Systemau cylchol mewn amaethyddiaeth rhan 2: Ynni ac Amaethyddiaeth

3 Ebrill 2023

Dr David Cutress: IBERS, Prifysgol Aberystwyth.

• Gallai cylchdroi ynni ar ffermydd leihau costau a nwyon tŷ gwydr a hyd yn oed greu refeniw, neu sgil-gynnyrch gwerthfawr
• Mae’r technolegau ar gyfer cynhyrchu ynni i’w ddefnyddio’n gylchol ar ffermydd yn cynnwys y rhai sy’n defnyddio ffrydiau organig ‘gwastraff’ (gwastraff yn ynni (GyY)) a’r rhai sy’n defnyddio ffynonellau ynni sydd ar gael yn naturiol fel gwynt, llif dŵr a’r haul
• Gall gwybodaeth am dechnolegau sy’n datblygu a’u gweithredu ar ffermydd, ynghyd ag isadeiledd i roi gwerth ar ynni a gynhyrchir amrywio gan ddibynnu ar y faint y system a’i chymhlethdod 

Cyflwyniad

Mae ynni adnewyddadwy, gwastraff yn ynni a chylchogrwydd mewn amaethyddiaeth yn gysyniadau sydd â chysylltiad agos rhyngddynt. Mae cylchogrwydd mewn amaethyddiaeth, fel y trafodwyd mewn erthyglau blaenorol, yn cyfeirio at gau’r ddolen rhwng mewnbynnau ac allbynnau system amaethyddol trwy ailddefnyddio ac ailgylchu adnoddau. Ei nod yw lleihau’r effaith amgylcheddol ac o ran gwastraff gan sicrhau’r effeithlonrwydd a chynhyrchiant mwyaf posibl. Gall ynni adnewyddadwy chwarae rhan bwysig yng nghylchogrwydd cynhyrchu bwyd gan ei fod yn gadael i ffermwyr gynhyrchu ynni glân a thrwy hynny leihau’r angen am danwydd ffosil sy’n lleihau effaith amgylcheddol cynhyrchu bwyd. Gall ynni adnewyddadwy chwarae rhan mewn cynhyrchiant amaethyddol nad yw’n fwyd hefyd fel cynnych fferyllol a phren, trwy nifer o’r un peirianweithiau. Mae treulio anaerobig a llosgi biomas ar frig y technolegau ynni adnewyddadwy, gan eu bod yn ein galluogi i droi gwastraff amaethyddol yn ynni.

Ar hyn o bryd mae ynni adnewyddadwy yn cyfri am fwy na 35% o gyfanswm y gyfran drydan yn y Deyrnas Unedig, gyda’r rhan fwyaf yn cael ei gynhyrchu gyda gwynt (mwy oddi ar y lan nag ar y tir) ac ynni solar. Er bod cynnydd yn digwydd i gynyddu capasiti cynhyrchu ynni adnewyddadwy, mae’n werth ystyried pa mor anrhagweladwy yw’r technolegau hyn. Mae’r graff isod a gynhyrchwyd gan yr ‘Adran Busnes, Ynni a Strategaeth Ddiwydiannol’ (BEIS), yn dangos, dros 4 blynedd mai cynhyrchu ynni adnewyddadwy sydd wedi gweld yr amrywiadau mwyaf o’r holl fathau o ynni a gyflwynwyd. Y rheswm am hynny yw bod y tywydd a phatrymau hinsoddol yn cael dylanwad mawr ar y system. Achosodd yr amodau hyn gynnydd o 18% mewn ynni adnewyddadwy, ar ddiwedd 2022, mewn cymhariaeth â’r cyfnod cyfatebol yn 2021. Roedd cysylltiad rhwng hyn â chyflymder uwch y gwynt yn cynhyrchu mwy o ynni ar ffermydd gwynt, tra gall cyfnodau o haul poeth gael dylanwad anferth ar gasglu ynni’r haul. Ond, mae technolegau ynni adnewyddadwy eraill, a fyddai, o gael eu cynnwys yn isadeiledd y Deyrnas Unedig, yn llawer llai amrywiol ar ôl eu gosod ar eu gorau. Er gwaethaf hyn, oherwydd yr ystyriaethau isadeiledd cymhleth h.y. storio a chyflenwi ynni yn ystod y cyfnodau brig a’r cyfnodau nad ydynt yn gyfnodau brig, mae’n anodd gweithredu’r technolegau hyn ar raddfa fawr. Yn yr isadeiledd presennol, mae gorsafoedd ynni penodol yn bodoli sydd ddim ond yn cael eu defnyddio ar gyfer y cyfnodau brig o ran defnydd ynni, ond gallai rhai systemau ynni adnewyddadwy ailadrodd hyn gyda systemau treulio anaerobig/cyfuno gwres a phŵer penodol wedi eu hamseru neu ystyriaethau storio ynni penodol.

Cynhyrchiant ynni trydanol yn ôl math o danwydd

Technolegau

Gall systemau treulio anaerobig drosi tail, gwastraff bwyd a deunyddiau organig eraill yn fionwy, y gellir ei ddefnyddio i gynhyrchu trydan a gwres. Gall y deunydd traul sy’n weddill gael ei ddefnyddio fel gwrtaith llawn maetholion ar gyfer cnydau gan gau’r ddolen o ran cylchdroi maetholion. Mae’r ffigyrau presennol yn awgrymu bod system treulio anaerobig yn costio rhwng £500,000 a £5,000,000 gan ddibynnu ar faint y fferm a maint y safle gofynnol, i brosesu’r deunydd biolegol sydd ar gael (ynghyd ag agweddau effeithlonrwydd eraill). Ar hyn o bryd mae dros 500 o safleoedd treulio anaerobig yn y Deyrnas Unedig yn cynhyrchu tua 3% o gyfanswm ein hynni adnewyddadwy (digon o ynni ar gyfer tua 900,000 o gartrefi). Yr agwedd fwyaf cyffrous o hyn yw ychwanegu gwerth at gynhyrchion a gynhyrchir ar fferm gan leihau costau cynhyrchu’r fferm a lliniaru allyriadau nwyon tŷ gwydr.

O ystyried bod llawer o’n hoffer amaethyddiaeth manwl gywir presennol yn ddibynnol iawn ar drydan, yn arbennig gyda mwy o gyfle ar gyfer cerbydau trydan ac anghenion trydan cyffredinol eraill, mae cynhyrchu trydan ‘am ddim’ ar ffermydd o ddiddordeb. Solar, gwynt a thrydan dŵr yw’r dewisiadau cynhyrchu ynni mwyaf perthnasol yn y Deyrnas Unedig gyda gwahanol botensial gan ddibynnu ar leoliad daearyddol y fferm, topograffeg benodol a phatrymau tywydd blynyddol. Gall y rhain fod â digon o bosibilrwydd i leihau allyriadau nwyon tŷ gwydr sy’n gysylltiedig ag ynni a lleihau costau mewn systemau ffermio trwm o ran ynni, lle’r awgrymir y gall ffermydd fod yn gwario rhwng £40 - £100 am bob buwch y flwyddyn  ar ynni (Mae hynny’n gost ynni o £76 - £190 miliwn y flwyddyn yn y Deyrnas Unedig yn unig).

Yn debyg i dreulio anaerobig, mae potensial i ddefnyddio porthiant organig yn uniongyrchol ar gyfer eu llosgi i gynhyrchu gwres a phŵer ar y cyd i gynhyrchu gwres a thrydan y gellir eu defnyddio (gan ddibynnu ar ddyluniad y system). Gall y diagram blaenorol ar gyfer defnyddio treulio anaerobig gael ei ystyried yn eithaf cyfatebol i gyfuno gwres a phŵer ac mae nifer o ddulliau i fod yn gylchol. Mewn llawer enghraifft, y llwybr gorau at ddefnyddio biomas nad yw o fath pren yn effeithlon heb unrhyw sgil effeithiau sy’n rhwystr (fel difrod i’r bwyler a mwy o waith cynnal a chadw) yw prosesu trwy dreulio anaerobig ac yna llosgi’r bionwy a gynhyrchir mewn systemau cyfuno gwres a phŵer.

Dangosir hyn yn y ffigwr canlynol lle mae’r llwybrau allweddol yn mynd trwy brosesu cyfuno gwres a phŵer, neu ar gyfer prosesu i’w ddefnyddio mewn gridiau nwy, neu storio nwy yn uniongyrchol. Cofiwch bod angen i’r holl elfennau sydd wedi eu labelu gyda seren yn y diagram hefyd gael eu hystyried fel elfennau sy’n angenrheidiol ar ffermydd, er mwyn defnyddio treulio anaerobig a neu gyfuno gwres a phŵer.

Cymerwyd o ddogfennau 'Sustainable energy authority of Ireland'

Defnydd arall wedi ei dargedu o gyfuno gwres a phŵer, yw defnyddio cnydau biomas penodol ar gyfer cynhyrchu ynni. Mae’r dewis hwn ar gyfer cynhyrchu ynni hunangynhaliol, i ffermwyr a’r wlad gyfan yn faes y mae’r diddordeb yn cynyddu ynddo ac yn awr mae’n 4ydd gyfrannydd mwyaf i gynhyrchu ynni yn y Deyrnas Unedig. Awgrymwyd cyfoeth o ddewisiadau cnydau biomas  gan gynnwys Glaswelltau Miscanthus, gyda gwahanol botensial o gynhyrchu ynni a’r dewisiadau daearyddol a thopagraffyddol ar gyfer eu tyfu. Ond yn ei hanfod, wrth edrych tuag at ddyfodol ffermio cynaliadwy, mae gan y rhain lawer o botensial fel offer ynni cylchol, ar gyfer naill ai cyd-leoli gyda chnydau a da byw trwy arferion amaethgoedwigaeth mewn tir ymylol neu lannau afonydd. Yn bwysig, ynghyd â ffynonellau ynni carbon-niwtral, mae gan gnydau biomas botensial o ran neilltuo carbon oherwydd eu heffaith ar storio carbon yn y pridd.

Mae i gynhyrchu ynni adnewyddadwy ar y fferm rai ystyriaethau cylchol difyr iawn pan fyddwn yn ystyried defnyddio ynni gwyrdd ‘am ddim’ i ychwanegu mwy o gylchogrwydd neu gynaliadwyedd ar ffermydd. Er enghraifft dangosodd papur o Philadelphia  yn ddiweddar ei bod yn bosibl cael amonia allan o lif ochrol rhai planhigion treulio anaerobig, trwy ddefnyddio ynni a chemegolion. Mae hyn yn cynnig costau is a llwybrau gyda llai o allyriadau tŷ gwydr i gynhyrchu gwrtaith rhatach, gan y nodwyd ei fod yn defnyddio hyd at 15 gwaith yn llai o ynni na’r dulliau cynhyrchu gwrtaith presennol. Tra bydd y rhain yn cael eu hasesu o ran safleoedd dŵr gwastraff, efallai bod rhagor o bosibiliadau i bweru’r broses stripio amonia hon gan ddefnyddio ynni cylchol ar ffermydd i gynhyrchu gwrtaith cylchol. Nid oes unrhyw reswm chwaith pam bod angen i un dechnoleg gael ei defnyddio ar ei phen ei hun, gan y bydd cyfuniad o offer yn aml  yn gallu gweithio’n dda ar yr un fferm. Gall y dewisiadau cyffrous eraill gynnwys ffermwyr yn cael mwy o gymhelliant i ystyried amaethyddiaeth dan amgylchedd wedi ei rheoli, lle mae’r gofynion ynni uchel yn ochr negyddol i’r system ar hyn o bryd. Gallai hyn hwyluso’r ffordd i ffermwyr ddefnyddio ynni adnewyddadwy a gynhyrchir i dyfu rhai cnydau dan do, gyda chynnyrch cyson heb ddioddef unrhyw effeithiau oherwydd tywydd tymhorol sy’n gynyddol anodd ei ragweld, sy’n difetha cnydau ac economeg y fferm. Wrth fynd â hyn gam ymhellach, gallai’r tir sydd wedi ei ryddhau wedyn gael ei ddefnyddio ar gyfer arferion cynaliadwy penodol fel glaswelltir llawn rhywogaethau, ymhlith eraill, a fydd i gyd mae’n debyg yn cynnig mwy o daliadau i berchenogion tir trwy gynlluniau’r llywodraeth sydd yn gynyddol yn rhoi cymhelliant ar gyfer arferion o’r fath.

Risgiau a rhwystrau

Mae rhai manteision clir i ymgorffori ynni cylchol ar ffermydd, ond yn yr un modd â’r rhan fwyaf o syniadau newydd, yn ymarferol mae nifer o rwystrau a risgiau i’w hystyried cyn neidio i mewn. Un rhwystr mawr yw cost gychwynnol y technolegau cynhyrchu adnewyddadwy eu hunain. Rhoddwyd amcangyfrif bras yn yr adran flaenorol ac mae angen cynllunio’n ofalus ac ystyried yr arian a geir yn ôl am y buddsoddiad a’r benthyciadau banc sylweddol all fod angen eu sicrhau. Mae nifer o grwpiau ariannol arbenigol sy’n arbenigo mewn sicrhau benthyciadau banc ar gyfer amrywiol geisiadau ynni adnewyddadwy amaethyddol. Ond heblaw benthyciadau, bydd yn bwysig asesu’r cyllid grant sydd a’r gael a chymhelliant penodol sy’n cael ei gynnig i ffermwyr tuag at liniaru costau ynni adnewyddadwy, trwy lywodraethau a chyrff awdurdodedig eraill yn barhaus. 

Trafodwyd risgiau a rhwystrau o ran gwastraff yn ynni eraill penodol yn fanwl mewn papur ar draws Ewrop a gynhyrchwyd yn 2021, ac maent yn cael eu crynhoi isod. Gallwch sylwi y gall llawer o’r ystyriaethau hyn fod yn berthnasol iawn i dechnolegau ynni adnewyddadwy eraill nad ydynt yn rhai gwastraff yn ynni.

Un o’r rhwystrau mawr i’r defnydd o ynni adnewyddadwy yw gwybodaeth. Mae systemau adnewyddadwy yn gofyn am wybodaeth ar lefel benodol a chynllunio i sefydlu a defnyddio’r ffyrdd gorau. Er bod ymgynghorwyr arbenigol ar gael, mae’r rhain yn gostus a all effeithio ar yr amser a gymer i weld budd y buddsoddiad. Mae’n bosibl y byddai gwella’r ddarpariaeth a’r cyfleoedd hyfforddiant sydd ar gael, i ffermwyr a’r rhai nad ydynt yn ffermwyr fel ei gilydd, yn annog datblygiad a pha mor gystadleuol yw marchnadoedd ynni adnewyddadwy yn y Deyrnas Unedig. Yn neilltuol am fod cyfoeth o reoliadau trwyddedu a chaniatáu y mae angen mynd trwyddynt o ran cynhyrchu ynni adnewyddadwy, ei storio a defnyddio sgil-gynnyrch fel deunydd wedi ei dreulio ar briddoedd.

Gall heriau eraill gynnwys cystadlu am roi gwerth ar ffrydiau gwastraff. Er enghraifft gyda biosiarcol/compostio a llosgi uniongyrchol ar wastraff i gynhyrchu ynni mewn gorsafoedd ynni. Bydd gan ffrydiau sydd wedi eu sefydlu’n barod y fantais o ddata hanesyddol a gwerthoedd ariannol cadarn ar gael i’w rhoi i gynnyrch gwastraff. Gall hyn fod yn apelgar ar gyfer rhoi gwerth i wastraff ar hyn o bryd, ond efallai nad yw’n rhoi digon o werth ar wastraff mewn cymhariaeth â’r hyn y gellid ei gyflawni yn dilyn buddsoddi ar y fferm. 

Yn olaf, byddai llawer o ffermwyr a pherchenogion tir yn ceisio rhoi gwerth ar yr ynni maent yn ei gynhyrchu os gallant gynhyrchu mwy na’u gofynion eu hunain. Ond, er mwyn gwerthu ynni yn ôl i’r grid mae angen cael isadeiledd digonol. Nid yn unig mae hyn yn gofyn am osod offer penodol ar gostau ychwanegol, gall hefyd beidio bod yn ddichonol i brosiectau ar raddfa lai mewn rhai lleoliadau daearyddol oherwydd pellter neu’r dull cludo ynni sy’n ofynnol. Yn ei hanfod, newid eu gofynion fel y dangosir yn y tabl isod.

Yn aml mae cyfleoedd cynhyrchu trydan adnewyddadwy yn gofyn am ychwanegu newidydd yn y gadwyn gyflenwi i gyflenwi yn ôl i’r grid cenedlaethol. Dan yr amgylchiadau hyn mae’n cael ei ystyried yn aml nad yw gwerth y trydan a gynhyrchir ar systemau bychain yn cyfateb â chost addasu’r grid. Fel y cyfryw, heb addasu isadeiledd y grid cenedlaethol yn sylweddol, gall hyn weithredu fel rhwystr i gynlluniau ynni adnewyddadwy llai ar ffermydd. Er ei fod yn cael ei nodi mewn papurau adolygu y byddai cyfleoedd cynhyrchu trydan bychan fel hyn yn dal o fudd mawr i ddefnyddio ynni ar y safle a lleihau’r galw ar y grid yn gyffredinol.

Crynodeb

Mae llawer o botensial i gylchoedd ynni cylchol mewn systemau da byw a allai wneud defnydd gwych o’r cynhyrchion gwastraff isel eu gwerth presennol neu ffynonellau ynni sy’n digwydd yn naturiol. Dylai defnyddio’r rhain yn y ffyrdd gorau helpu i leihau ôl troed carbon a chost arferion amaethyddol yn y pen draw a gwneud amaethyddiaeth yn fwy gwydn a chynaliadwy wrth symud ymlaen.

Er mwyn cynyddu’r defnydd o ynni adnewyddadwy a chylchrogwydd yn y sector amaethyddol, mae’n debygol y byddai grantiau a chyllid yn gymhelliant da. Yn bwysig, dylai unrhyw grantiau a chyllid ganolbwyntio, nid yn unig ar gostau’r system, ond hefyd ar hyfforddiant i ddylunio a rhedeg systemau o’r fath yn y ffordd orau. Er y bydd hyn yn cael effeithiau o ran costau, gallai fynd tuag at leihau’r amser y mae’n ei gymryd i gael budd o’r buddsoddiad i wahanol systemau ac uwchsgilio ffermwyr, i wella pa mor hunangynhaliol ydynt a’u gallu i arallgyfeirio. Yn y pen draw gallai hyn arwain at lai o angen i roi cymhorthdal i gynhyrchu bwyd.

Os hoffech fersiwn PDF o'r erthygl hon, cysylltwch â heledd.george@menterabusnes.co.uk