Δημιουργία χώρου για βιοενέργεια:Πόση ενέργεια μπορεί να παραχθεί από βιομάζα σε οριακή γη;
Απαιτείται περισσότερη τροφή για έναν ταχέως αναπτυσσόμενο παγκόσμιο πληθυσμό. Ταυτόχρονα, οι προσπάθειες για τον μετριασμό των επιπτώσεων της κλιματικής αλλαγής σημαίνουν ότι τα ορυκτά καύσιμα αντικαθίστανται από ανανεώσιμες πηγές ενέργειας, συμπεριλαμβανομένης της βιοενέργειας.
Η βιολογική ενέργεια (βιοενέργεια) ήταν ο πρώτος τύπος ενέργειας που χρησιμοποιήθηκε από την ανθρωπότητα και εκτιμάται ότι ένα σημαντικό ποσοστό της παγκόσμιας πρωτογενούς ενέργειας θα μπορούσε να παραχθεί από βιομάζα μέχρι τα μέσα αυτού του αιώνα. Ωστόσο, η μετατροπή μεγάλων εκτάσεων καλής γης σε παραγωγή βιοενέργειας έχει στρεβλώσει τις τιμές των τροφίμων και της γης και οδήγησε σε μια συζήτηση καυσίμων εναντίον τροφίμων. Αναμένεται ότι αυτός ο ανταγωνισμός για τη γη θα αυξηθεί καθώς οι απαιτήσεις τόσο για τρόφιμα όσο και για καύσιμα συνεχίζουν να αυξάνονται. Επιπλέον, η μετατροπή της γης από μια χρήση σε άλλη έχει εγείρει περιβαλλοντικές ανησυχίες.
Έχει προταθεί ότι αυτή η εγκαταλελειμμένη ή ελάχιστα χρησιμοποιούμενη γεωργική γη θα μπορούσε να χρησιμοποιηθεί για παραγωγή βιοενέργειας, αφήνοντας καλύτερη γη για παραγωγή τροφίμων. Διάφοροι όροι έχουν χρησιμοποιηθεί για να περιγράψουν τέτοιες χερσαίες εκτάσεις, ένας από τους πιο συνηθισμένους όρους είναι αυτός της «οριακής γης». Οι ταχέως αναπτυσσόμενες ενεργειακές καλλιέργειες, οι οποίες είναι πιο ανεκτικές σε στρεσογόνες συνθήκες σε οριακή γη σε σύγκριση με τις συμβατικές καλλιέργειες, έχουν προταθεί ως καλά υποψήφια είδη για την παραγωγή βιομάζας σε οριακή γη. Ωστόσο, υπάρχουν ανησυχίες ότι η καλλιέργεια ενεργειακών καλλιεργειών σε οριακή γη μπορεί να οδηγήσει σε απώλειες άνθρακα και βιοποικιλότητας του εδάφους. Μια πιο ευνοϊκή επιλογή μπορεί να είναι η χρήση της βιομάζας που ήδη αναπτύσσεται σε οριακή γη για παραγωγή ενέργειας.
Η Ιρλανδία εξαρτάται σε μεγάλο βαθμό από τα εισαγόμενα ορυκτά καύσιμα. Η ηλεκτρική ενέργεια που παράγεται από τον άνεμο έχει αυξηθεί σημαντικά τα τελευταία χρόνια, αλλά η χρήση ενέργειας στην Ιρλανδία διαιρείται μεταξύ της χρήσης ηλεκτρικής ενέργειας, θερμότητας και καυσίμου μεταφορών. Η χρήση ορυκτών καυσίμων και στους τρεις τομείς πρέπει να αντικατασταθεί από ανανεώσιμες τεχνολογίες. Η βιοενέργεια, μοναδική μεταξύ των τεχνολογιών ανανεώσιμων πηγών ενέργειας, μπορεί να παρέχει και τους τρεις τύπους ενέργειας, αλλά μπορεί να καλλιεργηθεί επαρκής βιομάζα στην Ιρλανδία χωρίς να διακυβεύεται η παραγωγή τροφίμων;
Θέλαμε να ποσοτικοποιήσουμε πόση ενέργεια θα μπορούσε να παραχθεί από βιομάζα που καλλιεργείται σε οριακή γη στην Ιρλανδία χωρίς να καλλιεργηθούν νέες καλλιέργειες στην οριακή γη (δηλαδή καμία αλλαγή χρήσης γης). Το γρασίδι καλλιεργείται σε πάνω από το 90% της γεωργικής γης στην Ιρλανδία, συμπεριλαμβανομένων των περιθωριακών εκτάσεων. Αποφασίσαμε να μοντελοποιήσουμε τη χρήση του γρασιδιού ως πρώτης ύλης για αναερόβιους χωνευτές που παράγουν βιομεθάνιο για τον εθνικό στόλο οχημάτων. Στην Ιρλανδία, η οριακή γη είναι γενικά υγρή γη, αλλά εξετάσαμε μόνο μια κατηγορία οριακής γης που περιγράφεται ως "πεδινά, υγρά ορυκτά εδάφη" εξαιρουμένων των τυρφώνων και των οριακών εκτάσεων που βρίσκονται σε λόφους και βουνά.
Πριν ξεκινήσουμε την άσκηση μοντελοποίησης, χρειαζόμασταν να γνωρίζουμε κάτι για τις αποδόσεις του γρασιδιού που θα μπορούσαν να αναμένονται από την οριακή γη. Γενικά αναμένεται ότι οι αποδόσεις από οριακή γη θα είναι χαμηλότερες από ό,τι από καλύτερες εκτάσεις, αλλά πόσο χαμηλότερες; Η καλλιέργεια καλλιεργειών σε οριακή γη σημαίνει πάντα ότι μπορούν να αναμένονται χαμηλότερες αποδόσεις; Για να το μάθουμε, οργανώσαμε δοκιμές χόρτου σε μια τοποθεσία ελέγχου (καλή γη) καθώς και σε τρεις οριακές τοποθεσίες γης (πολύ υγρή τοποθεσία, περιοχή επιρρεπής σε πλημμύρες και τοποθεσία επιρρεπής στην ξηρασία) και μετρήσαμε τις αποδόσεις χόρτου από αυτές τις περιοχές σε αριθμός ετών.
Το αποτέλεσμα που πήραμε ήταν μια έκπληξη. Δύο από τις οριακές περιοχές γης (η περιοχή επιρρεπής σε πλημμύρες και η περιοχή επιρρεπής στην ξηρασία) παρήγαγαν αποδόσεις που ήταν ίσες με τις περιοχές ελέγχου. Η μόνη οριακή τοποθεσία γης με χαμηλότερες αποδόσεις από την περιοχή ελέγχου ήταν η πολύ υγρή τοποθεσία, όπου οι αποδόσεις ήταν 85% των αποδόσεων στην περιοχή ελέγχου. Συνεπώς, διαπιστώσαμε ότι οι αποδόσεις από οριακή γη δεν είναι πάντα χαμηλότερες από ό,τι σε καλύτερη γη.
Η οριακή γη στην Ιρλανδία τείνει να είναι γη που είναι υγρή, είτε λόγω πλημμύρας είτε λόγω κακής αποστράγγισης. Για την άσκηση μοντελοποίησης, χρησιμοποιήσαμε μέσες αποδόσεις από τις υγρές τοποθεσίες στη μελέτη μας. Όταν κάναμε τους υπολογισμούς μας, διαπιστώσαμε ότι το γρασίδι που παρήχθη από τις οριακές χερσαίες εκτάσεις που εξετάσαμε και τροφοδοτήσαμε σε αναερόβιους χωνευτές είχε ως αποτέλεσμα την παραγωγή επαρκούς βιομεθανίου για να τροφοδοτήσει ολόκληρο τον στόλο ιδιωτικών αυτοκινήτων στη χώρα μαζί με τον στόλο βαρέων φορτηγών οχημάτων. .
Η κατηγορία της οριακής γης που θεωρήσαμε υποχρησιμοποιείται επί του παρόντος, αλλά η έρευνά μας έδειξε ότι αυτή η χερσαία έκταση θα μπορούσε να χρησιμοποιηθεί για την κάλυψη μεγάλου μέρους των ενεργειακών αναγκών της χώρας, αποφεύγοντας την εισαγωγή ορυκτών καυσίμων και μειώνοντας τις εκπομπές αερίων του θερμοκηπίου. Η καλλιέργεια που καλλιεργείται για χρήση ενέργειας σε τέτοιες εκτάσεις (γρασίδι) μπορεί επίσης να χρησιμοποιηθεί για παραγωγή τροφίμων, επιτρέποντας την απρόσκοπτη αλλαγή της τελικής χρήσης της καλλιέργειας από την παραγωγή ενέργειας στην παραγωγή τροφίμων και αντίστροφα. Σε μια οικονομία της αγοράς, οικονομικοί και κοινωνικοί παράγοντες θα καθορίσουν συνήθως το ποσοστό της οριακής γης που χρησιμοποιείται για την παραγωγή ενέργειας, αλλά αυτή η άσκηση έδειξε τη δυνατότητα που υπάρχει να παράγει ενέργεια από οριακή γη χωρίς να διακυβεύεται η παραγωγή τροφίμων από καλύτερη γη.
Αυτά τα ευρήματα περιγράφονται στο άρθρο με τίτλο Exploring the potential of grass feedstock from marginal land in Ireland:Does marginal σημαίνει χαμηλότερη απόδοση; δημοσιεύτηκε πρόσφατα στο περιοδικό Biomass and Bioenergy . Αυτή η εργασία διευθύνθηκε από τους Peter Meehan, Brendan Burke, Deirdre Doyle, Susanne Barth και John Finnan από το Teagasc.
