Cultura plantelor energetice Studiu de caz : Camelina
Autori: Č˜tefana Jurcoane Bogdan Matei Paul Dobre Matei Florentina
caseta editorială Titlu: Cultura plantelor energetice Subtitlu: Studiu de caz : Camelina Data: Iunie 2015 Autori: Ștefana Jurcoane, Bogdan Matei, Paul Dobre, Matei Florentina Tehnoredactare: Bogdan Matei Grafica: Luminița Dejeu Foto coperta: Liz Kolbe Credite foto: digital cat, Andrey Zharkikh, Oast House Archive, My Wave Pictures
Publicație realizată în cadrul proiectului „Soluții eco-inovatoare pentru dezvoltare rurală durabilă” finanțat prin granturile SEE 2009 – 2014, în cadrul Fondului ONG în România. Conținutul acestui material nu reprezintă în mod necesar poziția oficială a granturilor SEE 2009 – 2014.
Publicată de:
C.M.B. BIOTEHGEN Fundația TERRA Mileniul III T: +40 21 224 28 93 T: +40 21 314 12 27 stefana.jurcoane@biotehgen.eu office@terramileniultrei.ro www.biotehgen.eu www.terramileniultrei.ro Textul acestei publicații are scop informativ și nu implică responsabilitate juridică. Reproducerea textelor este autorizată cu condiția menționării sursei.
cuprins Abrevieri Introducere Dezvoltarea durabilă și schimbările climatice Utilizarea terenurilor alternative Plantele energetice - prezentare generală Camelina - prezentare generală Camelina- tehnologie de cultură Valorificarea producției de camelină Soluții tehnice-funcționarea motorului Diesel cu ulei vegetal Surse de finanțare pentru fermieri Concluzii și alte aspecte practice Bibliografie
abrevieri AEM - Agenția Europeană de Mediu APIA - Agenția pentru Plăți și Intervenții în Agricultură GES - Gaze cu efect de seră MADR -Ministerul Agriculturii și Dezvoltării Rurale PAC - Politica Agricolă Comunitară R (CE) - Regulamentul (CE) al Consiliului Europei OM- Ordinul Ministrului OSIM - Oficiul de Stat pentru Invenții și Mărci OUG - Ordonanța de Urgență a Guvernului SPUS - Schema de Plată Unică pe Suprafață UE - Uniunea Europeană
introducere Poate vă puneți întrebarea de ce a fost elaborată această broșură, în ce scop?
În ultimii ani s-au elaborat politici și s-au stabilit obiective prioritare la nivel comunitar în vederea reducerii emisiilor de gaze și a încălzirii globale. Unele ţări iau deja măsuri de combatere a efectelor încălzirii globale. Altele însă, din diverse motive, nu au făcut nimic în acest sens. De aceea, se impune o nouă abordare, la nivelul fiecărei țări, care să propună soluţii locale necostisitoare de prevenire a emisiilor de gaze cu efect de seră, care, în același timp, să sprijine creşterea economică şi crearea de locuri de muncă. Broșura de față se adresează în primul rând producătorilor agri coli, micilor fermieri și gospodăriilor familiale care pot contribui, la nivel local, la atingerea deziderate-
lor UE amintite mai sus, prin adoptarea în cultură a unei noi plante, Camelina (inișorul). Astfel, fermierii își vor câștiga independența energetică la lucrările agricole și în gospodărie, prin utilizarea biocarburanților obținuți din plante energetice şi valorificarea biomasei rezultate în hrana animalelor. Precizăm că această plantă a trecut de faza culturii experimentale în condițiile climatice din România, în acest moment fiind în faza de cultură de producție, în diverse unități agricole din țară, pe aproximativ 150 ha. Cultura de camelină este puţin pretenţioasă faţă de climă și sol și dispune de numeroase atribute agronomice valoroase:
BIOCARBURANT
pentru ferma ta
perioada scurtă de vegetație (85100 zile); sensibilitate scăzută la îngheţurile târzii de primăvară, rezistență la temperaturile ridicate din perioada înfloritului, cerințe reduse față de căldură pentru dezvoltare; rezistență la secetă; puțin pretențioasă față de sol, reușind să se adapteze bine chiar și în solurile uşoare, nisipoase, sărace în substanţe hrănitoare; cultura se poate înființa în toamnă sau în primăvară și poate înlocui cu succes cerealele de toamnă compromise de ger; nu necesită lucrări speciale de întreținere și irigații; este o bună premergătoare pentru majoritatea plantelor de cultură, părăsind terenul devreme şi lăsându-l într-o stare bună de fertilitate; prezintă un conținut ridicat de ulei in semințe, care poate fi utilizat pentru obținerea de biocarburant, precum și un conținut ridicat de proteine și acizi grași esențiali (omega 3 și
omega 6) în șroturi, acesta putând fi administrate cu succes în hrana animalelor. Aceste caracteristici deosebite ale plantei fac posibilă cultivarea ei pe terenuri degradate, sărace și neexploatate, ceea ce face evident avantajul economic: cu bani puțini transformi practic terenuri virane în terenuri utile cu potențial agricol (culturi energetice, alimentare etc). În cele ce urmează vom prezenta câteva noțiuni de bază referitoare la schimbările climatice, necesitatea utilizării terenurilor alternative/necultivabile, precum și avantajele și dezavantajele altor culturi de plante energetice în raport cu Camelina.
Schimbările climatice reprezintă cea mai mare ameninţare asupra mediului înconjurător cu care se confruntă umanitatea. Emisiile de gaze cu efect de seră din ce în ce mai ridicate din ultimele decenii au condus la producerea unui număr tot mai mare de fenomene meteorologice extreme care pun în pericol viaţa, sănătatea şi afectează bunurile multor oameni.
dezvoltarea durabilă și schimbările climatice Europa Centrală şi de Sud trebuie să facă faţă valurilor de căldură, incendiilor de pădure şi secetei. Regiunile din nordul şi nord-estul continentului se confruntă cu inundaţii şi cu eroziunea zonelor de coastă. În acest context este fundamentală schimbarea formei de producere şi utilizare a energiei - cea mai mare furnizoare de emisii de CO2. Înlocuirea formelor poluatoare de obţinere a energiei cu altele sustenabile, necesită stoparea noilor proiecte de centrale termice, închiderea treptată a centralelor nucleare şi sprijinul pentru generarea de electricitate bazată pe surse regenerabile; înlăturând barierele care există în calea creşterii sale la scară largă şi bazându-ne pe rolul pe care oamenii îl pot avea în procesul de transformare a sistemului energetic.
Actualul obiectiv climatic UE de a reduce cu 20% emisiile de gaze cu efect de seră până în 2020, comparativ cu nivelul din 1990 este foarte mic față de ce recomandă oamenii de știință pentru a fi evitate schimbările climatice. UE trebuie să reducă emisiile locale de gaze cu efect de seră cu cel puțin 30%, un demers susținut de un număr tot mai mare de lideri din domeniul afacerilor, miniștri europeni și grupuri ale societății civile.
Energia și căldura sunt sectoarele europene care produc cele mai multe emisii de carbon, cele mai dăunătoare fiind centralele termice pe bază de cărbune. Energia nucleară rămâne un risc de siguranță și blochează din ce în ce mai mult dezvoltarea sur- selor alternative de producere a energiei. Astfel, Europa ar trebui să profite de ocazie și să investească în energie regenerabilă, tehnologie de economisire a energiei și să își modernizeze rețeaua energetică. Europa poate și ar trebui să funcționeze alimentată numai cu energie regenerabilă până în 2050. De asemenea, transportul este sectorul european cu cea mai mare rată de creștere a emisiilor de carbon. Pe măsură ce sursele convenționale de combustibil se epuizează, industria se îndreaptă spre surse mai riscante și mai poluante de combustibil, cum ar fi depozitele din platformele maritime, nisipurile asfaltice și biocombustibilii obținuți prin defrișarea pădurilor care duc și la creșterea prețului alimentelor. Dinamica producției din sectorul agricol reprezintă o strategie pentru economia românească. Încălzirea globală, schimbările climatice, disponibilitatea limitată a resurselor naturale și concurența
pe piața internațională, uneori neloială, pot provoca tulburări relevante în lanțurile de producție. Unul din domeniile cele mai expuse din cauza dependenței de condițiile meteo, agricultura poate, la rândul său, să contribuie în mare masură și la combaterea schimbărilor climatice. În documentele strategice de dezvoltare, respectiv Strategia Europa 2020, dar şi documentul Comisiei Europene privind Foaia de Parcurs pentru o Economie Competitivă cu Emisii Reduse de Carbon în 2050, agricultura este considerată cu un potenţial semnificativ de dezvoltare economică, de generare de locuri de muncă, dar şi de reducere a emisiilor de GES prin utilizarea biomasei agricole ca sursă de bioenergie, alternativă la combustibilul fosil. Se pune un accent din ce în ce mai mare pe tehnologiile de producere şi utilizare a biocarburanţilor din plante energetice la nivel local şi de valorificare a biomasei rămase, precum șrot (pentru hrana animalelor), peleţi, brichete (combustibil). Independența energetică pentru gospodărie ar putea avea, în acest fel, efect asupra securității energetice la nivel regional.
Utilizarea terenurilor alternative
Comisia UE a cerut statelor membre garantarea faptului că 40% din obiectivul de 20% de reducere a emisiilor de gaze cu efect de seră, va proveni din surse care să nu concureze cu producţia de alimente. Spre exemplu, în Europa s-ar putea produce biocarburant din ulei de rapiţă într-un mod durabil, dar astfel s-ar diminua cantitatea de ulei de rapiţă destinată producţiei de alimente pentru Europa şi în afara Europei. În ultimii ani în România au fost identificate aproximativ 3 milioane ha necultivate, aflate în stadii diferite de degradare, făcând improprie cultivarea agricolă în condiţii durabile; mai recent, în 2013 au fost estimate aprox. 800.000 de hectare ce rămân nevalorificate (acest număr nu include terenurile degradate prin contaminare). O parte însemnată a acestor terenuri poate fi utilizată în culturile energetice,
fără a necesita lucrări deosebite de îmbunătăţiri funciare. În urma unei minime prelucrări, energia rezultată din valorificarea biomasei produse (termică, biocombustibili, biogaz) poate fi introdusă treptat în sistemul de distribuţie a energiei existente.
Cultură de Camelină pe teren poluat cu metale grele - Copșa Mică 2014
Camelina s-a dovedit a fi puțin pretențioasă la tipul de sol, fiind un candidat ideal pentru terenurile marginale sau poluate cu pesticide sau alte reziduuri (metale grele).
plantele energetice prezentare generală
Plantele energetice sunt plante preluate în cultură pentru fabricarea biocombustibililor, cum ar fi biodieselul, bioetanolul, sau pentru conținutul lor energetic, prin ardere, pentru generarea căldurii sau electricității. Aceste culturi de plante, conform reglementărilor UE trebuie să fie înființate cu costuri minime și un nivel scăzut al cheltuielilor de recoltare. Plantele energetice se clasifică în două categorii mari: plante lemnoase (salcia, plopul, Paulownia, etc.) sau ierboase, cele din urmă incluzând plante anuale (rapița, soia, camelina) sau plante perene (iarba de pampas, iarba elefantului etc.).
În Europa, inclusiv în România, cultivarea plantelor energetice a depășit stadiul experimental, fiind deja înființate culturi comerciale de plante energetice, cu densități mari la hectar. Aici se includ atât culturile de lemnoase, cum ar fi salcia energetică sau plopul, dar și ierburi din regiuni cu climat temperat, cum ar fi Miscanthus (iarba elefantului) și, mai nou, Camelina sativa (inișorul). Una dintre cele mai populare culturi de plante lemnoase energetice din România este salcia energetică (Salix), fiind răspândită în zone din toată țara, precum Suceava, Bacău, Brașov, Harghita, Covasna, Timișoara, Satu Mare, Călărași. Utilizarea salciei energetice se face sub formă de tocătură
sau sub formă de brichete sau peleți, folosiți pentru centralele energetice pe bază de biomasă solidă.
Costurile înființării unui hectar de salcie energetică pot ajunge până la 2800 de euro, suprafață care va produce, în medie, 20 de tone de salcie mărunțită uscată, obținând un profit de aproximativ 1000 de euro/ha (din al treilea an), deoarece cheltuielile, începând cu al doilea an, scad la cca 300 euro/ ha/an. Pe piața locală, o tonă de salcie tocată se vinde cu 40-60 de euro (la o umiditate de cca 30%), dar profitul se poate tripla dacă recolta merge la export (MADR, 2014).
Începând cu anul 2007 au fost testate culturi de iarba elefantului (Miscanthus) pe terenuri agricole în zona de vest a țării (județele Arad, Satu Mare, Bihor) și în Dobrogea. Proiecte pilot au fost înființate și de către unele primării, ca și în cazul oraşului Avrig, care din luna mai 2010 deţine o plantaţie experimentală de Miscanthus. În prezent, în România există suprafețe mai mari de 400 ha cultivate cu Miscanthus giganteus, însă nu există o piață funcțională la nivel național și soluții concrete de procesare și valorificare eficientă a biomasei obținute (MADR, 2014).
Cultură de Miscanthus giganteus la Copșa Mică, înființată în 2008 (MADR, 2014)
Aspecte din cultura de salcie energetică (cultivator Domokos Arpad, Poian, Covasna)
Dezavantajul acestei culturi este legat de costurile mari pentru plantarea unui hectar cu rizomi produși în prealabil (3000-3500 euro/ha). Materialul de plantat se obține prin fragmentarea rizomilor din culturi în vârstă de 2-3 ani.
În ceea ce privește biodieselul, producția europeană de biodiesel obținut din culturi energetice a crescut constant în ultimul deceniu, fiind axată în principal pe semințele de rapiță sau soia. Randamentul rapiței în biodiesel pur este substanțial, făcând atractivă economic această cultură, care poate asigura și o rotație sustenabilă, rapița fiind consumator echilibrat ale substanțelor nutritive din soluri și putând preveni răspândirea bolilor precum hernia rădăcinilor la brassicacee. Randamentul biodieselului obținut din soia este semnificativ mai mic decât cel obținut din rapiță. Producția medie și totală de rapiță din România a crescut constant în ultimii ani, astfel că în anul 2014, conform surselor MADR, România a înregistrat o recoltă-record de rapiță, de 1089 milioane tone, la o suprafață cultivată de 423.237 de hectare. Problema care se ridică este aceea că rapița, care poate fi produsă sustenabil în România pentru obținerea de biodisel, concurează culturile alimentare pentru terenurile agricole, ceea ce contravine directivelor impuse de Comisia Europeană. Ca soluție se propune cultivarea unor plante care să poată
valorifica terenurile alternative, degradate și, în plus, cu potențial să amelioreze acele soluri. S-a demonstrat că o astfel de cultură este Camelina, cunoscută popular ca ”buruiană” sub denumirea de inișor. Primele suprafeţe cultivate în România au fost realizate sub îndrumarea doctorului inginer Ion Toncea de la Institutul Naţional de Cercetare-Dezvoltare Agricolă Fundulea. De altfel, există şi un soi de camelină înregistrat la OSIM sub numele de Camelia. Cercetătorii români au pornit de la un soi adus din Austria, căruia i s-au adus îmbunătăţiri potrivit caracteristicilor de sol şi climă de la noi. În ceea ce privește camelina, una din cele mai mari plantații din ţară (138 hectare) a fost înființată în 2012 de către Marcel Mincan din judeţul Dolj, sub îndrumarea doctorului inginer Ion Toncea de la Institutul Naţional de Cercetare-Dezvoltare Agricolă Fundulea. În condiții de secetă prelungită a obținut o tonă la hectar. Chiar dacă nu este spectaculoasă, producția este mulțumitoare având în vedere că asigură o bună rotație a culturilor și poate fi cultivată pe terenuri ce nu pot intra în circuitul agricol alimentar.
Camelina prezentare generală Camelina (”inișor”, ”in fals”) este o plantă din genul Brasicaceae (Crucifere), din aceeași categorie cu rapița, varza, muștarul sau napul. Camelina este originară din Zona Mediteraneană şi Asia Centrală. A fost cultivată încă de prin anii 600 î.H., în epoca bronzului, în nordul Europei, Valea Rinului şi în jurul Mării Nordului. În epoca recentă camelina a fost cultivată în țările europene și Rusia, înainte de al doilea război mondial și până prin anii cincizeci. Camelina este o plantă anuală sau hibernantă, cu talia de 30 -100 cm, cu tulpina şi ramificaţiile glabre sau cu diferite grade de pubescenţă, ramificate în partea superioară. La maturitate tulpina se lignifică. Prezintă inflorescență bogată de culoare galbenă, iar floare are patru petale. Frunzele au formă scurt-lanceolată, cu vârful ascuțit; ramifică
abundent. Silicula cu semințe are formă ușor rotundă, fiind de mărimea unui bob de mazăre mic. Semințele sunt de dimensiune foarte mică (aprox. 400000 semințe/0,5 kg), fiind foarte asemănătoare semințelor de in și conțin 35-38% ulei (soia conține aprox. 20% ulei); în ulei predomină acizii grași de tip omega-6 (55-56%) și omega-3 (1112%).
În ţara noastră sunt cultivate soiurile: Camelia, soi românesc (MMB = 0,94 g), GP 202 şi GP 204 din Germania (MMB = 0,84-1,1 g), Calena din Austria (MMB = 0,97 g). Soiul românesc Camelia, creat la INCDA Fundulea a fost înregistrat în lista de soiuri în anul 2011. Sămânţa conţine acid erucic. Planta are înălţimea medie şi totală (inclusiv ramificaţiile) mare. Rozeta de frunze are lungimea (limb şi peţiol) medie, lăţimea îngustă şi dentiţia marginală slabă. Frun-
za este de culoare verde mediu şi este pubescentă. Înfloreşte timpuriu. Petalele florii sunt de culoare galbenă, scurte şi înguste. Lungimea silicvei (între peduncul şi vârf) este medie, iar vârful acesteia este scurt. Prezintă rezistenţă bună la iernare, secetă, şi scuturare. MMB este de 1,2 g, iar masa hectolitrică de 66 kg. Conţinutul de ulei în seminţe este în medie de 33,8%. A realizat în 3 ani de testare, în reţeaua ISTIS, o producţie medie de 2210 kg/ha.
camelina tehnologie de cultură Camelina are o perioadă scurtă de vegetație, putând fi cultivată în cultură de toamnă (cu recoltare în iulie devreme), în cultură de primăvară sau în cultură dublă, fiind foarte bună plantă în rotație; în plus, poate valorifica terenuri mai puțin propice agriculturii (terenuri poluate, terenuri marginale). Cheltuielile pentru înființarea unui hectar nu depașesc 1600 de lei, fiind mai mici decât în cazul grâului sau al rapiței.
Prezentul protocol de cultură a fost elaborat pe parcursul ultimilor 3 ani de către specialiștii USAMV București și ai CBM Biotehgen în cadrul unor proiecte cu finanțare europeană (Romanian Camelina Value Chain, FP7-ITAKA). Culturile experimentale au fost dezvoltate la ferma Moara Domnească, județul Ilfov (aparținând USAMV București) sau pe terenuri poluate (Copșa Mică, Rovinari, Câmpina); au fost cultivate patru soiuri, trei de proveniență externă GP 202, GP 204,
Calena și un soi românesc Camelia (creat de Dr. Ing. Ion Toncea). De asemenea, există în acest moment în testare ISTIS o nouă varietate (FP-5-02) de camelină cu rezistență crescută la iernare
și conținut ridicat în ulei, varietate creată în urma colaborării dintre USAMV București și CBM Biotehgen.
Rotaţia Camelina e o bună premergătoare pentru grâu, asigurându-i acestuia un spor de producţie de 15%. Se recomandă o rotaţie de 3-4 ani, cu porumb, grâu ş.a. Introducerea camelinei în rotaţii asigură o biodiversitate crescută în sistemele agricole. Faţă de premergătoare, camelina nu este pretenţioasă, dar trebuie evitate speciile din familia
Brassicaceae, pentru a preveni infestarea cu putregaiul Sclerotinia şi a altor boli comune în această familie. În culturi succesive, în anumite zone, camelina de toamnă poate fi urmată de soia timpurie, floarea soarelui sau mei.
Pregătirea terenului Atunci când nu se valorifică terenuri marginale/alternative, pentru producții ridicate, specialiștii recomanda cultivarea camelinei pe terenuri cu fertilitate medie si libere de buruieni. Experimentele au demonstrat că nu este nevoie de arătură, fiind suficiente intervenții minimale de discuire dublă și tăvălugire. Cultura dublă se recomandă să fie înființată după triticale.
Prezența erbicidelor reziduale care afectează familia Brassicaceae trebuie evitată.
Aspecte de la pregătirea terenului la înființarea în cultură dublă (stânga) sau în cultură de toamnă (dreapta)
Fertilizarea: (UF/ha) - N: 50-60; nu se recomandă aplicarea de azot în cantitate mai mare de 90 kg s.a./ha. La fertilizarea cu azot, concentraţia de ulei în seminţe scade uşor, dar datorită producţiei de seminţe mai mari per hectar, şi producţia totală de ulei este mai mare. - P: 30-40; fertilizarea cu fosfor (P100) crește conținutul în ulei - K: 40-50;
- S: 12-24 - cantitatea de fertilizant va fi distribuită între cea de bază (la semănat) și cea din timpul vegetației. - fertilizarea influențează rezistența la iernare (variantele nefertilizate pierd 20-25%, în timp ce variantele fertilizate doar 4-12%).
Semănatul: - etapa de semănat: în cultură de primăvară cât mai devreme după 15 martie, când vremea permite; în cultura de toamnă trebuie semănat înainte de primele înghețuri (sfârșit de octombrie, început de noiembrie) astfel încât plantele să intre în iarnă cu 4 -6 frunze;
- norma de sămânța/ha recomandată: 6-8 kg/ha - adâncimea de semănat: < 1 cm - distanța între rânduri = 12,5 cm; nu se recomandă distanțe mari deoarece favorizează îmburuienarea
Etape fenologice: Perioada de răsărire: 7-9 zile (11-12 zile neirigat)
Alungirea tulpinii durează încă 15-16 zile; emergența florilor și înflorirea durează 10-12 zile. Perioada de înflorire a camelinei: după 28-30 zile
Durata dintre faza de cotiledon și faza de 2 frunze este de 9-11 zile; durata dintre faza de 2 frunze și cea de 5-6 frunze este de încă 1416 zile.
Formarea siliculelor durează 12-14 zile (70 % formate după 55 de zile)
Erbicidarea: În general, camelina are capacitatea de a înăbuși/concura cu buruienile, fiind rareori necesară erbicidarea. Aceasta se recomandă, la nevoie, la culturile de primăvară sau duble, fiind utilizat erbicid împotriva monocotiledonatelor. La culturile de toamnă, dacă terenul este îmburuienat, se recomandă aplicarea unui erbicid total înainte de semănat.
Tratamente pentru boli și dăunători În anul 2014 a fost înregistrat în România, în premieră, primul atac pe camelină al mucegaiului pufos - Peronospora camelinae Gaum. syn. și Peronospora parasitica (Dr. Cristea Stelica-USAMV București). În raport cu rapița este rezistentă la înnegrire și la alternarioză.
Nu au fost semnalați dăunători care să afecteze camelina și să necesite tratamente împotriva acestora.
Aspecte din timpul tratamentului pentru Peronospora (Moara Domnească, 2014)
Irigarea: Irigarea se recomandă numai pentru cultura dublă, cu o normă de udare de 140 mc/ha
Recoltarea Aspecte de la recoltarea camelinei 2013 (Moara Domnească, Ilfov)
Perioada optimă pentru recoltat este atunci când siliculele încep să se brunifice (după 90-95 zile). Nu trebuie așteptat mai mult de 7 zile de la începutul brunificării. Umiditatea la recoltare trebuie să fie sub 8%.
În cazul utilizării unor utilaje de recoltare neadaptate semințelor foarte mici, se estimează o pierdere de 30% la recoltare Producția de sămânță variază în funcție de momentul însămânțării și de inputuri (fertilizare, irigare): Cultură de primăvară/toamnă : 800 - 2300 kg/ha Cultură dublă: irigat (1100 -1200 kg/ha) și neirigat (500 - 800 kg/ha)
Camelina la maturitate deplină
Presarea semințelor și obținerea uleiului Semințele obținute după recoltare și condiționare se introduc la presare. Dimensiunea presei depinde de cantitatea de semințe de care dispunem. Specialiștii recomandă presarea semințelor de camelină cu echipamentele utilizate la presarea semințelor de rapiță, nefiind necesare adaptări speciale.
Uleiul de camelină presat la rece are culoarea galben pai.
Promotorii culturii au derulat activitățile de presare în cadrul INMA (Institutului Național de Mașini Agricole - www.inma.ro; Bdul. Ion Ionescu de la Brad, Nr. 6, Sector 1, Bucuresti, tel: 021/269.32.55, Fax: 021/269.32.73; e-mail: icsit@ inma.ro).
Linie de extragere a uleiului prin presare la rece din semințe oleaginoase – INMA București
valorificarea producției de camelină Uleiul de camelină poate fi utilizat în mai multe direcții: pentru obținerea de biocombustibil, pentru obținerea de suplimente nutritive și produse farmaceutice de uz uman, precum și pentru hrana oamenilor și a animalelor. În cazul utilizării ca biocombustibil, uleiul de camelină pur poate fi utilizat direct la motoarele mașinilor agricole, așa cum va fi prezentat în continuare. În ceea ce privește rentabilitatea culturii, în 2013/2014 preţul de vânzare al seminţelor pentru obținerea de ulei pentru biocombustibil a fost mai mare cu 30% decât la rapiţă.
Referitor la uzul uman, camelina este una din cele mai importante surse vegetale de omega 3, cu efecte pozitive asupra sănătăţii umane. Raportul optim între acizii grași esențiali omega 3 şi omega 6, face ca acesta să fie recomandat în alimente dietetice pentru pacienţii cu nivel ridicat de colesterol. De asemenea, prin conținutul ridicat de tocoferol (Vitamina E) este un bun antioxidant. Uleiul poate fi utilizat cu succes la gătit, în special în salate; uleiul nerafinat de camelină este ușor picant și are o aroma plăcută. Uleiul se poate recomanda și pentru prăjire, fiind stabil la temperaturi înalte, nu fumegă și nu își pierde mirosul și aroma la temperaturi ridicate. Trebuie reținut faptul că uleiul la temperaturi ridicate
își modifică structura chimică, fiind afectati în primul rând acizii grași esențiali omega-3 și omega-6. Faptul că uleiul de camelină nu este alimentar pe scară largă, ci doar cu utilizare terapeutică redusă, face ca utilizarea lui pentru biocombustibil să nu concureze cu utilizarea în hrana populaţiei. În industria cosmetică uleiul de camelină se utilizează la obținerea de produse de îngrijire care ajută la
regenerarea celulelor și elasticitatea pielii și menţinerea zvelteţii; se utilizează, de asemenea, și în produse pentru îngrijirea părului. Șrotul rezultat de la presarea semințelor la rece are un conținut ridicat în proteină și acizi grași esențiali (omega-3 și omega-6) putând fi folosit ca supliment furajer valoros în hrana vitelor, puilor, găinilor ouătoare, peştilor (păstrav, somon, cod).
soluții tehnice funcționarea motorului Diesel cu ulei vegetal Prin utilizarea uleiurilor vegetale drept combustibil la motoarele Diesel din agricultură și transporturi, costurile energetice se reduc aproximativ la jumătate, iar poluarea mediului se diminuează semnificativ.
timele decenii, când datorită crizei energetice pe de o parte și a poluării masive pe de alta, au reînceput căutările pentru noi surse de energii alternative, regenerabile, nepoluante sau mai puțin poluante și totodată mai ieftine.
Ideea utilizării uleiurilor vegetale ca înlocuitori ai combustibililor clasici la motoarele Diesel este destul de veche, ea fiind lansată chiar de inventatorul motorului ce îi poartă numele, dar care din păcate a fost abandonată până în ul-
Utilizarea uleiurilor vegetale pure obținute din semințele și fructele plantelor oleaginoase, drept înlocuitori ai combustibililor fosili la motoarele Diesel, constituie o alternativă promițătoare care asigură atât reducerea costurilor
energetice cât și a poluării mediului. Ca urmare a cercetărilor efectuate cu uleiuri vegetale ca biocombustibili pe motoare Diesel de-a lungul anilor în diverse țări ale lumii, s-a ajuns la concluzia că cea mai bună variantă privind funcționarea acestor motoare, o constituie alimentarea cu ulei vegetal 100%. Dintre uleiurile vegetale utilizate ca biocombustibili, uleiul de camelină se detașează net, datorită caracteristicilor deosebite pe care le are (vâscozitate, putere energetică, punct de inflamabilitate etc). Funcționarea motoarelor Diesel pe termen lung cu ulei vegetal 100%, este posibilă numai dacă se corectează doi dintre parametrii de bază ai uleiurilor - punctul de inflamabilitate și vâscozitatea. Corectarea celor doi parametrii de bază ai uleiurilor vegetale se obține cu ajutorul unui adaptor care permite pornirea motorului pe motorină (pentru o pornire ușoară) și încălzirea controlată a uleiului până la 700OC - 800OC, temperatură la care vâscozitatea acestuia ajunge la valori apropiate de ale motorinei. Cercetarea privind funcționarea motoarelor Diesel cu ulei de camelină ca biocombustibil s-a realizat pe terenurile experimentale ale UȘAMV București. În acest
scop, motorul unui tractor U 650-M de la catedra de mecanizare, a fost echipat cu un adaptor care asigură funcționarea alternativă a acestuia cu motorină sau cu ulei vegetal, inclusiv de camelină. Adaptorul a fost conceput și realizat de Conf. dr. ing. Dobre Paul de la catedra de mecanizare a UȘAMV București, pentru care a și depus la OSIM București cererea de brevet de invenție cu nr. A00069/2009. Este un adaptor electromagnetic cu comutare automată de pe motorină pe ulei vegetal, cu preîncălzitor electric și protecție împotriva supraîncălzirii. Montarea adaptorului pe motor nu implică modificări ale sistemului de alimentare al motorului, cu excepția racordării dispozitivului la sistemul de alimentare, motorul funcţionând atât pe motorină cât şi pe ulei vegetal, în funcţie de opţiuni. Valoarea totală a adaptorului nu depăşeşte 1000 lei, componentele fiind produse în România. Tipul de sol pe care au fost efectuate cercetările este brun-roşcat, iar lucrarea principală o reprezintă aratul. S-a folosit agregatul format din tractorul U 650-M + plugul purtat PP 3-30. S-au constatat următoarele aspecte: • Pentru funcționarea motorului cu motorină consumul de combustibil la lucrarea de arat a
fost de 26,5 l/ha; • Pentru funcționarea motorului cu ulei de camelină obținut prin presare la rece, consumul de combustibil la lucrarea de arat a fost de 25,6 l/ha, consumul de combustibil în acest caz fiind mai mic cu aproximativ un l/ha. În timpul efectuării testelor nu s-au constatat zgomote anormale la motor și nu s-a constatat o reducere sesizabilă a puterii motorului. Făcând un calcul economic sumar se constată următoarele: - Prețul de cost al unui litru de
ulei pur (obținut prin presare la rece fără modificări chimice) este de circa 2,5 lei/l, dacă extracția se realizează în unitatea proprie, cu mijloace proprii (presă de ulei) și din sămânță proprie. La stabilirea prețului de cost s-a luat în calcul producţia medie de 1400 kg/ha semințe de camelină. Cantitatea de ulei rezultată în urma presării la rece și a filtrării este de 406 kg/ha. Cunoscând că densitatea uleiului de camelină este de 0,921 g/cm3 rezultă un volum de 441 l/ha ulei pur de camelină. Șroturile rezultate în urma presării seminţelor 994 kg/ha (aproximativ două treimi din cantitatea de semințe) se pot va-
Adaptor pentru funcționarea motorului Diesel cu ulei vegetal montat pe tractorul românesc U 650
lorifica foarte ușor la un preț mediu de 1 – 1,3 lei/kg, reprezentând un furaj proteic foarte bun pentru creșterea animalelor, cu un conținut ridicat de acizi grași esențiali (omega 3 si 6), recuperând astfel o parte însemnată din cheltuielile de producție. Cunoscând că pentru un ha de cereale păioase, începând cu arătura de bază şi terminând cu recoltatul, este necesară o cantitate de motorină de aproximativ 75 l/ha şi că puterea calorică a uleiului vegetal este aproximativ aceeaşi cu a motorinei, deci acelaşi consum pe hectar, rezultă că un hectar de plante oleaginoase asigură combustibilul necesar pentru o suprafață de 6 ha cultivate cu cereale păioase. Intr-o fermă cu o suprafaţă totală de 1000 ha, pentru asigurarea independenţei energetice este necesară o suprafaţă de 166 ha de cultura de camelină (pentru producția medie luată în calcul), ceea ce este uşor de realizat şi chiar recomandat pentru realizarea unei rotaţii corespunzătoare a culturilor. Șroturile obţinute în urma presării se pot valorifica superior într-o microfermă zootehnică proprie, reducând şi mai mult preţul de cost al uleiului obţinut. Desigur că la o producţie superioară celei
considerate, cantitatea de ulei obţinută va fi mai mare şi implicit preţul/litru de ulei mai mic, producţii care se pot realiza uşor dacă se respectă tehnologia de cultură. Utilizarea uleiului de camelină la motoarele Diesel cu care sunt echipate tractoarele permite asigurarea independenţei energetice a unităţilor de producţie, rentabilizarea unităţilor de producţie prin reducerea preţului de cost/l de combustibil aproape la o treime și totodată permite realizarea unei bune rotații a culturilor agricole. Conform Directivei 2003/30/ EC din 8 mai 2003, uleiul vegetal presat la rece este agreat ca biocombustibil în CE, fiind încadrat în clasa „0” de pericol ca şi apa şi soluţiile apoase şi în consecinţă poate fi depozitat şi transportat fără autorizaţie specială. Puterea calorică a uleiului vegetal pur de camelină este apropiată de cea a motorinei iar arderea este completă. Este un biocarburant mai puţin poluant, conținutul gazelor de eşapament în SO2 (care este direct răspunzător de ploile acide) şi CO2 (răspunzător de încălzirea atmosferei terestre) este mult mai mic decât în cazul motorinei și totodată este regenerabil.
Surse de finanțare pentru fermieri
Planta energetică Camelina sativa se înscrie la „Alte plante industriale”, fiind identificată prin cod 214 (listă APIA pentru subvenții în agricultură). Ministerul Agriculturii asigură sprijin financiar cultivatorilor de plante energetice non-agricole conform cadrului legal stabilit de Politica Agricolă Comună (PAC). Astfel, încă din anul 2011, culturile de plante energetice non-agricole, non-alimentare, sunt eligibile la plata sprijinului aferent schemei de plată unică pe suprafață SAPS. Conform bazei de date a APIA, în anul 2013, un număr de 232 de fermieri din 32 de județe au solicitat plata SAPS pentru o suprafață de 3205 ha, față de anul 2012, când numărul de fermieri a fost mai mic – 104, din 27 de județe, pentru o suprafață de 3130 ha. Cultivatorii de plante energetice non-alimentare beneficiază și de rambursarea sumelor care reprezintă diferența dintre acciza standard și acciza minimă, acciza
redusă de 21 de euro pe 1000 de litri la motorină. Cuantumul nominal al sprijinului este în perioada aprilie-septembrie 2014 de 1,79 lei pe litru, iar cantitatea maximă anuală de motorină pentru care se acordă ajutor de stat sub formă de rambursare este de 100 de litri pe hectar. De asemenea, cultivatorii de plante non-alimentare beneficiază și de ajutor de stat pentru plata primelor de asigurare, pentru care li se rambursează 70% sau 50% din costurile primelor de asigurare aferente polițelor de asigurare. (MADR, 2014).
În politica națională, în cadrul Planului Național de Dezvoltare Rurală (PNDR 2014 - 2020) este prevăzut un set de măsuri, care cuprinde împădurirea și crearea de suprafețe împădurite și perdele forestiere, precum și sprijin pentru culturi energetice. Sprijinul este oferit prin alocarea financiară a UE din Fondul European Agricol pentru Dezvoltare Rurală (FEADR), acordată României pentru implementarea PNDR 2014 – 2020. Conform afirmațiilor oficialilor MADR, investițiile în energii regenerabile sunt vizate în cadrul măsurii „Investiții în active fizice”. Această măsură va avea o alocare finan-
ciară pentru întreaga perioadă de programare bugetară de 758 de milioane de euro, pentru investiții la nivelul exploatațiilor agricole, care vor putea produce și utiliza energii regenerabile pentru consum propriu sau de către agenții economici, alții decât fermierii care vor să proceseze biomasă în scopul obținerii de energii regenerabile.
Pe de altă parte, investițiile în energii regenerabile vor fi susținute și printr-o altă măsură PNDR, și anume „Dezvoltarea exploatațiilor și întreprinderilor”, sub-măsura „Investiții în crearea și dezvoltarea de active neagricole”, cu o alocare financiară de 150 de milioane de euro. Prin această măsură va fi sprijinită producția de combustibil din biomasă.
origine pentru biomasa din agricultură și industrii conexe, utilizată drept combustibil sau materie primă pentru producția de energie electrică. Certificatele se emit de către Ministerul Agriculturii şi Dezvoltării Rurale prin direcţiile pentru agricultură judeţene şi a municipiului Bucureşti.
În anul 2012, MADR a creat cadrul legal pentru aprobarea procedurii de emitere a certificatului de
concluzii finale și alte aspecte practice Uleiului brut obținut prin presarea semințelor de Camelină poate fi utilizat drept combustibil pentru utilajele agricole din mediul rural și chiar pentru nevoile casnice, având următoarele avantaje: • uleiul vegetal crud este neutru din punct de vedere al poluării atmosferei cu oxizi de azot, de sulf și de carbon; • este un produs realizat printr-o tehnologie bine pusă la punct, verificată și bine cunoscută specialiștilor; • uleiul vegetal crud nu este inflamabil și poate fi stocat în bidoane și rezervoare, în subteran și pe sol, oriunde fără restricții; • în cazul unor scurgeri nu poluează solul sau apele de suprafață și freatice, fiind biodegradabil ; • poate fi depozitat mai mult de un an la temperaturi constante intre 10 și 30oC fără a se degrada calitativ; • poate înlocui în orice proporție
(până la 100%) și în orice perioadă motorina folosită la lucrările agricole; • uleiul crud vegetal are eficiență termoenergetică și deci economică și poate fi folosit cu succes și la vehicolele existente cu motoare diesel. Pe lângă aceste avantaje legate de produsul finit, nu trebuie uitate celelalte avantaje derivate din tehnologia de cultură a camelinei, respectiv: • rezistența deosebită a plantei în condițiile climatice din țara noastră (cu condiții de secetă, îngheț), unde se pot obține cu ușurință și 2 recolte pe an, cu productivitate mare; • efortul minim în ceea ce privește însămânțarea, întreținerea culturii și recoltarea; • îmbunătățirea caracteristicilor de sol : datorită rezistenței plantei, se poate cultiva cu ușurință pe soluri degradate, nelucrate sau contaminate, ulterior
culturii acestea prezentând calități superioare; • posibilitatea de a apărea locuri de muncă în mediul rural și pentru micii fermieri de a obține beneficii considerabile; • costuri relativ scăzute, respectiv modalitatea ușoară de preparare a biocarburantului, ceea ce va da posibilitatea localnicilor ca în viitor să își poată prepara singuri sau în grupuri mici cantitatea necesară de biocarburant pentru nevoile proprii.
Prezenta broșură a fost elaborată în cadrul proiectului „Soluții eco-inovatoare pentru dezvoltare rurală durabilă” finanțat prin granturile SEE 2009 – 2014, în cadrul Fondului ONG în România. Principalul obiectiv al acestui proiect este acela de promovare a culturii de camelină în rândul comunităților rurale. În acest sens se va derula un proiect demonstrativ în campania 2014/2015 pentru producerea a 600 litri biocarburant din 4 tone semințe de camelină pe 2 ha de teren cultivat. Poziția acestui lot demonstrativ este la Ferma Moara Domnească a Universității de Științe Agronomice și Medicină Veterinară București, sub coordonarea echipei CBM Biotehgen. Vor fi organizate zile de tip ”porți deschise” la recoltarea Camelinei (preconizat la jumătatea lunii iulie 2015), la presarea semințelor pentru obținerea uleiului (preconizat la sfârșitul lunii septembrie 2015) și la utilizarea acestuia drept carburant în echipamentele agricole. Cei interesați de participarea la aceste evenimente se pot adresa coordonatorului de proiect, Prof. Dr Ștefana Jurcoane (stefana.jurcoane@biotehgen.eu).
bibliografie 1. Dobre P., Jurcoane St., Matei F., Cristea S., Farcas N., Moraru A.C. (2014). Camelina sativa as a double crop using the minimal tillage system. Romanian Biotechnol. Lett., Vol. 19, No.2, p.9190-9195. 2. Dobre P, Jurcoane St., Cristea S., Matei F., Moraru A.C., Dinca L. (2014). Influence of N, P chemical fertilizers, row distance and seeding rate on camelina crop. AgroLife Scientific Journal, Vol.3, No.1, p.49-53. 3. Duda M.M. - Caiet de bune practici pentru cultivarea Camelinei în Câmpia Transilvaniei, proiect SEE/D/0223/1.2/X. 4. Imbrea F., Jurcoane S., Halmajan H.V., Duda M., Botos L. (2011) Camelina sativa - A new source of vegetal oils, Rom.Biotechnol. Letts., 16, 3, 6263-6270. 5. MADR - Publicație tematică nr.10, Anul II - ”Energii regenerabile în agricultură”, 2014. 6. Matei F., Sauca F., Dobre P., Jurcoane St.(2014). Breeding low temperature resistant Camelina sativa for biofuel production. New Biotechnology, Vol. 31, Supplement, p. S93. 7. Toncea I. (2014), The seed yield potential of Camelia-first Romanian cultivar of Camelina (Camelina sativa L Crantz), Rom. Agric. Research, 31, p.17-23. 8. http://ec.europa.eu/europe2020/index_en.htm 9. http://ec.europa.eu/romania/news/foaie_de_parcurs_2050_ro.htm
Parteneri în implementarea proiectului Soluții Eco-Inovatoare pentru Dezvoltare Rurală Durabilă: CBM Biotehgen: www.biotehgen.eu Terra Milleniul III: www.terramileniultrei.ro