Inovace a rozšíření výuky zaměřené na problematiku životního prostředí na PřF MU (CZ.1.07/2.2.00/15.0213)
spolufinancován Evropským sociálním fondem a státním rozpočtem České republiky
Zemědělství
Energie
Environmentální rozměr zemědělství
Zemědělství (národohospodářský pohled)
- primární sektor hospodářství
- zajišťování potravy a materiálů pro výrobu
Agroekosystém (ekologický pohled)
- typ planetárních ekosystémů
- funkční jednota hospodářsky významných organizmů a prostředí
- užším vymezení - pole, širší vymezení - povodí, krajina, region
- původně produkčně nejkvalitnější ekosystémy
Význam zemědělství
Produkční funkce
- potraviny, průmyslové suroviny (textilní
a kožedělný průmysl, tuky...) a energie
Mimoprodukční funkce
- tvorba a udržování typického rázu kulturní krajiny – Genius loci
- udržování fungujících agroekosystémů se specifickou biodiverzitou
- samozásobení regionu potravinami, zaměstnanost
- životní prostředí lidí a dalších organizmů
- zachování osídlení venkova, rekreace
Charakteristika industriálního zemědělství I
používání agrochemikálií
- používání rychle rozpustných hnojiv (N, P, K)
- nadměrné používání syntetických pesticidů
- výroba, distribuce a aplikace agrochemikálií,skladování
a likvidace zásob
chov hospodářských zvířat
- velkochovy, transport, porážka (nepřirozené podmínky, stres, týrání)
- používání průmyslových krmných směsí
- řízená reprodukce, jednostranné šlechtění
Charakteristika industriálního zemědělství II
skladování a zpracování potravin
- snížení přímého odběru → přepravní vzdálenosti se zvyšují → potřeba
dlouhé trvanlivosti → chemické ošetření, chlazení
- z místa produkce na talíř amerického spotřebitele ~ 2400 km – ČR?
- doprava jako celek ~2,5 % emisí CO2 z emisí celkové produkce potravy
- vnitrostátní přeprava ~80 % emisí CO2 z celkové dopravy
- chlazení jídla ~18 % emisí CO2 z celk. prod.
technologický boom - hybridizace a šlechtění, GMO
- pro X proti
zemědělci obětí svého úspěchu
- vysoká produkce → snižování výkupních cen → tlak na zemědělce,
specializovat se na monokultury → sázka na jednu kartu vždy riskantní !!!
Důsledky industriálního zemědělství I
Pozitiva
- vysoká produkce!
Negativa
Sociální
- marginalizace zemědělství jako ekon. odvětví
(patří ke skupinám s nejnižší životní úrovní)
- dnes – asi 4 % populace; tvoří asi 3 % HDP
- před rokem 1940 – 35 % populace (prod. věku), nejsilnější politická strana
Ekonomické
- vysoká dotační podpora státu (EU)
- koncentrace prodejů do velkých řetězců → závislost soukromníků na zeměď.
koncernech, tlak na zvyšování výnosů
- roste vývoz na světové trhy - dotace
- nesoběstačnost
Etické
- nevyhovující zacházení se zvířaty
- usurpátorské využívání zdrojů (v,p) – na úkor jiných ekosyst.
Důsledky industriálního zemědělství II
Ekologické
- roste intenzita čerpání ne/obnovitelných zdrojů a energie
- kontaminace půdy a vod, snížení úrodnosti půd, eroze
- snižování biodiverzity, zvyšování odolnosti škůdců a chorob
- nevhodné podmínky zvířat (krátkověkost) poškození krajinného rázu
Zdravotní: rezidua pesticidů v potravinách, ohrožení nemocemi
Potravinové: zhoršení kvality potravin - málo čerstvých potravin
- aditiva
- změny vlastností
- trvanlivost a vzhled
prioritou
Důsledky industriálního zemědělství III
- hodnota EROEI – energy return on energy invested
- s industrializací zemědělství klesá !
- vzrůstající množství dodatkové energie
Dodatková energie (DE)
- veškerá E investovaná v zem. produkci kromě E slunce
- DE v rostlinné výrobě:
agrochem. 46 %, fosilní E 22 %, stroje 13 %, osiva 10 %, práce 9 %
Důsledky industriálního zemědělství III
- hodnota EROEI – energy return on energy invested
- s industrializací zemědělství klesá !
- vzrůstající množství dodatkové energie
Dodatková energie (DE)
- veškerá E investovaná v zem. produkci kromě E slunce
- DE v rostlinné výrobě:
agrochem. 46 %, fosilní E 22 %, stroje 13 %, osiva 10 %, práce 9 %
-↑ podíl DE u agrochem. dán vysokou E náročností výroby prům. N
- 80 GJ/t (P hnojiva 6x méně, K hnojiva 9x méně)
- N hnojiv největší spotřeba
- na DE nejnáročnější cukrovka 40 GJ/ha, nejméně vojtěška 13 GJ/ha
- největší E výstup – cukrovka 214 GJ/ha, pak vojtěška 107
E bilance
- měrná spotřeba na vyprodukovaný GJ:
- vojtěška 0,12, cukrovka 0,19, brambory 0,43, maso 0,9 !
= na 1 GJ DE připadá 1,1 GJ produktů živočišné výroby !!!
Zelená revoluce
- po WW2 populace v JV Asii ↑↑ růst - snížením úmrtnosti
- po Bengálském hladomoru - zavádění nových variet + industrializace
Cíl: výrazně zvýšit zemědělskou produkci
- 60.léta – počátek Zelené revoluce v Indii
- zavedení HYV plodin – př. rýže IR8 odolná proti suchu s prům.
výtěžkem 5 t/ha (x 1,5 t/ha dříve), navíc zrající kratší dobu
→ možné dvě sklizně za sezónu
- moderní zemědělská technika (pluhy, traktory, kombajny...)
↑ úroda = ↑ požadavky na úrodnost půdy a zdroje vody
Zelená revoluce – výhody a nevýhody
Výhody
- movití farmáři (schopni koupit HYV, techniku a agrochemikálie) zvýšili
produkci >3x → vzrůst příjmů → další investice a inovace → ...
- rychleji rostoucí plodiny umožňují 2x – 3x sklizeň za rok
- nadbytky produkce → lepší zásobení měst
- vzrůst soběstačnosti a snížení cen importovaných surovin → zlevnění
potravin ve městech
- pokles importu obilí do Indie z 10 mil. t (1967) na 0,5 mil. t (1977)
- dnes v Indii nadbytek potravy, dovoz minima pšenice, rýže ne
Nevýhody
- mnoho farmářů nemá finance na HYV a techniku - úroda stejná
- výrazný vzrůst nerovností mezi zbohatlými farmáři a stále chudými
- HYV vyžadují agrochemikálie – $$$
- nadužívání agrochemikálií = kontaminace zdrojů pitné vody
- ↑ spotřeba vody x zasolování polí x tenčí zdroje pitné vody
Ekologické zemědělství
- alternativa vůči industr. (konvenčnímu, intenzivnímu) zemědělství
- dle zákona 242/2000 Sb. o Ekologickém zemědělství
„zvláštní druh zemědělského hospodaření, který dbá na ŽP a jeho
jednotlivé složky omezením či zákazy používání látek a postupů, které
zatěžují a znečišťují ŽP nebo zvyšují rizika kontaminace potravního
řetězce, a který zvýšeně dbá na vnější životní projevy a pohodu
chovaných hospodářských zvířat.“ (Zák. 242/2000 Sb.)
- 70. léta – vznik IFOAM – International
Federation of Organic Agriculture
Podmínky ekologické produkce
- bez použití agrochemikálií s vyjimkou několika vybraných, šetrných
anorganických látek (př. modrá skalice), a to jen za zvláštních okolností
- zachování zeleně (meze, remízky, aleje)
- opatření proti erozi např. odložení orby přes zimu
- vylučují pěstování GM plodin
- prostor pro ležení, odpočinek, stáj vystlanou slámou,
- výběh včetně pastvy a přirozenou potravu
- zákaz klecového chovu slepic a ustájení
dobytka a prasat na ocelových roštech
- zákaz přidávání růstových stimulátorů,
masokostní moučky, syntetických látek do krmiva,
hormonální synchronizaci říje či přenosu embryí
Mutifunkční model ekologického zemědělství
Sociální cíle
- vlastní pracovní síly, samozásobení regionu
potravinami, uspokojování místních potřeb
- zachování osídlení venkova – zvýšení
zaměstnanosti, regionální rozvoj
Ekologické cíle
- zvýšení stability a funkčnosti agroekosystémů,
vyšší biodiverzita
Ekonomické cíle
- hospodářská výkonnost, spoleh na vlastní
zdroje, dlouhodobá jistota výnosů, export
Kontrola ekologického zemědělství
Kontrolu a certifikaci dle zák.
242/2000 Sb. o ekol. zemědělství
vykonávají z pověření MZ tři
společnosti:
KEZ, o.p.s. (Chrudim)
ABCERT AG (Brno)
Biokont CZ, s.r.o. (Brno)
- KEZ slouží zákazníkům jako
záruka původu a kvality potravin
- podle zákona tyto výrobky
smějí v názvu nést předponu
"bio" a znak
Biopotraviny – jak jsou drahé ???
- průměrný rozdíl cen biopotravin x konvenčních potravin v pražských
maloobch. řetězcích a specializovaných prodejnách činil 95 % (5/2008)
- ceny biopotravin ve specializované prodejně o 14 % vyšší, než ceny
srovnatelných biopotravin v maloobchodních řetězcích (5/2008)
- nejvýraznější zvýšení ceny je zaznamenáváno u nejběžnějších
surovin - brambor, cibule, vajec; nejnižší pak mléčné výrobky
Biopotraviny z dovozu X místní konvenční potraviny
Energie pro život
- rostliny → E ze slunce, živočichové → E z rostlin či jiných živočichů
- lidé, společnost → E z rostlin, živočichů, a jiných ne/obnovitelných zdrojů
Představte si: Jednoho krásného rána
vstanete, potmě sejdete do kuchyně, a v
ledničce není žádný chlazený džus a vše se
kazí - uvnitř je teplo jako v pokoji. Zapnete
varnou konvici, abyste si uvařili čaj - a nic.
Rádio, televize ani počítač nefungují.
Půjdete do sprchy - teče pouze ledově
studená voda. Máte doma již jen suchý
chleba, tak se autem vydáte na nákup, i když
je to nebezpečné, protože nesvítí pouliční
osvětlení. Benzínové pumpy jsou již
vyčerpané, tak se rychle obrátíte k domovu
abyste se stačili vrátit dřív, než vám dojde
benzín...
Environmentální souvislosti využívání energie
- neobnovitelné zdroje E - fosilní paliva - uhlí, zemní plyn, ropa, uran
- využívání neobnovitelných zdrojů E → závažné důsledky pro ŽP
- obnovitelné zdroje E - různorodé zdroje
- šetrným využíváním se dostupné množství nesnižuje, většinou
menší dopady na ŽP
Ve 20. století dramaticky vzrostla E poptávka:
- 1925 - 1485 mil. tun uhlí (ekv.)
- 1970 - 6821 mil. tun uhlí (ekv.)
- 2000 - 15 000 mil. tun uhlí (ekv.)
~ 5% nárůst spotřeby E ročně
Světová spotřeba energie
36%
24%
20%
11%
7% 2%
Ropa
Uhlí
Zemní plyn
Obnovitelné zdr. a
odpady
Jádro
Hydroel.
Závislost na zdrojích E, ropná krize
- fosilní paliva → 85 % světové spotřeby E
- dle odhadu dostupných světových zásob fos.
paliv dojde k jejich vyčerpání do 1/2 21. století
Ropná krize
- v 70. letech OPEC prudce zvyšuje ceny ropy
- př. cena za barel ropy z Abu Dhabi - 2,54$ (1972) x 36,56$ (1981)
- razantní zvyšování cen a omezení
dodávek v důsledku podpory Záp. zemí
Izraeli v Arabsko-Izraelském konfliktu
- důsledek - fronty u benzínových stanic,
vzrůst paniky mezi investory, obchodní
recese a nekontrolovatelná inflace
- USA těžce postihnuty, → v roce 1977
70 % importu ropy ze zemí OPEC
Poučení z ropné krize ?
- jak předejít další ropné krizi v USA? – př. zvýšit těžbu velkých zásob
ropy na Aljašce v oblasti zálivu Prudhoe
- ekosystémy tohoto území však velmi zranitelné
- jejich největším ohrožení → poruchy a sabotáže Trans-Aljašského
ropovodu vedoucího ropu do nezamrzajícího přístavu Valdez
- neobnovitelné zdroje - skutečné řešení E krize?
- oddálení a zkomplikování přechodu společnosti na OZE
Obnovitelné zdroje energie (OZE)
- udržitelný rozvoj → OZE jediným východiskem
- jako po celou existenci lidstva, kromě posledních asi 200 let
- fyzikální omezení a limity planety jiné možnosti dlouhodobě vylučují
Příčiny nízkého využívání OZE
- snadná dostupnost neobnovitelných zdrojů E
v posledních 300 letech = odstavení OZE
na vedlejší kolej
- světová spotřeba energie narostla 170x,
počet obyvatel "pouze" 10x
- využívání neobnovitelných zdrojů E
přizpůsobena infrastruktura, do jejich
podpory směřovalo 90 % veřejných
prostředků a prostředků na VaV v energetice
- energetická hustota OZE mnohem nižší, než u "klasických" zdrojů
→ vyžadují jiné nakládání a změnu smýšlení o E
OZE v ČR
- podíl OZE na hrubé
spotřebě elektřiny v ČR
byla 5,2 % (2008)
- podíl OZE na výrobě
tepelné E byl 7 %
Výroba elektřiny z OZE v roce 2008
Hrubá
výroba
elektřiny
Podíl na
zelené
elektřině
Podíl na hrubé
dom. spotřebě
elektřiny
MWh % %
Vodní elektrárny 2 024 335,0 54,26% 2,81%
Biomasa celkem 1 170 527,4 31,37% 1,62%
Bioplyn celkem 266 868,3 7,15% 0,37%
Tuhé komunální odpady 11 684,3 0,31% 0,02%
Větrné elektrárny 244 661,0 6,56% 0,34%
Fotovoltaické systémy 12 937,0 0,35% 0,02%
Celkem 3 731 013,0 100,00% 5,18%
Podíl na teple
z OZE
%
Biomasa celkem 89,84%
Biomasa mimo domácnosti 32,01%
Palivové dřevo 0,74%
Štěpka apod. 17,18%
Celulózové výluhy 13,12%
Rostlinné materiály 0,54%
Brikety a pelety 0,44%
Biomasa domácnosti 57,83%
Bioplyn celkem 2,21%
Komunální ČOV 1,43%
Průmyslové ČOV 0,13%
Bioplynové stanice 0,47%
Skládkový plyn 0,18%
Biologicky rozložitelná část TKO 3,83%
Biologicky rozl. část PRO a ATP 1,22%
Tepelná čerp. (teplo prostředí) 2,48%
Solární termální kolektory 0,42%
Kapalná biopaliva 0,00%
Celkem 100,00%
http://www.mpo.cz/dokument64916.html
Efekty využívání OZE
Využívání OZE by mělo být v synergii s úsporami E, resp. s
energetickou efektivností → více vyniknou výhody využívání OZE:
Vytěsněné emise
- druh a výše vytěsněných emisí (TL, SO2, CO,
NOx, CxHy) se odvíjí od druhu OZE
- zásadní příspěvek k ochraně klimatu odstraněním emisí
skleníkových plynů řádově v 10 mil. t CO2 ekv. ročně (2010)
Palivové náklady
- vytěsněné palivové náklady, které
nemusí být vynaloženy díky využití
potenciálu OZE (r. 2010) lze
odhadovat v řádu 2 mld. Kč ročně
- palivové náklady vynaložené na
biomasu přispívají k místnímu rozvoji
(x zemní plyn)
Efekty využívání OZE II
Zaměstnanost
- zaměstnanost diverzifikovaně v mnoha
oborech a kvalifikačních stupních
- přímo vytvořená místa v horizontu roku
2010 v řádu 104 + stabilizovaná a nepřímo
vytvářená místa v navaz. oborech (služby)
Bezpečnost zásobování
- OZE = diverzifikované,
lokální zdroje přispívají k
bezpečnosti i nezávislosti
zásobování E
- bezpečnost + částečná E
nezávislost dnes má zvyšující
se význam (polit. nestabilita,
teroristé, živelné pohromy …)
Úspory energie
- elegantní řešení vzrůstající závislosti na E z fosilních paliv je
uvědomělost spotřeby, jak v zaměstnání, tak i doma
- snížení spotřeby energie představuje jeden z účinných kroků, jak
dosáhnout udržitelného vývoje dle Agendy 21 (1992)
Překážky uvědomělé spotřeby
- mylné představy, např. že ŽP je poškozováno jen těžkým průmyslem,
podnikáním a spalováním fosilních paliv, které jsou jediným zdrojem
znečištění atm.
- výroba E pro spotřebu v průměrném domě (vytápění, svícení atd.) ale
vyprodukuje více CO2 než automobil za stejnou dobu jízdy
Spotřeba v domácnostech
- v UK a USA ¼ veškeré emise
CO2 spojena s E spotřebovanou
v domácnostech
- domácnosti představují jeden z
nejvýznamnějších sektorů pro úspory E
44%
14%
33%
9%
Vytápění a klimatizace
Ohřevvody
Svícení, vaření a další
spotřebiče
Chladničky
- od 70. do 80.let díky
úsporným opatřením vzrostla
účinnost využívání E o 32 %,
hlavně zateplením domů a
používání dutých cihel
- úsporné žárovky, izolace
rozvodu teplé vody a topení,
včasné vypínání
elektrospotřebičů (TV, PC…),
úsporné chladničky …
- tyto změny ušetří >10 % E
- změny návyků, př.místo
sušičky sušit prádlo venku
omezit používání výtahu, a
dalších dopr. prostředků atd.
Úspora energie
http://www.lidovky.cz/usporne-zarovky-
pry-spotrebu-elektriny-nesnizi-f6y-
/ln_noviny.asp?c=A100920_000056_ln_no
viny_sko&klic=238978&mes=100920_0
Ekologické plýtvání!!!
Energeticky úsporné domy
- nízkoenergetické, pasivní a aktivní domy
Energeticky úsporné domy