Rola rolnictwa w produkcji energii

Czy rolnik jest jedynie konsumentem, czy może być również producentem energii elektrycznej?

W obliczu rosnącej presji na transformację energetyczną i zrównoważony rozwój rolnictwo zyskuje nową rolę. Oprócz produkcji żywności może stać się kluczowym sektorem w generowaniu energii elektrycznej, otwierając przed polskimi rolnikami nowe szanse i możliwości.

Opłacalność krajowej produkcji zależna od cen energii

Rolnictwo na całym świecie odgrywa kluczową rolę przede wszystkim w obszarze produkcji żywności. W procesie tym wykorzystuje się znaczne ilości energii elektrycznej. W 2021 roku zużycie energii w polskim rolnictwie wyniosło 5,07% ogólnego zużycia energii w naszym kraju, co jest znacznie wyższym wynikiem niż średnia unijna na poziomie 3,16%.^[1] Pod względem udziału energii zużywanej przez rolnictwo w ogólnym bilansie energetycznym Polska zajmuje drugie miejsce w Unii Europejskiej. Opłacalność krajowego rolnictwa jest więc w znacznym stopniu zależna od cen energii. Rachunki za prąd stanowią średnio 12% kosztów produkcji rolnej.^[2] Wzrost cen energii ma w związku z powyższym znaczący wpływ na koszty produkcji rolnej. Prognozy wskazują, że do 2030 roku koszty wytwarzania energii elektrycznej mogą wzrosnąć o 12%, z 317 zł/MWh do 367 zł/MWh (bez uwzględnienia inflacji), co dodatkowo obciąży polskich producentów żywności, a przez podwyżki cen żywności również nas, czyli konsumentów.^[3]

– Dostęp do przystępnej cenowo energii dla rolnictwa jest kluczowy. Dziś rachunki za prąd stanowią średnio ponad 1/10 kosztów produkcji rolnej. Prognozowany wzrost kosztów energii na poziomie 12% do 2030 roku stanowi realne zagrożenie dla opłacalności produkcji żywności, szczególnie w kontekście globalnej konkurencji i rosnących kosztów operacyjnych. To nie tylko problem dla rolników, ale również dla konsumentów, którzy mogą odczuć skutki tych zmian w postaci wyższych cen żywności. W tej sytuacji konieczne jest poszukiwanie rozwiązań, które zwiększą efektywność energetyczną gospodarstw oraz rozwój odnawialnych źródeł energii, co może pomóc złagodzić wzrost kosztów energii i poprawić konkurencyjność polskiego rolnictwa na rynku międzynarodowym. Kraje zachodnie już od dawna stawiają na tańszą odnawialną energię dla rolnictwa – informuje Krzysztof Podhajski, Prezes Zarządu Fundacji Europejski Fundusz Rozwoju Wsi Polskiej.

Energia w rolnictwie – gdzie jest potrzebna?

Energia elektryczna odgrywa kluczową rolę w procesach związanych zarówno z produkcją roślinną, jak i zwierzęcą. Zużycie energii w rolnictwie obejmuje szeroki zakres działalności – od transportu i oświetlenia po automatyzację i kompleksowe zarządzanie gospodarstwami rolnymi. W 2018 r. Średnie, roczne zużycie energii elektrycznej w gospodarstwach domowych prowadzących działalność rolniczą wynosiło 3720 kWh.^[4] W związku z rosnącymi kosztami energii elektrycznej i jej wpływem na koszty produkcji żywności warto przyjrzeć się głównym obszarom zużycia energii w rolnictwie, które kształtują strukturę kosztów operacyjnych gospodarstw rolnych w Polsce.

Rośliny zbożowe: W przypadku upraw zbóż, takich jak pszenica, kukurydza czy żyto, energia elektryczna jest wykorzystywana przede wszystkim do kondycjonowania i magazynowania ziarna. Procesy te opierają się na pracy wentylatorów i grzejników, które zapewniają odpowiednie warunki przechowywania plonów.

Uprawa ziemniaków: W produkcji ziemniaków energia elektryczna odgrywa ważną rolę na etapie zaprawiania sadzeniaków oraz wentylacji magazynów, gdzie przechowywane są zbiory. Odpowiednie warunki przechowywania plonów są kluczowe dla jakości i trwałości ziemniaków, co bezpośrednio wpływa na efektywność produkcji.

Produkcja szklarniowa: Sektor produkcji szklarniowej, który obejmuje uprawy warzyw, owoców oraz roślin ozdobnych, jest jednym z najbardziej energochłonnych segmentów rolnictwa. W szklarniach energia elektryczna jest wykorzystywana do ogrzewania, oświetlenia, wentylacji oraz nawadniania roślin. Zaawansowane systemy automatyzacji zapewniają odpowiednie warunki wzrostu, jednak wiąże się to z dużym zapotrzebowaniem na energię, co przekłada się na wzrost kosztów produkcji.

Uprawy wieloletnie (sady): W przypadku upraw wieloletnich, takich jak jabłonie, grusze czy wiśnie, energia elektryczna jest kluczowa dla kondycjonowania oraz wentylacji magazynów, w których przechowywane są owoce. Stały dostęp do energii jest niezbędny, aby zapewnić odpowiednie warunki mikroklimatyczne, które pozwalają na utrzymanie świeżości plonów przez dłuższy czas.

Bydło mleczne: Produkcja mleka to kolejny sektor, w którym zużycie energii jest znaczące. Systemy automatycznego karmienia, dojarki, schładzalniki do mleka oraz zarządzanie produkcją w oborach są zasilane energią elektryczną. Również oświetlenie i wentylacja w budynkach inwentarskich zużywają energię, a dodatkowo konieczne jest podgrzewanie wody do celów sanitarnych.

Trzoda chlewna i produkcja brojlerów: W hodowli trzody chlewnej oraz brojlerów automatyzacja procesów jest kluczowa dla efektywności produkcji. Energia elektryczna jest wykorzystywana do automatycznego zadawania pasz, przygotowywania mieszanek paszowych, a także do kontroli mikroklimatu w budynkach, gdzie hoduje się brojlery. Odpowiednie oświetlenie, wentylacja i systemy ogrzewania są niezbędne dla utrzymania zdrowia i dobrostanu zwierząt

Energia elektryczna odgrywa więc kluczową rolę w rolnictwie, wspierając zarówno podstawowe działania, takie jak oświetlenie i wentylacja, jak i bardziej złożone procesy automatyzacji w uprawach i hodowli zwierząt. Każdy obszar produkcji rolnej posiada unikalne wymagania energetyczne, które przekładają się na ogólny poziom zużycia energii w gospodarstwach, a ten na przestrzeni ostatnich lat wzrasta. Jak podaje Eurostat, w latach 2010-2020 produkcja rolna wzrosła w krajach Unii Europejskiej o 1,36%, natomiast ilość energii zużywanej w rolnictwie wzrosła aż o 12%.^[5]

Potencjał drzemie w OZE

W dobie dynamicznych zmian na rynku energetycznym i wyzwań związanych z ochroną środowiska rolnictwo staje się jednym z kluczowych sektorów, które mogą odegrać istotną rolę w transformacji energetycznej Polski. Wzrastające koszty energii, presja na redukcję emisji gazów cieplarnianych oraz dążenie do zrównoważonego rozwoju skłaniają coraz większą liczbę rolników do poszukiwania alternatywnych, odnawialnych źródeł energii. Warto nadmienić, że Polska zajmuje przedostatnie miejsce w Unii Europejskiej pod względem jednostkowej emisji CO2 z sektora elektroenergetyki. W 2021 r. emisja ta wyniosła 750 kg CO2/MWh. Spadek emisji sektora w latach 2005-2022 wyniósł 12%.^[6] Eksperci alarmują, że unijne założenia neutralności dla klimatu do 2050 roku mogą nie być zrealizowane przy powolnej redukcji emisji CO2. Tempo tej redukcji jest w Polsce o wiele niższe niż w pozostałych państwach regionu oraz całej UE i co gorsza – jest ono niewystarczające do osiągnięcia neutralności klimatycznej w 2050 r. Emisje w elektroenergetyce i ciepłownictwie spadają szybciej niż łączne emisje w całym kraju, jednak pozostają nadal bardzo wysokie, co przełoży się na wysokie ceny energii elektrycznej i ciepła.

– Rolnictwo posiada potencjał w postaci możliwości wykorzystania biogazu i biomasy, a także energii słonecznej i wiatrowej do produkcji energii elektrycznej. Inwestycje rolników w odnawialne źródła energii mogą przynieść oszczędności dla ich gospodarstw, ale również i zysk w postaci produkcji energii, która przeznaczona zostanie do odsprzedaży. Tak robią już rolnicy z innych krajów Unii, którzy są nie tylko producentami żywności, ale również energii słonecznej – zauważa Jarosław Fabiański, prezes firmy Direct4Energy, który na przyszłorocznym Europejskim Forum Rolniczym podejmie temat ubóstwa energetycznego polskiej wsi.

Jakie źródła odnawialnej energii mogą przynieść korzyść rolnictwu?

Wybór odnawialnych źródeł energii zależy w dużej mierze od specyfiki danego kraju, jego zasobów naturalnych, warunków klimatycznych oraz dostępnej technologii. W Polsce, biorąc pod uwagę uwarunkowania geograficzne, surowcowe oraz rolnicze, najbardziej efektywnymi i wskazanymi rozwiązaniami są: biomasa, biogaz, energia słoneczna oraz energia wiatrowa.

Biogaz: Produkcja biogazu staje się coraz bardziej popularnym rozwiązaniem w polskim rolnictwie, szczególnie w gospodarstwach hodowlanych. Wytwarzanie biogazu opiera się na przetwarzaniu odpadów organicznych, takich jak: odchody zwierzęce, odpady roślinne oraz inne materiały biodegradowalne. Biogazownie mogą wytwarzać zarówno energię elektryczną, jak i cieplną, co daje rolnikom możliwość zaspokojenia własnych potrzeb energetycznych, a także sprzedaży nadwyżek energii do sieci. Co więcej, fermentacja metanowa będąca kluczowym procesem produkcji biogazu, pozwala na wykorzystanie produktów ubocznych w rolnictwie, takich jak nawozy naturalne. Czy polscy rolnicy wykorzystują potencjał biogazu? Niestety nie. Potwierdzają to przytoczone poniżej dane.

Polska dysponuje jednymi z największych możliwości produkcji biogazu w Europie, jednak jego wykorzystanie wciąż pozostaje na stosunkowo niskim poziomie w porównaniu do naszych zachodnich sąsiadów. Naukowcy szacują roczny potencjał biomasy do produkcji biogazu w naszym kraju na poziomie około 13,5 mld m3 surowca.^[7] Podczas gdy w Polsce funkcjonuje około 300 biogazowni o łącznej mocy 245 MWe, w tym 129 biogazowni rolniczych, Niemcy mogą się pochwalić imponującą liczbą 9,3 tysiąca takich instalacji o łącznej mocy 6,2 GWe.^[8] Choć Polska i Niemcy mają porównywalny potencjał biogazowy, wyraźnie widać, że rynek naszych sąsiadów jest znacznie bardziej rozwinięty. Eksperci szacują polski potencjał produkcji energii elektrycznej z biogazu na 30,5 TWh, tymczasem obecnie produkujemy z tego źródła jedynie 2,4 TWh.^[9]

– Polska stoi przed ogromną szansą na rozwój biogazowni, szczególnie w kontekście rosnącego zapotrzebowania na odnawialne źródła energii oraz zwiększania efektywności wykorzystania odpadów rolniczych. Inwestycje w biogazownie pozwolą nie tylko na produkcję zielonej energii, ale także na poprawę efektywności gospodarki odpadami, przyczyniając się do ochrony środowiska. Przy odpowiednim wsparciu polscy rolnicy mogą stać się jednymi z kluczowych graczy na rynku energii odnawialnej, korzystając z dostępnych zasobów i wspierając krajową transformację energetyczną – komentuje Jarosław Fabiański.

Fotowoltaika: Kolejnym ze źródeł energii odnawialnej, które może być szeroko wykorzystywane w rolnictwie, jest energia słoneczna. W lipcu 2024 r. moc zainstalowana fotowoltaiki w Polsce wyniosła ponad 19 GW.^[10] Podróżując po Polsce, rzadko jednak można spotkać na terenach wiejskich instalacje agrofotowoltaiki, której potencjał w naszym kraju szacuje się na 119 GW.^[11] Czym jest to rozwiązanie?

Agrofotowoltaika to nowoczesne podejście do energii odnawialnej, które pozwala na połączenie upraw rolnych z produkcją energii słonecznej bez konieczności rezygnacji z powierzchni użytkowej. Panele fotowoltaiczne montowane są nad uprawami lub w ich pobliżu, umożliwiając jednoczesne prowadzenie działalności rolniczej i wytwarzanie energii elektrycznej. Konstrukcje te pełnią dodatkową funkcję ochronną, chroniąc rośliny przed niekorzystnymi warunkami atmosferycznymi, takimi jak wiatr czy grad. Instalacje te mogą być także zintegrowane ze szklarniami lub wykorzystywane do tworzenia cienia, co przyczynia się do bardziej optymalnych warunków wzrostu roślin. Dodatkowymi zaletami agrofotowoltaiki jest tworzenie mikroklimatu korzystnego dla roślin oraz utrzymywanie większej wilgotności przez ograniczenie parowania wody z gruntu.

Jeśli nie będą prowadzone systematyczne inwestycje w rozwój infrastruktury sieci energetycznej, zarówno na poziomie przesyłowym, jak i dystrybucyjnym, rolnicze inwestycje w odnawialne źródła energii mogą nie przynieść zamierzonych efektów. W praktyce oznacza to, że coraz więcej energii wyprodukowanej przez rolników, którzy inwestują w fotowoltaikę, nie będzie mogło zostać wprowadzone do sieci, a ich wysiłki staną się bezużyteczne. Polskie gospodarstwa rolne, które w ostatnich latach przeznaczyły ogromne środki na instalacje OZE, mogą wkrótce stanąć w obliczu sytuacji, w której wyprodukowana energia nie będzie odbierana przez przestarzały system, co zmniejszy opłacalność inwestycji.

– Na agrofotowoltaikę stawiają nawet kraje, których na pierwszy rzut oka nie podejrzewalibyśmy o takie formy inwestycji. Niedawno otwarta farma agrofotowoltaiczna w szwedzkiej gminie Gullspång stanowi świetny przykład nowoczesnego połączenia rolnictwa i energii odnawialnej. Instalacja o mocy 6 MW pokazuje, jak można efektywnie wykorzystać grunty zarówno do upraw rolniczych, jak i produkcji energii słonecznej. To rozwiązanie jest szczególnie interesujące, biorąc pod uwagę trudne warunki pogodowe w Skandynawii, gdzie panele muszą wytrzymywać silne wiatry i intensywne opady śniegu. Warto wspomnieć, że w Szwecji notuje się trzy razy mniej słonecznych dni niż w Polsce – zauważa Krzysztof Podhajski, Prezes Zarządu Fundacji Europejski Fundusz Rozwoju Wsi Polskiej.

Jarosław Fabiański, prezes firmy Direct4Energy wskazuje natomiast na prawne problemy stojące przed polskimi rolnikami chcącymi inwestować w agrofotowoltaikę.

– Agrofotowoltaika łącząca działalność rolniczą z produkcją energii boryka się w Polsce z wieloma trudnościami, dlatego też jej widok w naszym kraju jest bardzo rzadki. Mimo dynamicznego rozwoju tej technologii w innych krajach, u nas jej potencjał nie jest w pełni wykorzystywany. Polski system podatkowy nie uznaje dualnego wykorzystania gruntów. Rolnicy muszą płacić wyższe podatki, jeśli część ziemi wynajmują pod fotowoltaikę, co zniechęca ich do takich kroków. Reforma planowania przestrzennego również nie sprzyja agrofotowoltaice, gdyż nie przewiduje możliwości jednoczesnego przeznaczenia gruntów na rolnictwo i produkcję energii. W rezultacie rozwój agrofotowoltaiki w Polsce jest znacznie ograniczony pomimo rosnącego zapotrzebowania na energię odnawialną – mówi Fabiański.

Farmy wiatrowe: Rolnicy chcący produkować energię elektryczną mogą zdecydować się również na produkcję energii wiatrowej. Właściciele gruntów rolnych mają szansę na dodatkowe przychody z produkcji energii wiatrowej.

Zgodnie z założeniami Polityki Energetycznej Polski do 2040 roku planowane jest osiągnięcie minimum 23% udziału odnawialnych źródeł energii (OZE) w całkowitym zużyciu energii brutto do 2030 roku, a największy udział w tym celu ma przypaść energii wiatrowej.^[12] Z danych opublikowanych przez Instytut Energetyki Odnawialnej wynika, że rolnicy mogą zarobić od 100 do 120 tys. zł rocznie, wynajmując swoje tereny pod wiatraki. W przypadku inwestycji we własne turbiny wiatrowe, potencjalny roczny dochód może wynosić nawet 360 tys. zł z hektara, chociaż jest to wynik teoretyczny wymagający spełnienia szeregu warunków prawnych i finansowych.^[13] O ile wspomniane wcześniej instalacje agrofotowoltaiki napotykają na problemy natury prawnej, o tyle produkcja energii wiatrowej może liczyć na przychylność rządzących. W marcu br. w Polsce działało 1400 instalacji wiatrowych, a sumaryczna moc zainstalowana w turbinach wynosi 9320,4 MW.^[14]

– Aby w pełni wykorzystać potencjał energii wiatrowej, rolnicy muszą zmierzyć się z pewnymi wyzwaniami, w tym z ograniczeniami prawnymi oraz wymaganiami dotyczącymi lokalizacji i budowy instalacji. Kluczowe jest również uzyskanie pozwoleń na budowę, zwłaszcza w przypadku turbin o większej wysokości. Przydomowe turbiny wiatrowe o wysokości do 30 metrów mogą być montowane bez konieczności uzyskiwania dodatkowych zezwoleń, co ułatwia rolnikom rozpoczęcie inwestycji w energię wiatrową. Dodatkowo, instalacje te nie są objęte restrykcjami wynikającymi z „ustawy odległościowej”, która ogranicza budowę dużych farm wiatrowych. Lokalizacja gospodarstwa też nie jest bez znaczenia. Większość farm wiatrowych w Polsce znajduje się na północy w województwie pomorskim oraz zachodniopomorskim – mówi Krzysztof Podhajski.

– Z perspektywy przyszłości energia wiatrowa może odegrać istotną rolę w transformacji polskiego rolnictwa, przyczyniając się do poprawy rentowności gospodarstw i zwiększenia niezależności energetycznej. Przejrzystość przepisów oraz wsparcie ze strony rządu mogą przyczynić się do dalszego rozwoju tego sektora, stwarzając możliwości dla innowacyjnych projektów i współpracy między rolnikami a inwestorami – dodaje Jarosław Fabiański.

Jak podaje European Environmental Bureau (EEB), Europa dysponuje wystarczającą powierzchnią gruntów, aby z powodzeniem rozwijać sektory energii słonecznej i wiatrowej, nie szkodząc jednocześnie produkcji żywności ani środowisku naturalnemu. Aby osiągnąć cele dekarbonizacji UE do 2040 roku, wystarczy wykorzystać jedynie 2,2% całkowitej powierzchni UE pod produkcję energii słonecznej i wiatrowej.^[15]

Wspieranie innowacji zapewni nam przewagę konkurencyjną

Transformacja energetyczna w rolnictwie może, zdaniem ekspertów, przyczynić się do zwiększenia efektywności, poprawy rentowności gospodarstw, uniknięcia podwyżek cen żywności oraz zrównoważonego rozwoju. Wspieranie innowacji oraz współpraca z rządem są kluczowe dla wykorzystania pełnego potencjału OZE w polskim rolnictwie.

Eksperci przewidują gwałtowny przyrost instalacji fotowoltaicznych w kraju, ale trend wzrostowy wiąże się także z wyzwaniami technologicznymi. Jednym z największych problemów jest efektywne magazynowanie wyprodukowanej energii. Obecnie polski system energetyczny nie jest w pełni przygotowany na obsługę dużych ilości energii odnawialnej, szczególnie w okresach, gdy produkcja przewyższa zgłaszane zapotrzebowanie. W kwietniu br. ograniczono generację prawie 150 GWh energii elektrycznej, z czego 25,8 GWh z farm wiatrowych i 123,8 GWh z dużych instalacji fotowoltaicznych. [16] Łącznie od początku roku do połowy maja było to aż 333 GWh.[17] Jest to wartość energii, którą można obrazowo porównać do wartości energii zużywanej przez wszystkie gospodarstwa domowe Gdyni w ciągu roku. Warto też wspomnieć, że dwa lata temu po raz pierwszy ograniczono w Polsce produkcję energii z OZE. Bez inwestycji w rozwój sieci energetycznej wyłączenia OZE będą coraz częstsze. Jeśli nie będą systematycznie prowadzone inwestycje w rozwój infrastruktury sieci energetycznej, zarówno na poziomie przesyłowym, jak i dystrybucyjnym, rolnicze inwestycje w odnawialne źródła energii mogą nie przynieść zamierzonych efektów. W praktyce oznacza to, że coraz więcej energii wyprodukowanej przez rolników nie będzie mogło zostać wprowadzone do sieci, a ich inwestycje w zieloną energię staną się zwyczajnie mało opłacalne.

Krzysztof Podhajski, Prezes Zarządu Fundacji Europejski Fundusz Rozwoju Wsi Polskiej, zauważa, że jeżeli polscy rolnicy nie skorzystają z tej szansy, z pewnością zrobią to zagraniczni, którzy dzięki niskim kosztom produkcji będą mogli zaoferować tańszą żywność, co z kolei obniży konkurencyjność polskich produktów na rynku. Dlatego kluczowe jest, aby rolnicy dostrzegli potencjał w odnawialnych źródłach energii i zaczęli w nie inwestować, aby zminimalizować wpływ rosnących kosztów energii na swoje gospodarstwa i zapewnić sobie długoterminową konkurencyjność. Konieczne jest także, aby osoby odpowiedzialne za rozwój sieci energetycznej stawiały na działania, które będą umożliwiały wykorzystanie potencjału energii produkowanej przez rolników. Obecna, niedostateczna przepustowość sieci energetycznej sprawia, że potencjał, który posiadają rolnicy, będzie marnowany.

^[1] https://www.odyssee-mure.eu/publications/efficiency-by-sector/overview/final-energy-consumption-by-sector.html

^[2] https://www.topagrar.pl/articles/chlewnie/jaka-taryfa-pradowa-dla-chlewni-2457124

^[3] https://irt.wroc.pl/pliki/analiza_trendow_cen_energii_wraz_z_prognoza_do_2030r/index.html

^[4] https://www.agropolska.pl/aktualnosci/polska/rolnicy-dostaja-faktury-wyrownujace-za-prad-konieczny-wiekszy-limit-z-zamrozona-cena,15255.html

^[5] https://bw.sggw.edu.pl/info/article/WULS9dd178d75afd4f898c5f7fe2f3dbfea1/Publikacja+%25E2%2580%2593+Energy+Productivity+in+Agriculture+in+EU+countries+%25E2%2580%2593+Directions+and+Dynamics+%25E2%2580%2593+Szko%25C5%2582a+G%25C5%2582%25C3%25B3wna+Gospodarstwa+Wiejskiego+w+Warszawie?r=publication&ps=100&lang=pl&pn=1&cid=520323

^[6] Forum Energii, Transformacja energetyczna w Polsce, 2023

^[7] Raport Biogaz w Polsce, 2022

^[8] https://www.teraz-srodowisko.pl/aktualnosci/Biogaz-w-Polsce-droga-ku-zrownowazonej-energetyce-IOS-PIB-14832.html https://cbpe.pl/2023/03/15/biogaz-moze-zrewolucjonizowac-polska-energetyke-porownanie-potencjalu-polski-i-innyc h-europejskich-panstw/

^[9] https://www.teraz-srodowisko.pl/aktualnosci/Biogaz-w-Polsce-droga-ku-zrownowazonej-energetyce-IOS-PIB-14832.html

^[10] https://www.rynekelektryczny.pl/moc-zainstalowana-fotowoltaiki-w-polsce/

^[11] https://www.farmer.pl/energia/oze/ile-wiecej-moglby-uzyskac-rolnik-na-inwestycji-w-agrowoltaike-w-2024,150894.html

^[12] https://wysokienapiecie.pl/krotkie-spiecie/orlen-udzia-oze-w-w-zu-yciu-ko-cowym-energii-brutto-wyniesie-w-polsce-23-w-2030-roku/