
Costs: 5. Keys, costs & lessons learned
KOSZTY: Buy
Machine (20.000 €)
COLLECTING Transport (locally)
Storage and logistics
Screening /treating
Final delivery
Large value chain Productivity 1 t/ha
Buy Machine
(20.000 €)
COLLECTING
Transport (locally)
Storage and logistics
Screening /treating
Final delivery
Large value chain Productivity 2 t/ha
Buy Machine
(20.000 €)
COLLECTING
Transport (locally)
Storage and logistics
Screening /treating
Final delivery
Short value chain Productivity 1 t/ha
Buy Machine
(20.000 €)
COLLECTING
Transport (locally)
Storage and logistics
Screening /treating Final
delivery
Short value chain Productivity 2 t/ha
69 €/t
51 €/t
51 €/t
33 €/t
Zbiór
Zbiór
Zbiór
Zbiór
53
Lessons learned (Zdobyte doświadczenie):
• APPR biomass is possible (Jest możliwe wykorzystanie APPR)
• Profit margin tight avoid many operations, be efficient (Margines zysku jest ograniczony, unikaj zbyt wielu operacji, bądź efektywny)
• Value: preserve it, avoid soil, stones, and fermentation in piles (Wartość: unikaj zanieczyszczeń –ziemia, kamienie – oraz rozkładu biomasy w pryzmie)
• Harvesting is a critical stage: influences quality and more than 50%of final cost. (Zbieranie jest kluczowym etapem: wpływa na jakość i więcej niż 50% kosztów)
• Needed that all value chain actors find a benefit. Select the appropriate model (Niezbędne, aby każdy miał korzyści – wybierz właściwy model biznesowy i strategię)
• INTANGIBLE VALUE can make the difference (korzyści nienamacalne i pośrednie mogą powodować różnicę i wpływać na decyzje)
5. Keys, costs & lessons learned
Take-off for sustainable supply of woody biomass from agrarian pruning and plantation removal
Thank you very much for your attention!
Daniel García Galindo CIRCE - Research Centre for Energy Resources and Consumption Zaragoza, SPAIN Email: [email protected] Tel.: +34 876 55 55 11
Arkadiusz Dyjakon Uniwersytet Przyrodniczy we Wroclawiu Email: [email protected] Tel.: +48 713205945, mobile: +48 662 258 384