Κυριακή, 5 Δεκεμβρίου, 2021

Κλιματικά ουδέτερα θερμοκήπια

Είναι εφικτή η δημιουργία τους στην Κρήτη;

Η αναγκαιότητα αντιμετώπισης του σημαντικότερου σήμερα παγκόσμιου περιβαλλοντικού προβλήματος -της κλιματικής αλλαγής- επιβάλλει τη μείωση των εκπομπών θερμοκηπιακών αερίων στην ατμόσφαιρα από ανθρωπογενείς δραστηριότητες σε όλους τους τομείς.
Το 2018 η Ευρωπαική Επιτροπή παρουσίασε το φιλόδοξο όραμα/σχέδιο για τη μετατροπή της μέχρι το 2050 σε κλιματικά ουδέτερη Ήπειρο ενώ ορισμένα κράτη-μέλη ή και πόλεις έχουν θέσει πολύ πιο φιλόδοξους στόχους. Η γεωργία παγκοσμίως συμβάλλει σήμερα κατά 11% στις συνολικές εκπομπές θερμοκηπιακών αερίων στην ατμόσφαιρα οι οποίες μελλοντικά θα πρέπει να μειωθούν. Στη Κρήτη η παραγωγή κηπευτικών σε θερμοκηπιακές καλλιέργειες αποτελεί μία σημαντική οικονομική δραστηριότητα η οποία ευνοείται λόγω του ήπιου κλίματος της. Υπολογίζεται ότι σήμερα περίπου το 40-45% των θερμοκηπίων της χώρας βρίσκονται στη Κρήτη τα περισσότερα των οποίων είναι παραδοσιακής τεχνολογίας και η παραγωγικότητα τους ( δηλαδή η ετήσια παραγωγή προϊόντων ανά μονάδα καλλιεργούμενης επιφάνειας) είναι χαμηλή. Οι ανάγκες για επαρκή διατροφή του συνεχώς αυξανόμενου παγκόσμιου πληθυσμού αυξάνονται σήμερα ενώ η διαθέσιμη για καλλιέργεια γη παραμένει σχεδόν σταθερή. Είναι λοιπόν απαραίτητο να αυξηθεί η παραγωγικότητα των συστημάτων παραγωγής διατροφικών προϊόντων στο βαθμό που αυτό είναι εφικτό. Παράλληλα θα πρέπει να μειωθούν οι περιβαλλοντικές επιπτώσεις τους και να παράγονται πιο υγιεινά προιόντα. Στη Κρήτη η ζήτηση κηπευτικών προϊόντων τους περισσότερους μήνες του έτους είναι πολύ μεγάλη, λόγω των πολλών εκατ. τουριστών που επισκέπτονται κάθε χρόνο το νησί, και η διάθεση των παραγόμενων κηπευτικών εξασφαλισμένη. Αυτό είναι πολύ πιθανό να ωθήσει μελλοντικά τους καλλιεργητές θερμοκηπίων στη Κρήτη να στραφούν σε πιο σύγχρονες εγκαταστάσεις οι οποίες απαιτούν μεν περισσότερες εισροές αλλά αυξάνουν σημαντικά τη παραγωγικότητα τους η οποία μπορεί να τριπλασιασθεί ή και πενταπλασιασθεί ακόμη σε σχέση με τη σημερινή. Για να επιτευχθεί αυτό θα πρέπει να χρησιμοποιηθούν οι βέλτιστες διεθνώς πρακτικές όσον αφορά τη κατασκευή και τον εξοπλισμό των θερμοκηπίων καθώς και τις χρησιμοποιούμενες καλλιεργητικές τεχνικές. Τα σύγχρονα θερμοκήπια είναι έντασης κεφαλαίου ενώ απαιτείται έλεγχος του εσωτερικού περιβάλλοντος τους όπου καλλιεργούνται τα φυτά. Ταυτόχρονα οι ενεργειακές τους ανάγκες (για θέρμανση, ψύξη και ηλεκτρική ενέργεια) είναι αυξημένες σε σχέση με τα παραδοσιακά. Η αφθονία των ανανεώσιμων ενεργειακών πόρων της Κρήτης και οι σημαντικές βελτιώσεις των τεχνολογιών αξιοποίησης τους προσφέρει σήμερα τη δυνατότητα χρήσης τους στα θερμοκήπια της Κρήτης για τη (μερική ή ολική) κάλυψη των ενεργειακών τους αναγκών. Με τον τρόπο αυτό θα μπορέσουν να μειώσουν/μηδενίσουν την εξάρτηση τους από τα ορυκτά καύσιμα και την ηλεκτρική ενέργεια που παράγεται από αυτά μειώνοντας/μηδενίζοντας ταυτόχρονα το ανθρακούχο αποτύπωμα τους (λόγω της χρήσης ενέργειας). Σκοπός του σύντομου κειμένου που ακολουθεί είναι η παρουσίαση των αειφορικών ενεργειακών τεχνολογιών που χρησιμοποιούνται διεθνώς σήμερα στα θερμοκήπια (καθώς και εκείνων που θα μπορούσαν να χρησιμοποιηθούν μελλοντικά) πολλές από τις οποίες ενδείκνυνται να χρησιμοποιηθούν και στα θερμοκήπια της Κρήτης ούτως ώστε να διασφαλισθεί η κλιματική ουδετερότητα τους.
Η ηλιακή θερμική ενέργεια μπορεί να χρησιμοποιηθεί για τη θέρμανση των θερμοκηπίων. Τα συστήματα που έχουν διερευνηθεί και προταθεί σχετίζονται με τη τοποθέτηση μικρών διαφανών πλαστικών δοχείων με νερό δίπλα στις ρίζες των φυτών. Το νερό θερμαίνεται λόγω της προσπίπτουσας ηλιακής ακτινοβολίας κατά τη διάρκεια της ημέρας και αποδίδει τη θερμότητα στο χώρο τη νύκτα. Ένα τέτοιο σύστημα όμως δεν μπορεί να καλύψει όλες τις ανάγκες θέρμανσης του θερμοκηπίου και απαιτείται και εφεδρικό σύστημα θέρμανσης. Η ηλιακή ενέργεια με φωτοβολταικά στοιχεία μπορεί να παράξει ηλεκτρική ενέργεια καλύπτοντας τις ανάγκες του θερμοκηπίου και διαθέτοντας τυχόν περίσσεια της στο δίκτυο. Στη περίπτωση αυτή γίνεται χρήση του κανονισμού του ενεργειακού συμψηφισμού ενώ ο παραγωγός μπορεί να αυξήσει το εισόδημα του από τη πώληση της παραγόμενης ηλεκτρικής ενέργειας. Η γεωθερμική ενέργεια χαμηλής ενθαλπίας με θερμοκρασίες νερού 40-80 βαθμών Κελσίου (οC) μπορεί να χρησιμοποιηθεί για τη θέρμανση του θερμοκηπίου καλύπτοντας όλες τις θερμικές ανάγκες του. Στη περίπτωση αυτή το γεωθερμικό ρευστό μεταφέρεται από το σημείο εκροής του στο χώρο του θερμοκηπίου και με τη χρήση ενός εναλλάκτη θερμότητας θερμαίνει νερό το οποίο στη συνέχεια χρησιμοποιείται για τη θέρμανση του χώρου. Η στερεά βιομάζα και συγκεκριμένα διάφορα προιόντα του ξύλου χρησιμοποιείται για τη θέρμανση του χώρου του θερμοκηπίου. Η θερμότητα που παράγεται κατά τη καύση της βιομάζας αξιοποιείται για τη θέρμανση νερού το οποίο στη συνέχεια θερμαίνει το θερμοκήπιο. Διάφορα είδη βιομάζας που παράγονται τοπικά όπως το ελαιοπυρηνόξυλο ή τα κουκούτσια από ροδάκινα ή βερύκοκα χρησιμοποιούνται για το σκοπό αυτό. Η καύση της βιομάζας έχει σαν αποτέλεσμα την έκλυση των αερίων καύσης στην ατμόσφαιρα τα οποία μπορεί να προκαλέσουν προβλήματα ρύπανσης και για το λόγο αυτό δεν συνιστάται η χρήση της σε μεγάλα θερμοκήπια. Η συμπαραγωγή θερμότητας και ηλεκτρισμού χρησιμοποιείται για τη παραγωγή ενέργειας σε μεγάλα θερμοκήπια. Η τεχνολογία αυτή παράγει ταυτόχρονα θερμική και ηλεκτρική ενέργεια ενώ έχει πολύ μεγάλο συνολικό βαθμό απόδοσης της τάξης του 85-95% και για το λόγο αυτό θεωρείται πολύ φιλική προς στο περιβάλλον. Σαν καύσιμο στη μονάδα συμπαραγωγής χρησιμοποιείται συνήθως το φυσικό αέριο αλλά θα μπορούσαν να χρησιμοποιηθούν και ανανεώσιμα καύσιμα όπως το βιοαέριο και η στερεά βιομάζα. Με τη τεχνολογία αυτή μπορούν να καλυφθούν οι ανάγκες σε θερμότητα και ηλεκτρική ενέργεια του θερμοκηπίου, ενώ τυχόν πλεονάζουσα ηλεκτρική ενέργεια πωλείται στο δίκτυο σύμφωνα με τους ισχύοντες κανονισμούς αποφέροντας επιπλέον έσοδα. Το μέγεθος των εγκαταστάσεων συμπαραγωγής είναι συνήθως μεγάλο και για αυτό η τεχνολογία αυτή ενδείκνυται μόνο για μεγάλα θερμοκήπια. Η απορριπτόμενη θερμότητα από βιομηχανίες υπό μορφή θερμού νερού μπορεί να χρησιμοποιηθεί για τη θέρμανση θερμοκηπίων αντί να διατεθεί σε κάποιο υδάτινο αποδέκτη προκαλώντας πιθανώς τη θερμική ρύπανση του. Στη περίπτωση αυτή θα πρέπει η βιομηχανία (όπως π.χ. μία βιομηχανία παραγωγής ηλεκτρικής ενέργειας) να βρίσκεται πλησίον του χώρου του θερμοκηπίου ούτως ώστε να μην απαιτείται η μεταφορά του θερμού νερού σε μεγάλη απόσταση. Ανεμογεννήτριες εγκατεστημένες πλησίον του χώρου του θερμοκηπίου μπορούν να χρησιμοποιηθούν για τη παραγωγή ηλεκτρικής ενέργειας η οποία μπορεί να καλύψει τις ανάγκες του θερμοκηπίου και η πλεονάζουσα να πωληθεί στο δίκτυο. Απαραίτητη προϋπόθεση για αυτό είναι η ύπαρξη υψηλού αιολικού δυναμικού πλησίον του θερμοκηπίου ενώ θα πρέπει να εξασφαλιστούν οι απαραίτητες άδειες. Οι αντλίες θερμότητας υψηλής απόδοσης μπορούν να χρησιμοποιηθούν για τη θέρμανση και τη ψύξη του θερμοκηπίου. Οι αντλίες θερμότητας αποτελούν πολύ αποδοτικά ενεργειακά συστήματα με αποδόσεις που ξεπερνούν το 300-400%. Χρησιμοποιούν σαν καύσιμο ηλεκτρική ενέργεια και παράγουν θερμική και ψυκτική ενέργεια καλύπτοντας όλες τις ανάγκες θέρμανσης και ψύξης των θερμοκηπίων. Η χρήση τους είναι πολύ περιορισμένη σήμερα στα θερμοκήπια λόγω του υψηλού αρχικού κόστους εγκατάστασης τους. Οι κυψέλες καυσίμου μπορούν επίσης να χρησιμοποιηθούν για τη παραγωγή θερμικής και ηλεκτρικής ενέργειας στο θερμοκήπιο. Πρόκειται για συσκευές που συμπαράγουν ηλεκτρική και θερμική ενέργεια χρησιμοποιώντας σαν καύσιμο το υδρογόνο ή το φυσικό αέριο ενώ μπορούν να καλύψουν όλες τις ενεργειακές ανάγκες των θερμοκηπίων. Λόγω του υψηλού κόστους εγκατάστασης τους οι εφαρμογές τους στα θερμοκήπια σήμερα είναι περιορισμένη.

 

Πλαίσιο 1
Η θέρμανση στα θερμοκήπια της Ελλάδας (στοιχεία του 2003)
Το 90% των θερμαινόμενων θερμοκηπίων χρησιμοποιούσε μαζούτ ή πετρέλαιο, το 8% χρησιμοποιούσε βιομάζα (πυρήνες ελιάς), το 1% ηλιακή ενέργεια και το 1% γεωθερμική ενέργεια,
Στο 80% των θερμαινόμενων θερμοκηπίων με μαζούτ ή πετρέλαιο η κατανομή της θερμότητας γινόταν με αερόθερμο,
Το 5% των θερμαινόμενων θερμοκηπίων χρησιμοποιούσε κεντρικό σύστημα θέρμανσης με θερμό νερό 85 οC (μεταλλικοί σωλήνες)
Το 15% των θερμαινόμενων θερμοκηπίων χρησιμοποιούσε κεντρικό σύστημα θέρμανσης με θερμό νερό 45 οC (πλαστικοί σωλήνες)

 

Περισσότερες πληροφορίες για τις εφαρμογές αειφορικών ενεργειακών τεχνολογιών στα αγροτικά θερμοκήπια είναι διαθέσιμες στα επιστημονικά άρθρα του γράφοντος με τίτλο α) “Overview of the Use of Sustainable Energies in Agricultural Greenhouses“ το οποίο έχει δημοσιευθεί στο διεθνές Αγγλόφωνο επιστημονικό περιοδικό JOURNAL OF AGRICULTURAL SCIENCES , τεύχος 8(3), σελ. 36-43, 2016, καθώς και β) “Possibilities of using landfill biogas for heating agricultural greenhouses in Crete-Greece“ το οποίο έχει δημοσιευθεί στο διεθνές Αγγλόφωνο επιστημονικό περιοδικό JOURNAL OF AGRICULTURAL STUDIES, τεύχος 4(2), σελ 12-21, 2016.

 

Αφήστε ένα σχόλιο

Please enter your comment!
Please enter your name here

Εντός εκτός και επί τα αυτά

Μικρές αγγελίες

aggelies

Βήμα στον αναγνώστη

Στείλτε μας φωτό και video ή κάντε μία καταγγελία

Συμπληρώστε τη φόρμα

Ειδήσεις

Σχόλια

Συνεργασίες

Διαδρομές

Podcasts

Επιστολές

Χρήσιμα