ZAKLJUČNO POROČILO O REZULTATIH OPRAVLJENEGA RAZISKOVALNEGA DELA NA PROJEKTU V OKVIRU CILJNEGA RAZISKOVALNEGA PROGRAMA (CRP) »KONKURENČNOST SLOVENIJE 2006 - 2013« I. Predstavitev osnovnih podatkov raziskovalnega projekta 1. Naziv težišča v okviru CRP: i;RE>*UBLIKA SLOVENIJA NOSILEC JAVNEGA POOBLASTILA „lAVNA AGFNCilA 7A RA7ISK0VAI NO OFJAVNOST Trajnostno kmetijstvo, gozdarstvo in vama hrana Nacionalna in sektorska konkurenčnost REPUBLIKE SLOVENIJE, LJUBLJANA 2. Šifra projekta: V4-0383 Prejeto: 1 5 -lO- 20D9 3. Naslov projekta:__\ ^ Proizvodnja surovin in izdelava biodizla in biomaziv za potrebe slovenskega'ffga^ Sig. z.: Pril.: Vrednost: 3. Naslov projekta 3 ■ 1. Naslov projekta v slovenskem jeziku: 3.2. Naslov projekta v angleškem jeziku: Production of seeds with high oil content and manufacture of biodiesel and biolubricants for the needs of Slovenian market 4. Ključne besede projekta 4.1. Ključne besedeprojekta v slovenskem jeziku: pridelava oljnic, biodizel, biomaziva, rastlinska olja 4.2. Ključne besede projekta v angleškem jeziku: crops with high oil content, biodiesel, biolubricants, vegetable oils Obrazec ARRS-RI-CRP-ZP/2008 Stran 1 od 10 5. Nfaziv nosilne raziskovalne organizacije: Inštitut za hmeljarstvo in pivovarstvo Slovenije 5.1. Seznam sodelujočih raziskovalnih organizacij (R0): Fakulteta za strojništvo Biotehniška fakulteta 6. Sofinancer/sofinanceiji 7. Šifra ter ime in priimek vodje projekte: 18132 Barbara ČEH Datum: 10.10.2009 Podpis vodje projekta: Rarbfltfl ČKH Podpis in žig izvajalca: Martina Zupančič, direktorica IHPS Jll^bimtfT" Obrazec.AJRJlS-RI-CRP-ZP/2008 Stran 2 od 7 n. Vsebinska struktura zaključnega poročila o rezultatih raziskovalnega projekta v okviru CRP 1. Cilji projekta: 1.1. Ali so bili cilj i prej ekta doseženi? 3 a) v celoti b) delno c) ne Če b) in c), ie potrebna utemeljitev 1.2. Ali so se cilji projekta med raziskavo spremenili? a) da m b) ne Če so se, je potrebna utemeljitev: Obrazec ARRS-RI-CRP-ZP/2008 Stran 3 od 10 2. Vsebinsko poročilo o realizaciji predloženega programa dela'; ^ Potrebno je napisati vsebinsko raziskovalno poročilo, kjer mora biti na kratko predstavljen program dela z raziskovalno hipotezo in metodološko-teoretičen opis raziskovanja pri njenem preveijanju ali zavračanju vključno s pridobljenimi rezultati projekta. Obrazec ARRS-RI-CRP-ZP/2008 Stran 4 od 10 3. Izkoriščanje dobljenih rezultatov: 3.1. 3.2. Kakšen je potencialni pomen^ rezultatov vašega raziskovalnega projekta za: 3 a) odkritje novih znanstvenih spoznanj; b) izpopolnitev oziroma razširitev metodološkega instrumentarija; c) razvoj svojega temeljnega raziskovanja; d) razvoj drugih temeljnih znanosti; e) razvoj novih tehnologij in drugih razvojnih raziskav. Označite s katerimi družbeno-ekonomskimi cilji (po metodologiji OECD-ja) sovpadajo rezultati vašega raziskovalnega projekta: ^ a) razvoj kmetijstva, gozdarstva in ribolova - Vključuje RR, ki je v osnovi namenjen razvoju in podpori teh dejavnosti; ^ b) pospeševanje industrijskega razvoja - vključuje RJR., ki v osnovi podpira razvoj industrije, vključno s proizvocGijo, gradbeništvom, prodajo na debelo in drobno, restavracijami in hoteU, bančništvom, zavarovalnicami in drugimi gospodarskimi dejavnostmi; ^ c) proizvodnja in racionalna izraba energije - vključuje RR-dejavnosti, ki so v funkciji dobave, proizvodnje, hranjenja in distribucije vseh oblik energije. V to skupino je treba vključiti tudi RR vodnih virov in nuklearne energije; ^ d) razvoj infrastrukture - Ta skupina vključuje dve podskupini: • transport in telekomunikacije - Vključen je RR, ki je usmerjen v izboljšavo in povečanje varnosti prometnih sistemov, vključno z vamostjo v prometu; • prostorsko planiranje mest in podeželja - Vključen je RR, ki se nanaša na skupno načrtovanje mest in podeželja, boljše pogoje bivanja in izboljšave v okolju; ^ e) nadzor in skrb za okolje - Vključuje RR, ki je usmeijen v ohranjevanje fizičnega okolja. Zajema onesnaževanje zraka, voda, zemlje in spodnjih slojev, onesnaženje zaradi hrupa, odlaganja trdnih odpadkov in sevanja. Razdeljen je v dve skupini: f) zdravstveno varstvo (z izjemo onesnaževanja) - Vključuje RR - programe, ki so usmeijeni v varstvo in izboljšanje človekovega zdravja; g) družbeni razvoj in storitve - Vključuje RR, ki se nanaša na družbene in kultume probleme; 3 h) splošni napredek znanja - Ta skupina zajema RR, ki prispeva k splošnemu napredku znanja in ga ne moremo pripisati določenim ciljem; i) obramba - Vključuje RR, ki se v osnovi izvaja v vojaške namene, ne glede na njegovo vsebino, ali na možnost posredne civilne uporabe. Vključuje tudi varstvo (obrambo) pred naravnimi nesrečami. Označite lahko več odgovorov. Obrazec ARRS-RI-CRP-ZP/2008 Stran 5 od 10 3.3. Kateri so neposredni rezultati vašega raziskovalnega projekta glede na zgoraj označen potencialni pomen in razvojne cilje?_ V projektu je ključno spoznanje, da Slovenija ima resurse za proizvodnjo Biodizla in Bio-mazalnih olj. S tem se uvršča med države, ki lahko pripomorejo k varovanju okolja na področju transporta in kmetistva. Vprašanje je ali se bo Slovenija za to vrstno pridelavo surovin odločila in ali bo s tem podprla delovanje tovarne Biodizla v Pinusu Rače. V nasprotnem primeru bomo še naprej uvažali surovine, jih predelovali in nato izvažali biodizel, seveda z bistveno manjšim dobičkom. V procesu bomo le proizvodniki, ne bomo pa vodili svojega razvoja. Razvoj tovrstne dejavnosti bi pomenil tudi oživitev kolobarja v kmetistvu, predvsem na območjih, kjer smo prenehali pridelovati sladkorno peso in na sedaj morda premalo izkoreščenih območjih. Uvedba tovrstne pridelave in proizvodnje pomeni tudi zagon malih in srednje velikih kmetij in kombinatov. Smatramo, daje to v nacionalnem iteresu Slovenije, saj si s tem zagotavljamo določeno količino goriva iz lastnih resursov za krizne čase. 3.4. Kakšni so lahko dolgoročni rezultati vašega raziskovalnega projekta glede na zgoraj označen potencialni pomen in razvojne cilje?_ Proizvodnja biodizla in bio mazalnih olj za potrebe transporta in vojske. Oživitev kmetij in kmetijskih kombinatov s pridelovanjem kultur za omenjeno proizvodnjo. 3.5. Kje obstaja veijetnost, da bodo vaša znanstvena spoznanja deležna zaznavnega odziva? 3 a) v domačih znanstvenih krogih; b) v mednarodnih znanstvenih krogih; 3 c) pri domačih uporabnikih; d) pri mednarodnih uporabnikih. 3.6. Kdo (poleg sofinancerjev) že izraža interes po vaših spoznanjih oziroma rezultatih? Kmetisjski kombinati, posamezne kmetije, tovarna biodizla Pinus. Pričakujemo, da bo zainteresirana tudi vojska in slovenski distributer goriv in maziv Petrol. 3.7. Število diplomantov, magistrov in doktorjev, ki so zaključili študij z vključenostjo v raziskovalni projekt? 4. Sodelovanje z tujimi partnerji: Obrazec ARRS-RI-CRP-ZP/2008 Stran 6 od 10 4.1. Navedite število in obliko formalnega raziskovalnega sodelovanja s tujimi raziskovalnimi institucijami. 4.2. Kakšni so rezultati tovrstnega sodelovanja? 5. Bibliografski rezultati': Za vodjo projekta in ostale raziskovalce v projektni skupini priložite bibliografske izpise za obdobje zadnjih treh let iz COBISS-a) oz. za medicinske vede iz Inštituta za biomedicinsko informatiko. Na bibliografskih izpisih označite tista dela, ki so nastala v okviru pričujočega projekta. 6. Druge reference'* vodje projekta in ostalih raziskovalcev, ki izhajajo iz raziskovalnega projekta; ___ ^ Bibliografijo raziskovalcev si lahko natisnete sami iz spletne stram:http:/www.izum.si/ ^ Navedite tudi druge raziskovalne rezultate iz obdobja financiranja vašega projekta, ki niso zajeti v bibliografske izpise, zlasti pa tiste, ki se nanašajo na prenos znanja in tehnologije. Navedite tudi podatke o vseh javnih in drugih predstavitvah projekta in njegovih rezultatov vključno s predstavitvami, ki so bile organizirane izključno za naročnika/naročnike projekta. .Obrazec.ARRS-RI-CRP-ZP/2008.....................................................................................................................................................................................................................Stran7od7^_ Priloga: Vsebinsko poročilo V4-0383 Proizvodnja surovin in izdelava biodizla in biomaziv za potrebe slovenskega trga - Vsebinsko poročilo o realizaciji predioženega programa deia 2. Vsebinsko poročilo o realizaciji predloženega programa dela Kot končen izdelek smo ob zaključku projekta, v septembru 2009, izdali monografijo Oljnice: pridelava, kakovost olja ter možnost uporabe za biomaziva in biodizel (priložena), ki smo jo podarili 28 knjižnicam v najmanj dveh izvodih (priložen seznam knjižnic), sofinancerjem projekta ter ministrom in dekanom fakultet, ki se ukvarjajo z navezujočimi tematikami. Ostali izvodi bodo na voljo za zainteresirane na IHPS in SF, Centru za tribologijo in tehnično diagnostiko. A. Tehnologija pridelave surovin {IHPS, Agrokombinat, BF) B. Analiza olja in ocena primernosti posameznih olj za predelavo v biodizel {Pinus, IHPS) C. Laboratorijski D. Izračun preizkusi in ekonomičnosti, preizkusi na analiza stanja. vozilih, uporaba možnosti, smiselnost za biomaziva {FS, proizvodnje {IHPS, Pinus, IHPS) BF) V4-0383 Proizvodnja surovin in izdelava biodizla in biomaziv za potrebe slovenskega trga - Vsebinsko poročilo o realizaciji predioženega programa deia A) Tehnologija pridelave surovin v naših pedoldimatskih razmerah, pregled površin in prideikov V letih 2007 in 2008 smo postavili bločni poljski poskus (velikost osnovne parcelice najmanj 30 m ), v katerem smo posejali spodaj navedene poljščine (pri vsaki najmanj dve sorti oziroma hibrida), ki vsebujejo večje količine olja v semenu. Že v začetku smo izključili oljnice, ki so se v preteklosti pokazale kot neprimerne za naše pedoklimatske razmere in tudi oljne buče, ki imajo zelo kakovostno in drago olje, katerega izplen je prenizek za uporabo v preučevane namene. V preučevanje in v mikroposkus smo vključili: I Oljnice, kijih v Sloveniji že pridelujemo za olja - sončnica {Hellanthus annuus L.) - oljna ogrščica {Brassica napus L. var. napus) U Oljnice, kijih v Sloveniji ne pridelujemo za olja v večjem obsegu - bela gorjušica (Sinapis alba L. subsp. alba) - kloščevec (Ricinus communis L.) - riček {Camelina sativa L.) III Oljnice in predivnice - lan (Linum usitatissimum L.) - navadna konoplja {Cannabis sativa L. var. sativa) IV Druge rastline, iz katerih se lahko proizvaja biodizel - soja {Glycine max (L). Merr.) - koruza (Zea mays L.) Med rastno dobo smo opazovali odziv na naše pedoklimatske razmere, opazovali dovzetnost za napad škodljivcev in bolezni, merili pridelek ter vsebnost olja v semenu (ekstrakcija po ISO 659:1988) in izračunali pridelek olja na enoto površine. V drugem letu smo na makro površinah Agrokombinata Maribor vključili v pridelavo štiri sorte/hibride oljne ogrščice. Izmerili smo pridelek ter iz pridelanega semena stisnili olje za nadaljnje analize olje. Ob koncu druge sezone so bile narejene tehnološke karte za vse v poskus vključene oljnice, vključno s pripravo tal, gnojenjem, varstvom pred boleznimi in škodljivci. Navedeno je predstavljeno v priloženi monografiji Oljnice: pridelava, kakovost olja ter možnost uporabe za biomaziva in biodizel na straneh 7 do 82. Agrotehnika pridelave Agrotehnika pridelave za naše razmere natančno predstavljena in zapisana na straneh 7 do 64. Večnamenske možnosti uporabe olj ponujajo možnosti za razširitev kolobarja, poseljenost tudi demografsko bolj ogroženih območij podeželskih območij, so možna alternativa sladkorni pesi in koruzi, vendar le pri nekaterih oljnicah za biodizel (oljna ogrščica, sončnice in soja) (strani 98 do 100), pri drugih je potrebno glede na kakovost olja najti druge načine uporabe (tudi biomaziva za posebne namene; strani 101 do 114 in 7 do 64). V4-0383 Proizvodnja surovin in izdelava biodizla in biomaziv za potrebe slovenskega trga - Vsebinsko poročilo o realizaciji predioženega programa deia_ Bolezni in škodljivci oljnic Glede bolezni in škodljivcev na posameznih rastlinah v poljskem poskusu v obeh letih ni bilo nič posebnega. Razlog za to je v tem, da je infekcijski potencial bolezni in škodljivcev posameznih rastlin še zelo nizek, ker se pri nas večina teh rastlin ne prideluje. Tako smo se soočali predvsem s škodljivci, ki so neke vrte polifagi (torej se prehranjujejo tudi na drugih gojenih rastlinah). Na križnicah smo se srečevali s kapusovimi bolhači, na oljni ogrščici smo zasledili nekatere vrste kljunotajev in repičarja. Proti koncu rastne dobe je bilo na kloščevcu opaziti pepelovko. Tako nismo bili priča kakšnim posebnim škodljivim organizmom. Prav tako nismo opazili posebnih razlik pri posamezni vrsti rastline glede na različne sorte. Vendar v bodoče pričakujemo, da se bomo večkrat srečevali z »novimi« boleznimi in škodljivci, katerih do sedaj nismo bili vajeni. V ta namen bo potrebno več aktivnosti usmeriti v registracijo FFS v nekaterih poljščinah, za katere nimamo na razpolago nobenega pripravka. Več o tej tematiki (bolezni in škodljivci oljnic ter možnost njihovega zatiranja) je zapisano v priloženi monografiji na straneh 73 do 82. Pleveli v oljnicah Pri pridelavi lana, navadne konoplje, kloščevca, rička in bele gorjušice smo se srečali s problemom zatiranja ozkolistnih in širokolistnih plevelov, saj v RS ni registriranih herbicidov za uporabo v posevkih teh poljščin. Tako nam preostane le mehansko zatiranje plevelov, kar pa je na velikih površinah in ob današnji agrotehniki premalo učinkovito in nerentabilno. S tega stališča teh poljščin zaenkrat pri nas ne bi priporočali za širjenje na velike površine kot surovino za pridobivanje biodizla. Pri oljni ogrščici, soji, sončnici in koruzi pa imamo po drugi strani kar dober nabor potrebnih herbicidov s katerimi lahko obvladamo plevele. Vsekakor je potrebno poudariti, da je ustrezen kolobar s primernim vrstenjem poljščin že prvi korak v boju s pleveli. Strmeti je potrebno, da nam že predhodna poljščina zapusti čim bolj ne žapleveljeno površino. Ob upoštevanju dobre agronomske prakse so oljna ogrščica, soja, sončnica in koruza poljščine, katere bi lahko sejali na velike površine kot osnovne surovine za pridobivanje biodizla. Seveda pa moramo imeti kompletno strojno linijo za pridelavo teh poljščin. Več o tej tematiki (pleveli v oljnicah ter možnost njihovega zatiranja) je zapisano v priloženi monografiji na straneh 65 do 72. Povprečen pridelek semena, pridelek olja in pregled površin Kmetijske rastline, ki jih pridelujemo z namenom stiskanja olja, imajo v semenu večji odstotek olja oziroma maščob; od 20% pri soji do več kot 40% pri sončnicah in oljni ogrščici. Olje vsebujejo tudi semena bombaževca, arašidov, oljnih palm,... V Sloveniji od oljnic pridelujemo v glavnem oljno ogrščico in oljne buče, pa tudi sončnice in sojo (slika 1). Pridelava ostalih oljnic je majhna. Ker se v svetu buče, razen na nekaj redkih lokacijah, ne pridelujejo za olje, v pregled niso zajete, vključili pa smo nekaj tistih kmetijskih rastlin, ki bi se V4-0383 Proizvodnja surovin in izdelava biodizla in biomaziv za potrebe slovenskega trga - Vsebinsko poročilo o realizaciji predioženega programa deia__ v Sloveniji lahko pridelovale oziroma se pridelujejo ampak na manjših površinah aH v druge namene (riček, kloščevec, bela gorjušica, konoplja, lan). (5:000 5.:oo.o 4,000 tMO 2^000 1.000 ■;Qlj"na agršeića BuSezSrolje -—-Sončnice Slika 1: Površina pod oljnicami (ha) v Sloveniji med ietoma 1991 in 2008 po podafkiti SURS Oljna ogrščica Oljna ogrščica se prideluje na vseh kontinentih. Ker je pridelek odvisen od podnebnih razmer, rodovitnosti tal, intenzivnosti pridelave, gnojenja ter sorte/hibrida, se povprečje med deželami pridelovalkami zeio razlikuje. V letih 1991 do 2008 je bil povprečni pridelek v Sloveniji med 1,8 in 2,9 t/ha, na svetu med 1,3 in 1,8 t/ha, v Evropi med 2,3 t/ha In 3,2 t/ha (slika 2), posamezni pridelovalci pa dosegajo tudi več kot 5 t/ha. Največja proizvodnja je na Kitajskem (25%) In v Kanadi (20%), sledi Indija (14%). V Evropi je bilo z oljno ogrščico med letoma 1991 In 2007 zasejanih med 3,2 in 8,1 mio ha, na svetu med 20 in 30,8 mio ha (slika 3), v Sloveniji med 54 in 5358 ha. Vsebnost olja v semenu je okrog 50%, odvisna pa je od sorte/hibrida, vremenskih razmer in gnojenja z dušikom. Če računamo s 50% vsebnostjo olja, pridelkom 2,5 t/ha in predvidimo, da bi vso zrnje stisnili v olje, smo v zadnjih osemnajstih letih v Sloveniji pridelali od 67.500 litrov do 6,7 mio litrov olja oljne ogrščice letno. Soja Soja je svetovna strateška kultura. Med poljščinami zaseda četrto mesto (za pšenico, rižem in koruzo). Največjo površino pod sojo Imajo v Severni Ameriki, sledi Azija. Od leta 1989 se površina pod to stročnico povečuje; v letu 1991 je bila okrog 55 mlo ha, v letu 2007 95 mio V4-0383 Proizvodnja surovin in izdelava biodizla in biomaziv za potrebe slovenskega trga - Vsebinsko poročilo o realizaciji predioženega programa deia_ ha (slika 3). V Evropi je bilo v letih od 1991 do 2007 s sojo zasejanih med 0,9 in 2,3 mio ha, v Sloveniji med 4 ha in 226 ha. Seme soje vsebuje okrog 20% (14% do 27%) olja, povprečni hektarski pridelki pa sp po svetu zelo različni; odvisno od klimatskih in talnih dejavnikov ter agrotehnike. Leta 1989 je bilo svetovno povprečje 1,9 t/ha, do leta 2000 se je povečalo na 2,2 t/ha, v letu 2007 je bilo 2,3 t/ha (slika 2). Največji povprečni pridelek dosegajo v Severni Ameriki (leta 2000 2,6 t/ha). V ugodnih talnih in vremenskih razmerah ter z intenzivnimi agrotehničnimi ukrepi so pridelali tudi več kot 5 t/ha zrnja. V Evropi je bil v tem času povprečen pridelek med 1,4 in 2,1 t/ha. V Sloveniji se pridelava soje ni razširila, saj so pridelovalci dosegali majhne pridelke, pridelki so med leti zelo nihali, poleg tega jo je potrebno v primerjavi s krmnim grahom pred krmljenjem toplotno obdelati. V letih 1991 do 2008 je bil povprečni pridelek soje v Sloveniji po podatkih Statističnega urada RS med 1,1 t/ha in 2,9 t/ha. Če računamo z 20% vsebnostjo olja, povprečnim pridelkom 2 t/ha in predvidimo, da bi vso zrnje soje stisnili v olje, smo v zadnjih osemnajstih letih pridelali v Sloveniji od 1.600 do 90.400 litrov sojinega olja letno. SUka 2: Povprečni pridelek semena nekaterih oljnic (OGR - ogrščica, SOJ - soja, SON -sončnica, KON - konoplja, GOR - bela gorjušica, LAN - lan, KLO ~ kloščevec, RIČ - riček) in koruze (KOR) (v t/ha) na svetu, v Evropi in v Sloveniji v letih od 1991 do 2007 po podatkih FAOSTAT, 2009; Črni del stolpca predstavlja najmanjši povprečni pridelek oljnice, celoten stolpec največjega. V4-0383 Proizvodnja surovin in izdelava biodizla in biomaziv za potrebe slovenskega trga - Vsebinsko poročilo o realizaciji predioženega programa deia_ Sončnica Na svetu je bilo med letoma 1991 In 2007 s sončnico zasejanih med 17 mio ha in 23,8 mlo ha (slika 3), v Evropi med 8,3 mio in 14,3 mio ha, v Sloveniji med 9 ha In 256 ha. Povprečen svetovni pridelek semena je bil v teh letih med 1,1 in 1,3 t/ha, v Evropi med 1,1 in 1,5 t/ha, v Sloveniji med 0,9 in 2,2 t/ha (slika 2). Seme sončnice vsebuje 39% do 50% olja. Če računamo s 40% vsebnostjo olja, povprečnim pridelkom 1,6 t/ha in predvidimo, da bi vso zrnje stisnili v olje, smo v zadnjih osemnajstih letih pridelali v Sloveniji 5.800 do 164.000 litrov sončničnega olja letno. Konoplja Na svetu je bilo v letih 1991 in 2007 s konopljo za seme zasejanih med 23.500 ha in 59.300 ha, v Evropi med 9.620 ha in 37.032 ha. V Sloveniji Je bila zabeležena površina pod navadno konopljo med O ha in 20 ha. Po podatkih FAOSTAT je bil pridelek semena navadne konoplje v letih med 1991 in 2005 na svetu med 0,6 t/ha in 2,1 t/ha, v Evropi med 0,2 in 0,6 t/ha, avtorji pa poročajo o pridelku 1 t/ha do 3 t/ha. Vsebnost olja v semenu je do 35%. Če računamo s 30% vsebnostjo olja, povprečnim pridelkom semena 1 t/ha in predvidimo, da bi pri vseh posevkih konoplje pobrali seme in ga stisnili v olje, smo v zadnjih osemnajstih letih pridelali v Sloveniji od O do 6.000 litrov konopljinega olja letno. Slika 3: Površina pod nekaterimi oljnicami (OGR - ogrščica, SOJ - soja, SON - sončnica, KON - konoplja, GOR - bela gorjušica, LAN - lan, KLO - kloščevec, RIČ - riček) in koruzo (KOR) (v mio ha) na svetu v letih od 1991 do 2007; Črni del stolpca predstavlja najmanjšo površino pod oljnico v tem času, celoten stolpec največjo (FAOSTAT, 2009). V4-0383 Proizvodnja surovin in izdelava biodizla in blomaziv za potrebe slovenskega trga -- Vsebinsko poročilo o realizaciji predloženega programa dela Riček Na FAOSTAT površine pod ričkom ne navajajo. V Sloveniji se je pridelovanje rička ohranilo do današnjih dni le na Koroškem, skupna površina pod to oljnico pa je majhna. Sicer ni zahteven za tla in vremenske razmere, vendar je pridelek semena in olja odvisen od letine in lokacije in je v okviru 1 in 3,3 t/ha. V Sloveniji navajajo pridelek rička med 0,8 in 1,2 t/ha. Seme rička vsebuje od 33% do 45% olja. Gorjušica Po podatkih FAOSTAT je bila na svetu od leta 1991 površina pod gorjušico od 0,54 mio ha do 1 mio ha, v Evropi od 130.000 ha do 389.000 ha. Kanada, Nepal in ZDA proizvedejo skupaj skoraj 73% svetovne količine bele gorjušice, največ v Kanadi. V Sloveniji je površina pod belo gorjušico, ki bi se pridelovala za seme, majhna. Pričakujemo pridelek 1,2 do 1,6 t/ha, vendar pa sta tako povprečni svetovni kot evropski pridelek manjša; med letoma 1991 In 2007 sta bila med 0,6 t/ha do 0,8 t/ha oziroma 0,3 in 0,8 t/ha. Seme vsebuje 20% do 40% maščob. Oljni lan Oljni lan pridelujejo v suhih in toplejših deželah Gužna Evropa, Afrika, Indija,...). Skupna svetovna površina pod to oljnico je okrog 6 mio ha. Več kot dve tretjini svetovnega pridelka izhaja iz Rusije, za Slovenijo pa pridelava oljnega lana ni značilna. Povprečen svetovni pridelek oljnega lana je 1 t/ha, pri intenzivni pridelavi pa lahko dobimo tudi do 4 t/ha semena. Le-to vsebuje od 30% do 50% maščob. Kloščevec Na svetu je bila med letoma 1991 in 2007 površina pod kloščevcem 1,1 mio ha do 1,4 mio ha, v Evropi med O ha in 1086 ha. Največ površin imajo s kloščevcem zasejanih v Indiji, Braziliji in na Kitajskem. V Sloveniji se seje kot okrasna rastlina ob hišah. Povprečen svetovni pridelek kloščevca je bil v preučevanih letih od 0,8 t/ha do 1,0 t/ha, v Evropi od 0,3 t/ha do 1,0 t/ha. Dobre povprečne pridelke dosegajo v Paragvaju, tudi v Etiopiji, Ekvadorju, Indiji,... in sicer do 1,5 t/ha. Seme vsebuje 40% do 60% olja. Oljni hibridi l(oruze Koruza sicer spada med žita, a nekateri sodobni (oljni) hibridi dosegajo do 9% olja v zrnju. To je sicer še vedno dosti manj v primerjavi z vsebnostjo olja v semenih oljnic, a imajo primerljive pridelke kot hibridi koruze standardne kakovosti, kar pa je več v primerjavi s pridelkom semena oljnic (slika 2). Za primerjavo smo Izračunali, kakšen je potencial za pridobivanje olja iz te poljščine v primerjavi z oljnicami. 7 V4-0383 Proizvodnja surovin in izdelava biodizla in biomaziv za potrebe slovenskega trga - Vsebinsko poročilo o realizaciji predioženega programa deia_ Koruza je med letoma 1991 in 2007 na svetu zavzemala od 312 mio ha do 158 mio ha, povprečni svetovni pridelek zrnja je bil med 3,6 t/ha in 5,0 t/ha. V Evropi je bila v tem času površina pod koruzo za zrnje med 13 in 13,9 mio ha, povprečen pridelek pa med 4,2 t/ha in 6,2 t/ha. V Evropski uniji je površina pod koruzo za zrnje okrog 6,2 mio ha, povprečen pridelek je bil v zadnjih letih 7,5 t/ha. V Sloveniji je koruza posejana na okoii 40% njiv. Po podatkih Statističnega urada RS je bila površina pod koruzo za zrnje v Sloveniji med letoma 1991 in 2008 med 41.000 ha in 64.000 ha, povprečni pridelek pa je bil v zadnjih osmih letih od 5,1 t/ha do 8,3 t/ha. Velika večina pridelka se sicer porabi za prehrano živali. V poskusu na Inštitutu za hmeljarstvo in pivovarstvo Slovenije smo v letih 2007 In 2008 preizkušali olja hibrida NS 645 in NS 6012. V obeh letih sta dosegla zelo dober pridelek zrnja (med 10 in 11 t/ha), vsebnost olja pa je bila v obeh letih večja pri hibridu NS 645 (8% in 10%) v primerjavi s hibridom NS 6012 (6,2% in 8,1%). Tako smo v naših razmerah pridelali do 1.100 l/ha koruznega olja, kar je primerljivo z izplenom pri oljni ogrščici! Če pa primerjamo rezultate glede na povprečno dosežen pridelek koruze za zrnje v Sloveniji, Evropi in na svetu in računamo na vsebnost olja 8%, pa je izplen seveda dosti manjši (250 do 500 l/ha olja) in primerljiv na primers sojo (slika 4). Slika 4: Predviden povprečni pridelek olja oljnic (OGR - ogrščica, SOJ - soja, SON -sončnica, KON - konoplja, GOR - bela gorjušica, LAN - lan, KLO - kloščevec, RIČ - riček) in koruze - KOR (oljni hibridi) (v t/ha) na svetu, v Evropi in v Sioveniji v letih od 1991 do 2007 (preračunano glede na podatke FAOSTAT, 2009 in povprečno vsebnost olja v semenu) V4-0383 Proizvodnja surovin in izdelava biodizla in biomaziv za potrebe slovenskega trga - Vsebinsko poročilo o realizaciji predioženega programa deia_ in l a?> q> ^ / ^^ ^^^^ ^ ^ Slika 2: Srednja vrednost koeficienta trenja (COF) Slika 2 prikazuje srednjo vrednost koeficienta trenja za posamezne vzorce olj. Rastlinska olja so po kemični sestavi estri maščobnih kislin in imajo zato v splošnem dobre mazalne lastnosti. Povišano trenje pri preizkusu kaže laneno olje, medtem ko najnižje dosega ricinusovo olje. Opozoriti je potrebno na precej višjo viskoznost tega olja (preglednica 2), ki ima tudi v pogojih mejnega mazanja svoj vpliv. Ostala olja dosegajo vrednost koeficienta trenja okoli 0,1 kar je za estre pričakovan rezultat. Nekateri vzorci olj iz oljnice enake sorte, a 15 V4-0383 Proizvodnja surovin in izdelava biodizla in blomaziv za potrebe slovenskega trga -- Vsebinsko poročilo o realizaciji predloženega programa dela_ različnega hibrida kažejo na precejšen raztros rezultatov. Po sestavi maščobnih kislin se ta olja bistveno ne razlikujejo, v vrednosti koeficinta trenja pa se kažejo opazne razlike. V to skupino spadata olji rička in bele gorjušice, delno pa tudi hibrid oljne ogrščice IHPS 10, ki precej odstopa od vrednosti ostalih štirih hibridov.. 3.1.4 Obraba Med preskusom zaradi drsenja kroglice po ploščici prihaja do obrabe obeh kontaktnih teles. Obrabo smo ovrednostili kot predpisuje standard DIN 51 834, z merjenjem velikosti obrabne kalote na kroglici po končanem preskusu. Kalote so s prostim očesom skoraj nevidne, zato smo jih izmerili pod optičnim mikroskopom (Leitz Miniload 2, Ernst Leitz Wetzlar, GMbH). Premer se izmeri v vzdolžni in prečni smeri, srednja vrednost obeh dolžin pa nam določa premer obrabne kalote, ki se podaja kot rezultat. ^'b ^<0 Q N ^ ^ ^^ ^^ ^ Slika 3: Premer obrabnih kalot kroglic Na sliki 3 so predstavljeni podatki o protiobrabnih lastnostih posameznih vzorcev olj. Manjšo obrabo v primerjavi z ostalimi kažejo olji koruze in nekateri vzorci soje, sicer pa so protiobrabane odpornosti ostalih rastlinskih olj precej izenačene. Oblika poškodb je bolj ali manj krožna, s poudarjenimi vzdolžnimi brazdami v smeri drsenja, slika 4. Slika 4: Obrabne kalote kroglic 16 V4-0383 Proizvodnja surovin in izdelava biodizla in blomaziv za potrebe slovenskega trga -- Vsebinsko poročilo o realizaciji predloženega programa dela_ 3.2 Pridelek 2008/09 3.2.1 Vzorci rastlinskih olj - leto 2008/09 V drugem letu projekta smo prejeli in pod enakimi pogoji preskušali naslednje vzorce olj (preglednica 3). Preglednica 3: Olja za preskušanje 2008/09 Oznaka Oljnica Sorta / hibrid 1 Konoplja Fedora 2 Bialobrzeska 3 Lan Rengeo 4 Cebecco 5 Ozimna oljna ogrščica Fair 6 Nemax Podova 7 Prekluči PR 46 W31 8 PRW31 9 Soja Borostyan 10 Boroka 11 Sončnica Ferti 12 Meldini 13 Riček Rengeo 14 Toter 15 Bela gorjušica Rengeo 16 Achilles 17 Koruza NS 645 18 NS 6012 19 Kloščevec Duan 20 Ibar 3.2.2 Trenje Slika 5 prikazuje rezultate za srednjo vrednost koeficienta trenja vzorcev olj. Vsi štirje vzorci olj oljne ogrščice ter oba vzorca sončnice, rička, bele gorjušice in koruze kažejo izmerjeno vrednost manjšo kot 1. V povprečju so izmerjene vrednosti malce nižje kot pri predhodni letini. 17 V4-0383 Proizvodnja surovin in izdelava biodizla in blomaziv za potrebe slovenskega trga -- Vsebinsko poročilo o realizaciji predloženega programa dela_ ^ ^ C?» ^^ C?' C?' ^ C?» C?» ^ N/ ^b/ / k^N/ ^^ ^^ ^^ r^^ Slika 5: Srednja vrednost koeficienta trenja (COF) 3.2.3 Obraba Najnižjo obrabo smo zabeležili pri preskusu olja oljne ogrščice 05_08 in olja iz koruze z oznako 17_08. Ostali rezultati so dokaj enakovredni in primerljivi s predhodno letino, slika 6. N/ T,/ 'b/ <3/ <0/ A./ "b/ nN/ / KU/ S^s/ f^/ Sto 6: Premer obrabnih kalot kroglic 3.3 Dodatni preskusi triboloških lastnosti V nadaljevanju projekta smo opravili dodatne preskuse za izbrane vzorce olj iz letnika 18 V4-0383 Proizvodnja surovin in izdelava biodizla in blomaziv za potrebe slovenskega trga -- Vsebinsko poročilo o realizaciji predloženega programa dela_ 2008/09. Izbrali smo samo eno olje od Iste oljnice in sicer olje hibrida za katerega smo smatrali, da je v smislu dobrega rezultata triboloških lastnosti bolj perspektiven. Dodatne preskuse smo opravili na istem preskuševališču (slika 1), vendar pod spremenjenimi pogoji preskušanja. Tri različne obremenitve (10, 80 in 300 N) so ekvivalentne trem različnim kontaktnim tlakom v kontaktu (1, 2 In 3 MPa). Temperaturi preskušanja sta bili 50 in 100 "C. Preglednica 4: Olja za dodatno preskušanje Oznaka Oljnica Sorta / hibrid Kon Konoplja Bialobrzeska Lan Lan Rengeo Og Oljna ogrščica PRW31 Soj Soja Borostyan Son Sončnica Meidini Rič Riček Rengeo Bg Bela gorjušica Rengeo Krz Koruza NS 6012 Klš Kloščevec Duan Slika 7a kaže obrabo pri začetni temperaturi spodnje ploščice 50 "C in slika 7b obrabo pri povišani začetni temperaturi spodnje ploščice 100 "C. Obraba pri kontaktni obremenitvi 1 GPa je skoraj za vsa olja podobna pri obeh začetnih temperaturah. Olje kloščevca s petkrat višjo viskoznostjo je izjema in pri temperaturi 100 kaže opazno višjo obrabo. Razlika v obrabi se med olji začne kazati pri povišani obremenitvi 2 GPa. Pri nižji temperaturi je opazen velik raztros rezultatov, pri povišani temperaturi pa povečan premer obrabnih kalot, medtem ko raztros meritev ni tako velik. Še manjši raztros izmerjenih vrednosti je pri najvišjem kontaktnem tlaku 3 GPa, opazno manjša pa je tudi razlika v velikosti obrabe pri obeh začetnih temperaturah. Pri najvišjem tlaku kaže olje konoplje najvišjo obrabo in vidno odstopa od ostalih meritev. Po kemijski sestavi so rastlinska olja estri gliceroia in karboksilnih (maščobnih) kislin, ki se med sabo razlikujejo po stopnji nasičenosti in številu ogljikovih atomov v skeletu. Na eno molekulo gliceroia so zaestrene tri molekule maščobnih kislin. V splošnem so to zelo polarne molekule, ki imajo sposobnost adsorpcije na kovinsko površino in s tem tvorbo mazalnega zaščitnega sloja v eni ali več plasteh. Pogoj za nastanek tovrstnih slojev je oksidna plast na površini kovine, ki zagotavlja pozitiven naboj površine. Maščobne kisline rastlinskih olj so asimetrične molekule z različno kemičnim privlakom na obeh koncih. Stran molekule, kjer je karboksilna skupina -COOH, je močno privlačen do kovinske površine, drugi konec z alkalno skupino -CHs pa se odbija skoraj od vseh snovi. Med karboksilno skupino in površino nastane torej razmeroma močna vez, šibka vez na strani z alkalno skupino pa zagotavlja, da je strižna trdnost na vmesni ploskvi relativno nizka. Opisani mehanizem je učinkovit samo do določene obremenitve, če je le-ta večja, zaščitna plast ni obstojna ali pa se viskozna plast sploh ne vzpostavi. 19 V4-0383 Proizvodnja surovin in izdelava biodizla in blomaziv za potrebe slovenskega trga -- Vsebinsko poročilo o realizaciji predloženega programa dela_ 1.5 2 2.5 Kontaktni tlak [GPa] ♦ -Knn — -Lan —^— -Og • Soj Son Rič —□— Bg Krz -o- Klš 0.5 1 1.5 2 2.5 Kontaktni tlak [GPa] Slika 1: Rezultati preskušanja odpornosti olj na obrabo: a) pri začetni temperaturi 50 "C; b) pri začetni temperaturi 100 °C Iz poteka obrabe za vzorce olj je razvidno, da rastlinska olja dobro ščitijo površino kovine pri kontaktnem tlaku, ki ne presega 1 GPa, pri višjih obremenitvah pa je protiobraban sposobnost že odvisna od sestave olja in temperature. Adsorpcija maščobnih kislin na kovinsko površino je pri teh pogojih očitno mogoča, zato v obrabi ni večjih razlik med posameznimi olji. Pri začetni temperaturi 50 °C in kontaktnem tlaku 2 GPa olja konoplje, oljne ogrščice, sončnice, bele gorjušice in kloščevca zadržijo dobre protiobrabne lastnosti in ne kažejo bistveno povečane obrabe. Preostala olja pri the pogojih niso tako učinkovita. Posebno visoko obrabo kažeta olji lanu in soje. Pri začetni temperaturi 100 in višjih kontaktnih tlakih pa je očitno, da razmere v kontaktu ne omogočajo več učinkovite zaščite pred obrabo. Vezi med maščobnimi kislinami in kovinsko površino so prešibke, da bi se 20 V4-0383 Proizvodnja surovin in izdelava biodizla in blomaziv za potrebe slovenskega trga -- Vsebinsko poročilo o realizaciji predloženega programa dela_ vzpostavila obstojna zaščitna plast. Za boljšo zaščito pri teh obremenitvah bi potrebovali kemično reaktivnejše snovi, ki bi na površini tvorile bolj obstojne spojine. a) c O O % ž 0.11 0.1 0.09 0.08 0.07 1.5 2 2.5 Kontaktni tlak [GPaj b) 0.11 os "č' ž c 0) "0 % o i«: 0.09 0.08 0.07 -Knn -Lan -Og -Soj -Sen -Rič —□— -Bg Krz --0-- Klš 1.5 2 2.5 Kontaktni tlak [GPa] Slika 8: Rezultati preskušanja odpornosti olj na obrabo: a) pri začetni temperaturi 50 "C; b) pri začetni temperaturi 100 "C Vrednosti koeficienta trenja za različne kontaktne tiake in začetne temperature površine so prikazane na sliki 8. Pri temperaturi 50 zlahka opazimo, da je raztros vrednosti že pri najmanjši kontaktni obremenitvi precej veiik. Pri povečanju kontaktnega tlaka na 2 GPa pa se koeficient trenja zniža za vsa olja; najbolj za olja, ki pri teh pogojih kažejo tudi najmanjšo obrabo (slika 7). Absolutno najnižji koeficient trenja doseže olje bele gorjušice, le malo večje pa olja oljne ogrščice, kloščevca, konoplje ter sončnice. Pri najvišjem kontaktnem tlaku je za vsa olja, razen za olje sončnice, trenje večje. Pri temperaturi 100 X se koeficient trenja spreminja glede na vrsto olja. S povečevanjem kontaktnega tlaka kaže izrazito padajočo karakteristiko olje bele gorjušice, ne toliko poudarjeno, vendar padajočo pa olji sončnice in 21 V4-0383 Proizvodnja surovin in izdelava biodizla in blomaziv za potrebe slovenskega trga -- Vsebinsko poročilo o realizaciji predloženega programa dela_ oljne ogrščice. Skoraj linerano povečujoč potek opazimo pri olju soje, ostalim oljem pa se pri kontaktnem tlaku 2 GPa trenje poveča, pri povišani obremenitvi pa se potem zniža. Najboljši rezultat preskusa tornih in protiobrabnih lastnosti kaže olje bele gorjušice. V kemijski sestavi olja z 67 % prevladujejo mononenasičene maščobne kisline, predvsem z večjim številom ogljikovih atomov v skeletu. Najbolj značilna maščobna kislina je cis-13-dokozaenojska kislina, poznana tudi kot eruka kislina z 22-imi ogljikovimi atomi. Polinenasičenih kislin je sorazmerno malo, le 21 %. Zelo dobre mehanske lastnosti kažeta tudi olji iz oljne ogrščice in sončnice. V sestavi olja iz oljne ogrščice prevladuje mononenasičena oleinska kislina z 18-imi ogljikovimi atomi, za olje sončnice pa je značilen visok odstotek linolne kisline. Malce slabše so mehanske lastnosti olja iz konoplje, medtem ko ostala olja kažejo dobre torne in protiobrabne lastnosti pri lažjih pogojih obremenitve, pri višjih pa niso tako učinkovita. 3.4 Mešanice rastlinskih olj V procesu proizvodnje blodizia se lahko uporablja rastlinsko oije iz ene oljnice, ali pa mešanica različnih rastlinskih olj med sabo. Za zimske pogoje uporabe je na našem geografskem področju smotrno uporabljati kot surovino olje iz oljne ogrščice, za toplejše poletne mesece pa je mogoče uporabiti tudi olje iz soje ali kakšno drugo cenejše olje, ki ga je v danem trenutku možno nabaviti na trgu ali iz zaloge. Problemi z mešanicami se kažejo predvsem v oksidacijski stabilnosti končnega produkta, oziroma v težavi kako zadostiti zahtevam standarda za biodizel SIST EN 14 214. Mazalne lastnosti mešanice olja oljne ogrščice, ki je najpogostejše olje za proizvodnjo biodizla pri nas in različnih sort soje smo preskusili na istem preskuševališču in pod enakimi pogoji kot posamezna olja. uporabili smo vzorce olj letnika 2007/08, preglednica 1. Sestava mešanic je 90% olja iz oljne ogrščice, sorta NK Petrol in 10% olja iz posameznega hibrida soje. Po končanem namešavanju obeh sestavin, smo mešanico segrevali na temperaturo 50 °C v avtomatičnem streasiniku, potem pa mešanico na sobni temperaturi pustili tri dni. Šele po tem času smo pričeli s preskusi. 3.4.1 Tribološke lastnosti mešanic rastlinskih olj Na slikah 9 in 10 so podani rezultati za povprečni koeficient trenja in protiobrabne lastnosti mešanic olj oljne ogrščice in soje. Z lažjo primerjavo so na isti sliki podani tudi rezultati za posamezna olja, iz katerih smo potem tvorili mešanice. Rezultati za mešanice so več ali manj pričakovani, saj sta obe tribološki lastnosti, trenje in obraba, podobni kot so rezultati za posamezne sestavine. Rastlinska olja so estri, ki se med sabo dobro mešajo, zato do nekih večjih razlik niti ne bi smelo priti. Vseeno pa velja opozoriti na potek koeficienta trenja s časom, ki ga kaže slika 11. Prikazana sta dva preskusa za oljno ogrščico, prvi hibrid soje Mima in mešanico obeh olj. Iz slike 11 je razvidno, da nam potek koeficienta trenja s časom posreduje zanimive podatke. Trenje pri preskusu mešanice je predvsem bolj konstantno kot pri obeh posameznih sestavinah. Koeficient naraste do neke vrednosti in potem dokaj malo odstopa od te 22 V4-0383 Proizvodnja surovin in izdelava biodizla in blomaziv za potrebe slovenskega trga -- Vsebinsko poročilo o realizaciji predloženega programa dela_ vrednosti. S stališča nfiazanja komponent je to zelo iskana lastnost. Tudi ostale mešanice so pokazale podoben, konstanten potek trenja s časom. 0.14 xT-^ x'V«^ N^ ^^ Slika 9: Srednja vrednost koeficienta trenja (COF) ^-V^ J" o^ ^ ^ ^ ^ \ .n"^ r> c"^ O^^ O^^ 4 ^ ^ K Slika 10: Premer obratnih kalot kroglic Slika 11: Potek koeficienta trenja s časom 23 V4-0383 Proizvodnja surovin in izdelava biodizla in blomaziv za potrebe slovenskega trga -- Vsebinsko poročilo o realizaciji predloženega programa dela_ Povzetek Preskus mazalnih lastnosti rastlinskih olj je pokazal, da so rastlinska olja v splošnem zelo dobra maziva. Njihova struktura - estri maščobnih kislin, omogoča dobro adhezijo na kontaktno površino in to brez kakršnih koli dodatkov, aditivov. Pri nizkih obratovalnih temperaturah in nizkih kontaktnih tlakih kažejo vsi vzorci rastlinskih olj odlične torne in protiobrabne lastnosti (sliki 7 in 8). Pri povišani temperaturi in nizkem kontaktnem tlaku, slabše rezultate kaže le ricinusovo olje. Pri povečani obremenitvi,ki ustreza kontaktnemu tlaku 2 MPa in nizki obratovalni temperaturi, pa se že pokažejo razlike v mazalnih sposobnostih posameznih olj. V skupini, ki zadrži odlične mazalne lastnosti so olja konoplje, ricinusa, bele gorjušice, oljne ogrščice in sončnice, medtem ko oija iz lanu, soje in rička kažejo povečano obrabo. Olje iz koruze je nekako med tema dvema skupinama. Pri povišani temperaturi preskusa in istem kontaktnem tlaku vsa olja pokažejo precej slabše protiobrabne lastnosti, še posebej olji konoplje in soje ter ricinusovo olje. V teh pogojih obremenitve pa kaže opozoriti na olje bele gorjušice, ki kaže najnižji koeficient trenja prav tako pa primerjalno z ostalimi olji nizko obrabo. Pri najvišjem kontaktnem tlaku so protiobrabne lastnosti maziv slabe, malce boljše torne lastnosti pa kažeta olji iz sončnice in bele gorjušice. Preskus mešanic olj iz oljne ogrščice in soje je pokazal, da so srednje vrednosti tornih in protiobrabnih lastnosti mešanic podobne vrednostim, ki smo jih dobili s posameznimi olji s katerimi smo tvorili mešanice (sliki 9 in 10), potek koeficienta trenja s časom pa je pri mešanicah veliko bolj stabilen (slika 11). Kinematična viskoznost rastlinskih olj je podobna in je izmerjena pri 40 X v razponu od 27 do 47 mm^/s, razen za ricinusovo olje, ki znaša kar 248 mm^/s. Naravna viskoznost rastlinskih olj je ustrezna za formulacijo hidravličnih in turbinskih olj, ricinusovega olja pa za zobniška gonila. 24 V4-0383 Proizvodnja surovin in izdelava biodizla in blomaziv za potrebe slovenskega trga -- Vsebinsko poročilo o realizaciji predloženega programa dela_ D) Analiza ekonomičnosti pridelave, ocena potenciala in dejanskih možnosti pridelovanja oljnic za območje celotne Slovenije, potencial za proizvodnjo biodizlaj energetska bilanca, analize prednosti, slabosti, priložnosti in bojazni širjenja obsega pridelave Analiza ekonomičnosti pridelave oljnic Pridelava oljnic za proizvodnjo biodizla je ena od podjetniških priložnosti tudi za kmetijstvo. V projektu je zajet prikaz ključnih ekonomskih kazalcev dveh - po obsegu pridelave v Sloveniji najznačilnejši oljnic - oljne ogrščice in koruze. Ekonomičnost pridelave se v posameznih letih spreminja, saj je v največji meri pogojena z višino odkupne cene, proizvodnimi stroški in povprečnim hektarskim pridelkom. V poročilu so predstavljeni podatki in izračuni za leto 2008 na podlagi oblikovanega input / output modela (MS Excel) za simulacijo izračunov pomembnejših ekonomskih kazalcev kot so lastna cena, vrednost proizvodnje, finančni rezultat in koeficient ekonomičnosti. Predstavljeni so tudi različni scenariji možnih izračunov obravnavanih ekonomskih kazalcev glede na višino pridelka oz. odkupno ceno (monografija Oljnice: pridelava, kakovost olja ter možnost uporabe za biomaziva in biodizel na straneh 83 do 86). Podjetniška priložnost proizvodnje surovin za biodizel v okviru dopolnilnih dejavnosti kmetij Kmetije na območjih s težjimi razmerami za pridelovanje so prisiljene iskati druge vire prihodka v obliki dopolnilnih dejavnosti. Dopolnilne dejavnosti so tako pomembne predvsem za tiste kmetije, kjer obseg kmetijske dejavnosti ne omogoča polne zaposlenosti članom družine. Rezultati raziskovanj Statističnega urada Republike Slovenije kažejo, da se je z dopolnilno dejavnostjo v letu 2002 v Sloveniji ukvarjalo okoli 4900 kmetij (okoli 6%). Vendar pa je pridobivanje in prodaja energije iz biomase kot kmetijska dopolnilna dejavnost še v povojih. Po različnih ocenah je v Sloveniji potencialno primernih površin za pridelavo oljne ogrščice do 7000 hektarjev. Možnosti za povečanje pridelave so v severovzhodni Sloveniji, Podravju, Posavju in v oklici Ljubljane, delno tudi še na vzhodnem delu Gorenjske. Po načrtih naj bi do leta 2010 oljno ogrščico v RS pridelovali na 3500 hektarjih. Pričakovati je, da se bo zaradi ekonomskih razlogov pridelovalcev, zahtev EU in domače zakonodaje, koruznega hrošča ter upoštevanja zahtev navzkrižne skladnosti in zahtev Programa razvoja podeželja v nekaj letih spremenila setvena struktura. V projektu je v okviru podjetniških priložnosti v kmetijstvu predstavljena tudi primerjava proizvodnje biodizla kot dopolnilne dejavnosti v primerjavi z industrijskim načinom, ki se razlikuje predvsem po obsegu proizvodnje oz. podjetniški organiziranosti ^monografija Oljnice: pridelava, kakovost olja ter možnost uporabe za biomaziva in biodizel na straneh 145 do 148). 25 V4-0383 Proizvodnja surovin in izdelava biodizla in blomaziv za potrebe slovenskega trga -- Vsebinsko poročilo o realizaciji predloženega programa dela_ Potencial za proizvodnjo biodizla na kmetijskih površinah v RS, energetska bilanca Pomembne ugotovitve: - Neto pridelek biodizla iz oljne ogrščice je 729 I ha"\ soje 442 I ha'"' in sončnice 309 I ha*\ - Materialni stroški za liter biodizla iz oljne ogrščice znašajo 0,48 G, iz sončnice 0,67 G in soje 0,30 e. Če upoštevamo stroške dela, so še višji. Stranski pridelek zrnja bi uporabili za krmo. - Glede na majhen hektarski neto pridelek olja pridelava biodizla ne more konkurirati drugim poljščinam. Ob predpostavki, da bi v Sloveniji namenili oljnicam 15.000 ha njiv, bi bila potencialna proizvodnja dizla (iz oljne ogrščice) 8.000 ton. - V Sloveniji je med oljnicami oljna ogrščica tako v pogledu energetske kot finančne bilance najbolj primerna poljščina za proizvodnjo biodizla. - Neto bilanca biodizla na hektarje okoli 600 kg biodizla oziroma 24.000 MJ. - Upoštevaje vse stroške znaša pri pridelku 3,4 t/ha lastna cena 0,26 €/kg zrnja. Metode dela Iz statističnih podatkov smo za obdobje 1960 - 2006 za Slovenijo pridobili podatke o trendu obdelovalnih zemljišč (njiv in vrtov), ki so lahko potencialna zemljišča za gojenje njivskih oljnic (oljna ogrščica, sončnica in soja). Za isto obdobje smo pridobili tudi podatke o pridelovanju vseh glavnih poljščin (ne dosevkov), ki so bile posejane na več kot 500 ha. Opravili smo regresijsko analizo, s katero smo ugotovili povprečne letne spremembe njivskih zemljišč kot tudi spremembe o zasedenosti posameznih poljščin na njivah. Za potrebe študije smo se usmerili predvsem v obdobje po ukinitvi pridelovanja sladkorne pese po letu 2004. Po načelih stroke smo pripravili ustrezni njivski kolobar, upoštevajoč delež površin, ki pripada posamezni poljščini po njihovi dejanski zasedenosti njiv. Ob tem smo upoštevali, da sta lahko ogrščica in sončnica na isti njivi (parceli) kvečjemu vsako četrto leto in soja vsako drugo leto. Iz podatkov smo povzeli površino in pridelke oljnic v Sloveniji v letih 2006 in 2007; ogrščice je bilo 5358 ha (podatek za leto 2008) in pridelek 2751 kg ha"\ sončnice je bilo 251 ha in pridelek 1735 kg ha'\ soje 126 ha in pridelek 2761 kg ha'\ Energetska bilanca in proizvodnja biodizla je bila izračunana s podmeno, da predstavlja bruto pridobljeno energijo količina proizvedenega oljnega estra (biodizel, MJ ha"^), neto energijo pa predstavlja bruto energija, zmanjšana za energijo, ki je bila potrebna za: pridelavo semena, proizvodnjo mineralnih gnojil, fitofarmacevtskih sredstev, porabljenega goriva (170 ml kW" h'"") in amortizirano energijo, vloženo v mehanizacijo in gospodarska poslopja. Energetska vrednost nafte je 45,4 MJ kg""" in estra olja oljne ogrščice 40,0 MJ kg"\ Preračun litra olja v kilograme olja je bil opravljen tako, da smo liter olja pomnožili s faktorjem 0,84: 1 kg olja = I liter olja x 0,84. Pri estrifikaciji olja dobimo, glede na količino olja, 75% biodizla. 26 V4-0383 Proizvodnja surovin in izdelava biodizla in blomaziv za potrebe slovenskega trga -- Vsebinsko poročilo o realizaciji predloženega programa dela_ Saldo finančne bilance na ravni materialnih stroškov je bil opravljen po ceniku strojnih storitev za leto 2008 in po veljavnem ceniku za mineralna gnojila In fitofarmacevtska sredstva. Gibanje njivskih površin v obdobju 1960 - 2006 in delež oljnic Obseg In delež njiv za oljnice pomembno določa površina njiv. Iz slike 6 je razvidno strmo padanje njivskih površin vse od leta 1960 do 1976, nato je padanje počasnejše do leta 1990 - vzrok je verjetno v le formalnem spremljanju gibanja njiv. Po osamosvojitvi je bila opravljena natančna inventarizacija njiv, le-ta pa je pokazala, da je bilo takrat njivskih zemljišč v rabi le okrog 185.000 ha. V naslednjih letih je prišlo, zaradi uvedbe hektarskih premij, do umirjanja upadanja njiv, tako da se je do leta 2006 površina njiv ustavila pri 170.000 ha (odštetih je 3000 ha vrtov). S poenotenjem hektarskih premij po letu 2012 lahko pričakujemo nadaljnje zmanjševanje njivskega fonda, nikakor pa povečanja. Pridelava oljnic lahko tako poteka kvečjemu v okviru sedaj razpoložljivih njiv. Pri tem je treba upoštevati potrebo po voluminozni krmi na kmetijah z intenzivno živinorejo (močna krmila dokupijo). Ker je struktura poljščin, z izjemo koruze in pšenice, zelo razpršena, lahko optimaliziramo kolobar tako, da oblikujemo dva kolobarja; okopavinskega in kolobar z deteljo. Kolobar z ogrščico je štirileten, ogrščica pa kot kolobarni člen nastopa skupaj z drugimi oljnicami in zrnatimi stročnicami. Imamo precejšen delež njiv (7,5%) s tako imenovanimi malimi poljščinami. Največji delež teh njiv pa pripada njivskim zelenjadnicam (zelje, čebula, korenje, rdeča pesa, motovileč, radič itd). Ker so le-te po pravilu intenzivne poljščine, jih ogrščica ne more zamenjati. Struktura poljščin v Republiki Sloveniji v letu 2006 niča 18 Slika 5: Struktura poljščin v Sloveniji v letu 2006 27 V4-0383 Proizvodnja surovin in izdelava biodizla in blomaziv za potrebe slovenskega trga -- Vsebinsko poročilo o realizaciji predloženega programa dela Slika 5 prikazuje strukturo poljščin v Sloveniji v letu 2006. Glede na skupine poljščin v kolobaiju je struktura naslednja: strnih žit je 29,4%, okopavin je 40,9%, stročnic in listank (vključene tudi TDM) je 18,6%. Drugili poljščin (pesa, buča, ogrščica itd) je 11,1%. Za oljnice kot energetske poljščine se lahko pridobi del njiv, ki so trenutno pod stročnicami in listankami, in del njiv, ki so na sliki 5 prikazane kot »Druge poljščine«. Ni pričakovati pomembnejše znižanje površin pod glavnimi poljščinami (pšenica, koruza, oves, deloma TDM), ker bi to povzročilo spremembe tudi v obsegu živinorejske proizvodnje Ocenjujemo, da lahko znaša realni delež oljnic za biodizel okoli 8-10% njiv. Iz slike 6 izhaja, da je bilo leta 2007 v Sloveniji okoli 176.000 ha njiv, torej lahko znašajo površine pod oljnicami za biodizel okoli 15.000 ha. Ogrščica bi prišla v kolobarju po ozimni pšenici: koruza, pšenica aii rž ali oves, oljna ogrščica, mnogocvetna ljulka ali inkarnatka, koruza za silažo, ječmen s podsevkom detelja, detelja. ^ Z5E5 C" 2.4E5 g Z3E5 0 2,1E5 01 2E5 1,9E5 • 1,8E5 • 1,7E5 1,6E5 • 1. Njive: r2 = 0,88; r =-0,94 p = 00,00; y = 6,0968E6 - 2953,35*x 1960 1964 1968 1972 1976 1980 1984 1988 1992 1996 2000 2004 Leto Slika 6: Površina njiv v RS Od 170.000 ha njiv v Sloveniji je okoli 6.000 ha oljnic, od tega največji delež pripada ogrščici. V zadnjih letih je ogrščica zasedla njive, ki jih je do nedavnega zasedala opuščena sladkorna pesa. Zaradi majhne posestne strukture in intenzivne živinoreje, ki potrebuje voluminozno krmo, so možnosti za nadaljnje povečanje površin pod oljnicami za proizvodnjo biodizia zelo omejene. Čeprav ogrščica v kolobarju nastopa neposredno po pšenici, bi jo ob ustrezni gospodarnosti kot kolobarni člen lahko tudi zamenjala. Trenutna cena ogrščice brez davka je 0,31 G kg"\ cena pšenice pa 0,165 G kg"\ Toda censka pariteta 1 :1,88 med ogrščico in pšenico za prvo ni ugodna, zato so v zadnjem letu v ZRN zmanjšali površine s to poljščino za 8%. Iz 28 V4-0383 Proizvodnja surovin in izdelava biodizla in blomaziv za potrebe slovenskega trga -- Vsebinsko poročilo o realizaciji predloženega programa dela_ povedanega izhaja, da ogrščica ni kompetitivna skoraj z nobeno veliko poljščino (»grande culture«). Zato lahko zgornji obseg njiv pod to poljščino od sedanjih, okoii 6.000 ha, postavimo v zgornji okvirni razpon 10.000 do 15.000 ha. Hektarski pridelek biodizla iz oljne ogrščice in njegovi materialni stroški Vsebnost olja v semenu (zrnju) oljne ogrščice znaša 43-45%, realno je izplen olja okoli 42% od mase zrnja z 9% vlažnostjo. Pri zaestritvi olja dobimo 75% biodizla, preostanek so derivati glicerola. Za gospodarnost pridelave je pomemben izkoristek stranskega pridelka oljnic. V obliki tropin (ogrščica, sončnica) ali moke (soja) je ta stranski pridelek zaradi visoke vsebnosti kakovostnih beljakovin zaželen dodatek v proizvodnji močnih krmil. Za povečanje gospodarnosti proizvodnje oljnic je tako treba v obračunati tudi ta del pridelka. V našem primeru smo pri izračunu materialnih stroškov za biodizel le-te razdelili v deležih pridelka olja in moke ali tropin v celotnem hektarskem pridelku ogrščice. Rezultat izračuna z bruto in neto pridelkom olja prikazuje pregi. 3. Preglednica 3: Materialni stroški (€ ha'^} pri pridelavi ogrščice (leto 2007, pridelek 2751 kg ha^) Vrsta stroškov Količina ha'^ (porabljena nafta) Cena za enoto (G) Materialni stroški (G ha"^) Biodizel (1 ha-^) Energija (MJ ha"^) Seme 5 kg (4 1 nafte) 1,25 6,25 152 N:P:K 7:20.30 550 kg (65 1 nafte) 0,225 123,75 2479 KAN 27% N 400 kg (216 1 nafte) 0,25 100,00 8237 Apnenje (CaO) 800 kg (10 1 nafte) 0,06 24,00 381 Treflan 2,5 k (3 1 nafte) 9,78 24,45 114 Traktor s priključki 18 ur (229 1 nafte) 20,86 375,48 8733 Kombajniranje 3,5 ur (117 1 nafte) 40,00 140,00 4461 Investiciie (mehanizaciia, poslopia) ha"^ a'"" 5118 Porabljena energija, nafta (644 1 x 0,840 kg +5118 MJ:45,4 MJ 742 24931 Porabljena enerqiia, nafta - delež za olje (42%) 312 10483 Zavarovanje 20,86 Skuoai materialni stroški za pridelek na hektar 814,79 Skupaj proizvedena energija (2751 kg x 0,42 olja x 0,75) 1031 34642 Saldo eneraiie +719 24159 Materialni stroški I'"' (342 G : 719 1) 0,48 e r 29 V4-0383 Proizvodnja surovin in izdelava biodizla in blomaziv za potrebe slovenskega trga -- Vsebinsko poročilo o realizaciji predloženega programa dela Kot je iz preglednice razvidno, je bruto proizvodnja biodizia 1.031 I ha'^ (0,866 t ha'"* oziroma v ekvivalentu fosilnega dizla 0,762 t ha"''), energetska vrednost ogrščičnega biodizia je namreč za okrog 12% nižja od fosilnega dizla. Celokupni output energije (gorivo za pogonske stroje, gorivo za izdelavo strojev, za gospodarska poslopja itd) znaša 742 I ha""' biodizia, ker pa lahko porabo dizla zmanjšamo sorazmerno z deležem krmnih tropin, je dejanska porabljena energija za proizvodnjo biodizia le 312 I ha'\ Saldo energije pri oljni ogrščici je torej 719 I ha"^ biodizia (0,6031 ha""* biodizia oziroma 0,5311 ha"^ fosilnega dizla). Materialni strošek (pokritje) brez davka za liter biodizia znaša 0,48 G. Živo delo ni vključeno v ta strošek. Ob vključitvi stroškov dela, predelave olja v biodizel in transportnih stroškov, bi celotni stroški za liter biodizia verjetno dosegli okoli 1 G Ogrščica bi prišla v kolobarju po ozimni pšenici: koruza, pšenica ali rž ali oves, oljna ogrščica, mnogocvetna ljulka ali inkarnatka, koruza za siiažo, ječmen s podsevkom detelja, detelja. Upoštevaje bilanco energije na hektar, v kateri je v okviru »pasive« upoštevana energija za proizvodnjo kmetijske mehanizacije, energijo za infrastrukturo (gospodarska poslopja), za gnojila, fitofarmacevtska sredstva, apnjenje, in gorivo - k »aktivi« pa upoštevali energetski ekivalent pridelanega goriva dizel, je edino pri oljni ogrščici omembe vredna neto obnovljiva energija v obliki biodizia. Skupna proizvedena količina znaša okoli 1200 i kg biodizia, po odbitku energije za proizvodnjo (okrog 600 kg), znaša neto proizvodnja biodizia okoli 600 kg. Ker znašajo materialni stroški proizvodnje 890 €/ha, so pri pridelku 3,4 t/ha proizvodni stroški za 1 kg zrnja 0,26 EUR. Hektarski pridelek biodizia Iz sončnice In njegovi materialni stroški Sončnice je v Sloveniji le nekaj sto hektarov in pridelek znaša 17-22 dt ha \ V pregl. 4 je obravnavan povprečni hektarski pridelek sončnice v letu 2007. Izvid je nedvoumen; po odštetju energije za proizvodnjo olja ostane le še 307 I ha"^ oziroma 0,258 t ha'^ biodizia, kar predstavlja ekvivalent 0,267 t ha"'' fosilnega dizla. Temu sorazmerno so tudi materialni stroški za liter biodizia visoki, saj znašajo 0,67 C Sklenemo lahko, da pridelava sončnice za biodizel ni zanimiva, majhen obseg proizvodnje pa nakazuje, da tudi za proizvodnjo jedilnega olja ni. Hektarski pridelek biodizia iz soje in njegovi materialni stroški Problem soje je, da je spravilo pridelka zaradi vremenskih razmer nezanesljivo. Zato je posejemo !e nekaj več kot 100 ha. Čeprav ni razširjena, tudi zato, ker nimamo sojarne, pa je za proizvodnjo biodizia vsaj v količinskem in dohodkovnem pogledu lahko zanimiva - seveda pod pogojem, da nosi ustrezni del stroškov tudi sojina moka, ki jo uporabimo v proizvodnji močnih krmil. Neto pridelek biodizia je 442 I ha""" (0,3711 ha"'' oz. ekvivalent 0,3261 ha'^). 30 V4-0383 Proizvodnja surovin in izdelava biodizla in blomaziv za potrebe slovenskega trga -- Vsebinsko poročilo o realizaciji predloženega programa dela Pregl. 4: Materialni stroš{