τoυ Γρηγόρη Βασιλειάδη, γεωπόνου MSc, Αειφορική ΑΕ
Ηανάγκη για τη μείωση εξάρτησης από ορυκτά καύσιμα οδήγησε πολλές χώρες στη στροφή προς τις ανανεώσιμες πηγές ενέργειας. Σήμερα, η παραγωγή βιοαερίου από αγροτικά (υπο)προϊόντα είναι μία ταχύτατα αναπτυσσόμενη τάση διεθνώς. Ανάμεσα στα διάφορα υποστρώματα που μπορούν να χρησιμοποιηθούν για τον σκοπό αυτόν, το καλαμπόκι κατέχει κυρίαρχη θέση, ιδιαίτερα λόγω του υψηλού δυναμικού παραγωγής, της εκμηχάνισης της καλλιέργειας, της δυνατότητας ενσίρωσης αλλά και της ευκολίας ενσωμάτωσής της στον αγροτικό προγραμματισμό.
Κατά τους Bartusevics et al. (2009), οι σημαντικότεροι παράγοντες για τη μεγιστοποίηση της παραγωγής βιοαερίου από καλαμπόκι είναι η επιλογή του υβριδίου, ο χρόνος συγκομιδής, η θρεπτική σύσταση της καλλιέργειας καθώς και ο τρόπος διατήρησης και προετοιμασίας του ενσιρώματος.
Η επιλογή του υβριδίου
Τα επιθυμητά χαρακτηριστικά των υβριδίων καλαμποκιού (πέραν των αγρονομικών) που προορίζονται για παραγωγή ενσιρώματος είναι:
✱ Μεγάλο δυναμικό παραγωγής.
✱ Ιδανικό ποσοστό ξηράς ουσίας για την προώθηση της αναερόβιας ζύμωσης.
✱ Μέτριο stay green (το φαινόμενο κατά το οποίο οι στάχυες είναι ξηροί ενώ τα φύλλα πράσινα).
Στην ανάπτυξη των υβριδίων για παραγωγή βιομεθανίου ρόλο επίσης παίζουν τα κάτωθι (DEKALB, 2012):
✱ H απόδοση ενσίρωσης/στρ.
✱ H παραγωγή σε μεθάνιο και βιοαέριο (ανά τόνο ξηρής ουσίας).
✱ Η απόδοση σε μεθάνιο και βιοαέριο (ανά στρέμμα).
✱ Το ποσοστό μεθανίου στο βιοαέριο.
Οι σποροπαραγωγικές εταιρείες που δραστηριοποιούνται στη χώρα μας προτείνουν κατά καιρούς διάφορα υβρίδια για παραγωγή ενσιρώματος και βιοαερίου. Δυστυχώς, δεν υπάρχουν συστηματικά δεδομένα μετρήσεων απόδοσης σε βιοαέριο και μεθάνιο υπό ελληνικές συνθήκες. Όλα τα υβρίδια καλαμποκιού χαρακτηρίζονται από τον δείκτη FAO και τον αριθμό ημερών μέχρι τη φυσιολογική ωρίμανση, τα οποία αποτελούν μία ένδειξη της διάρκειας του βιολογικού κύκλου.
Τα χαρακτηριστικά αυτά δίνουν και μια προσέγγιση ως προς την παραγωγικότητα των υβριδίων, διότι τα μεγαλυτέρου βιολογικού κύκλου υβρίδια είναι και πιο παραγωγικά σε σχέση με τα μικρότερου. Γενικά, στη χώρα μας χρησιμοποιούνται μέσου και μεγάλου βιολογικού κύκλου υβρίδια που εκμεταλλεύονται καλύτερα τη βλαστική περίοδο.
Το καλαμπόκι κατέχει κυρίαρχη θέση ανάμεσα στα διάφορα υποστρώματα που μπορούν να χρησιμοποιηθούν για παραγωγή βιοαερίου από αγροτικά (υπο)προϊόντα λόγω του υψηλού δυναμικού παραγωγής, της εκμηχάνισης της καλλιέργειας, της δυνατότητας ενσίρωσης, αλλά και της ευκολίας ενσωμάτωσής της στον αγροτικό προγραμματισμό.
Ο χρόνος συγκομιδής
Η συγκομιδή του καλαμποκιού για ενσίρωση ιδανικά μπορεί να πραγματοποιείται όταν η γραμμή γάλακτος (γ.γ.) του κόκκου βρίσκεται στο 50% έως το 75%. Στο 50% της γ.γ. έχουμε κατά κανόνα πάνω από το 90% της αναμενόμενης απόδοσης σε βιομάζα (Monsanto, 2018). Στο στάδιο αυτό παρατηρείται μεγάλη παραλλακτικότητα όσον αφορά το ποσοστό ξηράς ουσίας (28%-48%), η οποία μπορεί να οφείλεται στις καιρικές συνθήκες, την υδατική καταπόνηση των φυτών, αλλά και στο ίδιο το υβρίδιο (Bagg et al. 2013).
Ποσοστό μικρότερο του 24% αυξάνει τις απώλειες λόγω διαρροών, ενώ αντίστοιχα σε ποσοστό άνω του 45% έχουμε αυξημένη λιγνινοποίηση και χαμηλή απόδοση σε βιομεθάνιο. Παράλληλα, η έλλειψη υγρασίας δημιουργεί ασταθές ενσίρωμα δυσχεραίνοντας τη συμπίεσή του και, επομένως, τη δημιουργία αναερόβιων συνθηκών στο σιρό (Schumacher et al. 2006). Όσον αφορά το ιδανικό εύρος του ποσοστού της ξ.ο., σύμφωνα με τους Zscheischler et al. (1984) η ξηρά ουσία ιδανικά πρέπει να είναι 30%-35%.
Ο τρόπος διατήρησης και προετοιμασίας του ενσιρώματος
Η χρήση εμβολιαστών ενσιρώματος που περιέχουν βακτήρια επιταχύνουν τη διαδικασία της ζύμωσης και βελτιώνουν τη διατήρησή του. Η χρήση τους έχει αποδειχτεί επωφελής σε ποσοστό άνω του 90% των μελετών (Bolsen et al., 2000). Ωστόσο, κατά τον Kalac (2011), η χρήση τους δεν φαίνεται να έχει κάποιο ιδιαίτερο αποτέλεσμα στην παραγωγή μεθανίου.
Η καλή συμπίεση του ενσιρώματος είναι σημαντική για δύο λόγους: α) για την απομάκρυνση του αέρα ώστε να αποφευχθούν οι απώλειες λόγω αερόβιας ζύμωσης και β) για την αύξηση της ποσότητας του ενσιρώματος που μπορεί να αποθηκευτεί σε συγκεκριμένο χώρο.
Η ιδανική πυκνότητα σε οριζόντιους σιρούς είναι περίπου 650 kg/m3 (ή 225 kg ξηράς ουσίας/m3) (Pennsylvania State University, 2004, Bolsen et al., 2000). Η καλή συμπίεση επιτυγχάνεται με (Bolsen et al., 2000): α) τη μείωση του ρυθμού απόθεσης στον σιρό, β) τη μείωση του πάχους των στρωμάτων απόθεσης της χορτομάζας, γ) την αύξηση του βάρους του μηχανήματος που χρησιμοποιείται, δ) τη χρήση περισσότερων μηχανημάτων συμπίεσης, ε) την αύξηση του χρόνου συμπίεσης, στ) την αύξηση του ύψους του σιρού και ζ) με την αύξηση της περιεχόμενης ξηρής ουσίας.
Κατά τους Μπαξεβάνος et al. (2012), σιροί με ύψος μικρότερο των 2,5m δεν συνιστώνται γιατί οι απώλειες σε ύψος 1m από την κορυφή είναι, ποσοστιαία, πολύ μεγάλες σε σχέση με τις συνολικές. Επίσης, σιροί με ύψος πάνω από 4,5m δεν συνιστώνται διότι το μεγάλο ύψος είναι δυνητικά επικίνδυνο για τους χειριστές. Επίσης, σιροί στενότεροι των 6m δεν συνιστώνται γιατί δεν είναι ασφαλείς κατά τη συμπίεση, δεν συμπιέζονται καλά στο κέντρο όταν χρησιμοποιούνται μεγάλοι ελκυστήρες, ενώ τα μηχανήματα ελίσσονται με δυσκολία.
Η κάλυψη των οριζόντιων σιρών γίνεται συνήθως με φύλλα πολυαιθυλενίου στα οποία εν συνεχεία εναποτίθενται ελαστικά ή άλλου είδους βαρίδια για την καλύτερη συγκράτηση και επαφή με το ενσίρωμα. Ένα καλό ενσίρωμα, εφόσον παραμείνει αεροστεγώς κλειστό μπορεί να διατηρηθεί για 2-3 έτη. Εφόσον ανοιχτεί, αρχίζουν οι απώλειες και, επομένως, η εκτεθειμένη πρόσοψη θα πρέπει να διαχειριστεί κατάλληλα, ώστε να μειωθεί όσο το δυνατόν η έκθεση στο οξυγόνο.
Η θρεπτική σύσταση της ενεργειακής καλλιέργειας
Τον κυριότερο ρόλο στην παραγωγή μεθανίου από ένα υβρίδιο καλαμποκιού παίζει η συνολικά παραγόμενη ξηρή ουσία (ξ.ο.). Δευτερεύουσας σημασίας και κατά σειρά προτεραιότητας είναι η συγκέντρωση λιπών, πρωτεϊνών και υδατανθράκων (Amon et al. 2007).
