Коришћење енергије у пољопривредном сектору

Пољопривреда је често најважнији економски сектор у многим земљама, а енергија је одувек била кључна за пољопривредну производњу. Рурални развој повећао је пољопривредну продуктивност, а модернизација система пољопривредне производње је критична. Енергија је неопходна за постизање ових циљева [1].

Врсте енергије

Кроз процес фотосинтезе, пољопривреда трансформише сунчеву енергију у храну за људе и храну за животиње. Једноставне пољопривредне технике као што су расипање семена по земљи и прихватање оскудних приноса, који су уследили, чиниле су примитивну пољопривреду. Данас су модерне (интензивне) пољопривредне технике, у којима се користе различити методи за добијање високих приноса из земљишта, у великој мери замениле примитивну пољопривреду [2].

Данашња пољопривреда често користи интензиван систем пољопривреде због растуће популације и велике потражње за храном. С обзиром на брз плодоред у пољу и велику употребу инпута, интензивна пољопривреда захтева од фармера да уложи значајна финансијска средства и знање у газдовање земљиштем и усевом [3]. Као што је приказано на слици 1, савремена пољопривреда захтева коришћење енергије у свим фазама производње, укључујући коришћење енергије у пољопривредним машинама, управљању водама, наводњавању, сетви и жетви. Енергија која се користи за прераду хране, складиштење и транспорт до тржишта укључена је у потрошњу енергије након жетве. Штавише, многи секвестрирани енергетски инпути се користе у пољопривреди, као што су минерална ђубрива и хемијски пестициди [4, 5].

Енергија је одувек била неопходна за пољопривредну производњу и рурални развој. Од малих органских фарми до великих индустријских фарми, пољопривреда користи много енергије [7]. Пољопривреда енергију користи на један од два начина: директно или индиректно [8].

Директна употреба енергије у пољопривреди: Израз „директна енергија која се користи у пољопривреди“ односи се на енергију која се користи директно у пољопривредним операцијама као што су жетва, наводњавање, сушење, складиштење, грејање пластеника и маркетинг, као и у инфраструктури, пољопривредним машинама, тракторима и камионима [8].

Индиректна употреба енергије у пољопривреди: Израз "индиректна енергија која се користи у пољопривреди" односи се на енергију која се користи у производњи минералних ђубрива и хемијских пестицида, инсектицида, хербицида и других пољопривредних хемикалија, као и хемијских супстанци које се користе у њиховој преради [ 8].

Употреба енергије у пољопривреди

Употреба енергије у пољопривреди је критична за модернизацију пољопривредних техника и повећање продуктивности [9]. Пољопривреда, која укључује узгој усева и сточарство, је енергетски најинтензивнија фаза прехрамбеног система, која чини скоро једну трећину укупне енергије која се троши у ланцу производње хране [1].

Енергија чини значајан део оперативних трошкова већине усева, посебно када се узму у обзир индиректни трошкови енергије за ђубриво. Производња ђубрива је изузетно енергетски интензивна, због чега су потребне велике количине природног гаса. Издаци за енергију и ђубриво чине више од половине укупних оперативних трошкова за неке усеве, као што су овас, кукуруз, пшеница и јечам. Однос директне и индиректне потрошње енергије варира од усева [10].

Енергија која се троши у сточарству је скоро у потпуности директна потрошња енергије и релативно је ниска у поређењу са операцијама усева, како у процентима укупних оперативних трошкова тако и у смислу укупне потрошње енергије. Пољопривредне операције користе енергију за садњу, жетву, наводњавање и сушење усева, док сточарске операције користе енергију за вентилационе системе, хлађење, осветљење, грејање, заливање, моторе и руковање отпадом [10].

Испорука воде може захтевати много енергије. Већина фарми користи бунаре и изворе подземне воде за пумпање воде, иако нека имају приступ јавним изворима воде. Већина пумпи користи електричну енергију, али удаљене локације могу имати и дизел или пропан пумпе [10, 11].

Употреба пољопривредне енергије у европској унији

У 2020. години, директна потрошња енергије Европске уније износила је 886 милиона тона еквивалента нафте (тое), укључујући директну употребу нафте и уља, електричне енергије, природног гаса, обновљивих извора и чврстих фосилних горива. Пољопривреда и шумарство су трошили 3,2% укупне директне потрошње енергије у ЕУ 2020. године [12]. Као што је приказано у табели 1, Холандија је имала највећи удео у укупној директној потрошњи енергије у сектору пољопривреде и шумарства; учешће од 9,0% показује значај стакленичке производње хортикултурног биља, воћа и поврћа. Такође су значајан проценат имале Летонија (5,4%) и Пољска (5,5%) [12].

Tabеlа 1: Директна потрошња електричне енергије у Европској унији [12]

У ЕУ, нафта и нафтни деривати су чинили већину (56,0%) укупне директне употребе енергије у сектору пољопривреде и шумарства, искључујући биогорива у 2020. години. То је био знатно већи удео од целокупне привреде (35,0%) [12]. Као што је приказано на слици 2, нафта и нафтни производи су били најчешће коришћени типови горива у сектору пољопривреде и шумарства у ЕУ. Било је, међутим, неких значајних одступања. У Холандији, директна потрошња енергије из нафте и нафтних деривата чинила је само 10,6% укупне директне потрошње у пољопривреди и шумарској индустрији у 2020. години, при чему је природни гас чинио већину (53,5%) и електрична енергија једна четвртина ( 24,3%). У Грчкој је електрична енергија чинила скоро три четвртине (74,0%) укупне директне употребе енергије у сектору пољопривреде и шумарства. Обновљиви извори енергије и биогорива су допринели око једне трећине (37,1% и 31,1%, респективно) укупне директне потрошње енергије у Шведској и Аустрији [12, 13].

Пошто се земље разликују по величини, немогуће је упоредити укупну потрошњу енергије директно између њих. Неопходно је одредити заједнички показатељ како би се упоредили трендови међу нацијама. Идеално би било да индикатор и показатељ буду у јакој корелацији. Корисна пољопривредна површина је заједнички показатељ за процену агро-еколошких параметара међу нацијама (УАА). Као што је приказано на слици 3, просечна директна потрошња енергије у сектору пољопривреде и шумарства ЕУ била је 173 килограма еквивалента нафте по хектару (кгое/ха) у 2020. години [12].

Слика 3: Потрошња енергије у пољопривреди, 2010. и 2020. (килограми еквивалентне нафте по хектару КПП)

Проблеми употрeбе енергије у пољопривреди

Потреба за индустријском пољопривредом и могућношћу да се прехрани велики број људи расте сваким даном као резултат раста становништва. Енергетске потребе пољопривредног сектора стално расту упоредо са порастом потрошње хране [5]. Енергија је критичан инпут у пољопривредној производњи. Потенцијално повећање пољопривредне продуктивности које би се могло постићи применом савремене производње енергије се не остварује јер се у пољопривреди не користи довољно електричне и механичке енергије [14].

Пољопривреда директно троши енергију коришћењем машина (као што су трактори за обраду поља) и грејањем пластеника и штала за животиње. За производњу агро-хемикалија, пољопривредне опреме и конструкција, пољопривреда такође индиректно користи енергију. Неорганска азотна ђубрива се производе коришћењем значајне количине природног гаса [9].

Највећи део енергије која се користи у пољопривредном сектору, који обухвата скоро све делатности, потиче из фосилних горива. Енергетска ефикасност је кључна јер укључује коришћење мање енергије за испоруку истог нивоа производње и услуга, уз истовремено смањење емисије гасова стаклене баште, повећање конкурентности пољопривредно-прехрамбене индустрије и коришћење мање ресурса у целини [15]. Мора се пронаћи одржива и обновљива алтернатива за сваки од бројних директних и индиректних енергетских фактора који утичу на то колико се енергије укупно користи у пољопривреди [7].

Потребна је комерцијализација целокупне пољопривредне производње да би се осигурала дугорочна сигурност хране. Напори да се подржи важна улога енергије треба да иду руку под руку са напорима да се смањи глад, унапреди рурални развој и повећа сигурност хране. Ове напоре не треба посматрати као циљ сам по себи, већ пре као важну компоненту већег подухвата. Снабдевање храном и производња често су отежани ниским квалитетом енергије и несташицом производа[16].

Несумњиво је потребан значајан напор да би се веза између енергетике и пољопривреде померила напред. Требало би да се настави са развојем и евалуацијом технолошких, еколошких и друштвених аспеката [16].

Rеференце

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.