1 / 38

Dokumentation for klimaeffekter

Dokumentation for klimaeffekter. Jørgen E. Olesen. Landbrugets udledninger drivhusgasser (2006). Metan Husdyr: 2,6 Mt CO 2 -ækv (3,7 %) Lagring af husdyrgødning: 1,1 Mt CO 2 -ækv (1,5 %) Lattergas Lagring af husdyrgødning: 0,5 Mt CO 2 -ækv (0,7 %)

brandon-patrick
Download Presentation

Dokumentation for klimaeffekter

An Image/Link below is provided (as is) to download presentation Download Policy: Content on the Website is provided to you AS IS for your information and personal use and may not be sold / licensed / shared on other websites without getting consent from its author. Content is provided to you AS IS for your information and personal use only. Download presentation by click this link. While downloading, if for some reason you are not able to download a presentation, the publisher may have deleted the file from their server. During download, if you can't get a presentation, the file might be deleted by the publisher.

E N D

Presentation Transcript

  1. Dokumentation for klimaeffekter Jørgen E. Olesen A A R H U S U N I V E R S I T E T Faculty of Agricultural Sciences

  2. Landbrugets udledninger drivhusgasser (2006) • Metan • Husdyr: 2,6 Mt CO2-ækv (3,7 %) • Lagring af husdyrgødning: 1,1 Mt CO2-ækv (1,5 %) • Lattergas • Lagring af husdyrgødning: 0,5 Mt CO2-ækv (0,7 %) • Handels og husdyrgødning: 2,5 Mt CO2-ækv (3,5 %) • Tab af kvælstof, især ved udvaskning: 2,2 Mt CO2-ækv (3,1 %) • Afgrøderester og organiske jorder: 0,4 Mt CO2-ækv (0,6 %) • CO2 • Dyrkning af organiske jorder: 1,1 Mt CO2-ækv (1,6 %) • Kalkning: 0,2 Mt CO2-ækv (0,3 %) • Mineraljord: -0,4 Mt CO2-ækv (-0,6 %) Tallene i parentes angiver andel af samlede danske udledninger

  3. Forventede reduktioner i drivhusgas-udledninger fra dansk landbrug i Kyoto-perioden (1990 til 2010) Samlet forventes dansk landbrug under Kyoto-protokollen at bidrage til reduktioner på 5,1 mio. ton CO2/år, eller ca. 35% af den samlede reduktionsforpligtelse.

  4. Carbon and nitrogen flows on farms Emissions (CH4) Export in meat/milk Livestock Emissions (CH4, NH3, NO3, N2O) Import (CO2, N2O) Manure Feed Fertilis (CO2, N2O) Soil/crops Treatment (bioenergy) Emissions (CO2, NH3, NO3, N2O)

  5. Forudsætninger for dannelse af metan • Tilstedeværelse af metandannende bakterier • Anaerobe (iltfrie) forhold • Kulstofkilde (kulhydrater / organisk stof) • Passende temperaturer • Betingelserne er opfyldt: • I vommen hos drøvtyggere, • I endetarmen hos enmavede dyr • I gødningslagre (især i gyllebeholdere) • På humusjorde og andre jordtyper afhængig af vandstand og geo-kemiske betingelser

  6. Metandannelse i vommen Eddikesyre C6H12O6 + 2H2O 2CH3COOH + 2CO2 + 4H2 Propionsyre C6H12O6 + 2H2 2CH3CH2COOH + 2H2O Smørsyre C6H12O6  CH3CH2CH2 COOH + 2CO2 + 2H2 Metan 4H2+ CO2CH4 + 2H2O

  7. Fodringens betydning • Øget foderoptagelse og produktion fortynder vedligehold • Øget produktionsniveau/foderniveau •  foderoptagelse •  kraftfoder/grovfoder­forhold • propionsyre •  eddike- og smørsyre • fordøjelighed i vommen  metan i % af bruttoenergi

  8. Fodringens betydning Metan emission per kg mælk (g/kg) Mælkeydelse (kg/dag) Kirchgessner et al., 1995

  9. Fodring med fedt • Fedtsyrer forgæres ikke i vommen i modsætning til kulhydrater • Fedtsyrer påvirker vomomsætningen propionsyre  metanogene bakterier  protozoer i vommen  metanogene bakterier  smørsyre • Umættede fedtsyrer mættes i vommen, bruger brint

  10. Effekt af foderrationer

  11. CH4 og N2O fra slurry stores • The methane production depends strongly on temperature. • More methane from pig slurry than from cattle slurry (more VS) • Methane oxidation in surface crust can reduce emissions • No nitrous oxide from the slurry itself • Nitrous oxide may be formed in the surface crust (in particular under dry conditions).

  12. Low temperature High oxygen 80% of carbon release (CO2) CH4 (5-15% of total carbon release) 20% of carbon release (CO2 and CH4) High temperature Low oxygen CH4 og N2O fra deep litter mats Varying N2O emissions have been measured

  13. Temperature of a compost heap Airflow Airflow 70°C 65°C 60°C 50°C 30°C

  14. CH4 og N2O fra stores of solid manures • Large differences between composting and non-composting manures • The metane emissionen may constitute 0.01 to 0.2% of C-content • Nitrous oxide emissions mainly originate from layers close to the surface • Both methane and nitrous oxide emissions will be increase by compression of the manure

  15. Biogas • Energy production (substitution of fossile energy sources – depends on addition of other organic energy sources) • Reduced methane emissions (requires collection of methane after the biogas reactor) • Reduced nitrous oxide from the manure after field application

  16. Hvordan reduceres udledningerne af metan? • Ændret mikrobiologi • Mere fedt i foder i kvægfoder • Stivelse i stedet for sukker i kvægfoder • Metanhæmmende stoffer i kvægfoder • Forsuring af gylle • Opsamle metan • Biogas • Lavere temperatur • Lagring af gylle udendørs • Lufttæt overdækning af faste gødningslagre • Metanoxidation • Flydelag og låg på gyllebeholdere

  17. Nitrifikations inhibitorer Dannelse af lattergas (N2O) • N2O kan stamme fra både nitrifikation og denitrifikation • N2O dannes især under suboptimale forhold for mikro-organismerne (f.eks. lav ilt eller lav pH) eller i overgange mellem iltrige (aerob) og iltfattige (anaerobe) forhold. • Er i praksis ofte knyttet sammen med ”overgødskning” og/eller uhensigtsmæssig timing af gødskningen N2 N2O Denitrifikation (anaerob) NO2 NH3 NO3 Planteoptag Nitrifikation (aerob)

  18. Crop rotation experiment at Foulum

  19. Lattergas fra vinterhvede ved AU-DJF Foulum • Reduktionsmuligheder: • Efterafgrøder • Mere N-effektive afgrøder • Timing af gødskning

  20. Lattergas fra vinterhvede ved Foulum (FO) + Flakkebjerg (FL)

  21. Hvordan reduceres udledningerne af lattergas? • Undgå dannelse og ophobning af nitrat i jorden • Vedvarende plantedække (efterafgrøder) • Delt gødskning • Effektiv optag og udnyttelse af N i afgrøderne • Biologisk N-fiksering i stedet for gødskning • Reducere nedmuldning af plantemasse med højt N-indhold • Høste plantemassen (efterafgrøder, grøngødning) til brug i biogasanlæg

  22. Faktorer der påvirker kulstofindhold i jorden Kulstof-input (mængde og kvalitet) (planterester, gødning) Nedbrydningshastighed (jordens fugtighed, temperatur, jordbearbejdning) Andre tab (erosion)

  23. A vertically stratified model of soil carbon flows CO2 CO2 CO2 4.2 0.46 0.01 FOM HUM ROM 5.0 0.74 0.01 Topsoil 4.3 34.8 26.5 0.03 0.27 0.003 0.02 0.01 0.1 0.12 22.4 42.2 Subsoil 0.10 0.28 0.01 CO2 CO2 CO2 Flows (t C/ha/yr), stocks (t C/ha)

  24. Development of soil carbon over time (100 years)

  25. Soil respiration in winter wheat

  26. Wheat roots

  27. Muligheder for yderligere reduktion (nuværende teknologi) • Bioenergi • Halm, biogas, afbrænding af gødning • Energiafgrøder: pileflis, energimajs • Husdyr • Øget fedtfodring til malkekøer • Forbedret håndtering af husdyrgødning • Køling i stalde, overdækning af gødningslagre • Forbedret N-udnyttelse i marken • Øget biologisk N-fiksering • Arealanvendelse • Efterafgrøder, reduceret jordbearbejdning • Udtagning af arealer på lavbund og højbund

  28. Drivhusgasemissioner fra europæiske kvægbrug Øget N overskud (f.eks. flere dyr pr. ha) øger emissionerne per ha. Større effektivitet mindsker udledningerne per produceret enhed. Olesen et al. (2006)

  29. Grain and potato yield and carbon input

  30. Simple soil carbon model C is the content of carbon in soil (t C ha-1) t is time (year) k is the turnover rate (yr-1) h is the humificationconstant (0.20 for residues, 0.35 for manure) A is the amount of cropresidues (t C ha yr-1) CO2 CO2 humification Crop residues Soil C Manure

  31. N2O emissions without and with BNF

  32. GHG emissions (net CO2 and N2O)

  33. Org-GM Increasing N surplus in this systems generally mean higher C storage GHG emissions decline with increasing N surplus

  34. GHG emissions per unit product (grain and potato)

  35. CO2 fodaftryk fra økologisk vs. konventionelt produceret mad (g CO2 per kg) Kilde: ITC/FiBL 2007

  36. Input Gødning kg N Gødning kg P Husdyrgødning, kg N Electricitet, kWh Diesel, MJ Udbytte Gulerødder , ton Emissioner Nitrate-N, kg Ammoniak-N, kg Lattergas-N, kg 83 48 - 518 14981 61,6 17 8 2 - - 270 518 18758 52,8 150 25 8 - - 135 518 15768 40,0 39 15 8 Økologiske og konventionelle gulerødder Økologisk intensiv Økologisk ekstensiv Per Ha Konventionel

  37. GHG emission Eutrophi-cation Acidifii-cation Area Org. carrot (intensive) Org. Carrot (extensive) Conv. carrot Livscyklusvurdering (LCA) af gulerødder

  38. Hvad så nu? • Kort sigt • Implenmentere de mest lovende tiltag til reduktion • Bedre udnyttelse af affaldsprodukter (halm og husdyrgødning) • Fremme biogas • Fremme flerårige energiafgrøder (pil, lucerne) • Udtagning af lavbundsarealer • Bedre dokumentation af tiltagene • Reducere omkostningerne ved implementering • Længere sigt (kræver forskning og udvikling) • Nye sorter med bedre N-effektivitet og N-fiksering • Dyrkningssystemer med permanent vegetationsdække • Dyrkningssystemer uden jordbearbejdning • Teknologiske systemer til behandling af husdyrgødning, hvor kvælstof ikke giver anledning til metan og lattergas • Nye fodringssystemer til kvæg med mindre metan

More Related