Οι ενεργειακές
καλλιέργειες αναφέρονται σε δύο κύριες κατηγορίες τις γεωργικές και τις
δασικές.
Γεωργικές ενεργειακές καλλιέργειες
Οι γεωργικές ενεργειακές
καλλιέργειες διακρίνονται περαιτέρω σε ετήσιες ή πολυετείς.
Ετήσιες ενεργειακές καλλιέργειες
Οι κυριότερες ετήσιες
ενεργειακές καλλιέργειες είναι ο ηλίανθος (Helianthus annuus L.), το κενάφ
(Hibiscus canabbinus L.), το γλυκό και κυτταρινούχο σόργο (Sorghum bicolor L.),
η ελαιοκράμβη βρασσική ή αιθιόποια (Brassica napus L., Brassica carinata L.),
το σιτάρι (Triticum aestivum L.), το κριθάρι (Hordeum sativum/Vulgare L.), τα
ζαχαρότευτλα (Beta vulgaris L.) και ο αραβόσιτος (Zea mays L.)
Κενάφ
Το κενάφ
είναι ετήσιο φυτό μικρής ημέρας, με κυτταρίνες υψηλής ποιότητας. Πρόκειται για
ένα φυτό το οποίο ευδοκιμεί κυρίως σε τροπικά κλίματα και αμμοπηλώδη εδάφη,
αλλά παρουσιάζει καλή προσαρμοστικότητα σε ένα μεγάλο εύρος εδαφών και
κλιματολογικών συνθηκών. Τα στελέχη του αποτελούνται απο ένα κεντρικό δακτύλιο με ίνες μικρού μήκους
και το φλοιό με ίνες μεγάλου μήκους. Η συγκομιδή του φυτού πραγματοποιείται από
το Νοέμβριο μέχρι τον Ιανουάριο, ανάλογα με την τελική χρήση του φυτού. Αυτήν
την εποχή τα φύλλα των στελεχών του έχουν πέσει λόγω του παγετού και έτσι η
συγκομιδή του γίνεται ευκολότερη με μία συμβατική συλλεκτική μηχανή. Ως
κυριότερες χρήσεις του φυτού θεωρούνται η παραγωγή χαρτοπολτού και δομικών
υλικών, ωστόσο, μπορεί να χρησιμοποιηθεί και για ενεργειακούς σκοπούς.
Στη Γαλλία, την Ιταλία και την Ελλάδα
πραγματοποιούνται διάφορες μελέτες για την καλλιέργεια του κενάφ για την
αξιολόγηση της απόδοσής του με διάφορες καλλιεργητικές μεθόδους. Σύμφωνα με
πειραματικές μελέτες του Κέντρου Ανανεώσιμων Πηγών Ενέργειας (ΚΑΠΕ) σε διάφορες
περιοχές της Ελλάδας, οι αποδόσεις του κενάφ σε ξηρή βιομάζα κυμαίνονται από
0,7 έως 2,4 τόνους ανά στρέμμα, ανάλογα με την περιοχή, την πυκνότητα φύτευσης
και τις επιμέρους ποικιλίες του φυτού .
Γλυκό σόργο
Το γλυκό σόργο είναι μονοετές C4 φυτό, με μεγάλη φωτοσυνθετική ικανότητα,
υψηλές αποδόσεις σε βιομάζα, υψηλό ποσοστό σε διαλυτά σάκχαρα και κυτταρίνες,
οι χαμηλές απαιτήσεις σε άρδευση και λίπανση και η μεγάλη ανθεκτικότητα σε
υψηλές θερμοκρασίες, σε ξηρασία, σε υγρασία και σε αλατότητα.
Τα στελέχη
του είναι πολύ χυμώδη και πλούσια σε σάκχαρα (9-13%). Οι κυριότερες χρήσεις του
γλυκού σόργου είναι στον τομέα των μεταφορών για την παραγωγή βιοαιθανόλης, για
την παραγωγή σιροπιού, καθώς και για άλλους ενεργειακούς σκοπούς.
Η καλλιέργεια του γλυκού σόργου
πραγματοποιείται εκτεταμένα στην Ινδία, τη Νιγηρία, τις ΗΠΑ, το Σουδάν, την
Κίνα και την Αργεντινή. Οι αποδόσεις του φυτού ποικίλουν ανάλογα με τις
κλιματολογικές συνθήκες της περιοχής, το είδος του εδάφους, την άρδευση και τις
καλλιεργητικές τεχνικές. Στην Ελλάδα έχουν εξεταστεί την τελευταία δεκαετία αρκετές
ποικιλίες (Keller, Wray, Mn1500, κ.ά.). Σύμφωνα με πειραματικά δεδομένα του
ΚΑΠΕ, η απόδοση σε χλωρή βιομάζα κυμαίνεται από 5,0 έως 8,0 τόνους ανά στρέμμα,
ενώ η απόδοση σε βιοκαύσιμο κυμαίνεται από 500 έως 800 λίτρα ανά στρέμμα.
Ελαιοκράμβη
Η ελαιοκράμβη (Brassica spp..) είναι ετήσιο
φυτό, κι ανήκει στη οικογένεια των Σταυρανθών ή Βρασσικίδων (Cruciferae or
Brassicacae). Ο σπόρος του φυτού είναι μικρός και στρογγυλός και έχει μεγάλη
περιεκτικότητα σε λάδι (30-50%). Είναι ένα από τα σημαντικότερα ελαιοπαραγωγικά
φυτά μαζί με τη σόγια, τον ηλίανθο και το φοίνικα. Μετά την εξαγωγή του ελαίου,
τα υπολείμματά της (η λεγόμενη πίτα) χρησιμοποιούνται στην κτηνοτροφία καθώς
έχουν υψηλή περιεκτικότητα σε πρωτεΐνη (10-45%). Αναλόγως της κλιματολογικές
συνθήκες η καλλιέργεια μπορεί να είναι είτε χειμερινή είτε ανοιξιάτικη.
Οι πιο συχνά χρησιμοποιούμενες ποικιλίες της
ελαιοκράμβης είναι η Brassica napus L. και η Brassicxa
carinata L.Braun. Η Brassica napus L. είναι διαδεδομένη στα
εύκρατα δροσερά κλίματα. Αντίθετα, η Brassicxa carinata L.Braun,
αιθιοπικής προέλευσης, με μεγάλη φυλλική επιφάνεια παρουσιάζει καλύτερη
προσαρμοστικότητα σε μεσογειακά κλίματα και εδάφη, όπως το ελληνικό. Βάση
πειραμάτων που έχουν διεξαχθεί (Ελλάδα, Ιταλία, Ισπανία), οι αποδόσεις της
καλλιέργειας σε μεσογειακά κλίματα ανάλογα με την ποικιλία του φυτού, τις
καλλιεργητικές τεχνικές και την περιοχή κυμαίνονται από 150 έως 300 κιλά ανά
στρέμμα σε σπόρο, 300 έως 800 κιλά ανά στρέμμα σε ξηρή βιομάζα και από 43 έως
90 λίτρα ανά στρέμμα σε βιοκαύσιμο.
Οι κυριότερες χρήσεις της ελαιοκράμβης
συνίστανται στην παραγωγή ελαίου, στην παραγωγή βιοκαυσίμων, όπως το βιοντίζελ
και στην παραγωγή ενέργειας (ξηρή βιομάζα) .
Πολυετείς ενεργειακές καλλιέργειες
Οι κυριότερες πολυετείς γεωργικές ενεργειακές
καλλιέργειες είναι το καλάμι (Arundo donax L.), ο μίσχανθος (Miscanthus x
giganteus GREEF et DEU), το switchgrass (Panicum virgatum) και η αγριαγκινάρα
(Cynara cardunculus L.).
Καλάμι
Το καλάμι ανήκει στα
αγρωστώδη πολυετή φυτά με C3 φωτοσυνθετικό μηχανισμό. Είναι ένα πολύ
δυναμικό φυτό που πολλαπλασιάζεται κυρίως με
ριζώματα, μπορεί όμως να
πολλαπλασιαστεί και με μοσχεύματα. Ο βλαστός του είναι συμπαγής ή κοίλος,
ξυλώδης και λυγίζει από τον αέρα, γεγονός που βοηθάει στη διασπορά των διαφόρων
σπόρων του. Τα φύλλα του είναι μακριά ταινιοειδή και στο πάνω μέρος τους έχουν
μία μακριά ταξιανθία. Έχει καλή προσαρμοστικότητα και μεγάλη ανθεκτικότητα σε
διάφορα εδάφη και κλίματα, ωστόσο ευδοκιμεί καλύτερα σε περιοχές με μεγάλη
περιεκτικότητα σε υγρασία (κοντά σε λίμνες ή ποτάμια). Κυριότερες χρήσεις του
φυτού είναι η παραγωγή θερμότητας και ηλεκτρικής ενέργειας, χαρτοπολτού,
δομικών υλικών και άλλων ξύλινων κατασκευών.
Η συγκομιδή του καλαμιού
σε μεσογειακά κλίματα πραγματοποιείται από το Νοέμβριο έως το τέλος του χειμώνα
ανάλογα με την περιοχή. Η καλλιέργεια πραγματοποιείται στην Ελλάδα σε
ικανοποιητικές αποδόσεις, καθώς βάση των πειραμάτων που έχουν διεξαχθεί, έχει
εκτιμηθεί η απόδοση της σε ξηρή βιομάζα από 0,5 έως 3 τόνους ανά στρέμμα. Η
θερμαντική του αξία είναι κατά μέσο όρο 18,6 MJ/kg ξηρής ουσίας και η
περιεκτικότητα του σε τέφρα 6,9%. Με βάση αυτές τις εκτιμήσεις το ενεργειακό
δυναμικό του καλαμιού μπορεί να φτάσει τους 1,29 τόνους ισοδύναμου πετρελαίου
(ΤΙΠ) ανά στρέμμα και ανά έτος.
Μίσχανθος
Ο μίσχανθος (Miscanthus
sinensis) είναι ένα πολυετές C4, ριζωματώδες φυτό, που κατάγεται από τις
χώρες της νοτιοανατολικής Ασίας και καλλιεργείται ευρύτατα στην Ευρώπη, εδώ και
πολλά χρόνια, σαν καλλωπιστικό φυτό. Ευδοκιμεί σε ένα μεγάλο εύρος εδαφών, από
αμμώδη έως αργιλώδη και σε εδάφη πλούσια σε οργανική ουσία. Ο μίσχανθος
πολλαπλασιάζεται με σπόρους, με ριζώματα ή και με μικροπολλαπλασιασμό φυταρίων.
Έχει βαθύ ριζικό σύστημα (1-2 μέτρα), ύψος φυτείας έως 3 μέτρα και μπορεί να
εκμεταλλεύεται το διαθέσιμο νερό ακόμα και σε βαθιά αμμώδη εδάφη. Η συγκομιδή
του πραγματοποιείται από το Νοέμβριο έως το Μάρτιο, ανάλογα με την πιθανή χρήση
(π.χ. για καύση βιομάζας συνιστάται η συγκομιδή να πραγματοποιείται την άνοιξη,
καθώς η μειωμένη υγρασία του φυτού βελτιώνει τις συνθήκες της καύσης).
Κυριότερες χρήσεις του φυτού είναι για κατασκευή δομικών υλικών και για
παραγωγή ενέργειας (π.χ. μέσω καύσης).
Η θερμαντική αξία των
στελεχών του μίσχανθου είναι κατά μέσο όρο 17,3 MJ/kg ξηρής ουσίας, ενώ η
περιεκτικότητα των στελεχών του σε τέφρα είναι 1,64% επί του ξηρού βάρους. Η
καλλιέργεια δεν απαιτεί μεγάλες ποσότητες λίπανσης, ούτε άρδευση, ωστόσο η
χρήση της τελευταίας αυξάνει σημαντικά τις αποδόσεις. Σύμφωνα με πειράματα που
έχουν διεξαχθεί από το ΚΑΠΕ, το Γεωπονικό Πανεπιστήμιο Αθηνών και το
Πανεπιστήμιο Θεσσαλονίκης, παρατηρείται μεγαλύτερη προσαρμοστικότητα του φυτού
στη Βόρεια Ελλάδα, ενώ οι αποδόσεις του κυμαίνονται από 0,8 έως 3 τόνους ανά
στρέμμα και ανά έτος για τα πλήρως παραγωγικά έτη του και από 500 έως 750 κιλά
ανά στρέμμα κατά το έτος εγκατάστασης του φυτού (1ο έτος).
Switchgrass
Το switchgrass είναι ένα πολυετές C4 φυτό, της οικογένειας των αγρωστωδών γνωστό
κατά κύριο λόγο στον Καναδά και στις ΗΠΑ σαν χορτοδοτικό φυτό. Έχει βαθύ ριζικό
σύστημα λεπτών ριζωμάτων που μπορεί να ξεπεράσει τα 3 μέτρα και σχηματίζει
στελέχη διαμέτρου 10 χιλιοστών. Έχει χαμηλό κόστος εγκατάστασης καθ’ ότι
πολλαπλασιάζεται με σπόρο και ευδοκιμεί σε μεγάλο εύρος εδαφών καθώς ανάλογα με
την ποικιλία του φυτού (Alamo, Blackwell, CIR, Kanlow, Pangburn), μπορεί να
προσαρμοστεί είτε σε ορεινές είτε σε πεδινές περιοχές. Η προετοιμασία του αγρού
είναι παρόμοια με αυτή των παραδοσιακών ανοιξιάτικων καλλιεργειών, η
εγκατάσταση του λαμβάνει χώρα το Μάιο, ενώ η άνθιση του πραγματοποιείται το
καλοκαίρι (Ιούλιος – Αύγουστος). Οι κυριότερες χρήσεις του φυτού είναι η
παραγωγή στερεών και υγρών καυσίμων, χαρτοπολτου και άλλων βιομηχανικών πρώτων
υλών.
Το switchgrass έχει
καλές αποδόσεις σε ξηρή βιομάζα από το πρώτο έτος της καλλιέργειας, οι οποίες
κυμαίνονται από 0,7 έως 1,4 τόνους ανά στρέμμα και ανά έτος. Ωστόσο, βάση
πειραμάτων, έχει παρατηρηθεί σημαντική αύξηση της απόδοσης σε καλλιέργειες που
εφαρμόστηκε λίπανση (έως και 2,5 τόνους ξηρής βιομάζας). Για περαιτέρω αύξηση
της απόδοσης απαιτείται και άρδευση, η οποία ωστόσο είναι χαμηλή μεταξύ 200 και
400mm ανάλογα με τις βροχοπτώσεις.
Αγριαγκινάρα
Η αγριαγκινάρα, είναι
ένα πολυετές είδος αγκαθιού, που καλλιεργείται παραδοσιακά σε κάποιες περιοχές
της μεσογειακής ζώνης. Είναι πολύ καλά προσαρμοσμένη στο ξηρό κλίμα των
μεσογειακών χωρών, επειδή δε είναι χειμερινό φυτό δίνει το μέγιστο των
αποδόσεων, ακόμη και χωρίς άρδευση, καθώς φτάνει στο μέγιστο της παραγωγής
βιομάζας εκμεταλλευόμενη τις βροχοπτώσεις.
Η διάρκεια ζωής της είναι πάνω από 10 έτη (με μέσο όρο
15 έτη), ενώ σε μερικές περιπτώσεις μπορεί να φτάνει και τα 18. Το συνολικό
ύψος του φυτού μπορεί να ξεπεράσει τα 2 μέτρα.Το μεγάλο ριζικό σύστημα της αγριαγκινάρας της επιτρέπει
να λαμβάνει νερό και θρεπτικά συστατικά από το έδαφος σε μεγάλα βάθη. Ως
χειμερινή καλλιέργεια δεν απαιτεί υψηλές εισροές νερού, καθ’ ότι μπορεί να
επιτυγχάνει μέγιστες αποδόσεις βιομάζας αξιοποιώντας μόνο τις βροχοπτώσεις κατά
τη διάρκεια του φθινοπώρου και του χειμώνα, αρκεί αυτές να βρίσκονται
τουλάχιστον στα επίπεδα των 350 έως 400 mm ύψος ετησίως. Επιπλέον, η
αγριαγκινάρα είναι ανθεκτική και στις χαμηλές θερμοκρασίες. Κατά τη διάρκεια
του χειμώνα, ο παγετός μπορεί να προκαλέσει σχισίματα στα φύλλα της ροζέτας,
ωστόσο το φυτό μπορεί και παραμένει ζωντανό και επανέρχεται μετά την πάροδο του
ψύχους.Η αναμενόμενη απόδοση της αγριαγκινάρας κυμαίνεται
περίπου από 10 έως 35 τόνους ξηρής βιομάζας ανά εκτάριο (ha) και ανά έτος ή από
1 έως 3,5 τόνους ανά στρέμμα και ανά έτος (1 εκτάριο = 10 στρέμματα) με μέσο
ετήσιο επίπεδο βροχόπτωσης 500 mm και μέση περιεκτικότητα σε υγρασία 10 έως
15%.
Δασικές ενεργειακές καλλιέργειες
Οι κυριότερες δασικές
ενεργειακές καλλιέργειες είναι ο ευκάλυπτος (Eucalyptus globules Labill και
Eucalyptus camaldulensis Dehnh) και η ψευδακακία (Robinia pseudoacacia L.)
Ευκάλυπτος
Ο ευκάλυπτος είναι ένα
αείφυλλο και δενδρώδες φυτό που κατάγεται από την Αυστραλία, με μεγάλες ετήσιες
αποδόσεις και υψηλή ανθεκτικότητα. Ηεγκατάσταση του λαμβάνει χώρα την άνοιξη
και πολλαπλασιάζεται με μοσχεύματα άρριζα ή ριζοβολημένα. Έχει σχετικά μεγάλο
κόστος εγκατάστασης λόγω του μεγάλου ύψους του φυτού (το οποίο φτάνει και τα 5
μέτρα) και της δυσκολίας στη συγκομιδή του με χρήση ειδικού εξοπλισμού. Ωστόσο
το συνολικό κόστος παραγωγής δεν είναι υψηλό, καθώς από το δεύτερο έτος και
μετά απαιτεί πολύ χαμηλές εισροές καλλιέργειας. Στα Μεσογειακά κλίματα,
υπάρχουν δύο κυρίως χρησιμοποιούμενα είδη ευκαλύπτου: ο Eucalyptus globules
και ο Eucalyptus camaldulensis. Στην Ελλάδα, συχνότερα εμφανιζόμενο είναι
το πρώτο, όμως καταλληλότερο κρίνεται το δεύτερο είδος ευκαλύπτου, το οποίο
παρουσιάζει μεγαλύτερες αποδόσεις σε βιομάζα και καλύτερη προσαρμοστικότητα στα
διάφορα εδάφη. Οι αποδόσεις του κυμαίνονται από 2,5 έως 4 τόνους ξηρής βιομάζας
ανά στρέμμα και ανά έτος (κυρίως μετά το 3ο έτος παραγωγής).
Επιπλέον, το φυτό δεν απαιτεί άρδευση ή λίπανση καθ’ ότι αυτές δεν επηρεάζουν
σημαντικά την παραγωγικότητά του. Κύριες χρήσεις του είναι η παραγωγή θερμικής
και ηλεκτρικής ενέργειας και χαρτοπολτού, ενώ τα φύλλα μερικών ειδών ευκαλύπτου
περιέχουν ένα έλαιο γνωστό και ως ευκαλυπτέλαιο που χρησιμοποιείται στη
φαρμακευτική
Ψευδακακία
Η ψευδακακία είναι ένα ψυχανθές, δενδρώδες
φυτό που κατάγεται από τη βόρειο Αφρική και έχει καλή προσαρμοστικότητα, ταχεία
ανάπτυξη σε πολλώνειδών εδάφη και μεγάλο ενεργειακό περιεχόμενο. Η εγκατάσταση
της πραγματοποιείται την άνοιξη και αποτελείται από σπόρους δενδρυλίων με
άρριζα ή ριζοβολημένα μοσχεύματα, ενώ το ύψος του φυτού φτάνει τα 4 μέτρα.
Η ψευδακακία θεωρείται
ένα από τα πιο παραγωγικά ενεργειακά φυτά εξαιτίας της ταχύτατης ανάπτυξής της
και της μεγάλης θερμαντικής της αξίας, η οποία εκτιμάται κατά μέσο όρο σε 19,44
MJ/kg. Οι αποδόσεις της, οι οποίες δεν επηρεάζονται από την άρδευση.
κυμαίνονται από 1,7 έως 4 τόνους ξηρής βιομάζας ανά στρέμμα και ανά έτος, μετά
τον τρίτο περίτροπο χρόνο. Τέλος οι κυριότερες χρήσεις της αφορούν τους τομείς
της παραγωγής θερμότητας, ηλεκτρικής ενέργειας, πρώτων υλών χαρτοπολτού και
μοριοσανίδων
ΑΞΙΟΠΟΙΗΣΗ ΕΝΕΡΓΕΙΑΚΩΝ ΚΑΛΛΙΕΡΓΕΙΩΝ
Δεν υπάρχουν σχόλια:
Δημοσίευση σχολίου