Βιοκαύσιµα και Ενεργειακές Καλλιέργειες Κ. Κίττας, Θ. Γέµτος 1,2, Σ. Φουντάς 1,2, Θ. Μπαρτζάνας 2

Βιοκαύσιµα και Ενεργειακές Καλλιέργειες Κ. Κίττας, Θ. Γέµτος 1,2, Σ. Φουντάς 1,2, Θ. Μπαρτζάνας 2 1 Πανεπιστήµιο Θεσσαλίας Τµήµα Γεωπονίας Φυτικής Παραγωγής και Αγροτικού Περιβάλλοντος, Εργαστήριο Γεωργικών Κατασκευών και Ελέγχου Περιβάλλοντος. Οδός Φυτόκου Ν. Ιωνία Μαγνησίας, 38334 Βόλος 2 Κέντρο Έρευνας, Τεχνολογίας & Ανάπτυξης Θεσσαλίας, Ινστιτούτο Τεχνολογίας & ιαχείρισης Αγροοικοσυστηµάτων, 1 η ΒΙ.ΠΕ Βόλου, Τεχνολογικό Πάρκο Θεσσαλίας, 38500 Βόλος Περίληψη Στην εργασία αυτή παρουσιάζονται οι κυριότερες µορφές παραγωγής ενέργειας από το γεωργικό τοµέα. Ιδιαίτερη έµφαση δίνεται στις ενεργειακές καλλιέργειες µε την παρουσίαση στοιχείων που αφορούν τις στρεµµατικές αποδόσεις τους ανάλογα µε τις εδαφοκλιµατικές της περιοχής καλλιέργειας τους, τις καλλιεργητικές τεχνικές και τους διαθέσιµους υδάτινους πόρους. Με τη χρήση του ενεργειακού ισοζυγίου της διαδικασίας παραγωγής (εκροές - εισροές) συγκρίνονται οι ανάγκες των φυτειών παραγωγής ενεργειακών καλλιεργειών και προτείνονται οι πλέον κατάλληλες ανά περιοχή καλλιέργειες. Η προοπτική παραγωγής βιοκαυσίµων µε τη χρήση ενεργειακών καλλιεργειών µπορεί να δώσει λύσεις στα σηµαντικά διαρθρωτικά προβλήµατα της ελληνικής γεωργίας προσφέροντας στους Έλληνες αγρότες εναλλακτικές προτάσεις καλλιέργειας. 1. Εισαγωγή Οι Ανανεώσιµες Πηγές Ενέργειας καλούνται να διαδραµατίσουν σηµαντικό ρόλο στο συνεχώς µεταβαλλόµενο γεωπολιτικό χάρτη της ενέργειας. Η βιοµάζα έχει αναγνωρισθεί ως µια από τις πιο σηµαντικές ανανεώσιµες πηγές ενέργειας, κυρίως λόγω των πολλαπλών πλεονεκτηµάτων που απορρέουν τόσο από την παραγωγή αλλά και από την αξιοποίηση της για ενέργεια και άλλα προϊόντα. Η ιδιαίτερη σηµασία που αποδίδεται σε αυτή αντανακλάται στα επίσηµα ευρωπαϊκά έγγραφα ενεργειακής πολιτικής (Λευκή Βίβλος, Com(1997)/599, Πράσινη Βίβλος COM (2000) 769, Οδηγία για ηλεκτροπαραγωγή από ΑΠΕ 2001/77EC, Συµφωνία για το Πρωτόκολλο του Κιότο (UNFCC Kyoto Protocol), Οδηγία για Βιοκαύσιµα 2003/30/EC, Οδηγία για τις εκποµπές αερίων ρύπων του θερµοκηπίου 2003/87/EC). Η βιοµάζα για ενεργειακούς σκοπούς, περιλαµβάνει κάθε τύπο που µπορεί να χρησιµοποιηθεί για την παραγωγή στερεών ή/και υγρών καυσίµων (δασική βιοµάζα, φυτικά υπολείµµατα, ζωικά απόβλητα και απορρίµµατα και ενεργειακές καλλιέργειες). Ο ρόλος της βιοµάζας στη µερική αντικατάσταση των ορυκτών καυσίµων θα είναι καθοριστικός αφού έως το 2010 η βιοµάζα θα πρέπει να καλύπτει το 8% των ενεργειακών αναγκών από 4% που είναι σήµερα. Ειδικότερα για τις µεταφορές, η Ευρωπαϊκή οδηγία για την αύξηση χρήσης βιοκαυσίµων στις µεταφορές (2003/30/ΕΚ) ορίζει «τιµές αναφοράς» για µερίδιο αγοράς 2% βιοκαυσίµων το έτος 2005 και µερίδιο 5,75% το έτος 2010. Η ανάπτυξη της παραγωγής βιοκαυσίµων αναµένεται ότι θα προσφέρει νέες ευκαιρίες διαφοροποίησης του εισοδήµατος και απασχόλησης σε αγροτικές περιοχές. Ήδη από το 2006 εφαρµόζεται στη χώρα µας η νέα κοινή αγροτική πολιτική (ΚΑΠ) σύµφωνα µε την οποία οι επιδοτήσεις αποσυνδέονται από το ύψος της παραγωγής και µεταφέρονται στον ίδιο το γεωργό, µε αποτέλεσµα πολλές από τις παραδοσιακές εκτατικές καλλιέργειες να καθίστανται αντιοικονοµικές, χωρίς να υπάρχουν 1

εναλλακτικές λύσεις. Οι ενεργειακές καλλιέργειες φαίνεται να είναι µια οµάδα καλλιεργειών που µπορούν να δώσουν διέξοδο στα προβλήµατα που αναµένεται να αντιµετωπίσει σύντοµα ο Έλληνας αγρότης. Λαµβάνοντας υπόψη τα πολλαπλά οφέλη της ενεργειακής αξιοποίησης της βιοµάζας αλλά και τις ιδιαιτερότητες του ελληνικού αγροτικού τοµέα, οι καλλιέργειες αυτές αντιπροσωπεύουν µια ελκυστική λύση τόσο για την παραγωγή ενέργειας και υγρών καυσίµων όσο και για την αύξηση της ανταγωνιστικότητας του αγροτικού χώρου, την ενίσχυση της απασχόλησης και την προστασία του περιβάλλοντος. Σύµφωνα µε µελέτη του Τµήµατος Γεωπονίας Φυτικής Παραγωγής και Αγροτικού Περιβάλλοντος του Πανεπιστηµίου Θεσσαλίας, αυτή τη στιγµή στο Θεσσαλικό κάµπο υπάρχουν 2.000.000 περίπου στρέµµατα η αξιοποίηση των οποίων µπορεί να επιφέρει κέρδος το οποίο θα ανέρχεται στα 60.000.000 ευρώ. Στο κέρδος αυτός φυσικά δεν συµπεριλαµβάνονται τα πολλαπλασιαστικά οφέλη όπως η αύξηση των θέσεων εργασίας, η συγκράτηση του πληθυσµού στην περιφέρεια, η αναδιάρθρωση των καλλιεργειών του Θεσσαλικού κάµπου, αύξηση του γεωργικού εισοδήµατος, µείωση των ενεργειακών αναγκών από ορυκτά καύσιµα. Σύµφωνα µε πρόσφατες µελέτες (European Biomass Industry Association, 2004), για παραγωγή ενέργειας από βιοµάζα ύψους 133 MTOE ετησίως στην Ευρώπη, το 2020, θα δηµιουργηθούν 1.500.000 νέες θέσεις εργασίας. Στην εργασία αυτή γίνεται αναφορά αρχικά στην παραγωγή ενέργειας από βιοµάζα. Στη συνέχεια παρουσιάζονται οι κυριότερες ενεργειακές καλλιέργειες, οι αποδόσεις τους και αναλύονται πιθανά σενάρια αντικατάστασης παραδοσιακών εκτατικών καλλιεργειών µε ενεργειακές καλλιέργειες. 2. Παραγωγή ενέργειας από βιοµάζα Γενικά, ως βιοµάζα ορίζεται η ύλη που έχει βιολογική (οργανική) προέλευση. Πρακτικά, στον όρο βιοµάζα εµπεριέχεται οποιοδήποτε υλικό προέρχεται άµεσα ή έµµεσα από το φυτικό κόσµο. Η βιοµάζα είναι αποτέλεσµα της φωτοσυνθετικής δραστηριότητας των φυτικών οργανισµών χερσαίας η υδρόβιας προέλευσης. Τα φυτά µετασχηµατίζουν την ηλιακή ενέργεια µε µια σειρά διεργασιών. Οι βασικές πρώτες ύλες γι αυτό είναι το νερό και το CO 2 που αφθονούν στην φύση. Οι θεµελιώδεις αντιδράσεις πραγµατοποιούνται στους χλωροπλάστες, οι οποίοι συλλαµβάνουν τα φωτόνια και στη συνέχεια ενεργοποιούν τη διαδικασία της φωτοσύνθεσης που ανάγει το CO 2 σε υδατάνθρακες. Κατά την πορεία της φωτοσύνθεσης σχηµατίζονται οργανικές ενώσεις, δηλαδή βιοµάζα. Εδώ φαίνεται και ο σπουδαίος ρόλος της γεωργίας ως παραγωγού ενέργειας, αφού απορροφά το CO 2 και το µετατρέπει σε βιοµάζα. Σχηµατικά η όλη διαδικασία φαίνεται στο σχήµα (1) που ακολουθεί. Η βιοµάζα που παράγεται κάθε χρόνο στον πλανήτη µας υπολογίζεται ότι ανέρχεται σε 172 δισεκ. τόνους ξηρού υλικού, µε ενεργειακό περιεχόµενο δεκαπλάσιο της ενέργειας που καταναλίσκεται παγκοσµίως στο ίδιο διάστηµα. Το τεράστιο αυτό ενεργειακό δυναµικό παραµένει κατά το µεγαλύτερο µέρος του ανεκµετάλλευτο, καθώς, σύµφωνα µε πρόσφατες εκτιµήσεις, µόνο το 1/7 της παγκόσµιας κατανάλωσης ενέργειας καλύπτεται από τη βιοµάζα και αφορά κυρίως τις παραδοσιακές χρήσεις της (καυσόξυλα κλπ.). Στην Ελλάδα, τα κατ έτος διαθέσιµα γεωργικά και δασικά υπολείµµατα ισοδυναµούν ενεργειακά µε 3-4 εκατ. τόνους πετρελαίου, ενώ το δυναµικό των ενεργειακών καλλιεργειών µπορεί, µε τα σηµερινά δεδοµένα, να ξεπεράσει άνετα εκείνο των γεωργικών και δασικών υπολειµµάτων. Το ποσό αυτό αντιστοιχεί ενεργειακά στο 30-40% της ποσότητας του πετρελαίου που καταναλώνεται ετησίως 2

στη χώρα µας. Σηµειώνεται ότι 1 τόνος βιοµάζας ισοδυναµεί µε περίπου 0,4 τόνους πετρελαίου. Εντούτοις, µε τα σηµερινά δεδοµένα, καλύπτεται µόλις το 3% περίπου των ενεργειακών αναγκών της µε τη χρήση της διαθέσιµης βιοµάζας. Από πρόσφατη απογραφή, έχει εκτιµηθεί ότι το σύνολο της άµεσα διαθέσιµης βιοµάζας στην Ελλάδα συνίσταται από 7.500.000 περίπου τόνους υπολειµµάτων γεωργικών καλλιεργειών (σιτηρών, αραβόσιτου, βαµβακιού, καπνού, ηλίανθου, κλαδοδεµάτων, κληµατίδων, πυρηνόξυλου κ.ά.), καθώς και από 2.700.000 τόνους δασικών υπολειµµάτων υλοτοµίας (κλάδοι, φλοιοί κ.ά.). Πέραν του ότι το µεγαλύτερο ποσοστό αυτής της βιοµάζας δυστυχώς παραµένει αναξιοποίητο, πολλές φορές αποτελεί αιτία πολλών δυσάρεστων καταστάσεων (πυρκαγιές, δυσκολία στην εκτέλεση εργασιών, διάδοση ασθενειών κ.ά.). Σχήµα 1. Συµµετοχή της γεωργίας στην παραγωγή βιοµάζας Από τις παραπάνω ποσότητες βιοµάζας, το ποσοστό τους εκείνο που προκύπτει σε µορφή υπολειµµάτων κατά τη δευτερογενή παραγωγή προϊόντων (εκκοκκισµός βαµβακιού, µεταποίηση γεωργικών προϊόντων, επεξεργασία ξύλου κ.ά.) είναι άµεσα διαθέσιµο, δεν απαιτεί ιδιαίτερη φροντίδα συλλογής, δεν παρουσιάζει προβλήµατα µεταφοράς και µπορεί να τροφοδοτήσει απ ευθείας διάφορα συστήµατα παραγωγής ενέργειας. Μπορεί, δηλαδή, η εκµετάλλευσή του να καταστεί οικονοµικά συµφέρουσα. Παράλληλα µε την αξιοποίηση των διαφόρων γεωργικών και δασικών υπολειµµάτων, σηµαντικές ποσότητες βιοµάζας είναι δυνατό να ληφθούν από τις ενεργειακές καλλιέργειες. Συγκριτικά µε τα γεωργικά και δασικά υπολείµµατα, οι καλλιέργειες αυτές έχουν το πλεονέκτηµα της υψηλότερης παραγωγής ανά µονάδα επιφανείας, καθώς και της ευκολότερης συλλογής. Στο σηµείο αυτό, αξίζει να σηµειωθεί ότι οι ενεργειακές καλλιέργειες αποκτούν τα τελευταία χρόνια ιδιαίτερη σηµασία για τις ανεπτυγµένες χώρες, που προσπαθούν, µέσω των καλλιεργειών 3

αυτών, να περιορίσουν, πέραν των περιβαλλοντικών και ενεργειακών τους προβληµάτων, και το πρόβληµα των γεωργικών πλεονασµάτων. Όπως είναι γνωστό, στις χώρες της Ευρωπαϊκής Ένωσης τα γεωργικά πλεονάσµατα, και τα οικονοµικά προβλήµατα που αυτά δηµιουργούν, οδηγούν αναπόφευκτα στη µείωση της γεωργικής γης και της αγροτικής παραγωγής. Υπολογίζεται ότι, την προσεχή δεκαετία, θα µπορούσαν να αποδοθούν στις ενεργειακές καλλιέργειες 100-150 εκατ. στρέµµατα γεωργικής γης, προκειµένου να αποφευχθούν τα προβλήµατα των επιδοτήσεων των γεωργικών πλεονασµάτων και της απόρριψης αυτών στις χωµατερές, µε ταυτόχρονη αύξηση των ευρωπαϊκών ενεργειακών πόρων. Το Εργαστήριο Γεωργικών Κατασκευών και Ελέγχου Περιβάλλοντος του Τµήµατος Γεωπονίας του Πανεπιστηµίου Θεσσαλίας, στα πλαίσια ευρωπαϊκού προγράµµατος (ΑLTENER II XVII/4.1030/A/99-088) µελέτησε την δυνατότητα αντικατάστασης των συµβατικών καυσίµων που χρησιµοποιούνται για τη θέρµανση των θερµοκηπίων της περιοχής της Μαγνησίας µε ενέργεια η οποία θα προέρχεται από γεωργικά υπολείµµατα της περιοχής. Τα στοιχεία που αφορούσαν τα τεχνικά χαρακτηριστικά, τα συστήµατα θέρµανσης και την κατανάλωση καυσίµων των θερµοκηπίων συγκεντρώθηκαν µε βάση προηγούµενη καταγραφή (Bartzanas et al., 1999). Με βάση αυτά υπολογίστηκε η συνολική κατανάλωση ενέργειας για θέρµανση. Τα θερµοκήπια οµαδοποιήθηκαν σε 7 περιοχές (Αγριά Λεχώνια, Ν. Ιωνία, Ν. Παγασές, ιµήνι, Αλµυρός και Ν. Αγχίαλος), οι οποίες και χαρακτηρίστηκαν ως «θερµοκηπιακές περιοχές». Συµπερασµατικά από την ανωτέρω µελέτη διαπιστώθηκε ότι η καθαρή ενέργεια που θα µπορούσε να παραχθεί, θεωρητικά, από την καύση των γεωργικών υπολειµµάτων ανέρχεται σε 339.077 GJ ανά έτος, όταν για τη θέρµανση των θερµοκηπίων απαιτείται ενέργεια 43.149 GJ ανά έτος. Εκτιµήθηκε ότι τα άµεσα οφέλη από την ενεργειακή αξιοποίηση της βιοµάζας για θέρµανση των θερµοκηπίων θα ήταν: Μείωση των εκποµπών αερίων ρυπαντών κατά 2.773 tn CO2, 52.30 tn SO2 και 0.96 tn NOx ετησίως ηµιουργία 116 νέων, µόνιµων, θέσεων εργασίας Εξοικονόµηση 350.000, ετησίως, από την εισαγωγή συµβατικών καυσίµων 3. Ενεργειακές καλλιέργειες Οι ενεργειακές καλλιέργειες, στις οποίες περιλαµβάνονται τόσο ορισµένα καλλιεργούµενα είδη όσο και άγρια φυτά, έχουν σαν σκοπό την παραγωγή βιοµάζας, η οποία µπορεί, στη συνέχεια, να χρησιµοποιηθεί για διαφόρους ενεργειακούς σκοπούς, σύµφωνα µε όσα αναφέρθηκαν στα προηγούµενα σχετικά µε τις εφαρµογές της βιοµάζας. Οι κυριότεροι τοµείς στους οποίους επικεντρώνεται η έρευνα στον τοµέα των ενεργειακών καλλιεργειών είναι: α) η αποδοτικότητα και προσαρµοστικότητα κάτω από διάφορες εδαφοκλιµατικές συνθήκες, β) η κατάλληλη καλλιεργητική τεχνική (εποχή σποράς, αποστάσεις φύτευσης, επίπεδα άρδευσης και λίπανσης, εποχή και τεχνική συγκοµιδής), γ) οι επιπτώσεις των φυτών αυτών στο περιβάλλον (επίδραση στους υδατικούς και εδαφικούς πόρους επιπτώσεις στη ρύπανση των υπογείων υδροφορέων και της ατµόσφαιρας). Ως ενεργειακές καλλιέργειες θεωρούνται τόσο οι παραδοσιακές καλλιέργειες των οποίων το τελικό προϊόν θα χρησιµοποιηθεί για την παραγωγή ενέργειας και βιοκαυσίµων, όσο και νέες καλλιέργειες µε υψηλή παραγωγικότητα σε βιοµάζα ανά 4

µονάδα γης. Οι γεωργικές ενεργειακές καλλιέργειες διακρίνονται σε ετήσιες και πολυετείς και οι κυριότερες από τις οποίες είναι: Πολυετείς γεωργικές ενεργειακές καλλιέργειες: Μίσχανθος, Αγριοαγκινάρα, Switchgrass, Καλάµι Ετήσιες γεωργικές ενεργειακές καλλιέργειες: Ελαιοκράµβη, Αραβόσιτος, Γλυκό και κυτταρινούχο σόργο, Κενάφ, Ηλίανθος, Κριθάρι, Ζαχαρότευτλα και Σιτάρι Οι ενεργειακές καλλιέργειες που µπορούν να χρησιµοποιηθούν στην Ελλάδα για την παραγωγή υγρών βιοκαυσίµων είναι ο ηλίανθος και η ελαιοκράµβη για βιοντήζελ και το κριθάρι, το σιτάρι, τα τεύτλα, ο αραβόσιτος και το γλυκό σόργο για βιοαιθανόλη (πίνακας 1). Πίνακας 1. Παραγόµενα βιοκαύσιµα από διάφορα φυτά και οι αποδόσεις τους ανά στρέµµα σε σπόρο και καύσιµο Βιοκαύσιµο Πρώτη Ύλη Απόδοση (kg/στρέµµα) Απόδοση σε βιοκαύσιµο (lt/στρέµµα) Βιοντήζελ Ηλίανθος 120-210 43-75 Ελαιοκράµβη 120-250 43-90 Βαµβάκι. 120-160 18-25 Σόγια 160-240 29-44 Σιτάρι 150-800 45-240 Βιοαιθανόλη Αραβόσιτος 900 270 Τεύτλα 6000 600 Σόργο 7000-10000 675-900 Οι κυριότερες καλλιέργειες που µπορούν να χρησιµοποιηθούν για την παραγωγή στερεών βιοκαυσίµων είναι ο ευκάλυπτος, η ψευδακακία, το καλάµι, ο µίσχανθος, η αγριοαγκινάρα, το switchgrass, το κυτταρινούχο σόργο και το κενάφ (πίνακας 2). Πίνακας 2. Στρεµµατικές αποδόσεις και ενεργειακό περιεχόµενο ενεργειακών καλλιεργειών για την παραγωγή στερεών καυσίµων Ενεργειακή καλλιέργεια Θερµογόνος δύναµη (ΜJ/kg) Αποδόση σε ξηρή βιοµάζα Ενεργειακό δυναµικό (ΤΙΠ/στρέµµα) (τόννοι/στρέµµα) Ευκάλυπτος 19 1,8-3,2 0,8-1,3 Ψευδακακία 19,4 0,24-1,34 0,1-0,6 Καλάµι 18,6 2-3 0,9-1,3 Μίσχανθος 17,3 0,8-3 0,3-1,2 Αγριοαγκινάρα 14,5 1,7-3,3 0,6-1,1 Switchgrass 17,4 2,6 1,1 Στους πίνακες 3 και 4 που ακολουθούν παρουσιάζεται και µια κοστολόγηση των κυριότερων καλλιεργειών τόσο για παραγωγή βιοντήζελ (πίνακας 4) όσο και για παραγωγή βιοαιθανόλης (πίνακας 5) στην Ελλάδα. Πίνακας 3. Κοστολόγηση των κυριότερων καλλιεργειών για παραγωγή βιοντήζελ στην Ελλάδα /στρ Ελαιοκράµβη Ελαιοκράµβη Ηλίανθος (ποτιστική) (Ξηρική) Ενοίκιο εδάφους 28,50 12 12 5

Όργωµα 9 9 9 Προετοιµασία εδάφους 10 10 5 Βασική λίπανση 19,22 19,22 4 Σπορά 13,2 13,2 8,4 Επιφανειακή λίπανση 10,1 10,1 Ζιζανιοκτονία 9,2 9,2 4,6 Σκαλίσµατα 6,2 6,2 6,2 Άρδευση 10 Συγκοµιδή 9 9 9 Λοιπές Κόστος καλλιεργητικών 95,92 85,92 46,2 επεµβάσεων Συνολικό κόστος παραγωγής 124,42 97,92 58,2 ( /στρ) Μέση απόδοση (kg/στρ) 300 180 170 Μέση τιµή ( /t) 400 400 250 Επιδοτήσεις ( /στρ) 4,5 4,5 4,5 Ακαθάριστο εισόδηµα ( /στρ) 124,5 76,5 47 Κέρδος ( /στρ) 0,08-21,42-11,2 Πίνακας 4. Κοστολόγηση των κυριότερων καλλιεργειών για παραγωγή βιοαιθανόλης στην Ελλάδα /στρ Ελαιοκράµβη Ελαιοκράµβη Ηλίανθος (ποτιστική) (Ξηρική) Ενοίκιο εδάφους 28,5 35 28,5 Όργωµα 9 12,61 11,19 Προετοιµασία εδάφους 10 9,03 7,53 Βασική λίπανση 10,76 23,95 24,98 Σπορά 9,2 16,8 20,62 Επιφανειακή λίπανση 7,78 10,25 Ζιζανιοκτονία 8,1 31,96 12,81 Σκαλίσµατα 53,95 20,10 Άρδευση 30 33,47 31,18 Συγκοµιδή 17,4 46,65 17,4 Λοιπές Κόστος καλλιεργητικών 94,46 236,20 156,06 επεµβάσεων Συνολικό κόστος παραγωγής 122,96 271,2 184,56 ( /στρ) Μέση απόδοση (kg/στρ) 7 7,9 1,172 Μέση τιµή ( /t) 20 36,12 132 Επιδοτήσεις ( /στρ) 4,5 56,32 Ακαθάριστο εισόδηµα ( /στρ) 144,5 285,35 211,02 Κέρδος ( /στρ) 21,54 14,15 26,46 Ο πίνακας 5 παρουσιάζει της ανάγκες φυτειών παραγωγής βιοαιθανόλης σε νερό και χηµικά καθώς και το ενεργειακό τους ισοζύγιο εκφρασµένο µε το λόγο των ενεργειακών εισροών προς τις ενεργειακές εκροές. Συγκρίνοντας τις ανάγκες των φυτειών παραγωγής του πίνακα 5 φαίνεται πως η καλλιέργεια γλυκού σόργου είναι 6

λιγότερο απαιτητική σε νερό και λιπάσµατα, δίνοντας ένα υψηλότερο ενεργειακό ισοζύγιο. Πίνακας 5. Ενεργειακό ισοζύγιο και ανάγκες των φυτειών παραγωγής βιοαιθονόλης σε νέρο και χηµικά Φυτεία Νερό mm Λιπάσµατα µονάδες Ενεργειακό ισοζύγιο/εισροές στοιχείου/στρέµµα Ζαχαρότευτλα 750 Ν = 5 P = 1-2 K = 5-6 Ζαχαροκάλαµο 500 Ν = 1 P = 1 K = 5 Γλυκό Σόργο 250 Ν = 0.9 P = 0.9 K = 1.3 Αραβόσιτος 500 Ν = 10 P = 4 K = 5 1.76 2.5-9 2.5-5 Το γλυκό σόργο σε πειραµατική καλλιέργεια από το Γ.Π.Α στην Ορεστιάδα απέδωσε 12 t/στρέµµα σε χλωρή µάζα ενώ σε µερικές άλλες περιπτώσεις (στη Νότιο Ελλάδα από το ΚΑΠΕ), έφθασε τα 14 t/στρέµµα. Θεωρείται ότι ένας µέσος όρος παραγωγής στην Ελλάδα µπορεί να είναι 10 t/στρέµµα σε χλωρή µάζα. Οι Danalatos et al (2007) διερεύνησαν πειραµατικά για την περιοχή της Θεσσαλίας την παραγωγικότητα του ενεργειακού φυτού Μισχανθου σε δυο αντίθετες από άποψη καιρικών φαινόµενων χρονιές (µια ξερική το 2001 µε δυναµικό παραγωγής περί τους 28 τόνους ξηρής βιοµάζας ανά εκτάριο, και µια πολύ υγρή χρονιά το 2002 µε δυναµικό παραγωγής περί τους 38 τόνους ξηρής ουσίας ανά εκτάριο). Βρέθηκε ότι η καταλληλότερη πυκνότητα φυτών σποράς είναι περί τα 1 φυτά ανά m 2, και λίπανση περί τα 50 kg Ν/εκτάριο δίνουν τις υψηλότερες αποδώσεις. Το LAI της καλλιέργειες ήταν από 5-10 για ένα µεγάλο εύρος του βιολογικού κύκλου του φυτού (τέλη Ιουνίου µέσα Σεπτεµβρίου), ενώ η µέγιστη καθαρή φωτοσύνθεση κάτω από άριστες συνθήκες µετρήθηκε στα 80 kg CO2 / ha(leaf)/hr. Για το κενάφ βρέθηκε πως η πρώιµη σπορά (αρχές Μαΐου), η λίπανση µε 50 kg N/ha, φώσφορο και κάλλιο, η φύτευση των φυτών σε πυκνότητα περί τα 20 φυτά/m 2, και η άρδευση ισοδύναµη µε το 50% της εξατµισοδιαπνοης µπορεί να αποφέρει µέγιστες παραγωγικότητες περί τους 22 τόνους ξ.ο./ εκτάριο (Danalatos et al., 2006). Για την ίδια ενεργειακή καλλιέργεια, έρευνα που έγινε σε διαφόρες µεσογειακές χώρες (Ελλάδα, Ιταλία, Ισπανία, Πορτογαλία, και νότια Γαλλία) έδειξε πως η υψηλότερη παραγωγή σηµειώθηκε στην Ελλάδα (22 τόνους) ενώ η χαµηλότερη στην νότια Γαλλία περί τους 12 τόνους ξ.ο. ανά εκτάριο (Alexopoulou et al. 2005). Σε περιοχές µε υψηλή υπόγεια στάθµη νερού, όπως η περιοχή της υτικής Θεσσαλίας, στην οποία και έγινε η συγκεκριµένη έρευνα βρέθηκε πως πολύ σηµαντική είναι η επιλογή της εποχής σποράς καθώς η αργοπορηµένη σπορά µπορεί να έχει ως αποτέλεσµα 35-40% χαµηλότερη παραγωγή (Danalatos and Archontoulis, 2004). Οι Danalatos et al. (2005) εξέτασαν το δυναµικό παραγωγής και τα επιµέρους χαρακτηριστικά αύξησης τριών νέων υβριδίων ηλίανθου (Sanbro, Sanluka, Favorit) 1.3 7

για παραγωγή βιο-ντίζελ στην κεντρική Θεσσαλία. Βρέθηκε δυναµικό παραγωγής περί τα 430-470 kg σπόρο/στρ, ενώ οι απαιτήσεις σε άρδευση και λίπανση ήταν µειωµένες λόγο του υψηλού υπόγειου υδροφόρου ορίζοντα της περιοχής. Επίσης βρέθηκε ότι στην περιοχή η καθυστέρηση της συγκοµιδή περί 6-12 ηµέρες µπορεί να επιφέρει µείωση παραγωγής περί 10-20%, λόγο προσβολής της καλλιέργειας από πουλιά. 4. Πολιτική παραγωγής γεωργικής πρώτης ύλης για παραγωγή βιοκαυσίµων Η καλλιέργεια της γεωργικής πρώτης ύλης για παραγωγή των βιοκαυσίµων στην Ευρωπαϊκή Ένωση επηρεάζεται άµεσα από τα συναφή µέτρα πολιτικής (κανόνες χρήσης γης, ενίσχυση καλλιέργειας ενεργειακών φυτών, αγραναύπαση εκτάσεων γης). Σύµφωνα µε τη νέα ΚΑΠ η Ευρωπαϊκή Ένωση στοχεύει στην αποδέσµευση της γεωργικής παραγωγής από τις οικονοµικές ενισχύσεις. Για την ικανοποίηση του στόχου αυτού προβλέπει τη χορήγηση οικονοµικής ενίσχυσης στους παραγωγούς οι οποίοι καλλιεργούσαν επιδοτούµενες καλλιέργειες κατά την ιστορική περίοδο 2000-2002, µε βάση τη µέση στρεµµατική απόδοση των τριών αυτών ετών και ποσοστά αποδέσµευσης από την παραγωγή µέχρι 100%. Αυτό σηµαίνει ότι, ανεξάρτητα µε το είδος της καλλιέργειας που ο παραγωγός θα εγκαταστήσει τα επόµενα χρόνια στους αγρούς όπου καλλιεργούσε επιδοτούµενο προϊόν, θα του χορηγείται το ποσοστό αποδεσµευµένης ενίσχυσης της παρελθούσης επιδοτούµενης καλλιέργειας, όπως αυτό οριστεί σε εθνικό επίπεδο. Η καλλιέργεια ενεργειακών φυτών για παραγωγή βιοκαυσίµων, σε γεωργική γη, επιφέρει ειδική ενίσχυση 45 ευρώ ανά εκτάριο. Το 2005, εντάχθηκαν στο µέτρο της ειδικής αυτής ενίσχυσης 0.5 εκατοµµύρια εκτάρια µε όριο για πλήρη απολαβή της ενίσχυσης τα 1.5 εκατοµµύρια εκτάρια. Παρά το γεγονός ότι το Υπουργείο Αγροτικής Ανάπτυξης δεν έχει ορίσει ακόµη ποσοσστά αποδέσµευσης για τις διάφορες καλλιέργειες, επιχειρήθηκε να εκτιµηθεί η καθαρή πρόσοδος στον παραγωγό που θα αποφασίσει να εγκαταστήσει ενεργειακές καλλιέργειες (επιλέχθηκαν τα παραδείγµατα καλλιέργειας ηλίανθου (πίνακας 6) για παραγωγή φυτικού λαδιού και biodiesel, και καλλιέργειας γλυκού σόργου (πίνακας 7) για παραγωγή βιοαιθανόλης από απλά σάκχαρα) σε αντικατάσταση καλλιεργειών βαµβακιού, αραβόσιτου, µαλακού και σκληρού σιταριού, και ποσοστά αποδεσµευµένης ενίσχυσης από 50% ως 100%. Πίνακας 6. Εκτιµώµενη πρόσοδος αντικατάστασης µέρος ή του συνόλου (100%) παραδοσιακών εκτατικών καλλιεργειών µε ηλίανθο για παραγωγή βιοντήζελ Ηλίανθος Ξηρικός µε Ποτιστικός βροχοπτώσεις Απόδοση (kg/στρ) 300 380 Τιµή πώλησης ( /στρ) 0.18 0.18 Καθαρή πρόσοδος ( /στρ) Ποσοστό αποδέσµευσης Σε αντικατάσταση 100% 65% 50% Τιµή αναφοράς Βαµβάκι 197 134.4 154.48 Καπνός 281 Αραβόσιτος 77.5 141.54 Σιτάρι σκληρό 79 56.5 59.19 Σιτάρι µαλακό 46.11 39.5 19.54 8

Πίνακας 7. Εκτιµώµενη πρόσοδος αντικατάστασης µέρος ή του συνόλου (100%) παραδοσιακών εκτατικών καλλιεργειών µε γλυκό σόργο για παραγωγή βιοαιθανόλης Γλυκό σόργο Απόδοση (kg/στρ) 1200 Πρόσοδος από πώληση 152.6 προϊόντος ( /στρ) Καθαρή πρόσοδος ( /στρ) Ποσοστό αποδέσµευσης Σε αντικατάσταση 100% 65% 50% Τιµή αναφοράς Βαµβάκι 333 270 154.48 Καπνός 281 Αραβόσιτος 199 175 141.54 Σιτάρι σκληρό 200 176 59.19 Σιτάρι µαλακό 166 159 19.54 Σύµφωνα µε τα διάφορα πιθανά σενάρια, η καλλιέργεια του ηλίανθου φαίνεται να αποφέρει συµφέρουσα καθαρή πρόσοδο στον παραγωγό σε ξερικά χωράφια, σε αντικατάσταση καλλιεργειών σιταριού, ενώ η πρόσοδος του παραγωγού δεν εξασφαλίζεται στην περίπτωση αντικατάστασης βαµβακιού ή αραβόσιτου. Ενδιαφέρον πιθανώς να έχει και η περίπτωση καλλιέργειας ηλίανθου σε αντικατάσταση καπνού, λόγω της υψηλής χορηγούµενης ενίσχυσης στην περίπτωση αυτή, αλλά πρέπει να υπάρξουν διευκρινήσεις από το Υπουργείο Αγροτικής Ανάπτυξης. Η καλλιέργεια του γλυκού σόργου, λόγω των πολύ υψηλών αποδόσεων, φαίνεται να µπορεί να σταθεί σε όλες τις περιπτώσεις αντικατάστασης υπαρχουσών καλλιεργειών, από τις οποίες σηµειώτεον ότι αυτές του µαλακού και σκληρού σιταριού δίνονται µόνο για αναφορά, αφού η καλλιέργεια γλυκού σόργου αφορά µόνο ποτιστικούς αγρούς. Το εισόδηµα µάλιστα του παραγωγού φαίνεται να µπορεί να εξασφαλισθεί και µε ελάχιστη έως καθόλου οικονοµική ενίσχυση, δηλαδή µόνο από την πρόσοδο πώλησης του προϊόντος. Μια αντίστοιχη εργασία των Danalatos et al. (2007) αναφέρει πως µε την αλλαγή της ΚΑΠ, οι συνθήκες είναι πιο ώριµες για την στροφή των αγροτών προς τα ενεργειακά φυτά, παρόλο που δεν υπάρχει απευθείας επί πλέον ουσιαστική επιδότηση για τα ενεργειακά φυτά. Η καλλιέργεια της αγριοαγκινάρας φαίνεται να υπερτερεί κατά πολύ του σιταριού µε κέρδος 100/ στρ, ενώ υπό προϋποθέσεις (π.χ. άρδευση ή γόνιµο έδαφος) αγγίζει το εισόδηµα του αποφέρει η καλλιέργεια του βαµβακιού στον παραγωγό. 5. Περιβαλλοντικές επιπτώσεις από την επέκταση των ενεργειακών καλλιεργειών Η οδηγία για τα βιοκαύσιµα επηρεάζει τη ζήτηση ποικιλίας καλλιεργειών στην Ευρώπη: καλλιεργειών ελαιούχων προϊόντων, όπως ελαιοκράµβη, ηλίανθος και σόγια, για τη µετατροπή τους σε ντίζελ βιολογικής προέλευσης (βιοντίζελ) και καλλιεργειών αµύλου, όπως σίτος και ζαχαρότευτλα που παρέχουν πρώτες ύλες για την παραγωγή βιοαιθανόλης, η οποία είναι υποκατάστατο του πετρελαίου. Η τρέχουσα διάρθρωση τιµών και η ζήτηση προϊόντων διατροφής στην Ευρώπη και παγκοσµίως συνεπάγεται ότι η αυξηµένη ζήτηση για βιοκαύσιµα µπορεί να ικανοποιηθεί µόνο εν µέρει, µε τη µείωση της παραγωγής προϊόντων διατροφής από 9

ενδεχόµενες καλλιέργειες για την παραγωγή βιοκαυσίµων. Η συνολική καλλιεργούµενη έκταση είναι συνεπώς πιθανόν ότι θα αυξηθεί. Μελέτες καταδεικνύουν ότι, εάν επιτευχθεί ο στόχος του 5.75 % που καθορίζεται στην οδηγία για τα βιοκαύσιµα και η συνολική παραγωγή είναι εγχώρια, οι καλλιέργειες που προορίζονται για την παραγωγή βιοκαυσίµων θα αντιστοιχούν σε ποσοστό 4 έως 13 % των συνολικών γεωργικών γαιών στην ΕΕ των 25. Εάν οι εκτάσεις σε µακροχρόνια αγρανάπαυση χρησιµοποιούνται για την παραγωγή ενεργειακών καλλιεργειών ή για την εντατική παραγωγή προϊόντων διατροφής, προκειµένου να ικανοποιηθεί η αυξηµένη ζήτηση γης, θα αποδεσµευτούν µεγάλες ποσότητες CO 2 πιθανώς αρκετές για να ανατρέψουν για πολλά χρόνια τα οφέλη από τη στροφή στα βιοκαύσιµα. Η ΕΕ έχει θέσει ως στόχο την ανάσχεση της απώλειας βιοποικιλότητας στην Ευρώπη πριν από το 2010. Η προστασία των γεωργικών γαιών υψηλής φυσικής αξίας στην Ευρώπη, οι οποίες χαρακτηρίζονται κυρίως από εκτατικές γεωργικές πρακτικές, έχει αναγνωριστεί ως βασικός παράγοντας για την επίτευξη του στόχου αυτού. Πρόσφατη έκθεση του προγράµµατος των Ηνωµένων Εθνών για το περιβάλλον (UNEP) και του Ευρωπαϊκού Οργανισµού Περιβάλλοντος προβάλλει τη σηµασία τέτοιων γεωργικών εκτάσεων και επισηµαίνει τη σοβαρή υποβάθµιση της κατάστασης διατήρησης των περιοχών αυτών. Η χρησιµοποίηση των εκτάσεων που έχουν χρησιµοποιηθεί για εκτατική καλλιέργεια για την παραγωγή ενεργειακών καλλιεργειών ή την εντατική παραγωγή προϊόντων διατροφής, προκειµένου να εξυπηρετηθεί η αυξηµένη ζήτηση γης, θα οδηγήσει στην απώλεια βιοπικιλότητας, επειδή στις περισσότερες περιπτώσεις η µετατροπή αυτή συνεπάγεται πρότυπα εντατικοποίησης της παραγωγής. Συµπεράσµατα Η στροφή προς τη χρήση βιοκαυσίµων είναι πλέον πραγµατικότητα. Η χρήση όµως των βιοκαυσίµων συνδέεται άµεσα αλλά και εξαρτάται από την προµήθεια των απαραίτητων πρώτων υλών. Η πραγµατική πρόκληση όµως από εδώ και πέρα θα είναι η αξιοποίηση των νέων ευνοϊκών συνθηκών που έχουν διαµορφωθεί προς όφελος της ελληνικής γεωργίας και της εγχώριας παράγωγής η οποία αναµένεται και πρέπει να παίξει καθοριστικό ρόλο στην παραγωγή των πρώτων υλών µε τις καλλιέργειες ενεργειακών φυτών. Με τη νέα Κοινή Αγροτική Πολιτική και χάρη στις µεγάλες δυνατότητες για υψηλές στρεµµατικές αποδόσεις ενεργειακής βιοµάζας στην Ελλάδα, οι Έλληνες αγρότες µπορούν να βρουν µια ενδιαφέρουσα εναλλακτική καλλιέργεια µέσα από την προοπτική παραγωγής βιοκαυσίµων. Βιβλιογραφία 1. Alexopoulou E, Christou M, Cosentino SL, Danalatos NG, Archontoulis SV, Veccheit M, Picco D, Venturi G, Virgillo N, Fernando AL, Tenorio JL, Gonzalez J, Gosse G, Lips S, van Berg D, Heaton R, 2005. Biokenaf, a European Network for Biomass Production Chain of Kenaf. 14 th European Biomass Conference and Exhibition: Biomass for Energy, Industry and Climate Protection. Proceedings of the 14 th European Biomass Conference, 17 21 October, Paris, France, pp. 290 293 2. Bartzanas Τ., Giaglaras P, Kittas C., 1999. Types, Equipment. Energetic Evaluation and Potential Energy Saving in the Greenhouses of Magnesia Region(GR). Proceedings of the 1st National Conference of Agriculture Engineers, Athens 1999, 109-120. 10

3. Geronikolou L., Danalatos N. G., Kalavriotou P., Archondoulis S., Papadakis G., 2004. An experimental study of sunflower oil production in Greece to be used as an alternative fuel. Proceedings 2nd World Biomass Conference- Rome, 10-14 May 2004. 4. Γερονικολού Λ., Κυρίτσης Σ., 2004. Έκθεση αποτελεσµάτων επιδεικτικής καλλιέργειας Ηλίανθου στον κάτω Μόρνο, 2004. 5. Danalatos NG, Archontoulis SV, 2004. Potential growth and biomass productivity of kenaf under central Greek conditions: II. the influence of variety, sowing time and plant density. In: Van Swaalj, W.P.M., Fjalistrom, T., Helm, P., Grassi, A. (Ed.), Biomass for Energy, Industry and Climate Protection. Proceedings of the 2 nd World Biomass Conference, 10 14 May, Roma, Italy, pp 319 322. 6. Danalatos NG, Archontoulis SV, Geronikolou L, Papadakis G, 2005. Irrigation and N-fertilization effects on growth and productivity of three sunflower hybrids in an aquic soil in central Greece. In: M.J Pascual- Villalobos, F.S. Nakayama, C.A. Bailey, E. Correal and W.W. Schloman, Jr. Proceeding of 2005 Annual Meeting of the Association for Advancement of Industrial Crops: International Conference on Industrial Crops and Rural Development 17 21 September 2005, Murcia, Spain, pp 129 138. 7. Danalatos NG, Gintsioudis II, Skoufogianni E, Giannoulis K, Chatzidimopoulos M, Gournezakis G, Alexopoulou E, Archontoulis SV, 2006. Three Years Kenaf Cultivation In Central Greece: Assessment And Future Perspectives. International Conference, on Information Systems, Sustainable Agriculture, Agro-environment and Food technology, Volos, Greece, September 20 23, pp. 382 386. 8. Danalatos NG, Archontoulis SV, Mitsios I, 2007a. Potential growth and biomass productivity of Miscanthus sinensis as affected by plant density and N-fertilization in central Greece. J. Biomass & Bioenergy (2007) 31: 145 152. 9. Danalatos NG, Archontoulis SV, Giannoulis K, Rozakis S, 2007b. Miscanthus and Cardoon as alternative energy crop for solid fuel production in Greece. 15 th European Biomass Conference and Exhibition: Biomass for Energy, Industry and Climate Protection, 7 11 May, Berlin, German 10. Jensen P., 2003:Scenario analysis of consequence of renewable energy policies for land area requirements for biomass production [µελέτη για τη Γ ΚΚΕρ/IPTS (Ινστιτούτο Τεχνολογικών Προβλέψεων)], 2003. 11. World agriculture: Towards 2015/2030 An FAO perspective,. Jelle Bruinsma, Earthscan, London, May 2003. 11