27
Willows as an industrial crop Willows as an industrial crop Dr Ing. Dr Ing. Jan Wiesław Dubas Jan Wiesław Dubas WENA KOCHAŃSKA-DUBAS JOLANTA WENA KOCHAŃSKA-DUBAS JOLANTA Wyczółkowskiego Street 39 Wyczółkowskiego Street 39 58-500 Jelenia Góra 58-500 Jelenia Góra POLAND POLAND phone nr: +48 512 004 880 phone nr: +48 512 004 880 office :+48 75 76 78 975 office :+48 75 76 78 975 www.wena.jgora.pl www.wena.jgora.pl CDM Afforestation/Reforestation Projects: CDM Afforestation/Reforestation Projects: International workshop for developers and investors International workshop for developers and investors 26th - 28th April 2010, Beijing, China 26th - 28th April 2010, Beijing, China

Willows as an industrial crop - energieautark

  • Upload
    others

  • View
    1

  • Download
    0

Embed Size (px)

Citation preview

Willows as an industrial cropWillows as an industrial cropDr Ing. Dr Ing. Jan Wiesław DubasJan Wiesław Dubas

WENA KOCHAŃSKA­DUBAS JOLANTAWENA KOCHAŃSKA­DUBAS JOLANTAWyczółkowskiego Street 39Wyczółkowskiego Street 39

58­500 Jelenia Góra58­500 Jelenia GóraPOLANDPOLAND

phone nr: +48 512 004 880phone nr: +48 512 004 880office :+48 75 76 78 975office :+48 75 76 78 975

www.wena.jgora.plwww.wena.jgora.pl

CDM Afforestation/Reforestation Projects:CDM Afforestation/Reforestation Projects:International workshop for developers and investorsInternational workshop for developers and investors

26th ­ 28th April 2010, Beijing, China26th ­ 28th April 2010, Beijing, China

1.  The gross income with 1 ha of the plough­land on the example of the Polish agriculture

crop Crop value Total gross income

grain ­ 3 mg USD 100 x 3 = USD 300  USD 350 

straw ­ 1 mg USD 50 x 1 = USD 50 

•For oats growing

2. For Salix viminalis var. gigantea genus willow growing

Crop of biomass with moisture content of approximately 45% ranges from 22 to 28 mg, that is 25 mg on average. This biomass contains ca. 250 GJ of potential energy.

The value of this energy compared to its equivalent in coal is USD 2250, because in Poland the value of 1 GJ of energy contained in hard coal is approximately USD 9 .

If the same crop of biomass from 1 hectare is used for methanol (CH3OH) production, then gross income would be ca. USD 18,000. This is so because the efficiency of biomass conversion into methanol is 40%, and  the  efficiency of  fuel  cell powered by methanol  is  twice higher compared  to petrol  engine,  and  in Poland 1 litre of petrol costs USD 1.6. 

2. Why have I chosen Salix viminalis var. gigantea genus willow for growing as a leading energy plant? 

 

energy efficiency of crop

wheat 3.5

rye  2.3

rape  3.4

potatoes 2.2

alfalfa 9.6

willow 28.8

Because: •Willow has highest energy efficiency of crop expressed as the ratio of energy efficiency to input energy – index: 28.8 

Source: Borejesson P., Department of Environmental and Energy Systems Studies, Lund University, Sweden 1998. 

2. Willow reaches highest energy efficiency after crop conversion – index: 14.40 efficiency after conversion

wheat 1.05

rye  0.69

rape  1.02

potatoes 0.66

alfalfa 4.80

willow 14.40

Source: Borejesson P., Department of Environmental and Energy Systems Studies, Lund University, Sweden 1998. 

3. 3. There is freedom of genotype forming ­ including predominance of features that maximise There is freedom of genotype forming ­ including predominance of features that maximise proper wood growth and reduction of pathogenic properties.proper wood growth and reduction of pathogenic properties.

4. 4. Agricultural ecotype is characterised by habitat­related typicality Agricultural ecotype is characterised by habitat­related typicality ..

5. 5. Advantageous ratio of leaves area to proper woodAdvantageous ratio of leaves area to proper wood..

6. 6. Seasonal character of harvest – harvesting during still period for vegetationSeasonal character of harvest – harvesting during still period for vegetation..

7. 7. Low costs involved in acquiring thermal and electric energy. Low costs involved in acquiring thermal and electric energy. 

8. 8. High productivity of willow cropHigh productivity of willow crop..

9. 9. Many­sidedness of willow biomass useMany­sidedness of willow biomass use..

10. 10. Economic calculationEconomic calculation..  

11. 11. Low risk and minor hazards for crops, both biotic and abioticLow risk and minor hazards for crops, both biotic and abiotic..

3. 3. The technology of the tillageThe technology of the tillage

Sequence of operations when establishing an energy willow plantation

1.       Selection of land for future plantation.

2.       Determination of soil richness

3.       Soil preparation for plantings

4.  Plantings 

OPTIMAL ACIDITY OPTIMAL ACIDITY 

OF SOIL OF SOIL 

FOR ENERGY WILLOW FOR ENERGY WILLOW 

CULTIVATIONCULTIVATION

  5,5 – 6,5 pH5,5 – 6,5 pH

REQUIRED SOIL RICHNESS(in kg of pure component)  

in the first year

    

                           in the next years e.g.

N20 P

18

K20  40→

N90 P

60

K90

Plantings layout for double­phase or manual harvest – stock: 28­30 thousand rootstocks in 1 hectare.

The way for the tractor with the sprayerThe width 2,8 m

The way for the tractor with the sprayerThe width 2,8 m

Plantings layout for single­phase harvest with Claas type harvester – stock: approx. 22 thousand rootstocks in 1 hectare.

Plantings layout for single­phase harvest with modernised Claas type harvester – 

stock: 30­32 thousand rootstocks in 1 hectare. 

The volume of N P K required to produce The volume of N P K required to produce 10 metric tons of willow dry substance 10 metric tons of willow dry substance 

from 1 hectare in 1 yearfrom 1 hectare in 1 year

­ 60 kg of Nitrogen  (N)­ 60 kg of Nitrogen  (N)

    ­  8 kg of Phosphorus (P)­  8 kg of Phosphorus (P)

    ­ 43 kg of Potassium (K) ­ 43 kg of Potassium (K) 

Hazards in cultivationHazards in cultivation

Willow bitten by game

Willow bitten by game 

Hailstorm effects 

    PIENIK WIERZBOWIEC                        PIENIK WIERZBOWIEC­       APHROPHORA SALICINA             LARWY W PIANCE  APHROPHORA SALICINA – 

LARVAE IN FOAM

           RYNNICA OSINÓWKA                            PRZĘDZIOREK WIERZBOWIECCHRYSOMELA TREMULAE                                                     USZKODZENIA

SCHIZOTETRANYCHUS SCHIZOPUS – defects

MSZYCA WIERZBOWO­ MARCHWIANA     CAVARIELLA AEGOPODII     

PĘDY USZKODZONE                                                                               PRZEZ NIEKREŚLANKĘ                                                                                                   WIERZBÓWKĘ 

SPROUTS DAMAGED BY EARIAS CHLORANA

NAROŚLARZ PONTANIA PROXIMA                         

GĄSIENICA PŁOŻKA WIERZBOWCAAGONOPTERIX OCELLANA CATERPILLAR   

KRYTORYJEK OLSZOWIEC CRYPTORHYNCHUS LAPATHI