Καλλιέργεια ενεργειακών φυτών

Η παραγωγή βιοντίζελ και βιοαιθανόλης από ενεργειακά φυτά, όπως ο ηλίανθος, η ελαιοκράμβη, το γλυκό σόργο και η αγριαγκινάρα, υπόσχεται ικανοποιητικό εισόδημα και ενεργειακή επάρκεια για ίδια χρήση των επενδυτών

Ενα ανεξάντλητο... κοίτασμα βιοκαυσίμων κρύβεται στα ενεργειακά φυτά, η καλλιέργεια των οποίων αποτελεί μία πρώτης τάξης εναλλακτική πρόταση στον αγροτικό τομέα, με σημαντικές προοπτικές ανάπτυξης εντός και εκτός ελληνικών συνόρων.

Η παραγωγή βιοντίζελ και βιοαιθανόλης από ενεργειακά φυτά, όπως ο ηλίανθος, η ελαιοκράμβη, το γλυκό σόργο και η αγριαγκινάρα, υπόσχεται ικανοποιητικό εισόδημα και ενεργειακή επάρκεια για ίδια χρήση των επενδυτών.

Οι «Επαγγελματικές Ευκαιρίες», με τη βοήθεια του γεωπόνου Κάσσανδρου Γάτσιου, «χαρτογραφούν» ένα προς ένα όλα τα ενεργειακά φυτά και αναλύουν όλα τα μυστικά της καλλιέργειάς τους, δίνοντας απαντήσεις για το ενεργειακό ισοζύγιο, τις οικονομικές και στρεμματικές αποδόσεις, το κόστος εγκατάστασης, τις καλλιεργητικές μεθόδους, καθώς και τα πλεονεκτήματα και τα μειονεκτήματα της παραγωγής βιοκαυσίμων.

Γενικά ως βιομάζα ορίζεται η ύλη που έχει βιολογική (οργανική) προέλευση. Πρακτικά στον όρο βιομάζα εμπεριέχεται οποιοδήποτε υλικό προέρχεται άμεσα ή έμμεσα από τον φυτικό κόσμο.

• Οι φυτικές ύλες που προέρχονται είτε από φυσικά οικοσυστήματα, όπως π.χ. τα αυτοφυή φυτά και τα δάση, είτε από τις ενεργειακές καλλιέργειες (έτσι ονομάζονται τα φυτά που καλλιεργούνται ειδικά με σκοπό την παραγωγή βιομάζας για παραγωγή ενέργειας) γεωργικών και δασικών ειδών, όπως π.χ. το γλυκό σόργο, το καλάμι, ο ευκάλυπτος κ.ά.

• Τα υποπροϊόντα και τα κατάλοιπα της φυτικής, ζωικής, δασικής και αλιευτικής παραγωγής, όπως π.χ. τα άχυρα, στελέχη αραβόσιτου, στελέχη βαμβακιάς, κλαδοδέματα, κλαδιά δένδρων, φύκη, κτηνοτροφικά απόβλητα, κ.ά.

• Τα υποπροϊόντα που προέρχονται από τη μεταποίηση ή την επεξεργασία των υλικών αυτών, όπως π.χ. τα ελαιοπυρηνόξυλα, υπολείμματα εκκοκκισμού βαμβακιού, το πριονίδι κ.ά.

• Το βιολογικής προέλευσης μέρος των αστικών λυμάτων και σκουπιδιών.

Στην Ελλάδα, τα διαθέσιμα γεωργικά και δασικά υπολείμματα για κάθε έτος ισοδυναμούν ενεργειακά με 3-4 εκατομμύρια 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 στη χώρα μας.

Το σύνολο της άμεσα διαθέσιμης βιομάζας στην Ελλάδα συνίσταται από περίπου 7.500.000 τόνους υπολειμμάτων γεωργικών καλλιεργειών, καθώς και από 2.700.000 τόνους δασικών υπολειμμάτων υλοτομίας (κλάδοι, φλοιοί κ.ά). Η Ευρωπαϊκή Ενωση καθιέρωσε την οδηγία 2030/30/ΕΚ η οποία ορίζει να γίνει αντικατάσταση των ορυκτών καυσίμων (βενζίνης και πετρελαίου για τις μεταφορές) μέχρι το 2010 έως και 5,75%, μέχρι το 2020 στο 20% και μέχρι το 2030 στο 30%.

Το βιοντίζελ: χρησιμοποιείται ως υποκατάστατο του πετρελαίου κίνησης, αυτούσιο είτε σε ανάμειξη με το συμβατικό ντίζελ. Παράγεται από έλαια και ζωικά λίπη.

Η βιοαιθανόλη: χρησιμοποιείται ως υποκατάστατο της βενζίνης στην κίνηση των οχημάτων, αυτούσιο ή σε ανάμειξη με τη βενζίνη.

Οι αποδόσεις, το ενεργειακό ισοζύγιο και τα πλεονεκτήματα

Στις ενεργειακές καλλιέργειες περιλαμβάνονται ορισμένα καλλιεργούμενα είδη όσο και άγρια φυτά, που έχουν σαν σκοπό την παραγωγή βιομάζας, η οποία μπορεί στη συνέχεια να χρησιμοποιηθεί για διαφόρους ενεργειακούς σκοπούς.

Οι ενεργειακές καλλιέργειες διακρίνονται σε ετήσιες (ελαιοκράμβη, αραβόσιτος, γλυκό και κυτταρινούχο σόργο, κενάφ, ηλίανθος, κριθάρι, ζαχαρότευτλα, σιτάρι) και πολυετείς (μίσχανθος, αγριοαγκινάρα, «Switchgrass», καλάμι). Οι ενεργειακές καλλιέργειες που μπορούν να χρησιμοποιηθούν στην Ελλάδα για την παραγωγή υγρών βιοκαυσίμων είναι ο ηλίανθος και η ελαιοκράμβη για παραγωγή βιοντίζελ και το κριθάρι, το σιτάρι, τα τεύτλα, ο αραβόσιτος και το γλυκό σόργο για βιοαιθανόλη. Ο ηλίανθος μπορεί να δώσει 45-75 λίτρα/στρ. και η ελαιοκράμβη 43-90 λίτρα/στρ. βιοκαύσιμο για παραγωγή βιοντίζελ.

Το βαμβάκι μπορεί να δώσει 18-25 λίτρα/στρ., η σόγια 29-44 λίτρα/στρ., το σιτάρι 45-240 λίτρα/στρ., αραβόσιτος 270 κιλά/στρ., τα τεύτλα 600 λίτρα/στρ., το σόργο 675- 900 λίτρα/στρ.

Οι κυριότερες καλλιέργειες για παραγωγή στερεών βιοκαυσίμων είναι το καλάμι, η αγριαγκινάρα, ο μίσχανθος, ο ευκάλυπτος, η ψευδακακία, το κυττερινούχο σόργο, το κενάφ. Από αυτά ο ευκάλυπτος δίνει 0,8-1,3 τόνους ισοδύναμου πετρελαίου(ΤΙΠ), το καλάμι 0,9-1,3 ΤΙΠ, ο μίσχανθος 0,3-1,2 ΤΙΠ, η ψευδακακία 0,1-0,6 ΤΙΠ και η αγριαγκινάρα 0,6-1,1 ΤΙΠ.

Σε πειραματικές εργασίες το ενεργειακό ισοζύγιο, αλλά και οι ανάγκες σε λιπάσματα και νερό, δείχνει ότι η καλλιέργεια του γλυκού σόργου είναι η λιγότερο απαιτητική σε νερό και λιπάσματα. Συγκεκριμένα,τα σακχαρότευτλα έχουν ενεργειακό ισοζύγιο 1,76, ο αραβόσιτος 1,3 και το γλυκό σόργο 2,5-5.

Στη χώρα μας μετά από πειραματικές εργασιες, έχουμε τα εξής δεδομένα:

• Η ποσότητα βιομάζας που παράγεται ανά ποτιστικό στρέμμα ανέρχεται σε 3-4 τόνους ξηρής ουσίας, ήτοι 1-1,6 ΤΙΠ.

• Η ποσότητα βιομάζας, που παράγεται ανά ξηρικό στρέμμα φτάσει τους 2-3 τόνους ξηρής ουσίας, ήτοι 0,7-1,2 ΤΙΠ.

Τα πλεονεκτήματα που προκύπτουν από τη χρήση της βιομάζας για παραγωγή ενέργειας είναι τα ακόλουθα:

• Η αποτροπή του φαινομένου του θερμοκηπίου, καθώς η βιομάζα δεν συνεισφέρει στην αύξηση του διοξειδίου του άνθρακα γιατί, ενώ κατά την καύση της παράγεται CO2, κατά την παραγωγή της επαναδεσμεύονται σημαντικές ποσότητες του ρύπου.

• Η αποφυγή της επιβάρυνσης της ατμόσφαιρας με το διοξείδιο του θείου. Η περιεκτικότητα της βιομάζας σε θείο είναι αμελητέα.

• Η μείωση της ενεργειακής εξάρτησης.

• Η εξασφάλιση εργασίας και η συγκράτηση των αγροτικών πληθυσμών στις παραμεθόριες και τις άλλες γεωργικές περιοχές.

Τα μειονεκτήματα που συνδέονται με τη χρησιμοποίηση της βιομάζας αφορούν, ως επί το πλείστον, δυσκολίες στην εκμετάλλευσή της, είναι τα εξής:

• Ο μεγάλος όγκος της και η μεγάλη περιεκτικότητά της σε υγρασία, ανά μονάδα παραγόμενης ενέργειας.

• Η δυσκολία στη συλλογή, μεταποίηση, μεταφορά και αποθήκευσή της, έναντι των ορυκτών καυσίμων.

• Οι δαπανηρότερες εγκαταστάσεις και εξοπλισμός που απαιτούνται για την αξιοποίηση της βιομάζας, σε σχέση με τις συμβατικές πηγές ενέργειας.

• Η μεγάλη διασπορά και η εποχιακή παραγωγή της.

Οι γενιές των βιοκαυσίμων

• 1η γενιά βιοκαυσίμων: Γίνεται από παραγωγή των διαθέσιμων πρώτων υλών (σάκχαρα, άμυλο, φυτικά και ζωικά έλαια).

-Βιοαιθανόλη: παράγεται από σπόρους δημητριακών, σακχαρότευτλα, κλπ

-Βιοντίζελ: από ελαιούχους σπόρους (ελαιοκράμβη, ηλίανθος, κλπ)

-Μειονεκτήματα: οι περισσότερες πρώτες ύλες χρησιμοποιούνται στη διατροφή των ανθρώπων και των ζώων και επομένως υπάρχει ανταγωνισμός. Παραγωγή παραπροϊόντων

• 2η γενιά βιοκαυσίμων: χρησιμοποιούνται υλικά όπως κυτταρινούχα φυτά και πρώτες ύλες που δεν χρησιμο- ποιούνται για τρόφιμα (γλυκό σόργο, αγριαγκινάρα, άχυρα, πριονίδι, όξινα έλαια, λιπαρά οξέα).

-Παράγονται: Βιοαιθανόλη, βιοντίζελ, βιομεθανόλη, συνθετικό ντίζελ, πράσινο ντίζελ, συνθετική κηροζίνη

-Μειονεκτήματα: Υπάρχει δυσκολία στη διαθεσιμότητα των πρώτων υλών, των εκτάσεων, του νερού αρδεύσεως.

• 3η γενιά βιοκαυσίμων: βασίζονται στη χρησιμοποίηση φυτών μεγάλης απόδοσης σε βιομάζα όπως είναι τα μικροφύκη και τα άλγη.

-Πλεονεκτήματα: αποδίδουν 30 φορές περισσότερη ενέργεια.

-Παράγονται: συνθετικό ή πράσινο βιοντίζελ, βιοαιθανόλη κ.λπ

Η «ταυτότητα» των φυτών

• Ηλίανθος: Είναι φυτό ετήσιο. Η σπορά γίνεται νωρίς την άνοιξη όταν η θερμοκρασία του εδάφους είναι 8ο C, η οποία στην Ελλάδα είναι μεταξύ 15 Μαρτίου και 25 Απριλίου.

Γίνεται γραμμική φύτευση με πνευματικές μηχανές σε αποστάσεις 0,75μ Χ 0,20μ. στις ποτιστικές και 0,75Χ 0,15 μ. στις ξηρικές. Αριθμός φυτών στις ξηρικές 4.500-5.000 φυτά και στις ποτιστικές 5.500-6.000 φυτά. Ποσότητα σπόρου: 320-550 γρ./στρ. παράγει 300-400 κιλά καρπών. Η τιμή παραγωγού είναι 0,25 ευρώ ανά κιλό και δίνει καθαρό εισόδημα η καλλιέργεια 30-40 ευρώ το στρέμμα. Χρησιμοποιούνται από τον ηλίανθο ο σπόρος και το έλαιο. Ο αναποφλοίωτος σπόρος περιέχει 24-45% λάδι. Στη βιομηχανική κατεργασία λαμβάνεται το 20-25% του ελαίου ενώ το υπόλοιπο μένει στον πλακούντα που επιπλέον περιέχει 35% πρωτεΐνες. Το ηλιέλαιο χρησιμοποιείται στη διατροφή του ανθρώπου για την παρασκευή μαργαρίνης, χρωμάτων, σαπουνιών κ.λπ. Είναι πολύ καλής βιολογικής αξίας έλαιο λόγω των πολλών πολυακόρεστων λιπαρών οξέων που περιέχει. Επίσης χρησιμοποιείται στην παραγωγή βιοντίζελ.

Η ενέργεια που περιέχει το λάδι του ηλίανθου είναι 39,4 MJ/kg, των σπόρων 26,3 MJ/kg και του αλεύρου 19,6 MJ/kg. Δίνει 45-75 λίτρα/στρέμμα βιοκαύσιμο.

• Ελαιοκράμβη: Είναι φυτό ετήσιο, πλατύφυλλο, μεγάλης προσαρμοστικότητας, αντέχει στις χαμηλές θερμοκρασίες. Υπάρχουν ποικιλίες χειμερινές και ποικιλίες εαρινές. Καλλιεργείται για τους ελαιούχους σπόρους της (οι σπόροι περιέχουν 40-45% έλαιο που χρησιμοποιείται ως εδώδιμο, ως λιπαντικό και για βιοντίζελ), τον πρωτεϊνούχο πλακούντα (10-45% πρωτεΐνη) και το άλευρο, όπως και για τα φύλλα της (ανθρώπινη κατανάλωση, ζωοτροφή, λίπασμα). Στην Ελλάδα μέσες αποδόσεις σε σπόρο είναι 150-300 κιλά/στρ., η τιμή του κιλού είναι 0,4 ευρώ το κιλό και δίνει καθαρό εισόδημα 30-40 ευρώ το στρέμμα. Εχει απόδοση σε ξηρή βιομάζα 300-800 κιλά/στρ. ενώ η παραγωγή σε βιοντίζελ είναι 43-90 λίτρα/στρ.

• Αγριαγκινάρα

Είναι βαθύρριζο φυτό που φθάνει μέχρι 2 μέτρα ύψος. Αναπτύσσεται σε ποικιλία εδαφών και σε περιοχές με μεσογειακό κλίμα. Σε αρδευόμενες καλλιέργειες δίνει 1.200-1.800 κιλά ξηρής ουσίας το στρέμμα, που μπορεί να φθάσει και μέχρι 2.500 κιλά το στρέμμα.

Η βιομάζα της χρησιμοποιείται ως τρόφιμο και χορτονομή όταν κόβονται τα φύλλα πράσινα. Επίσης για παραγωγή ενέργειας, ως στερεή καύσιμη ύλη. Η απλούστερη επεξεργασία είναι σε πέλετ. Επίσης για παραγωγή ελαίων και πρωτεϊνών από τους σπόρους, αλλά και για παραγωγή βιοντίζελ (περιέχει 25-32% έλαιο).

• Η αγριαγκινάρα δίνει 16,5 MJ/kg (ο σπόρος της περιέχει 25-32% σε έλαιο και η ξηρή βιομάζα).

Τα πέλετ: 2 κιλά ισοδυναμούν με 1 λίτρο πετρελαίου

• Η αγριαγκινάρα σε σπόρο έχει 3.700-5.000 kcal/kg

Ο λιγνίτης: 1.200-1.400 kcal/kg ή 5-6MJ/kg.

Το κόστος εγκατάστασης είναι χαμηλό: 25-30 ευρώ ανά στρέμμα

Τιμή πρώτης ύλης: 0,4 ευρώ/κιλό. Δίνει καθαρό εισόδημα: 80-150 ευρώ ανά στρέμμα.

Η επιδότηση είναι: 4,5 ευρώ ανά στρέμμα.

Εχει διάρκεια καλλιέργειας 12 χρόνια.

• Γλυκό σόργο: Ετήσιο αγρωστώδες φυτό. Προέρχεται από την Ασία και απαντάται σε περιοχές με υποτροπικό έως εύκρατο κλίμα.

Η καλλιέργειά του παρουσιάζει αρκετά πλεονεκτήματα, αφού μπορούν να παραχθούν σημαντικές ποσότητες βιομάζας ακόμη και σε συνθήκες μειωμένων εισροών (άρδευση, λίπανση, ζιζανιοκτονία).

Εχει μεγάλη φωτοσυνθετική ικανότητα, υψηλές αποδόσεις σε βιομάζα, υψηλό ποσοστό σε διαλυτά σάκχαρα και κυτταρίνες.

Τα τελευταία χρόνια μελετάται ευρύτατα, τόσο στην Ευρώπη όσο και στις ΗΠΑ, για παραγωγή αλκοόλης από τα στελέχη του. Μπορεί να αποδώσει 7.000-9.000 κιλά το στρέμμα και να παραχθούν 700-900 λίτρα το στρέμμα βιοκαύσιμο.

Το κόστος παραγωγής των φυτών για βιοκαύσιμα είναι 30-80 ευρώ ανά στρέμμα και δίνουν καθαρό κέρδος 40-100 ευρώ το στρέμμα.

• ΠΟΥ ΘΑ ΑΠΕΥΘΥΝΘΩ
  Κάσσανδρος Γάτσιος, Γεωπόνος-σύμβουλος επιχειρήσεων, Εταιρεία SYMAGRO - www.symagro.com
  Επιστημονικό & Τεχνολογικό Πάρκο Ηπείρου. Τηλ. 6944846475

ΚΩΣΤΑΣ ΝΑΝΟΣ

ΠΗΓΗ