Poraba energije v kmetijskem sektorju

Kmetijstvo je pogosto najpomembnejši gospodarski sektor v mnogih državah, energija pa je bila vedno ključnega pomena za kmetijsko proizvodnjo. Razvoj podeželja je povečal kmetijsko produktivnost, posodobitev sistemov kmetijske proizvodnje pa je ključnega pomena. Energija je bistvena za dosego teh ciljev [1].

Vrste energije

S procesom fotosinteze kmetijstvo pretvarja sončno energijo v hrano za ljudi in krmo za živali. Preproste kmetijske prakse, kot je trošenje semen po tleh in sprejemanje skromnih donosov, ki so sledili, so sestavljale primitivno poljedelstvo. Danes je sodobno (intenzivno) poljedelstvo, v katerem z različnimi metodami pridobivamo visoke pridelke iz tal, v veliki meri nadomestilo primitivno poljedelstvo [2].

Današnje kmetijstvo zaradi naraščajočega prebivalstva in velikega povpraševanja po hrani pogosto uporablja intenziven sistem kmetovanja. Glede na hitro kolobarjenje na polju in visoko porabo vložkov zahteva intenzivno kmetovanje od kmeta vlaganje znatnih finančnih sredstev in znanja v gospodarjenje z zemljo in pridelkom [3]. Kot je prikazano na sliki 1, sodobno kmetijstvo zahteva uporabo energije na vseh stopnjah proizvodnje, vključno z uporabo energije v kmetijskih strojih, upravljanju vode, namakanju, setvi in žetvi. Energija, porabljena za predelavo hrane, skladiščenje in transport na trge, je vključena v porabo energije po žetvi. Poleg tega se v kmetijstvu uporablja veliko zaprtih vložkov energije, kot so mineralna gnojila in kemični pesticidi [4, 5].

Energija je bila vedno bistvena za kmetijsko proizvodnjo in razvoj podeželja. Od majhnih ekoloških kmetij do velikih industrijskih kmetij, kmetijstvo porabi veliko energije [7]. Kmetijstvo uporablja energijo na dva načina: neposredno ali posredno [8].

Neposredna poraba energije v kmetijstvu: Besedna zveza "neposredna energija, uporabljena v kmetijstvu" se nanaša na energijo, ki se uporablja neposredno v kmetijskih operacijah, kot so žetev, namakanje, sušenje, skladiščenje, ogrevanje rastlinjakov in trženje, pa tudi v infrastrukturi, kmetijskih strojih, traktorjih in tovorna vozila [8].

Posredna poraba energije v kmetijstvu: Besedna zveza "posredna energija, uporabljena v kmetijstvu" se nanaša na energijo, porabljeno pri proizvodnji mineralnih gnojil in kemičnih pesticidov, insekticidov, herbicidov in drugih kmetijskih kemikalij, pa tudi kemičnih snovi, uporabljenih pri njihovi predelavi [ 8].

Raba energije v kmetijstvu

Raba energije v kmetijstvu je ključnega pomena za posodobitev kmetijskih praks in povečanje produktivnosti [9]. Kmetijstvo, ki vključuje pridelavo poljščin in živinorejo, je energetsko najbolj intenzivna stopnja prehranskega sistema, saj predstavlja skoraj eno tretjino celotne energije, porabljene v proizvodni verigi hrane [1].

Energija predstavlja pomemben del operativnih stroškov večine pridelkov, zlasti če upoštevamo posredne izdatke energije za gnojila, saj je proizvodnja gnojil izjemno energetsko intenzivna, kar zahteva velike količine zemeljskega plina. Izdatki za energijo in gnojila predstavljajo več kot polovico celotnih operativnih stroškov za nekatere pridelke, kot so oves, koruza, pšenica in ječmen. Razmerje med neposredno in posredno porabo energije se razlikuje glede na pridelek [10].

Energija, porabljena pri živinoreji, je skoraj v celoti neposredna poraba energije in je relativno nizka v primerjavi s kmetijskimi dejavnostmi, tako kot odstotek skupnih obratovalnih stroškov kot glede na celotno porabo energije. Pridelki porabljajo energijo za sajenje, žetev, namakanje in sušenje pridelkov, medtem ko živinoreja porablja energijo za prezračevalne sisteme, hlajenje, razsvetljavo, ogrevanje, zalivanje, motorje in ravnanje z odpadki [10].

Dostava vode lahko zahteva veliko energije. Večina kmetij uporablja vodnjake in vire podtalnice za črpanje vode, čeprav imajo nekatere dostop do javnih vodnih virov. Večina črpalk uporablja elektriko, oddaljene lokacije pa imajo lahko tudi dizelske ali propanske črpalke [10, 11].

Raba energije v kmetijstvu Evropske unije

Leta 2020 je neposredna poraba energije v Evropski uniji znašala 886 milijonov ton ekvivalenta nafte (toe), vključno z neposredno porabo nafte in nafte, električne energije, zemeljskega plina, obnovljivih virov energije in trdnih fosilnih goriv. Kmetijstvo in gozdarstvo sta leta 2020 porabila 3,2 % celotne neposredne porabe energije v EU [12]. Kot je prikazano v tabeli 1, je imela Nizozemska največji delež skupne neposredne porabe energije v kmetijskem in gozdarskem sektorju; delež 9,0 % kaže na pomen pridelave hortikulturnih rastlin, sadja in zelenjave. Znatne odstotke sta imeli tudi Latvija (5,4 %) in Poljska (5,5 %) [12].

Tabela 1: Neposredna poraba energije v Evropski uniji [12]

V EU so nafta in naftni derivati leta 2020 predstavljali večino (56,0 %) celotne neposredne porabe energije v kmetijskem in gozdarskem sektorju brez biogoriv. To je bil bistveno večji delež kot celotno gospodarstvo (35,0 %) [12]. Kot je prikazano na sliki 2, so bili nafta in naftni derivati najpogosteje uporabljena vrsta goriva v kmetijskem in gozdarskem sektorju v EU. Vendar je bilo nekaj pomembnih odstopanj. Na Nizozemskem je neposredna poraba energije iz nafte in naftnih derivatov leta 2020 predstavljala le 10,6 % celotne neposredne porabe kmetijske in gozdarske industrije, pri čemer je zemeljski plin predstavljal večino (53,5 %) in električna energija eno četrtino ( 24,3 %). V Grčiji je električna energija predstavljala skoraj tri četrtine (74,0 %) celotne neposredne porabe energije v kmetijskem in gozdarskem sektorju. Obnovljivi viri in biogoriva so prispevali k približno eni tretjini (37,1 % oziroma 31,1 %) skupne neposredne porabe energije na Švedskem in v Avstriji [12, 13].

Ker se države razlikujejo po velikosti, je nemogoče neposredno primerjati skupno porabo energije med njimi. Za primerjavo trendov med državami je treba določiti skupni imenovalec. Indikator in imenovalec bi morala biti v idealnem primeru močno povezana. Uporabna kmetijska površina je skupni imenovalec za vrednotenje kmetijsko-okoljskih parametrov med državami (KZU). Kot je prikazano na sliki 3, je povprečna neposredna poraba energije v kmetijskem in gozdarskem sektorju EU leta 2020 znašala 173 kilogramov ekvivalenta nafte na hektar (kgoe/ha) [12].

Obsežna pridelava sadja, zelenjave in rastlin v rastlinjakih na Nizozemskem pomaga razložiti znatno višjo povprečno neposredno porabo energije na hektar KZU leta 2020 (2 104 kgoe/ha) kot v drugih evropskih državah. Med letoma 2000 in 2020 je navidezna poraba energije na hektar KZU najbolj dramatično upadla v Grčiji (-64,2 %), najbolj pa se je povečala na Madžarskem (+ 54,2 %) [12].

Vprašanja porabe energije v kmetijstvu

Potreba po industrijskem kmetijstvu in zmožnost prehrane velikega števila ljudi se zaradi rasti prebivalstva vsak dan povečuje. Potrebe kmetijskega sektorja po energiji nenehno naraščajo skupaj z naraščajočo porabo hrane [5]. Energija je ključni vložek v kmetijski proizvodnji. Potencialno povečanje kmetijske produktivnosti, ki bi ga lahko dosegli z uporabo sodobne proizvodnje energije, ni uresničeno, ker se v kmetijstvu uporablja premalo električne in mehanske energije [14].

Kmetijstvo neposredno porablja energijo z uporabo strojev (kot so traktorji za obdelavo polj) ter z ogrevanjem rastlinjakov in živalskih hlevov. Za proizvodnjo agrokemikalij, kmetijske opreme in objektov kmetijstvo posredno uporablja tudi energijo. Anorganska dušikova gnojila se proizvajajo z uporabo precejšnje količine zemeljskega plina [9].

Večina energije, porabljene v kmetijskem sektorju, ki vključuje skoraj vse dejavnosti, izvira iz fosilnih goriv. Energetska učinkovitost je ključnega pomena, ker vključuje porabo manj energije za zagotavljanje enake ravni proizvodnje in storitev, hkrati pa znižuje emisije toplogrednih plinov, povečuje konkurenčnost agroživilske industrije in na splošno uporablja manj virov [15]. Trajnostno in obnovljivo alternativo je treba najti za vsakega od številnih neposrednih in posrednih energetskih dejavnikov, ki vplivajo na to, koliko energije se na splošno porabi v kmetijstvu [7].

Za zagotovitev dolgoročne prehranske varnosti je potrebna komercializacija celotne kmetijske proizvodnje. Prizadevanja za podpiranje pomembne vloge energije bi morala iti z roko v roki s prizadevanji za zmanjšanje lakote, pospeševanje razvoja podeželja in povečanje prehranske varnosti. Na ta prizadevanja ne bi smeli gledati kot na namen sam po sebi, temveč kot na pomemben sestavni del večjega prizadevanja. Oskrba s hrano in proizvodnja sta pogosto ovirani zaradi nizke kakovosti in pomanjkanja energije [16].

Nedvomno so potrebna precejšnja prizadevanja za napredek povezave med energijo in kmetijstvom. Nadaljevati je treba razvoj in vrednotenje tehnoloških, okoljskih in socialnih vidikov [16].

Viri

1. Fabio Monforti-Ferrario, J.-F.D., Irene Pinedo Pascua, Vincenzo Motola, Manjola Banja, Nicoale Scarlat, Hrvoje Medarac, Luca Castellazzi, Nicola Labanca, Paolo Bertoldi, David Pennington, Malgorzata Goralczyk, Erwin M. Schau, Erwan Saouter, Serenella Sala and G.T. Bruno Notarnicola, Pietro Renzulli, Energy use in the EU food sector: State of play and opportunities for improvement, European Commission EUR 27247 EN – Joint Research Centre – Institute for Energy and Transport and Institute for Environment and Sustainability, a.M.-F.a.I.P. Pascua, Editor. 2015: Luxembourg: Publications Office of the European Union.

2. Finan, T., 8. Intensive Agriculture. Portuguese agriculture in transition, 2019: p. 141.

3. Sial, A., et al., Intensive Farming: It's Effect on the Environment. 2021. 12: p. 37480-37487.

4. FAO, Chapter 2: Energy for Agriculture, The Food and Agriculture Organization (FAO) in The ninth session of the United Nations Commission on Sustainable Development (CSD-9), G. Best, Editor. 2011.

5. Rokicki, T., et al., Changes in Energy Consumption in Agriculture in the EU Countries. 2021. 14(6): p. 1570.

6. Olivier Dubois, A.F., Ana Kojakovic, and M.P. Irini Maltsoglou, and Luis Rincon, , Energy Access Food and Agriculture, in International Bank for Reconstruction and Development / THE WORLD BANK, Food and Agriculture Organization of the United Nations. 2017: Washington.

7. Raser, G. and M. Silecchia, Energy Use in U.S. Agriculture: An Overview 2020, Institute for Energy and the Environment, : Vermont Law School.

8. Schnepf, R. Energy Use in Agriculture: Background and Issues. 2004.

9. Pimentel, D., Handbook of Energy Utilization In Agriculture. 2017: CRC Press, Taylor & Francis eBooks.

10. Hicks, S., Energy for growing and harvesting crops is a large component of farm operating costs, The U.S. Energy Information Administration (EIA) in Today in Energy. 2014.

11. Kalinichenko, A. and O. Kostenko, Alternative Ways of Energy Supply in Rural Areas. Zeszyty Naukowe Politechniki Częstochowskiej Zarządzanie, 2019. 35: p. 52-68.

12. EUROSTAT, Agri-environmental indicator - energy use. 2022.

13. Zhu, N., et al., Energy-sustainable agriculture in the European Union member states: Overall productivity growth and structural efficiency. Socio-Economic Planning Sciences, 2023: p. 101520.

14. Bekhet, H. and A. Azlina, Energy Use in Agriculture Sector: Input-Output Analysis. Vol. 3. 2010.

15. DIAKOSAVVAS, D., Joint Working Party on Agriculture and the Environment, Improving Energy Efficiency in the Agro-Food Chain COM/TAD/CA/ENV/EPOC(2016)19/FINAL, 2017.

16. FAO, The Energy and Agriculture Nexus. Environment and Natural Resources Working Paper No. 4, 2000.