Ολοκληρωμένη μελέτη και διαχείριση ενεργειακών καλλιεργειών και υπολειμμάτων τους για την παραγωγή βιοκαυσίμων και ενέργειας Από την καλλιέργεια στη μεταποίηση Γ. Ζανάκης, Ν. Μαριόλης, Α. Ζαμπανιώτου, Β. Σκουλού, Ζ. Σαμαράς, Γ. Φονταράς, Γιώργος Ζανάκης M.Sc, Ph.D Διευθυντής Τεχνικής Υποστήριξης Pioneer Hi Bred Hellas A.E.
Ενεργειακές Καλλιέργειες φυτάμονοετήκαιπολυετήπου ηπαραγωγήτους μπορεί να χρησιμοποιηθεί για ενεργειακούς σκοπούς
Τι είναι τα βιοκαύσιμα; Σύμφωνα με το άρθρο 2 της οδηγίας 2003/30/ΕΚ «βιοκαύσιμα είναι τα υγρά ή αέρια καύσιμα τα οποία παράγονται από την βιομάζα.» Το βιοντίζελ είναι ένα βιολογικής προέλευσης βιοκαύσιμο, το οποίο παράγεται από την μετεστεροποίηση φυτικών ή ζωικών ελαίων. Το τελικό προϊόν αυτής της διεργασίας είναι ένα καύσιμο με ίδιες ιδιότητες με αυτές του ντίζελ από αργό πετρέλαιο, με χαμηλότερο όμως ιξώδες.
Τί είναι βιομάζα; Βιομάζα από Ενεργειακές Καλλιέργειες Υπολείμματα φυτικής και ζωικής προέλευσης
Δυνατότητες ανάπτυξης βιοκαυσίμων από εγχώριες πρώτες ύλες Βιοντήζελ: φυτικά σπορέλαια Βιοαιθανόλη : καλαμπόκι, τεύτλα, σιτάρι, κριθάρι, γλυκό σόργο
Είδη φυτών μεγάλης καλλιέργειας με υψηλή περιεκτικότητα σε λάδι Ελαιοκράμβη Ηλίανθος Σόγια Βαμβάκι
Αντικείμενα του έργου Η μελέτη των παραδοσιακών και νέων καλλιεργειών (ηλίανθος, βαμβάκι, σόγια και ελαιοκράμβη) υπό πραγματικές συνθήκες (επίπεδο παραγωγού). (Pioneer Hi-Bred Hellas A.E.) Η αξιολόγηση γενετικού υλικού (υβρίδια και ποικιλίες) των καλλιεργειών αυτών. (Pioneer Hi-Bred Hellas A.E.) Η εξαγωγή ελαίου από την κάθε καλλιέργεια και η αξιολόγηση του για την παραγωγή βιοντίζελ. (Εργαστήριο Εφαρμοσμένης Θερμοδυναμικής ΑΠΘ) Προσαρμοστική ικανότητα Η διερεύνηση των δυνατοτήτων αξιοποίησης των υπολειμμάτων των καλλιεργειών αυτών για την παραγωγή ενέργειας. (Τμήμα Χημικών Μηχανικών ΑΠΘ) Η οικονομική αξιολόγηση των καλλιεργειών για την παραγωγή των βιοκαυσίμων. (Pioneer Hi-Bred Hellas A.E. - Τμήμα Χημικών Μηχανικών ΑΠΘ)
Συγκριτική αξιολόγηση Ελαιοκράμβη Ηλίανθος Σόγια Βαμβάκι Κιλά/στρ 1 Λίτρα βν/στρ 150-300 45-90 150-250 43-75 180-250 30-45 140-180 20-25 Κιλά/στρ 2 100-350 120-400 300-450 100-250 Λίτρα βν/στρ 30-106 43-144 48-72 14-34 Λίτρα βν/στρ 3 119 95 45 32 1 Εργ. Γενετικής Βελτίωσης Φυτών Παν. Θεσσαλίας 2 Pioneer Hi Bred Hellas A.E. 3 Vegetable oil yields: Journey to Forever
Ελαιοκράμβη Γεωτεχνικά Στοιχεία Υβρίδια Περιοχή 36W31 Κιλά/στρ 36W31 % υγρ. 45D01 Κιλά/στρ VERONA ALESSANDRIA 395 290 10,8 10,2 421 313 9,4 10,3 ΘΕΣΣΑΛΟΝΙΚΗ 303 9,5 ΑΙΓΑΝΗ 335 9,0 Πηγή Pioneer Hi Bred Hellas A.E. 2006 45D01 % υγρ.
Ελαιοκράμβη Γεωτεχνικά Στοιχεία Περιοχή 45D01 Κιλά/στρ ΟΡΕΣΤΙΑΔΑ 180 46W31 Κιλά/στρ 210 ΔΡΑΜΑ 221 220 ΚΙΛΚΙΣ 100 125 ΘΕΣΣΑΛΟΝΙΚΗ 363 274 ΒΙΟΤΙΑ 210 345 ΜΕΣΣΗΝΙΑ 201 190 Πηγή Pioneer Hi Bred Hellas A.E. 2007
Ελαιοκράμβη Αποδοτικότητα - Ανάπτυξη Χώρα απόδοση Κιλά/στρ εισροές Ε/κιλό Τιμή παραγωγού Ε/κιλό ΙΡΛΑΝΔΙΑ 1 ΓΑΛΛΙΑ 2 ΙΤΑΛΙΑ 2 400 290-350 300-400 0,12* 0,11* ΕΛΛΑΔΑ 2 250-350 0,14* 0,25 1 ΕΒΝetworks TEAGASC Ireland 2003 2 Pioneer Hi Bred Hellas A.E * Σύνολο κόστους 0,23
Σόγια Γεωτεχνικά Στοιχεία Περιοχή 92Β63 Κιλά/στρ 92Β63 % υγρ. 9244 Κιλά/στρ 9244 % υγρ. 460 380 11,8 11,0 280 280 10,8 ΗΜΑΘΙΑ 425 14,0 473 17,0 335 10,0 265 10,0 ΚΑΒΑΛΑ 1 9,6 ΚΑΒΑΛΑ 2 ΠΡΕΒΕΖΑ Πηγή Pioneer Hi Bred Hellas A.E. 2006
Σόγια Γεωτεχνικά Στοιχεία Λίπανση Απόδοση Υγρασία Έλαιο Έλαιο /Στρ ΤΟΠΟΘΕΣΙΑ Ποικιλίες Άρδευση ΝΡΚ Kg/στρ. % % ΑΛΕΞΑΝΔΡΕΙΑ Πλήρης 6 6 6 PR 9244 415 14,00 22,76 94 PR92B63 473 17,00 20,72 ΚΡΗΝΙΔΕΣ Πλήρης 3 5 5 PR 9244 280 9,60 23,41 66 PR92B63 460 11,80 18,94 87 ΦΙΛΙΠΠΟΙ ΌΧΙ 3 5 5 10,80 20,50 67 PR 9244 280 PR92B63 380 ΘΕΣΠΡΩΤΙΑ Πλήρης 5 6 6 11,00 19,48 71 PR 9244 330 PR92B63 395 ΠΡΕΒΕΖΑ Πλήρης 3 5 5 PR 9244 265 10,00 21,86 58 PR92B63 335 10,00 21,69 73
Ηλίανθος Γεωτεχνικά Στοιχεία Περιοχή 63Α90 Κιλά/στρ 64Α14 Κιλά/στρ 64Α70 Κιλά/στρ 64Α63 Κιλά/στρ 180 ΟΡΕΣΤΙΑΔΑ 2 283 467 450 283 ΟΡΕΣΤΙΑΔΑ 3 90 153 166 127 ΘΕΣΣΑΛΟΝΙΚΗ 122 102 91 131 ΣΕΡΡΕΣ 444 460 465 474 ΟΡΕΣΤΙΑΔΑ 1 128 Πηγή Pioneer Hi Bred Hellas A.E. 2006
Ηλίανθος Γεωτεχνικά Στοιχεία Υβρίδια Άρδευση Λίπανση Απόδοση Υγρασία Έλαιο ΝΡΚ Kg/στρ. % % ΟΡΕΣΤΙΑΔΑ OXI OXI PR64Α70 450 8,20 42,73 PR64A14 467 7,20 40,63 PR64A63 283 6,40 47,44 PR63A90 283 7,80 45,00 ΘΕΣΣΑΛΟΝΙΚΗ ΟΧΙ ΟΧΙ PR64Α70 91 7,80 35,72 PR64A14 102 8,00 34,32 PR64A63 131 7,80 34,94 ΣΕΡΡΕΣ PR63A90 122 7,20 37,15 ΠΛΗΡΗΣ 3 5 5 PR64Α70 465 6,80 44,46 PR64A14 460 6,60 44,45 PR64A63 474 6,80 46,31 PR63A90 444 6,20 45,39
Ηλίανθος Γεωτεχνικά Στοιχεία ΤΟΠΟΘΕΣΙΑ ΕΛΑΙΟ % ΥΓΡΑΣΙΑ % ΠΑΡΑΓΩΓΗ ΚΙΛΑ/ΣΤΡ ΕΛΑΙΟ ΚΙΛΑ / ΣΤΡ ΟΡΕΣΤΙΑΔΑ 43,60 6,8 134 58 Μ.ΔΟΞΙΠΑΡΑ 43,95 7,4 371 163 ΠΕΝΤΑΛΟΦΟΣ ΣΕΡΡΕΣ ΘΕΣΣΑΛΟΝΙΚΗ ΑΛΕΞΑΝΔΡΕΙΑ ΦΛΩΡΙΝΑ 44,04 45,19 35,53 44,59 40,71 7,5 6,6 7,7 7,0 8,6 154 461 112 - - 68 208 40 - -
Βαμβάκι ΤΟΠΟΘΕΣΙΑ ΓΙΑΝΝΙΤΣΑ Λίπανση Μ. Απόδοση Υγρασία Έλαιο ΝΡΚ Kg/στρ. % % Έλαιο /Στρ ΛΑΡΙΣΑ 6-2-3 463 10,00 18,96 88 ΛΟΚΡΙΔΑ 15-6-6 413 9,80 18,68 77 15-7-7 377 10,00 18,57 70
Συγκριτικό κόστος παραγωγής ΕΙΔΟΣ ΣΤΡ. ΑΠΟΔΟΣΗ ΤΙΜΗ ΔΙAΘΕΣΗΣ ΚΟΣΤΟΣ ΠΑΡΑΓΩΓΗΣ ΠΑΡΑΤΗΡΗΣΕΙΣ ΚΙΛΑ / ΣΤΡ ΕΥΡΩ / ΚΙΛΟ ΕΥΡΩ / ΚΙΛΟ ΒΑΜΒΑΚΙ 350 0,33 0,5 ΥΨΗΛΕΣ ΕΙΣΡΟΕΣ, ΓΙΑΝΝΙΤΣΑ ΒΑΜΒΑΚΙ 130 0,3 0,43 ΧΑΜΗΛΕΣ ΕΙΣΡΟΕΣ, ΚΟΜΟΤΗΝΗ ΕΛΑΙΟΚΡΑΜΒΗ 160 0,25 0,28 ΥΨΗΛΕΣ ΕΙΣΡΟΕΣ, ΑΙΓΑΝΗ ΕΛΑΙΟΚΡΑΜΒΗ 330 0,25 0,27 ΧΑΜΗΛΕΣ ΕΙΣΡΟΕΣ, ΠΤΟΛΕΜΑΙΔΑ ΣΟΓΙΑ 425? 0,24 ΥΨΗΛΕΣ ΕΙΣΡΟΕΣ, ΣΕΡΡΕΣ ΣΟΓΙΑ 370? 0,26 ΥΨΗΛΕΣ ΕΙΣΡΟΕΣ, ΚΑΒΑΛΑ ΗΛΙΑΝΘΟΣ 134 0,25 0,32 ΧΑΜΗΛΕΣ ΕΙΣΡΟΕΣ, ΞΗΡΙΚΟ, ΟΡΕΣΤΙΑΔΑ ΗΛΙΑΝΘΟΣ 371 0,25 0,12 ΗΛΙΑΝΘΟΣ 113 0,25 0,19 ΧΑΜΗΛΕΣ ΕΙΣΡΟΕΣ, ΑΡΔΕΥΣΗ, ΟΡΕΣΤΙΑΔΑ ΧΑΜΗΛΕΣ ΕΙΣΡΟΕΣ, ΞΗΡΙΚΟ, ΙΔΙΟΚΤΗΤΟ, ΘΕΣΣΑΛΟΝΙΚΗ ΗΛΙΑΝΘΟΣ 461 0,25 0,21 ΥΨΗΛΕΣ ΕΙΣΡΟΕΣ, ΣΕΡΡΕΣ
ΥΠΟΛΕΙΜΜΑΤΑ Και οι 4 καλλιέργειες μπορούν να αποδώσουν αέρια προιόντα μέσης εως υψηλής θερμογόνου δύναμης που μπορούν να χρησιμοποιηθούν απευθείας σε τουρμπίνες και μηχανές εσωτερικής καύσης Η σόγια και η ελαιοκράμβη παρήγαγαν αέριο με την μεγαλύτερη θερμογόνο δύναμη (14MJ/m 3 περίπου) Ο ηλίανθος είχε την μεγαλύτερη περιεκτικότητα σε υδρογόνο και θεωρείται κατάλληλο είδος και για παραγωγή υδρογόνου
ΕΚΠΟΜΠΕΣ ΟΧΗΜΑΤΩΝ Μίγματα μη εστεροποιημένων φυτικών ελαίων με ντίζελ καθώς και βιοντίζελ με ντίζελ σε αναλογία 10% κο χρησιμοποιήθηκαν σε πραγματικό όχημα Η χρήση βιοντίζελ σε ποσοστό 10% δεν επηρεάζει την κατανάλωση καυσίμου και τις εκπομπές CO 2 Οι εκπομπές ΝΟχ κυμαίνονται στα ίδια επίπεδα των εκπομπών αναφοράς με μικρές βελτιώσεις στατιστικά μη σημαντικές Οι εκπομπές σωματιδιακής μάζας είναι κατά 25% περίπου χαμηλότερες σε όλους τους κύκλους οδήγησης Βιοντίζελ από σόγια σε ποσοστό 10% κο δεν έχει προκαλέσει μηχανικά η άλλα προβλήματα στη λειτουργία του οχήματος
Προκλήσεις Εξελισσόμενη βιομηχανία που αναζητά πρώτη ύλη Ανάγκη για την επιτυχή εισαγωγή & ανάπτυξη της καλλιέργειας Ευρωπαική πρώτη ύλη από ελαιοκράμβη δεν μπορεί να καλύψει το σύνολο των αναγκών για τον στόχο του 2010 Ανάγκη για την αξιοποίηση του ηλίανθου, της σόγιας, της ελαιοκράμβης & του βαμβακόσπορου στην χώρα μας Έρευνα για τον προσδιορισμό των βέλτιστων συστημάτων αμειψισποράς
Προκλήσεις Έλεγχος του κόστους της πρώτης ύλης Ικανές εισροές για υψηλή στρεμματική παραγωγή σε αντιδιαστολή με την οριζόντια και τυφλή περικοπή γεωργικών εισροών Έλεγχος - μείωση των εισροών διαμέσου της κατανόησης της φυσιολογίας της κάθε καλλιέργειας Το κόστος μεταφοράς είναι δυσανάλογα μεγάλο για ογκώδη προιόντα Αν οι ενεργειακές καλλιέργειες δεν αποβούν οικονομικά επωφελείς στους παραγωγούς θα αποτύχουν
Προκλήσεις Επαγγελματική προσέγγιση στην επεξεργασία και τον χειρισμό του πλακούντα των σπόρων ως υψηλής αξίας ζωοτροφή και όχι ως υποπροιόν Προτεραιότητα στην προώθηση και την εκπαίδευση του κτηνοτρόφου στην χρήση της πίτας των νέων καλλιεργειών Η χρήση των φυτικών ελαίων για την κάλυψη των ενεργειακών αναγκών του αγρότη που τα παράγει Θετική ανταπόκριση από την βιομηχανία καυσίμων και κινητήρων Ασφαλές θεσμικό περιβάλλον και πολιτική βούληση για την ανάπτυξη της αλυσίδας παραγωγής
Παράγοντες - Κλειδιά Ερευνητικοί Φορείς Εταιρείες Σπόρων Παραγωγοί Μεσίτες Μεταποιητές-εξαγωγή ελαίου Παραγωγοί Bιοντίζελ Εταιρείες καυσίμων Κυβέρνηση και EΕ Οικολογικές οργανώσεις Παραγωγοί ζωοτροφών Ζωοτέχνες - Κτηνίατροι
Προσέγγιση Pioneer Η Pioneer έχει χαρακτηρίσει όλα τα υβρίδια και τις ποικιλίες της με βάση την μεταποιητική τους εξειδίκευση και αξία Επιπλέον συνεργάζεται στενά με την βιομηχανία με στόχο την επιπρόσθετη αξία για όλη την αλυσίδα παραγωγής Σόγια High Protein / Oil Low Linolenic Clear Hila Ελαιοκράμβη MAXIMUS High Oil Ηλίανθος High Oil High Oleic
Προβλήματα στην καλλιέργεια & την μεταποίηση : παραγωγός Κακή ψυχολογία Εξαρτώμενος από την επιδότηση Έλλειψη ενημέρωσης Ανέτοιμος για εμπορία και σύνδεση με την μεταποίηση & την βιομηχανία Υψηλό κόστος παραγωγής
Προβλήματα στην καλλιέργεια & την μεταποίηση : διαχείριση Α ύλης Προσδιορισμός της υγρασίας (χωράφι παραλαβή) Συλλογή μεταφορά τοπικό ξηραντήριο / σιλό Μεγάλη απόσταση μεταξύ τόπου παραγωγής και μεταποίησης ΥΨΗΛΟ ΚΟΣΤΟΣ Συντονισμός συγκομιδής, μεταφοράς
Προβλήματα στην καλλιέργεια & την μεταποίηση : μεταποιητής παραγωγός βιοντήζελ Εξαγωγή του λαδιού από τον σπόρο Διάθεση της γλυκερίνης Αξιοποίηση του πλακούντα των σπόρων
Προβλήματα στην καλλιέργεια & την μεταποίηση : θεσμικό πλαίσιο Έλλειψη ολοκληρωμένης εθνικής στρατηγικής στο επίπεδο του γεωργικού τομέα
Με δεδομένη την ραγδαία εξέλιξη της σχετικής τεχνολογίας η καλλιέργεια φυτών για την παραγωγή ενέργειας τον 21 αιώνα μπορεί κάλλιστα να εξελιχθεί σε αποδοτική και σωτήρια διαδικασία. Στην παγκόσμια πλέον και αναπτυσσόμενη αγορά υπάρχουν συναρπαστικές προκλήσεις στην παραγωγή τροφής, βιοκαυσίμων, ζωοτροφών και άλλων προιόντων. Τα προιόντα Pioneer Industry Select προσφέρουν την χρυσή τομή μεταξύ στρεμματικής απόδοσης και αξίας του τελικού βιομηχανικού προιόντος. Τεχνολογία Σπόρων Παραγωγός Μεταποίηση Βιομηχανία Τροφή Ζωοτροφές Bio-fuels Bιοκαύσιμα Προιόντα
Eυχαριστίες Ευχαριστίες στην ΕΕ (ΕΚΤ) καιτουπαν (ΓΓΕΤ) που μαζί με την Pioneer hi bred Hellas A.E. χρηματοδότησαν το έργο στα πλαίσια του ΠΑΒΕΤ2005