Ενεργειακές καλλιέργειες: περιβαλλοντικές, οικονομικές και κοινωνικές προεκτάσεις

Abstract

The greatest challenge that humanity faces nowadays is combining the solution to the energy problem with the constant population growth. In order to cover the increasing energy demands, turning to Renewable Energy Sources may be imperative. New technological breakthroughs such as biotechnology or genetic engineering, the growing environmental awareness as well as sustainability concerns, which are manifested across population portions of every income and origin, have created the appropriate conditions for the widespread utilization of energy-plant derived biomass and for the development of new industrial products and materials. In the first, theoretical part of this thesis, the concept of sustainable agriculture is explored, along with its correlation with the environment. A historical overview of the concept is also presented, since it provides important elements that contribute to strategic decision making and to dealing with global nutritional needs, energy demands as well as sustainable bioenergy production issues. Moreover, the following points of energy plant cultivation and biofuel production are examined: a) their environmental impact in relation with the basic elements of the environment, b) their financial implications on living standards as well as their production costs and yields, c) their sociological consequences on food and energy supply, on the landscape and on their acceptability by the rural communities. The second, research part of this thesis, consists of the following: Firstly, a research into the most suitable bioenergy plants for Greece and the Mediterranean, from a socioeconomic and environmental point, comparing several annual and perennial energy plants through S.W.O.T. Analysis. The research focused on a) four perennials: miscanthus (Miscanthus giganteus), cardoon (Cynara cardunculus L.), switchgrass (Panicum virgatum L.) και giant reed (Arundo donax L.) and b) six annuals: rapeseed (Brassica napus L.), corn (Zea mays L.), sweet and fibrous sorghum [Sorghum bicolor (L.) Moench], sunflower (Helianthus annuus L.), kenaf (Hibiscus cannabinus L.) and sugar beet (Beta vulgaris L.). Secondly, in the research part of this thesis two options of a grave dilemma were investigated: “energy crops for biofuel or for food?”. Through S.W.O.T. analysis, a series of strategies and alternative choices are put forward to ensure sustainable energy supply and adequate nutrition for the growing population of the planet. Thirdly, using a questionnaire, a survey was carried out on farmers’ views and opinions as well as their knowledge and information regarding the environmental, social and financial implications of energy crops. According to the results of the quantitative research, on a financial level, energy crops, through biofuel production, reduce oil dependency, empower agriculture in Greece, and enhance rural income. However, the use of food crops for energy production may be responsible for food price increases. On an environmental level, they contribute to environmental protection, to more efficient water exploitation; they reduce soil erosion and have a positive impact on biodiversity. Finally, from a social viewpoint, they facilitate job creation, although in food production and not in the energy sector. Following this thesis, it would be worth investigating the legislation evolution regarding energy crops and biofuels on a national, European but also global level, as well as their future development and acceptability by society. Furthermore, S.W.O.T. analysis can be used to research more energy plants, and quantitative or qualitative research can be carried out for each of the environmental, social and financial consequences of energy crops, even in additional areas outside the Drama region, in order to provide more data. In conclusion, apart from seeking ways to increase energy supply, the most important issue is to instill energy saving and preservation principles in people’s behavioral modes and to incorporate sustainability criteria when deciding on energy policy. To achieve that, scientific research and development will have to include a wide range of scientists, unified by the common goal of reversing natural resources depletion and ensuring the welfare of the planet for future generations.

Η ανθρωπότητα σήμερα αντιμετωπίζει τη σημαντικότερη πρόκληση που είναι η λύση του ενεργειακού προβλήματος, σε συνδυασμό με την αύξηση του πληθυσμού της. Η στροφή προς τις Ανανεώσιμες Πηγές Ενέργειας είναι επιβεβλημένη ανάγκη για την κάλυψη των ολοένα αυξανόμενων ενεργειακών αναγκών των ανθρώπων. Με την ανάπτυξη νέων τεχνολογιών όπως η βιοτεχνολογία και η γενετική μηχανική, την αυξημένη ευαισθητοποίηση για το περιβάλλον και την απαίτηση για αειφόρο ανάπτυξη, η οποία εμφανίζεται έκδηλη σε όλο και μεγαλύτερα κοινωνικά στρώματα του πλανήτη, δημιουργούνται οι κατάλληλες συνθήκες για την ευρείας κλίμακας αξιοποίηση της βιομάζας, προερχόμενης από την καλλιέργεια ενεργειακών φυτών, για την παραγωγή τόσο ενεργειακών όσο και νέων βιομηχανικών προϊόντων, ή άλλων υλικών. Στη διδακτορική διατριβή και στο πρώτο θεωρητικό τμήμα της, γίνεται διερεύνηση της έννοιας της αειφορικής γεωργίας και των αλληλεπιδράσεων της με το περιβάλλον, ιστορική ανασκόπηση της σχετικής νομοθεσίας (Κ.Α.Π.) που παρέχει σημαντικά στοιχεία για τη διαμόρφωση στρατηγικών αποφάσεων, για την επίλυση και αντιμετώπιση της παγκόσμιας διατροφικής ανάγκης, του ενεργειακού προβλήματος και της χρήσης της βιοενέργειας σύμφωνα με τις αρχές της βιωσιμότητας. Επίσης γίνεται διερεύνηση α) των περιβαλλοντικών προεκτάσεων των ενεργειακών καλλιεργειών, σε σχέση με βασικά στοιχεία του περιβάλλοντος και της παραγωγής βιοκαυσίμων, β) των οικονομικών προεκτάσεων των ενεργειακών καλλιεργειών, σε σχέση με το βιοτικό επίπεδο και της απόδοσης - κόστους παραγωγής τους, γ) των κοινωνικών προεκτάσεων των ενεργειακών καλλιεργειών, σε σχέση με την επάρκεια τροφίμων και ενέργειας, την αισθητική του τοπίου, την αποδοχή τους από τον αγροτικό κόσμο. Στο δεύτερο τμήμα που αποτελεί το ερευνητικό μέρος της διδακτορικής διατριβής, κατά πρώτον γίνεται διερεύνηση των πιο κοινωνικοοικονομικά και περιβαλλοντικά κατάλληλων καλλιεργειών, για την παραγωγή βιοκαυσίμων στην Ελλάδα και την περιοχή της Μεσογείου, συγκρίνοντας μερικές ετήσιες και πολυετείς ενεργειακές καλλιέργειες, μέσω του εργαλείου στρατηγικού σχεδιασμού S.W.O.T. Analysis. Η έρευνα αυτή επικεντρώθηκε α) σε τέσσερις πολυετείς ενεργειακές καλλιέργειες: μίσχανθο (Miscanthus giganteus), αγριαγκινάρα (Cynara cardunculus L.), switchgrass (Panicum virgatum L.) και γιγάντιο καλάμι (Arundo donax L.) β) σε έξι ετήσιες ενεργειακές καλλιέργειες: ελαιοκράμβη (Brassica napus L.), αραβόσιτο (Zea mays L.), γλυκό και ινώδες σόργο [Sorghum bicolor (L.) Moench], ηλίανθο (Helianthus annuus L.), κενάφ (Hibiscus cannabinus L.) και ζαχαρότευτλο (Beta vulgaris L.). Κατά δεύτερον, στο ερευνητικό μέρος εξετάστηκαν, μέσω της S.W.O.T. ανάλυσης, οι δύο επιλογές ενός σοβαρού διλήμματος: «ενεργειακές καλλιέργειες για παραγωγή βιοκαυσίμων ή για τρόφιμα;» και προτείνεται μια σειρά στρατηγικών και εναλλακτικών επιλογών για βιώσιμο ενεργειακό εφοδιασμό και επαρκή διατροφή για τον αυξανόμενο πληθυσμό της γης. Κατά τρίτον στο ερευνητικό μέρος διενεργείται ποσοτική έρευνα δια μέσου ερωτηματολογίου, για τη διερεύνηση απόψεων/γνώσεων αγροτών-καλλιεργητών σχετικά με τις περιβαλλοντικές, οικονομικές και κοινωνικές προεκτάσεις των ενεργειακών καλλιεργειών. Με βάση τα αποτελέσματα της ποσοτικής έρευνας οι ενεργειακές καλλιέργειες, σε σχέση με το οικονομικό τους αποτύπωμα, συμβάλλουν κατά σημαντικό ποσοστό, με την παραγωγή βιοκαυσίμων, στη μείωση της εξάρτησης από το πετρέλαιο, στην ενδυνάμωση της γεωργίας στην Ελλάδα, στη βελτίωση του αγροτικού εισοδήματος, αλλά υπάρχει αμφισβητούμενος κίνδυνος αύξησης των τιμών των τροφίμων λόγω της χρήσης των φυτών για ενέργεια και όχι για παραγωγή τροφής. Σε σχέση με το περιβαλλοντικό αποτύπωμα, συμβάλλουν στην προστασία του περιβάλλοντος γενικότερα, στην καλύτερη αξιοποίηση του νερού, στην προστασία από την εδαφική διάβρωση και έχουν θετική επίδραση στη βιοποικιλότητα μιας περιοχής. Επίσης σε σχέση με το κοινωνικό αποτύπωμα συμβάλλουν στη δημιουργία νέων θέσεων εργασίας, με προτεραιότητα όμως την παραγωγή τροφής και όχι ενέργειας. Σε συνέχεια της διδακτορικής διατριβής ενδιαφέρουσα μελλοντική έρευνα θα μπορούσε να είναι η διερεύνηση των τροποποιήσεων του νομοθετικού πλαισίου σχετικά με τις ενεργειακές καλλιέργειες και τα βιοκαύσιμα σε ελληνικό, ευρωπαϊκό αλλά και παγκόσμιο επίπεδο και των επιπτώσεων στην ανάπτυξη, μελλοντική εξέλιξη και αποδοχή τους από το κοινωνικό σύνολο. Επιπλέον, ενδιαφέρον παρουσιάζει η διερεύνηση με τη χρήση της ανάλυσης S.W.O.T. περισσότερων ειδών ενεργειακών φυτών και η διενέργεια μιας ποσοτικής ή και ποιοτικής έρευνας, για κάθε μία ξεχωριστά από τις περιβαλλοντικές, οικονομικές και κοινωνικές προεκτάσεις των ενεργειακών καλλιεργειών ή σε επιπρόσθετες περιοχές εκτός της Περιφερειακής Ενότητας Δράμας, με σκοπό την παροχή περισσότερων στοιχείων. Συμπερασματικά εκτός από τη διερεύνηση τρόπων αύξησης του ενεργειακού εφοδιασμού, είναι επιτακτική η ανάγκη για ενσωμάτωση στην ανθρώπινη συμπεριφορά η εξοικονόμηση και η διατήρηση της ενέργειας, καθώς και η ενσωμάτωση κριτηρίων αειφορίας στη χάραξη της ενεργειακής πολιτικής. Προκειμένου να επιτευχθούν τα παραπάνω, η έρευνα και η τεχνολογική ανάπτυξη θα απαιτήσουν τη συμμετοχή επιστημόνων σε ευρείς τομείς, στο πλαίσιο του κοινού στόχου για τη μη εξάντληση των φυσικών πόρων και τη διασφάλιση της ευημερίας του πλανήτη για τις μελλοντικές γενιές.