Η παρουσίαση φορτώνεται. Παρακαλείστε να περιμένετε

Η παρουσίαση φορτώνεται. Παρακαλείστε να περιμένετε

Το γλυκό σόργο ως βιο-αιθανόλης Το γλυκό σόργο ως ενεργειακή καλλιέργεια για την παραγωγή βιο-αιθανόλης Δρ. Κ. Δήμας Αναπληρωτής Καθηγητής Τμήμα Φυτικής.

Παρόμοιες παρουσιάσεις


Παρουσίαση με θέμα: "Το γλυκό σόργο ως βιο-αιθανόλης Το γλυκό σόργο ως ενεργειακή καλλιέργεια για την παραγωγή βιο-αιθανόλης Δρ. Κ. Δήμας Αναπληρωτής Καθηγητής Τμήμα Φυτικής."— Μεταγράφημα παρουσίασης:

1 Το γλυκό σόργο ως βιο-αιθανόλης Το γλυκό σόργο ως ενεργειακή καλλιέργεια για την παραγωγή βιο-αιθανόλης Δρ. Κ. Δήμας Αναπληρωτής Καθηγητής Τμήμα Φυτικής Παραγωγής, Α.Τ.Ε.Ι. Θεσσαλονίκης Δρ. Κ. Δήμας Αναπληρωτής Καθηγητής Τμήμα Φυτικής Παραγωγής, Α.Τ.Ε.Ι. Θεσσαλονίκης Ημερίδα: «Παραγωγή Βιοαιθανόλης από Γλυκό Σόργο»

2 Βιο-καύσιμα (2003/30/ΕΚ) Υγρά ή αέρια καύσιμα που παράγονται από βιομάζα και χρησιμοποιούνται στις μεταφορές

3 Είδη βιο-καυσίμων   Βιο-ντίζελ (biodiesel)   Βιο-αιθανόλη (bioethanol)   Βιοαέριο   Βιομεθανόλη   Βιοδιμεθυλαιθέρας   Βιο-ΕΤΒΕ   Βιο-ΜΤΒΕ   Βιοϋδρογόνο Χρησιμοποίησε φυτικό έλαιο ως καύσιμο μηχανών το 1895 Rudolf Diesel

4 Λόγοι που οδήγησαν στην παραγωγή βιο-καυσίμων   Αύξηση ενεργειακής ανεξαρτησίας   Μείωση ρύπανσης ατμόσφαιρας - αιθαλομίχλη - αύξηση της θερμοκρασίας   Εξάντληση αποθεμάτων ορυκτού πετρελαίου   Εναλλακτικές γεωργικές καλλιέργειες   Γεωργικές και βιομηχανικές επενδύσεις Οδηγίες της Ε.Ε.

5 Μείωση της ρύπανσης ατμόσφαιρας Φαινόμενο του θερμοκηπίου • •Δημιουργείται κυρίως από το διοξείδιο του άνθρακα που εκλύεται στην ατμόσφαιρα από: • •τη χρήση του ορυκτού άνθρακα, • • του ορυκτού πετρελαίου, • •του φυσικού αερίου (Το 21% των εκπεμπόμενων αερίων οφείλονται στις μεταφορές) • •Είναι υπεύθυνο: 1. 1.για την άνοδο της θερμοκρασίας 2. 2.την άνοδο της στάθμης της θάλασσας 3. αποσταθεροποίηση του κλίματος της γης

6 Βιο-καύσιμα και ‘φαινόμενο θερμοκηπίου’ Ενεργειακά φυτά – χρησιμοποίηση CO 2 Άλεση Παραλαβή σακχάρων Απόσταξη - αιθανόλη Καύσιμο μεταφορών Απελευθέρωση στην ατμόσφαιρα

7 Ο κύκλος του διοξείδιο του άνθρακα στην ατμόσφαιρα

8 Οφέλη από την παραγωγή και χρήση του βιο-καυσίμων στη χώρα μας Δημιουργία νέων θέσεων απασχόλησης Καλλιέργειες μη ανταγωνιστικές Διατήρηση αγροτικού πληθυσμού Ανάπτυξη ανταγωνιστικών καλλιεργειών (για παραγωγή ενέργειας) Αύξηση εισοδήματος αγροτών Μείωση εξάρτησης από πετρέλαιο Προστασία του περιβάλλοντος

9   Ζαχαροκάλαμο (Saccharum officinale)   Γλυκό σόργο (Sorghum bicolor)   Ζαχαρότευτλα (Beta vulgaris)   Αραβόσιτος (Zea mays)   Σιτάρι μαλακό (Triticum aestivum)   Κριθάρι (Hordeum vulgare)   Καλάμι (Arudo donax) Τα κυριότερα είδη φυτών που χρησιμοποιούνται για παραγωγή βιο-αιθανόλης

10 Αποδόσεις διαφόρων ενεργειακών φυτών σε υγρά βιο-καύσιμα (ΚΑΠΕ, 2006) Βιο-καύσιμο Βιο-ντίζελ Βιο-αιθανόλη Καλλιέργεια Ηλίανθος Ελαιοκράμβη Άγρια αγκινάρα Σόγια Βαμβάκι Γλυκό σόργο Ζαχαρότευτλα Αραβόσιτος Σιτάρι-Κριθάρι Μέση απόδοση σε (kg/στρ) Μέση απόδοση σε βιοκαύσιμο (L/στρ)

11 Σάκχαρα (C 12 H 22 O 11 ) Ινβερτάση Διαδικασία παρασκευής βιο-αιθανόλης από σάκχαρα, άμυλο ή κυτταρίνη + Νερό (H 2 O) Βιο-αιθανόλη (2C 2 H 5 OΗ) Ζυμάση Άμυλο a-αμυλάση + Νερό (H 2 O) glu-αμυλάση απόσταξη Άμυλο + Νερό (H 2 O) (Υγρή άλεση) (Ξηρή άλεση) Κυτταρίνη Θειικό οξύ o C Σάκχαρα Καταλύτες

12 Παραγωγή βιολογικών καυσίμων στην Ε.Ε ΧώρεςΓερμανίαΓαλλίαΙταλίαΔανίαΑυστρίαΑγγλίαΙσπανίαΣουηδίαΣύνολο Βιοντίζελ (Mg) Βιο-αιθανόλη (Mg)

13 Ερωτήματα σχετικά με τα ενεργειακά φυτά   Ποιες γεωργικές πρώτες ύλες θα χρησιμοποιηθούν   Ποιες καλλιέργειες   Σε ποιες περιοχές θα καλλιεργηθούν   Ποιες είναι οι απαιτούμενες εκτάσεις   Τελικό κόστος της βιο-αιθανόλης ανταγωνιστικό της βενζίνης του ορυκτού πετρελαίου   Επιλογή κατάλληλων ποικιλιών ειδικά για την παραγωγή βιο-αιθανόλης (τα χαρακτηριστικά του χυμού επηρεάζουν τη ζύμωση των ζαχάρων) Ανάπτυξη ενεργειακών φυτών στην Ελλάδα

14 Καλλιέργεια γλυκού σόργου   Καλλιεργείται περισσότερο στην Ινδία, Νιγηρία, Η.Π.Α, Σουδάν, Κίνα, Αργεντινή   Καλλιεργείται για την παραγωγή σιροπιού   Τα τελευταία χρόνια παρουσιάζει ενδιαφέρον για την παραγωγή βιο-αιθανόλης   Στη χώρα μας η καλλιέργεια του είναι πολύ περιορισμένη   Καλλιεργείται περισσότερο στην Ινδία, Νιγηρία, Η.Π.Α, Σουδάν, Κίνα, Αργεντινή   Καλλιεργείται για την παραγωγή σιροπιού   Τα τελευταία χρόνια παρουσιάζει ενδιαφέρον για την παραγωγή βιο-αιθανόλης   Στη χώρα μας η καλλιέργεια του είναι πολύ περιορισμένη

15 Χαρακτηριστικά καλλιέργειας γλυκού σόργου  Εκτεταμένο ριζικό σύστημα  Μικρό μέγεθος φύλλων  Κηρώδες επίχρισμα στα φύλλα  Μηχανισμός συστροφής φύλλων  Ωσμωτικό δυναμικό  Άνοιγμα στοματίων

16 Χαρακτηριστικά καλλιέργειας γλυκού σόργου  Στελέχη πολύ χυμώδη με υψηλή περιεκτικότητα σε ζάχαρα  Φυτά υψηλόσωμα (έως και 6 m)  Αντοχή στο πλάγιασμα και σε ορισμένες ασθένειες (βελτιωμένες ποικιλίες)

17 Πλεονεκτήματα καλλιέργειας   Υψηλή φωτοσυνθετική ικανότητα (C 4 φυτό)   Ανθεκτικότητα σε υψηλές θερμοκρασίες   Ανθεκτικότητα στην ξηρασία και στην υπερβολική υγρασία   Ανθεκτικότητα στην αλατότητα   Μεγάλη παραγωγή βιομάζας   Υψηλή φωτοσυνθετική ικανότητα (C 4 φυτό)   Ανθεκτικότητα σε υψηλές θερμοκρασίες   Ανθεκτικότητα στην ξηρασία και στην υπερβολική υγρασία   Ανθεκτικότητα στην αλατότητα   Μεγάλη παραγωγή βιομάζας Αντοχή σε συνθήκες καταπόνησης (αλατότητας και περιορισμένης υγρασίας)

18 Αντοχή του γλυκού σόργου στην ξηρασία  Μικρό ρυθμό ανάπτυξης του υπέργειου τμήματος μέχρι το ριζικό σύστημα να αναπτυχθεί κανονικά  Μεγάλο βάρος και όγκος ρίζας, μεγάλος λόγος ρίζα/βλαστοί  Μεγαλύτερο μόνιμο ριζικό σύστημα και μικρότερη φυλλική επιφάνεια από το καλαμπόκι  Ικανότητα μείωσης του οσμωτικού δυναμικού, διατήρηση της σπαργής κατά τη διάρκεια της ξηρασίας  Ικανότητα διατήρησης σχετικά υψηλού υδατικού δυναμικού με την αύξηση της ξηρασίας του εδάφους  Μείωση απωλειών νερού λόγω μορφολογικών χαρακτηριστικών των φύλλων (παχιά εφημερίδα, κηρώδες επίχρισμα, μηχανικά κύτταρα που μειώνουν τη διαπνοή) Η αντοχή στην ξηρασία οφείλεται:

19 Μειονεκτήματα γλυκού σόργου   Εξαντλεί την εδαφική υγρασία, θρεπτικά στοιχεία και υποβαθμίζει την δομή του εδάφους   Τα φυτικά υπολείμματα ευνοούν την ανάπτυξη των μικροοργανισμών του εδάφους που ανταγωνίζονται τις επόμενες καλλιέργειες για το Ν   Τα φυτικά υπολείμματα ορισμένων ποικιλιών επηρεάζουν την ανάπτυξη μερικών καλλιεργούμενων φυτών (αλληλοπάθεια)

20 Φυτά σόργου σε διάφορα στάδια ανάπτυξης

21   Ο βιολογικός κύκλος διαρκεί ημέρες   Το φύτρωμα και η ανάπτυξη των φυτών έχουν την ίδια πορεία με αυτή του αραβοσίτου   Το αδέλφωμα ξεκινά δύο εβδομάδες μετά το φύτρωμα έως και μετά την άνθηση   Αναπτύξει νέα αδέλφια μετά το θερισμό   Ο βιολογικός κύκλος διαρκεί ημέρες   Το φύτρωμα και η ανάπτυξη των φυτών έχουν την ίδια πορεία με αυτή του αραβοσίτου   Το αδέλφωμα ξεκινά δύο εβδομάδες μετά το φύτρωμα έως και μετά την άνθηση   Αναπτύξει νέα αδέλφια μετά το θερισμό Ανάπτυξη φυτών-προσαρμοστικότητα

22 Επίδραση της έντασης φωτισμού στο ρυθμό φωτοσύνθεσης C 4 και C 3 φυτών Ένταση φωτισμού (Lux x10 3 ) Ρυθμός φωτοσύνθεσης (mg CO 2 /dm 2 /h) Καλαμπόκι (C 4 ) Σιτάρι (C 3 ) 10 32,353, Σόργο (C 4 )

23 Καλλιεργητική τεχνική (σπορά)   Ακολουθεί οποιαδήποτε καλλιέργεια   Έχει αρνητικές επιδράσεις στις επόμενες καλλιέργειες   Εποχή σποράς: 2 εβδομάδες μετά τη σπορά του αραβοσίτου (θερμοκρασία εδάφους 16 ο C)   Αποστάσεις σποράς: cm   Αποστάσεις στη γραμμή: cm   Ποσότητα σπόρου: 3-4 kg/στρ   Βάθος σποράς: 3-6 cm   Ακολουθεί οποιαδήποτε καλλιέργεια   Έχει αρνητικές επιδράσεις στις επόμενες καλλιέργειες   Εποχή σποράς: 2 εβδομάδες μετά τη σπορά του αραβοσίτου (θερμοκρασία εδάφους 16 ο C)   Αποστάσεις σποράς: cm   Αποστάσεις στη γραμμή: cm   Ποσότητα σπόρου: 3-4 kg/στρ   Βάθος σποράς: 3-6 cm

24 Λίπανση - άρδευση)   Απαιτεί το 36% της αζωτούχο λίπανσης που εφαρμόζεται στο καλαμπόκι (από σε 7-14 kg/στρ.)   Ενδεικτικά συνιστάται kg Ν/στρ.   Οι απαιτήσεις σε ποσότητα και είδος λιπασμάτων είναι παρόμοιες με του αραβοσίτου   Η μεγάλη ποσότητα αζώτου πρέπει να αποφεύγεται   Απαιτεί το 36% της αζωτούχο λίπανσης που εφαρμόζεται στο καλαμπόκι (από σε 7-14 kg/στρ.)   Ενδεικτικά συνιστάται kg Ν/στρ.   Οι απαιτήσεις σε ποσότητα και είδος λιπασμάτων είναι παρόμοιες με του αραβοσίτου   Η μεγάλη ποσότητα αζώτου πρέπει να αποφεύγεται • • Οι αποδόσεις αυξάνονται με την άρδευση • • Ο αριθμός των αρδεύσεων εξαρτάται από τις καιρικές συνθήκες • • Συνήθως γίνονται τρεις αρδεύσεις (Geng κ. α. 1989) Σόργο για παραγωγή ζυμώσιμων ζαχάρων

25 Συγκομιδή γλυκού σόργου για την παραγωγή βιο-αιθανόλης και σιροπιού   Όταν οι σπόροι βρίσκονται στο στάδιο της ζύμης   Στο στάδιο της φυσιολογικής ωρίμανσης του σπόρου Μεγαλύτερη απόδοση σε στελέχη Μεγάλη απόδοση σε καρπό Υψηλή περιεκτικότητα σε ζαχαρόζη στα στελέχη Υψηλότερες τιμές Brix   Στο στάδιο της φυσιολογικής ωρίμανσης του σπόρου Μεγαλύτερη απόδοση σε στελέχη Μεγάλη απόδοση σε καρπό Υψηλή περιεκτικότητα σε ζαχαρόζη στα στελέχη Υψηλότερες τιμές Brix   Πρωιμότερη συγκομιδή δημιουργεί προβλήματα κατά τη διάρκεια της διαύγασης του σιροπιού (μεγάλης περιεκτικότητας σε χλωροφύλλη) Παραγωγή σιροπιού Παραγωγή βιο-αιθανόλης

26 Αποδόσεις γλυκού σόργου   Αποδόσεις σε βιομάζα κυμαίνονται από 1.8 έως και 10 tn/στρ.   Η περιεκτικότητα σε χυμό από 65 έως 80%   Η περιεκτικότητα σακχάρων στο χυμό κυμαίνεται από 9 έως 15%   Η απόδοση σε ζάχαρη από 360 έως kg/στρ.   Με τη ζύμωση μπορεί να παραχθούν lit/στρ. αιθανόλη (Vermerris κ. α. 2008) Σε πειραματικούς αγρούς στο Βόρειο Έβρο βιο-αιθανόλη βιομάζα 12 tn/στρ., ζάχαρα 10%, βιο-αιθανόλη 700 lit/στρ. ( Μελλίδης κ. α. 2000)

27 Έρευνα που διεξάχθηκε στο Α.Τ.Ε.Ι. Θεσσαλονίκης για το γλυκό σόργο

28 Λόγοι διεξαγωγής της έρευνας Περιορισμένα δεδομένα σχετικά με:  Δυνατότητα αξιοποίησης αλατούχων εδαφών (παραγωγή βιο-καυσίμων) εδαφών (παραγωγή βιο-καυσίμων)  Δυνατότητα αξιοποίησης αλατούχων εδαφών (παραγωγή βιο-καυσίμων) εδαφών (παραγωγή βιο-καυσίμων)  Περιορισμένη άρδευση  Αξιολόγηση διαφόρων ποικιλιών γλυκού σόργου γλυκού σόργου  Αξιολόγηση διαφόρων ποικιλιών γλυκού σόργου γλυκού σόργου

29 Ποικιλίες σόργου που αξιολογήθηκαν στο πείραμα  Susu (χορτοδοτικό)  KN (καρποδοτικό)  Susu (χορτοδοτικό)  KN (καρποδοτικό)  Sugar graze (γλυκό σόργο)  M81-Ε (γλυκό σόργο)  Urja (γλυκό σόργο)  Topper-76-6 (γλυκό σόργο)  Sugar graze (γλυκό σόργο)  M81-Ε (γλυκό σόργο)  Urja (γλυκό σόργο)  Topper-76-6 (γλυκό σόργο)

30 Στοιχεία πειράματος Εγκατάσταση Περιοχή εγκατάστασης Πειραματικό σχέδιο Παράγοντας Α Παράγοντας Β Παράγοντας Γ Ομάδες Μέγεθος τεμαχίων Εγκατάσταση Περιοχή εγκατάστασης Πειραματικό σχέδιο Παράγοντας Α Παράγοντας Β Παράγοντας Γ Ομάδες Μέγεθος τεμαχίων : 25 Μαΐου 2007, 2008 (σπορά) : Αγρόκτημα Α.Τ.Ε.Ι./Θ. : Παραγοντικό 2 x 2 x 6 : 2 (Αλατότητα εδάφους, 2,0-3,5 ή 4,5-6,5 dS/m) : 2 (Άρδευση, 60 ή 120 mm) : 6 ποικιλίες : Τέσσερις (4) : 5 x 3 m : 25 Μαΐου 2007, 2008 (σπορά) : Αγρόκτημα Α.Τ.Ε.Ι./Θ. : Παραγοντικό 2 x 2 x 6 : 2 (Αλατότητα εδάφους, 2,0-3,5 ή 4,5-6,5 dS/m) : 2 (Άρδευση, 60 ή 120 mm) : 6 ποικιλίες : Τέσσερις (4) : 5 x 3 m

31 Στοιχεία πειράματος Πυκνότητα καλλιέργειας Άρδευση μετά τη σπορά Λίπανση Αγωγιμότητα νερού άρδευσης Πυκνότητα καλλιέργειας Άρδευση μετά τη σπορά Λίπανση Αγωγιμότητα νερού άρδευσης : σπόροι/στρ : 20 mm νερού : 50 kg/στρ kg/στρ 33,5-0-0 : 0,8 dS/m : σπόροι/στρ : 20 mm νερού : 50 kg/στρ kg/στρ 33,5-0-0 : 0,8 dS/m

32 Στοιχεία πειράματος   1 η άρδευση στις 17/07 με 10 ή 20 mm   2 η άρδευση στις 24/07 με 10 ή 20 mm   3 η άρδευση στις 31/07 με 10 ή 20 mm Αρδεύσεις (στάγδην) μετά το φύτρωμα της καλλιέργειας   4 η άρδευση στις 15/08 με 10 ή 20 mm   5 η άρδευση στις 21/08 με 10 ή 20 mm   6 η άρδευση στις 11/09 με 10 ή 20 mm

33

34

35

36 Επίδραση της αλατότητας του εδάφους στο φύτρωμα έξι ποικιλιών σόργου Υβρίδια σόργου Επιβιώσαντα φυτά σόργου (%) Επιβιώσαντα φυτά σόργου (%) M81 Sugar graze Sugar graze Urja Topper Susu KN ,0-3,5 dS/m 4,5-6,5 dS/m Ε.Σ.Δ. 0,05

37 Επίδραση της άρδευσης και της αλατότητας του εδάφους στο ξηρό βάρος έξι ποικιλιών σόργου Ε.Σ.Δ. 0,05 2,0-3,5 dS/m Επεμβάσεις Ξηρό βάρος σόργου (Mg/στρ) Ξηρό βάρος σόργου (Mg/στρ) M ,5 1,01,0 1,01,0 1,51,5 1,51,5 2,02,0 2,02,0 2,52,5 2,52,5 3,03,0 3,03,0 4,5-6,5 2,0-3,5 4,5-6,5 120 mm άρδευση 60 mm άρδευση Sugar graze Urja Topper-76 Susu KN-300

38 Επίδραση της άρδευσης και της αλατότητας του εδάφους στην απόδοση σε χυμό του σόργου κατά το 2007 Απόδοση σόργου σε χυμό (Mg/στρέμμα) Τύποι σόργου ΣακχαροδοτικάΧορτ/κόΚαρπ/κό Άρδευση 120mm, Αγωγιμότητα 5Mmhos/cm Άρδευση 120mm, Αγωγιμότητα 10Mmhos/cm Άρδευση 60mm, Αγωγιμότητα 5Mmhos/cm Άρδευση 60mm, Αγωγιμότητα 10Mmhos/cm

39 Επίδραση της άρδευσης και της αλατότητας του εδάφους στη συγκέντρωση σακχάρων στο χυμό του σόργου κατά το 2007 Συγκέντρωση σακχάρων σε χυμό σόγου (%) Τύποι σόργου ΣακχαροδοτικάΧορτ/κόΚαρπ/κό Άρδευση 120mm, Αγωγιμότητα 5Mmhos/cm Άρδευση 120mm, Αγωγιμότητα 10Mmhos/cm Άρδευση 60mm, Αγωγιμότητα 5Mmhos/cm Άρδευση 60mm, Αγωγιμότητα 10Mmhos/cm

40 Επίδραση της άρδευσης και της αλατότητας του εδάφους στην απόδοση σε σιρόπι έξι ποικιλιών σόργου Ε.Σ.Δ. 0,05 2,0-3,5 dS/m Επεμβάσεις Απόδοση σε σιρόπι (Mg/στρ) Απόδοση σε σιρόπι (Mg/στρ) M81 4,5-6,5 2,0-3,5 4,5-6,5 120 mm άρδευση 60 mm άρδευση Sugar graze Urja Topper-76 Susu KN ,5 1,0 1,5 2,0 2,5 3,0 13,5-12,6 11,7-10,6 13,6-10,7 13,0-11,8 11,2-11,2 11,7-11,9 Brix

41 ΣυμπεράσματαΣυμπεράσματα Η αύξηση της αλατότητας  Την απόδοση των ποικιλιών σόργου σε ξηρή μάζα και σιρόπι  Το ποσοστό σακχάρων στο σιρόπι Δεν επηρέασε σημαντικά

42 ΣυμπεράσματαΣυμπεράσματα Ο περιορισμός της άρδευσης Μείωσε σημαντικά Μείωσε σημαντικά  Το ποσοστό σακχάρων στο σιρόπι ΑντίθεταΑντίθετα  Την απόδοση σε βιομάζα και σιρόπι

43 ΣυμπεράσματαΣυμπεράσματα Η καλλιέργεια του γλυκού σόργου μπορεί να χρησιμοποιηθεί για την αξιοποίηση μετρίως αλατούχων εδαφών σε περιοχές με μειωμένες εισροές νερού άρδευσης Η ποικιλία Μ81-Ε παρείχε τη μεγαλύτερη απόδοση σε βιομάζα και σιρόπι

44 Συμπεράσματα   Η βιο-αιθανόλη μπορεί να υποκαταστήσει (μερικώς) τη βενζίνη από το ορυκτό πετρέλαιο   Κατάλληλες οι κλιματολογικές συνθήκες της περιοχής για την καλλιέργεια του γλυκού σόργου

45 Γενικό Συμπέρασμα   Δημιουργία νέων θέσεων εργασίας   Αύξηση εισοδήματος των αγροτών   Διατήρηση αγροτικού πληθυσμού Η καλλιέργεια του γλυκού σόργου για την παραγωγή βιο-αιθανόλης Θα συμβάλλει


Κατέβασμα ppt "Το γλυκό σόργο ως βιο-αιθανόλης Το γλυκό σόργο ως ενεργειακή καλλιέργεια για την παραγωγή βιο-αιθανόλης Δρ. Κ. Δήμας Αναπληρωτής Καθηγητής Τμήμα Φυτικής."

Παρόμοιες παρουσιάσεις


Διαφημίσεις Google