ΠΕΡΙΒΑΛΛΟΝΤΙΚΑ ΟΦΕΛΗ ΑΠΟ ΤΗ ΙΑΘΕΣΗ ΤΩΝ ΓΕΩΡΓΙΚΩΝ ΥΠΟΛΕΙΜΜΑΤΩΝ ΤΗΣ ΕΛΛΑ ΑΣ ΓΙΑ ΠΑΡΑΓΩΓΗ ΕΝΕΡΓΕΙΑΣ ΠΕΡΙΛΗΨΗ

Transcript

1 ΠΕΡΙΒΑΛΛΟΝΤΙΚΑ ΟΦΕΛΗ ΑΠΟ ΤΗ ΙΑΘΕΣΗ ΤΩΝ ΓΕΩΡΓΙΚΩΝ ΥΠΟΛΕΙΜΜΑΤΩΝ ΤΗΣ ΕΛΛΑ ΑΣ ΓΙΑ ΠΑΡΑΓΩΓΗ ΕΝΕΡΓΕΙΑΣ Ελένη Παπάζογλου και Σπύρος Κυρίτσης Γεωπονικό Πανεπιστήµιο Αθηνών ΠΕΡΙΛΗΨΗ Στην εργασία αυτή υπολογίστηκε η παραγόµενη ετήσια βιοµάζα από τα γεωργικά υπολείµµατα της χώρας µας. Οι ποσότητες των γεωργικών υπολειµµάτων ανέρχονται σε 13 εκατοµµύρια τόνους ετησίως, από τους οποίους τα 5 εκατοµµύρια τόνοι είναι η διαθέσιµη ετήσια παραγωγή βιοµάζας σε ξηρό βάρος, που αντιστοιχεί σε ΤΙΠ (ή 2 ΜΤΙΠ περίπου). Σύµφωνα µε τα στοιχεία της /νσης Πετρελαϊκής Πολιτικής του Υπουργείου Ανάπτυξης το έτος 2000 η ετήσια κατανάλωση πετρελαίου θέρµανσης ανήλθε σε τόνους. Συνεπώς µε τη διάθεση των γεωργικών παραπροϊόντων για παραγωγή ενέργειας θα είχαµε µια εξοικονόµηση πετρελαίου θέρµανσης της τάξης του 63% περίπου. Η ανοικτή και ανεξέλεγκτη καύση της γεωργικής βιοµάζας παράγει τεράστιες ποσότητες καπνού και σκόνης και σηµαντικές ποσότητες οξειδίων του αζώτου (NO X ), µονοξειδίου του άνθρακα (CO), διοξειδίου του άνθρακα (CO 2 ) και υδρογονανθράκων. Οι αέριοι αυτοί ρύποι είναι πολύ σηµαντικοί για την υποβάθµιση της ποιότητας του αέρα, για τη δηµιουργία του φαινοµένου του θερµοκηπίου και την καταστροφή του στρώµατος του όζοντος, που αποτελεί ασπίδα κατά της U.V. ακτινοβολίας. Χρησιµοποιώντας το µοντέλο και τους συντελεστές που δίνονται από το Green Power Institute της Καλιφόρνιας (Morris, 1999), υπολογίστηκε ότι τα σωµατίδια παράγονται σε ποσότητες 33 φορές µεγαλύτερες κατά την ανεξέλεγκτη καύση των γεωργικών υπολειµµάτων από ό,τι αν αυτά διετίθεντο για παραγωγή ενέργειας, τα οξείδια του αζώτου (NO X ) σε ποσότητες 2,8 φορές µεγαλύτερες, το µονοξείδιο του άνθρακα (CO) 20 φορές µεγαλύτερες, το µεθάνιο (CH 4 ) 32 φορές µεγαλύτερες και οι υδρογονάνθρακες (nmhc S ) παράγονται σε ποσότητες 960 φορές µεγαλύτερες. Εξαίρεση αποτελούν τα οξείδια του θείου (SOx) και το διοξείδιο του άνθρακα (CO 2 ) που απελευθερώνονται σε σχεδόν ίσες ποσότητες. Συγχρόνως, από την καύση της ποσότητας του πετρελαίου θέρµανσης, που θα µπορούσε να εξοικονοµηθεί εάν τα γεωργικά υπολείµµατα διετίθεντο για παραγωγή ενέργειας, παράγονται επίσης αέριοι ρύποι, οι οποίοι υπολογίστηκαν και συγκρίθηκαν µε τους αντίστοιχους, που παράγονται από την καύση των γεωργικών υπολειµµάτων για παραγωγή ενέργειας. Ο υπολογισµός των αέριων ρύπων που παράγονται από την καύση του πετρελαίου έγινε µε βάση τους συντελεστές που δίνονται από το πρόγραµµα: «Το Ελληνικό πρόγραµµα δράσης για την κλιµατική µεταβολή. Για τον περιορισµό του CO 2 και των άλλων αερίων του θερµοκηπίου» που εκπονήθηκε από το ΕΜΠ, µε επιστηµονικό υπεύθυνο τον Αναπλ. Καθηγ. Ε. Παπαγιαννάκη σε συνεργασία µε το ΥΠΕΧΩ Ε µε συντονιστή τον Αναπλ. Καθηγ. Α. Ζερβό. Τα αποτελέσµατα έδειξαν ότι κατά την καύση του πετρελαίου παράγονται 726 φορές µεγαλύτερες ποσότητες οξειδίων του αζώτου (NO X ), 109 φορές µεγαλύτερες ποσότητες µονοξειδίου του άνθρακα (CO), 1018 φορές µεγαλύτερες ποσότητες µεθανίου (CH 4 ), 4344 φορές µεγαλύτερες ποσότητες υδρογονανθράκων (nmhc S ) και 744 φορές µεγαλύτερες ποσότητες διοξειδίου του άνθρακα (CO 2 ). Συνεπώς, η αξιοποίηση των γεωργικών υπολειµµάτων για παραγωγή ενέργειας έχει σηµαντικά οφέλη και συγκεκριµένα: 1. Θα συντελέσει στη µείωση της ποσότητας των καταναλισκόµενων ορυκτών καυσίµων από τη χώρα µας, και

2 2. Θα µειωθεί σηµαντικά η περιβαλλοντική επιβάρυνση της ατµόσφαιρας από τους αέριους ρύπους, οι οποίοι εκλύονται κατά την ανεξέλεγκτη καύση στους αγρούς και κατά την καύση της ποσότητας του πετρελαίου θέρµανσης, που θα µπορούσε να εξοικονοµηθεί. ΕΙΣΑΓΩΓΗ Η χάραξη της ενεργειακής πολιτικής αποτελεί βασικότατο πρόβληµα της οικονοµικής πολιτικής κάθε χώρας. Μετά το 1973 ο τετραπλασιασµός της τιµής του αργού πετρελαίου προκάλεσε ασυνέχειες στους ρυθµούς της οικονοµικής ανάπτυξης και οδήγησε στη διαπίστωση ότι η σηµερινή πετρελαιοβόρα τεχνολογία πρέπει σταδιακά να προσανατολιστεί στην αξιοποίηση άλλων συµβατικών, αλλά κυρίως ανανεώσιµων πηγών ενέργειας. Μια από τις σηµαντικότερες ανανεώσιµες πηγές ενέργειας είναι η βιοµάζα, από την οποία κάθε χρόνο παγκοσµίως παράγονται 220 δισεκ. τόνοι ξηρού υλικού (περίπου EJ). Η ετήσια δυναµικότητα της βιοενέργειας ανέρχεται σε περίπου EJ (Hall and Rosillo-Calle, 1998). Τα γεωργικά παραπροϊόντα αποτελούν µια σηµαντική πηγή βιοµάζας. Η Ελλάδα είναι µια χώρα µε σηµαντικά αναπτυγµένο το γεωργικό τοµέα, µε τη γεωργική γη να καταλαµβάνει το 70 % περίπου της συνολικής έκτασής της (η γεωργική γη υπολογίστηκε ως το σύνολο των καλλιεργουµένων εκτάσεων, των αγραναπαύσεων και των βοσκοτόπων) (Στοιχεία ΕΣΥΕ, 2000). Οι ευνοϊκές κλιµατικές συνθήκες επιτρέπουν την εγκατάσταση πολλών διαφορετικών ειδών καλλιεργειών στη χώρα µας, όπως: φυτά µεγάλης καλλιέργειας (µαλακό και σκληρό σιτάρι, ρύζι κ.ά.), κτηνοτροφικά φυτά (αραβόσιτος, κριθάρι, µηδική κ.ά.), βιοµηχανικά φυτά (βαµβάκι, καπνός, ζαχαρότευτλα κ.ά.), δενδρώδεις καλλιέργειες, ελιές, αµπέλια, λαχανικά, κλπ. Τα γεωργικά υπολείµµατα, που µπορούν να χρησιµοποιηθούν για ενεργειακούς σκοπούς, είναι το άχυρο των σιτηρών, οι σπάδικες και τα στελέχη του αραβοσίτου, τα στελέχη και τα φύλλα του βαµβακιού και του ηλίανθου, τα άχρηστα φύλλα, τα στελέχη και οι φούντες του καπνού, τα κλαδοδέµατα, οι κληµατίδες, το ελαιοπυρηνόξυλο κ.ά. Η ποσότητα αυτών των υπολειµµάτων της φυτικής παραγωγής είναι σηµαντική και αντιπροσωπεύει ένα µεγάλο ενεργειακό δυναµικό. Μια συνήθης γεωργική πρακτική, που ακολουθείται όχι µόνο στη χώρα µας αλλά και στο εξωτερικό, είναι το κάψιµο των υπολειµµάτων των καλλιεργειών στον αγρό, ώστε να διευκολυνθεί η προετοιµασία του χωραφιού για την επόµενη καλλιεργητική περίοδο και διότι οι παραγωγοί πιστεύουν ότι µε την καύση θα καταστραφούν τα διάφορα παθογόνα που πιθανόν να υπήρχαν στα φυτά και το έδαφος. Επίσης συνηθίζεται να καίγονται και τα υπολείµµατα από τα κλαδέµατα και τα αραιώµατα των δενδρωδών καλλιεργειών και των αµπελώνων. Το κάψιµο της γεωργικής βιοµάζας αποτελεί µια σηµαντική πηγή ρύπανσης του αέρα. Η ανοικτή καύση παράγει σηµαντικές ποσότητες σωµατιδίων, οξειδίων του αζώτου (NO X ), µονοξειδίου του άνθρακα (CO), διοξειδίου του άνθρακα (CO 2 ) και υδρογονανθράκων. Οι αέριοι αυτοί ρύποι είναι πολύ σηµαντικοί για τον καθορισµό της ποιότητας του αέρα και οι συγκεντρώσεις τους και οι χρόνοι έκθεσης σε αυτούς αποτελούν βασικό µέρος των κριτηρίων ποιότητας του αέρα (Κουϊµτζής, Φυτιάνος και Σαµαρά-Κωνσταντίνου, 1998). Η καύση της βιοµάζας στα σύγχρονα εργοστάσια παραγωγής ενέργειας έχει ως αποτέλεσµα την εκποµπή παρόµοιων αέριων ρύπων, αλλά σε µικρότερες ποσότητες. Εφαρµόζοντας όµως σύγχρονες τεχνολογίες και ειδικά φίλτρα στη διαδικασία παραγωγής της ενέργειας περιορίζονται οι εκποµπές στα επιτρεπόµενα επιθυµητά επίπεδα. Παράλληλα παράγεται βιοενέργεια, η οποία µπορεί να καλύψει ένα µέρος των ενεργειακών απαιτήσεων της χώρας,

3 µε αντίστοιχη µείωση της κατανάλωσης ορυκτών καυσίµων, τα οποία επίσης αποτελούν σηµαντικούς ρυπαντές της ατµόσφαιρας. ΠΡΟΣ ΙΟΡΙΣΜΟΣ ΤΗΣ ΕΤΗΣΙΑΣ ΠΑΡΑΓΟΜΕΝΗΣ ΒΙΟΜΑΖΑΣ ΑΠΟ ΤΑ ΠΑΡΑΠΡΟΪΟΝΤΑ ΦΥΤΙΚΗΣ ΠΑΡΑΓΩΓΗΣ Για τον προσδιορισµό της ετήσιας παραγόµενης βιοµάζας χρησιµοποιήθηκαν δεδοµένα της ΕΣΥΕ του έτους 2000 για τις κυριότερες καλλιέργειες, των οποίων τα γεωργικά υπολείµµατα µπορούν να χρησιµοποιηθούν για παραγωγή ενέργειας στην Ελλάδα. Οι καλλιέργειες αυτές είναι: Χειµερινά σιτηρά: σιτάρι µαλακό, σιτάρι σκληρό. Ανοιξιάτικα σιτηρά: αραβόσιτος, ρύζι. Βιοµηχανικά φυτά: καπνός, βαµβάκι. ενδρώδεις καλλιέργειες: πορτοκαλιές, µανταρινιές, λεµονιές, αχλαδιές, ροδακινιές, βερικοκιές, κερασιές, αµυγδαλιές. Ελιές και Αµπέλια. Με δεδοµένο ότι η ενεργειακή αξία των γεωργικών υπολειµµάτων επηρεάζεται και εξαρτάται από την περιεκτικότητά τους σε υγρασία και ότι αυτά δεν καίγονται στο σύνολό τους, αλλά διατίθενται και για άλλους σκοπούς (ζωοτροφές, χλωρά λίπανση, καυσόξυλα κλπ), υπολογίστηκε η τελική παραγόµενη ξηρή βιοµάζα για κάθε καλλιέργεια χωριστά και στο σύνολό τους. Τα αποτελέσµατα παρουσιάζονται στον Πίνακα 1. Από τον Πίνακα 1 διαπιστώνεται ότι οι ποσότητες των διαθέσιµων γεωργικών υπολειµµάτων ανέρχονται σε περίπου 13 εκατοµµύρια τόνους ετησίως, από τους οποίους µόνο τα 5 εκατοµµύρια τόνοι ξηρού βάρους είναι πρακτικά διαθέσιµα για ενεργειακούς σκοπούς. ΠΡΟΣ ΙΟΡΙΣΜΟΣ ΕΝΕΡΓΕΙΑΚΟΥ ΥΝΑΜΙΚΟΥ ΒΙΟΜΑΖΑΣ Για τον προσδιορισµό του ενεργειακού δυναµικού της ξηρής βιοµάζας ελήφθη υπόψη η θερµογόνος δύναµη των παραπροϊόντων των γεωργικών καλλιεργειών (Αποστολάκης, Κυρίτσης και Σούτερ, 1987). Αυτή παρουσιάζεται στον Πίνακα 2, στον οποίο υπολογίζεται η θερµογόνος δύναµη για την παραγόµενη ξηρή βιοµάζα κάθε καλλιέργειας και στο σύνολό τους. Με δεδοµένο ότι ένας τόνος ισοδυνάµου πετρελαίου αντιπροσωπεύει 42,5 GJ (Kleinpeter, 1995) υπολογίστηκε ότι τα 5 εκατοµµύρια τόνοι διαθέσιµης ετήσιας παραγωγής ξηρής βιοµάζας αντιστοιχούν σε ΤΙΠ (ή 2 ΜΤΙΠ περίπου). ΤΡΟΠΟΙ ΙΑΘΕΣΗΣ ΤΩΝ ΓΕΩΡΓΙΚΩΝ ΥΠΟΛΕΙΜΜΑΤΩΝ ΚΑΙ ΕΚΛΥΟΜΕΝΟΙ ΑΕΡΙΟΙ ΡΥΠΟΙ Τα γεωργικά υπολείµµατα µπορούν να διατεθούν µε δύο εναλλακτικούς τρόπους: α) να καούν ανεξέλεγκτα στον αγρό και β) να χρησιµοποιηθούν για παραγωγή ενέργειας. Σε µια προσπάθεια να εξεταστούν και να συγκριθούν οι δύο αυτοί τρόποι διάθεσης από περιβαλλοντική άποψη, εφαρµόστηκε το µοντέλο που προτείνεται από τη µελέτη The Value of the Benefits of U.S. Biomass Power, που εκπονήθηκε από τον G. Morris στο Green Power Institute της Καλιφόρνιας. Με βάση τη µελέτη αυτή εξετάστηκαν τα ακόλουθα δύο

4 εναλλακτικά σενάρια: α) τα γεωργικά υπολείµµατα να διατίθενται για παραγωγή ενέργειας και β) τα γεωργικά υπολείµµατα να καίγονται στον αγρό, γεγονός, που όπως έχει ήδη αναφερθεί, αποτελεί τη συνήθη γεωργική πρακτική. Τα δύο αυτά σενάρια εφαρµόστηκαν για το σύνολο της χώρας και τα αποτελέσµατα παρουσιάζονται στον Πίνακα 3, στον οποίο δίνονται: Οι συντελεστές εκποµπής των αερίων ρύπων, Οι ποσότητες των αερίων ρύπων που παράγονται. Οι συντελεστές εκποµπής των αερίων ρύπων, που αναφέρονται στον Πίνακα 3 προέκυψαν: α) από µετρήσεις των εκποµπών των αερίων ρύπων που εκλύονται από την καύση των γεωργικών υπολειµµάτων στον ανοικτό αέρα, οι οποίες έγιναν από ερευνητές του Πανεπιστηµίου της Καλιφόρνιας στο Riverside (Darley, 1979) και β) από µετρήσεις των εκποµπών των αερίων ρύπων που συγκεντρώθηκαν από την EPA (Environmental Protection Agency, 1999) των ΗΠΑ από ένα µεγάλο αριθµό βιοµηχανικών δραστηριοτήτων παραγωγής ενέργειας από βιοµάζα. καλλιέργειας Θερµογόνος δύναµη (MJ/τον. ξ.β.) (τόνοι ξ.β.) Σύνολο (GJ) Σιτηρά , ,0 Αραβόσιτος , ,4 Ρύζι , ,4 Καπνός , ,6 Βαµβάκι , ,2 Πορτοκαλιές , ,3 Μανταρινιές Λεµονιές , ,4 Αχλαδιές , ,9 Ροδακινιές , ,1 Βερικοκιές , ,6 Κερασιές , ,2 Αµυγδαλιές Ελιές , ,4 Αµπέλια , ,2 ΣΥΝΟΛΟ ,7 Πίνακας 2. Θερµογόνος δύναµη των υπολειµµάτων των γεωργικών καλλιεργειών. ΚΑΥΣΗ ΠΕΤΡΕΛΑΙΟΥ ΚΑΙ ΕΚΛΥΟΜΕΝΟΙ ΑΕΡΙΟΙ ΡΥΠΟΙ Με τη διάθεση των γεωργικών υπολειµµάτων για παραγωγή ενέργειας θα είχαµε µια εξοικονόµηση πετρελαίου θέρµανσης, η οποία υπολογίστηκε σε ΤΙΠ (ή 2 ΜΤΙΠ περίπου). Από την καύση της εξοικονοµούµενης αυτής ποσότητας πετρελαίου θέρµανσης παράγονται επίσης αέριοι ρύποι, οι οποίοι παρουσιάζονται στον Πίνακα 4. Οι ρύποι αυτοί υπολογίστηκαν µε βάση τους συντελεστές που δίνονται από τo «H κλιµατική µεταβολή. Το Ελληνικό πρόγραµµα για τον περιορισµό του CO 2 και των άλλων αερίων του θερµοκηπίου», που εκπονήθηκε από το ΕΜΠ, µε επιστηµονικό υπεύθυνο τον Αναπλ. Καθηγ. Ε.

5 Παπαγιαννάκη σε συνεργασία µε το ΥΠΕΧΩ Ε µε συντονιστή τον Αναπλ. Καθηγ. Α. Ζερβό. Αέριοι ρύποι SO X NO X Σωµατίδια CO CH 4 nmhc S CO 2 Συντελεστές των εκλυοµένων ρύπων όταν τα γεωργικά υπολείµµατα διατίθενται για παραγωγή ενέργειας (τόνοι/χιλ.τον. ξηρού βάρους) 75 Χ Χ Χ Χ Χ ,5 Χ Συντελεστές των εκλυοµένων ρύπων όταν τα γεωργικά υπολείµµατα καίγονται στον αγρό (τόνοι/χιλ.τον. ξηρού βάρους) Παραγόµενοι ρύποι από τη διάθεση των γεωργικών υπολειµµάτων για παραγωγή ενέργειας (τόνοι/διαθέσιµη ξηρή βιοµάζα*/έτος) Παραγόµενοι ρύποι από το κάψιµο των γεωργ. υπολ/των στον αγρό. (τόνοι/διαθέσιµη ξηρή βιοµάζα*/έτος) * ιαθέσιµη ξηρή βιοµάζα : 5 εκατοµµύρια τόνοι Χ10-3 Χ10-3 Χ10-3 Χ10-3 Χ10-3 Χ Πίνακας 3. Παραγόµενοι αέριοι ρύποι από την καύση για παραγωγή ενέργειας και την ανεξέλεγκτη καύση στον αγρό των γεωργικών υπολειµµάτων στην Ελλάδα. Αέριοι ρύποι NO X CO CH 4 nmhc S CO 2 Συντελεστές των εκλυοµένων ρύπων από την καύση του πετρελαίου 50 Χ ,5 Χ Χ Χ10-6 3,098 (Mt/MΤΙΠ) θέρµανσης (σε τόνους/gj) Παραγόµενοι ρύποι από την καύση ΜΤΙΠ πετρελαίου θέρµανσης (σε τόνους) Πίνακας 4. Παραγόµενοι αέριοι ρύποι από την καύση του πετρελαίου θέρµανσης στην Ελλάδα. ΑΠΟΤΕΛΕΣΜΑΤΑ - ΣΥΖΗΤΗΣΗ Στην Ελλάδα η παραγόµενη διαθέσιµη ετήσια ξηρή βιοµάζα από τα παραπροϊόντα των γεωργικών καλλιεργειών ανέρχεται σε 5 εκατοµµύρια τόνους περίπου. Η διάθεση αυτής της βιοµάζας για παραγωγή ενέργειας θα µπορούσε να εξοικονοµήσει περίπου 2 ΜΤΙΠ πετρελαίου θέρµανσης, δηλαδή το 63% της ετήσιας κατανάλωσης της χώρας µας, µε αποτέλεσµα την εξοικονόµηση συναλλάγµατος και τη σταδιακή σηµαντική απεξάρτηση από τις εισαγωγές ορυκτών καυσίµων. Η καύση των γεωργικών υπολειµµάτων, αλλά και η καύση του πετρελαίου θέρµανσης, αποτελούν σηµαντικές πηγές ρύπανσης του αέρα, διότι παράγουν µεγάλες ποσότητες πρωτογενών ρύπων, όπως είναι ο καπνός και τα σωµατίδια, τα οξείδια του αζώτου (NO X ), το µονοξείδιο του άνθρακα (CO) και οι υδρογονάνθρακες. Επίσης παράγονται δευτερογενώς τεράστιες ποσότητες ατµοσφαιρικού όζοντος.

6 Α) Εκλυόµενοι αέριοι ρύποι Οι αέριοι ρύποι που εκλύονται από την ανεξέλεγκτη καύση των γεωργικών υπολειµµάτων, από την καύση τους όταν διατίθενται για παραγωγή ενέργειας και από την καύση της αντίστοιχης ποσότητας πετρελαίου θέρµανσης είναι παρόµοιοι. Οι αέριοι αυτοί ρύποι έχουν επιπτώσεις τόσο στο περιβάλλον, όσο και στην υγεία των ανθρώπων. Τα σωµατίδια έχουν πολύ µεγάλη ενεργό επιφάνεια ανά µονάδα µάζας, εξαιτίας του µικρού µεγέθους της πλειονότητάς τους. Η τόσο µεγάλη επιφάνεια ευνοεί την προσρόφηση τοξικών ουσιών, µε αποτέλεσµα να αυξάνεται η επικινδυνότητά τους. Επίσης στα σωµατίδια οφείλεται η µείωση της ορατότητας σε πολλές περιοχές. Οι επιπτώσεις των σωµατιδίων στην υγεία του ανθρώπου είναι σηµαντικές, διότι προσβάλλουν το αναπνευστικό σύστηµα, στο οποίο εισέρχονται µε την αναπνοή. Μακροχρόνια εισπνοή σωµατιδίων προκαλεί διάφορες µορφές πνευµονοκοκιάσεων, άσθµα ή και σε ορισµένες περιπτώσεις καρκινογένεση (Κουϊµτζή, Φυτιάνου και Σαµαρά-Κωνσταντίνου, 1998, Kiely, 1998). Από τα οξείδια του αζώτου κυρίως παράγονται το ΝΟ και ΝΟ 2. Τα οξείδια του αζώτου συµµετέχουν σε µεγάλο αριθµό φωτοχηµικών αντιδράσεων. Η απορρόφηση ηλιακής ακτινοβολίας προκαλεί διέγερση του ΝΟ 2, το οποίο µετά από µια σειρά αντιδράσεων δίνει όζον (φωτολυτικός κύκλος των οξειδίων του αζώτου). Το ΝΟ 2 όταν αντιδρά µε οργανικές ενώσεις παράγει νιτρικό υπεροξυ-ακετύλιο (PAN), ενώ όταν αντιδρά µε υδρογονάνθρακες, παρουσία ηλιακού φωτός, παράγεται φωτοχηµικό νέφος, το οποίο δηµιουργεί πνευµονικά και βρογχικά προβλήµατα. Το ΝΟ 2 προκαλεί αναπνευστικά προβλήµατα. Το νιτρικό υπεροξυνιτρικό ακετύλιο (PAN) προκαλεί ερεθισµό στα µάτια, ενώ το όζον προκαλεί αναπνευστικά προβλήµατα στους ανθρώπους και καταστροφές στις καλλιέργειες µειώνοντας την παραγωγή (Pepper et al., 1995, Κουϊµτζή, Φυτιάνου και Σαµαρά-Κωνσταντίνου, 1998). Το µονοξείδιο του άνθρακα παράγεται συνήθως ως προϊόν της ατελούς καύσης του άνθρακα. Συµβάλλει στο σχηµατισµό του φαινοµένου του θερµοκηπίου και στην αύξηση της µέσης θερµοκρασίας της γης. Σε ψηλές συγκεντρώσεις (>100 ppm) µπορεί να αποβεί θανατηφόρο για τους ανθρώπους, ενώ τα φυτά σε έκθεση στην ίδια συγκέντρωση για περίοδο τριών εβδοµάδων δεν υφίστανται καµµία επίδραση (Βασιλικιώτης, 1989). Οι υδρογονάνθρακες θεωρούνται ότι είναι σηµαντικοί ρυπαντές της ατµόσφαιρας γιατί υφιστάµενοι χηµικές και φωτοχηµικές αντιδράσεις δίνουν νέες δραστικές ενώσεις, τα φωτοχηµικά οξειδωτικά. Οι υδρογονάνθρακες, µαζί µε τα ΝΟ Χ, αποτελούν τις κύριες αιτίες που προκαλούν το φωτοχηµικό νέφος (ή νέφος τύπου Los Angeles) (Βασιλικιώτης, 1989). Τα συστατικά του φωτοχηµικού νέφους έχουν δυσµενείς επιδράσεις στην υγεία του ανθρώπου, στη βλάστηση, στα διάφορα υλικά και στα χαρακτηριστικά της ατµόσφαιρας (ορατότητα). Το όζον είναι γνωστό ότι είναι τοξικό για την πανίδα και την χλωρίδα, το υπεροξυνιτρικό ακετύλιο (PAN) και οι αλδεϋδες είναι ισχυρά ερεθιστικά των µατιών και του λαιµού. Επιδράσεις των αέριων ρύπων στη βλάστηση Το φωτοχηµικό νέφος έχει σηµαντική καταστροφική επίδραση στη βλάστηση. Τη µεγαλύτερη φυτοτοξικότητα εµφανίζει το PAN, το οποίο προσβάλλει τα νεαρά φύλλα προσδίδοντάς τους µπρούντζινη, γυαλιστερή επιφάνεια. Η τοξικότητα του PAN οφείλεται στην καταστροφή των σουλφυδρυλικών οµάδων των πρωτεϊνών των φυτών. Έκθεση για αρκετές ώρες σε ατµοσφαιρικές συγκεντρώσεις PAN µόλις ppb προκαλεί ανεπανόρθωτες βλάβες στα φυτά. Ευτυχώς το PAN υπάρχει συνήθως στην ατµόσφαιρα σε πολύ µικρές συγκεντρώσεις. Το ΝΟ 2 βρίσκεται σε υψηλότερες συγκεντρώσεις, αλλά η φυτοτοξικότητά του είναι πολύ µικρότερη. Το όζον αποτελεί τη µεγαλύτερη οξειδωτική απειλή για τη βλάστηση. Η φυτοτοξικότητα του Ο 3 εκδηλώνεται συχνά µε χαρακτηριστικές κίτρινες κηλίδες στην επιφάνεια των φύλλων (π.χ. των εσπεριδοειδών) ή µε αναστολή της ανάπτυξης των φυτών, χωρίς άλλα συµπτώµατα. Γενικά, έκθεση σε συγκέντρωση Ο 3 περίπου 60 ppb µπορεί προσωρινά να µειώσει στο µισό την ταχύτητα της φωτοσύνθεσης σε ένα φυτό. Οι

7 καταστροφές που προκαλεί το Ο 3 στις σοδειές σε πολλές περιοχές, όπως π.χ. στην Καλιφόρνια, έχουν µεγάλο οικονοµικό κόστος. Για την προστασία της βλάστησης από το O 3 έχουν θεσπιστεί και αντίστοιχα όρια (200µg m -3 ως µέση ωριαία τιµή και 65 µg m -3 ως µέση τιµή 24ώρου). Τα NO X και SO X, µετά από φυσικοχηµικές διεργασίες, παράγουν HNO 3 και H 2 SO 4 τα οποία προκαλούν τεράστιες καταστροφές στη βλάστηση µε την όξινη βροχή που σχηµατίζουν (Pepper et al., 1995, Κουϊµτζή, Φυτιάνου και Σαµαρά-Κωνσταντίνου, 1998, Kiely, 1998). Β) Ποσότητες των εκλυόµενων αέριων ρύπων Όπως διαπιστώνεται από τους Πίνακες 3 και 4 οι αέριοι ρύποι που παράγονται από την ανεξέλεγκτη καύση των γεωργικών υπολειµµάτων, από την καύση τους όταν διατίθενται για παραγωγή ενέργειας και από την καύση της αντίστοιχης ποσότητας πετρελαίου θέρµανσης διαφέρουν ως προς την ποσότητα παραγωγής τους. Συγκρίνοντας τις ποσότητες που παράγονται από τη διάθεση της ξηρής βιοµάζας για παραγωγή ενέργειας µε τις ποσότητες που εκλύονται από την ανεξέλεγκτη καύση στον αγρό και την καύση της αντίστοιχης εξοικονοµούµενης ποσότητας πετρελαίου θέρµανσης διαπιστώνεται ότι η διαφορά τους είναι σηµαντικότατη, µε αντίστοιχη ελάττωση της επιβάρυνσης του περιβάλλοντος. Συγκεκριµένα, συγκρίνοντας τους αέριους ρύπους που παράγονται από τη διάθεση της βιοµάζας για παραγωγή ενέργειας µε τους αέριους ρύπους που παράγονται από την ανεξέλεγκτη καύση των γεωργικών υπολειµµάτων παρατηρείται ότι: Τα οξείδια του θείου (SOx) απελευθερώνονται στο περιβάλλον σε ίσες ποσότητες και στις δύο περιπτώσεις Το διοξείδιο του άνθρακα (CO 2 ) απελευθερώνεται σε σχεδόν ίσες ποσότητες και στις δύο περιπτώσεις Τα σωµατίδια παράγονται σε ποσότητες 33 φορές µεγαλύτερες στη δεύτερη περίπτωση Τα οξείδια του αζώτου (NO X ) απελευθερώνονται σε ποσότητες 2,8 φορές µεγαλύτερες στη δεύτερη περίπτωση Το µονοξείδιο του άνθρακα (CO) απελευθερώνεται σε ποσότητες 20 φορές µεγαλύτερες στη δεύτερη περίπτωση, Το µεθάνιο (CH 4 ) παράγεται σε ποσότητες 32 φορές µεγαλύτερες στη δεύτερη περίπτωση και Οι υδρογονάνθρακες (nmhc S ) παράγονται σε ποσότητες 960 φορές µεγαλύτερες κατά την ανοικτή καύση των γεωργικών υπολειµµάτων από ότι αν αυτά διετίθεντο για παραγωγή ενέργειας. Παράλληλα, λαµβάνοντας υπόψη ότι µπορεί να εξοικονοµηθεί µια µεγάλη ποσότητα πετρελαίου θέρµανσης της τάξης των 2 ΜΤΙΠ, υπολογίστηκαν οι αέριοι ρύποι που θα παραγόντουσαν από την καύση του πετρελαίου και συγκρίθηκαν µε τους αέριους ρύπους που παράγονται από τη διάθεση της βιοµάζας για παραγωγή ενέργειας. Τα αποτελέσµατα έδειξαν ότι: Τα οξείδια του αζώτου (NO X ) απελευθερώνονται σε ποσότητες 726 φορές µεγαλύτερες στην πρώτη περίπτωση Το µονοξείδιο του άνθρακα (CO) απελευθερώνεται σε ποσότητες 109 φορές µεγαλύτερες στην πρώτη περίπτωση, Το µεθάνιο (CH 4 ) παράγεται σε ποσότητες 1018 φορές µεγαλύτερες στην πρώτη περίπτωση

8 Οι υδρογονάνθρακες (nmhc S ) παράγονται σε ποσότητες 4344 φορές µεγαλύτερες στην πρώτη περίπτωση και Το διοξείδιο του άνθρακα (CO 2 ) απελευθερώνεται σε ποσότητες 744 φορές µεγαλύτερες στην πρώτη περίπτωση. ΣΥΜΠΕΡΑΣΜΑΤΑ Η ετήσια παραγωγή βιοµάζας από τα γεωργικά υπολείµµατα στη χώρα µας ανέρχεται σε 5 εκατοµµύρια τόνους ξηρού βάρους ετησίως. Η χρησιµοποίησή τους για παραγωγή ενέργειας θα µπορούσε να καλύψει το 60 % περίπου της ετήσιας κατανάλωσης πετρελαίου θέρµανσης. Η διάθεση της βιοµάζας για παραγωγή ενέργειας θα συντελέσει στη σηµαντική µείωση των αέριων ρύπων, που σήµερα επιβαρύνουν την ατµόσφαιρα, δεδοµένου ότι δεν θα καίγονται πλέον ανεξέλεγκτα τα γεωργικά υπολείµµατα στους αγρούς και θα ελαττωθεί η καταναλισκόµενη ποσότητα πετρελαίου θέρµανσης, µε αντίστοιχη ελάττωση των προϊόντων της καύσης του. ΒΙΒΛΙΟΓΡΑΦΙΑ 1. ΑΠΟΣΤΟΛΑΚΗΣ, Μ., ΚΥΡΙΤΣΗΣ, Σ., ΣΟΥΤΕΡ, Χ., 1987: Το Ενεργειακό υναµικό της Βιοµάζας Γεωργικών και ασικών Υποπροϊόντων. Ελληνικό Κέντρο Παραγωγικότητας, Αθήνα. 2. ΒΑΣΙΛΙΚΙΩΤΗΣ, Γ., 1989: Χηµεία Περιβάλλοντος. University Studio Press, Θεσσαλονίκη. 3. DARLEY, E., 1979: Hydrocarbon Characterization of Agricultural Waste Burning, Cal/ARB Project A , University of California, Riverside, April. 4. ENVIRONMENTAL PROTECTION AGENCY, 1999: Compilation of Air Pollutant Emission Factors AP-42, Fifth Edition, Volume I: Stationary Point and Area Sources, Report of the U.S. Environmental Protection Agency, Washington, DC, last updated April ΕΘΝΙΚΗ ΣΤΑΤΙΣΤΙΚΗ ΥΠΗΡΕΣΙΑ ΤΗΣ ΕΛΛΑ ΟΣ, 2000: Στατιστική Επετηρίδα της Ελλάδος, Αθήνα. 6. ΕΘΝΙΚΗ ΣΤΑΤΙΣΤΙΚΗ ΥΠΗΡΕΣΙΑ ΤΗΣ ΕΛΛΑ ΟΣ, 2000: Εκτάσεις και Γεωργικών Καλλιεργειών κατά, Προσωρινά Αποτελέσµατα της Ετήσιας Γεωργικής Στατιστικής Ερευνας, Αθήνα. 7. HALL, D. O., F. ROSILLO-CALLE, 1998: The Role of Bioenergy in Developing Countries. In: Biomass for Energy and Industry. Proceedings of the International Conference, Germany, KIELY, G., 1998: Environmental Engineering, McGraw-Hill International Editions, U.K. 9. KLEINPETER, M., 1995: Energy Planning and Policy, John Wiley & Sons, England. 10. ΚΟΥΪΜΤΖΗΣ, Θ., ΦΥΤΙΑΝΟΣ, Ν., ΣΑΜΑΡΑ-ΚΩΝΣΤΑΝΤΙΝΟΥ, Κ., 1998: Χηµεία Περιβάλλοντος. University Studio Press, Θεσσαλινίκη. 11. MORRIS, G., 1999: The Value of the Benefits of U. S. Biomass Power. Green Power Institute, Berkeley, California. 12. ΠΑΠΑΓΙΑΝΝΑΚΗΣ, Ε., ΖΕΡΒΟΣ, Α., ΚΟΥΚΙΟΣ, Μ., ΧΡΙΣΤΟΛΗΣ, Μ., 1995: Η κλιµατική µεταβολή. Το Ελληνικό πρόγραµµα για τον περιορισµό του CO 2 και των άλλων αερίων του θερµοκηπίου, ΕΜΠ / ΥΠΕΧΩ Ε, Αθήνα. 13. PEPPER, I., GERBA, C., BRUSSEAU, M., 1995: Pollution Science, Academic Press, USA.

9 Πίνακας 1. Συγκεντρωτικά στοιχεία καλλιεργειών Ελλάδας (Προσωρινά Στοιχεία 2000) 1. ΧΕΙΜΕΡΙΝΑ ΣΙΤΗΡΑ. Σιτάρι µαλακό Σιτάρι σκληρό 2. ΑΝΟΙΞΙΑΤΙΚΑ ΣΙΤΗΡΑ Αραβόσιτος αµιγής και συγκαλλιεργούµεν ος Καρπού Αχυρου Καρπού/ Άχυρο Άχυρο ( ,43 234,02 1,10 676,00 614,55 15,00 50, , ,49 234,49 1, , ,00 15,00 50, , Καρπού Απόδοση Καρπού/ Άχυρο Υπολείµ- µατα ( ,41 964,47 1, , ,54 15,00 60, ,28 Ρύζι Καρπού Αχυρου Καρπού/ Άχυρο Άχυρο ( ,22 776,22 1,00 222,00 222,00 20,00 60, ,00 3. ΒΙΟΜΗΧΑΝΙΚΑ ΦΥΤΑ Καπνός Καπνοφυλ Απόδοση Στ+Φούντα+ Αχρ. Φύλλα Καπνόφυλ / Στ.+Φούντ. Στελεχών +Φούντες ( ,16 239,97 0,91 149,00 163,90 85,00 60, ,00 Βαµβάκι Καρπού Στελ.+φύλ υ τ / ( ,38 612,76 0, , ,00 35,00 60, ,00

10 4. ΕΝ ΡΩ ΕΙΣ ΚΑΛΛΙΕΡΓΕΙΕΣ Πορτοκαλιές Μανταρινιά Λεµονιές Αχλαδιές Ροδακινιές Βερικοκιές Κερασιές Αµυγδαλιές Καρπού Κλαδοδεµ. Καρπού/ Κλαδοδέµ. Κλαδοδεµάτων ( ,54 829,50 2,90 955,00 329,31 40,00 80, , , ,49 1,55 98,00 63,23 40,00 80, , ,33 679,43 2,22 181,00 81,53 40,00 80, , , ,96 1,26 94,00 74,60 40,00 70, , ,16 853,85 2, ,00 399,60 40,00 80, , ,04 388,04 2,84 54,00 19,01 40,00 70, , ,35 568,63 1,20 58,00 48,33 40,00 70, , ,62 751,24 0,28 51,00 181,05 40,00 70, ,00 Ελιές Αµπέλια Ελαιοκάρπου Κλαδοδεµ. & Ελαιοπυρηνόξυλ. Καρπού/ i)κλαδοδ. ii) Ελαιοπ. i)κλαδοδεµάτων ii)ελαιοπυ ρηνοξ. ( ,39 293,14 0, , ,62 35,00 60, ,80 Σταφυλιού Κληµατίδων Σταφυλ./ Κληµατίδ. Κληµατίδ. ( ,58 617,15 1, ,00 835,00 45,00 80, ,00 ΣΥΝΟΛΟ ΙΑΘΕΣΙΜΩΝ ΓΕΩΡΓΙΚΩΝ ΥΠΟΛΕΙΜΜΑΤΩΝ ΕΛΛΑ ΑΣ: τόνοι ξηρού βάρους