By Agricultura este în prima linie a impactului schimbărilor climatice asupra societății omenești – peste efectele secetei, noutățile în domeniu, dificultățile și provocările obținerii de produse vandabile, hănitoare, sigure și… gustoase se suprapun comandamentele trecerii economiilor la energia verde. Cum plantele și animalele nu au habar de ce se întâmplă la nivel macro și doar reacționează, le revine fermierilor responsabilitatea de a trece la surse regenerabile. Dintr-un capăt al planetei la altul, cei care pun lumii hrana pe mese în fiecare zi investesc, inovează și cred, prin acțiune și exemplu personal, că… se poate.
Soare, vânt, biomasă și apă de zeci de miliarde de dolari
Fermierii își pot produce propria energie pentru a deveni autosuficienți. Energia regenerabilă nu numai că ajută fermierul să economisească bani, ci și combate efectele încălzirii globale. Biomasa, energia geotermală, hidroelectrică, solară și eoliană pot produce energie electrică pentru încălzire, iluminat și combustibil în fermă. Cu o mică investiție inițială, energia poate fi produsă gratuit din surse regenerabile, cum ar fi soarele, vântul și apa. În același timp, orice sistem electric de energie regenerabilă din fermă poate fi conectat la rețeaua de utilități cu un invertor care să permită fermierului să primească plata pentru energia pe care o produce.
Potrivit Union of Concened Scentists (Uniunea Oamenilor de Știință Preocupați), din SUA, „utilizarea biomasei pentru energie în SUA ar putea oferi noi venituri, de până la 20 de miliarde de dolari, fermierilor și comunităților rurale și ar putea reduce emisiile legate de încălzirea globală cu aceeași sumă, echivalentul scoaterii de pe șosele a 70 de milioane de mașini”. Materialele derivate din plante și animale utilizate pentru energie sunt cunoscute sub numele de biomasă. Biomasa, cum ar fi zaharurile și uleiurile din plante, poate fi folosită pentru a face combustibil pentru vehicule, iar arderea biomasei pentru căldură sau electricitate se numește pur și simplu bioputere. Biocombustibilii sunt o alternativă de energie regenerabilă care poate fi obținută din culturi cultivate în fermă, pentru a alimenta vehiculele. Unele dintre controversele din jurul biocombustibililor se referă la utilizarea terenurilor agricole valoroase pentru a cultiva culturi „energetice” în defavoarea culturilor agricole.
Pentru a combate această controversă, unii fermieri aleg să cultive culturi de combustibil uleios, cum ar fi floarea-soarelui, cu scopul dublu de producție de materie primă și… biodiesel. Cultivarea soiurilor de semințe oleaginoase pentru producția de combustibil în fermă poate fi, de asemenea, rentabilă, acolo unde, după zdrobirea semințelor pentru a extrage uleiul, subprodusul are o valoare de piață mai mare decât uleiul în sine. Reciclarea uleiului vegetal uzat de la restaurantele locale este, de asemenea, o opțiune pentru fermierii care își folosesc echipamentele cu biocombustibil. Și chiar dacă presele de ulei la scară mică pot fi costisitoare, unii fermieri au avut idea achiziției în comun, prin cooperare cu alți fermieri, eficientizând operațiunea.
Bioputerea este energia electrică produsă din aburul creat prin arderea biomasei sau a gazelor din biodigestoare. Acestea captează și ard gazele din descompunerea microbiană a biomasei, cum ar fi gunoiul de grajd. În timp ce tehnologia pentru biodigestoare este destul de simplă și a fost folosită de mai mulți ani, sistemele sigure și curate au fost concepute pentru a fi utilizate în reperele cerințelor prezentului. Potrivit ag.umass.edu, culturile de biomasă, cum ar fi iarbă, porumb sau copaci cu creștere rapidă, pot fi peletizate și arse pentru încălzirea clădirilor, cum ar fi serele, sau transformate în energie electrică prin intermediul aburului.
Unele produse secundare agricole, cum ar fi cele rezultate din porumb, pot fi folosite pentru a produce energie fără a compromite calitatea solului sau a crește eroziunea. O dată în plus, o achiziție în cooperare a unui peletizor poate fi suficientă pentru fermierii care doresc să ardă peleți pentru căldură. O altă direcție de eficiență este vânzarea de către fermieri a acestor produse de biomasă, a căror utilizare crește constant, pe măsură ce alarmele referitoare la curgența combaterii schimbărilor climatic se înmulțesc.
To în dreptul fermelor există și varianta geotermală, pe componenta temperatură constantă a solului. Clădirile agricole și casele pot folosi pompe de căldură pentru a schimba temperatura aerului și temperatura solului pe tot parcursul anului, păstrând clădirile răcoroase vara și calde iarna. Chiar dacă sistemele geotermale sunt mai scumpe, timpul de amortizare este mai scăzut, de 5-10 ani, având în vedere combustibilul gratuit. De asemenea, instalarea unui sistem hidroelectric la o fermă depinde în mare măsură de o sursă bună de apă, cu un debit constant. Dacă aceste condiții există și nevoile de energie ale fermei sunt bine documentate, atunci fermierul poate alege dintre mai multe mecanisme: roți hidraulice, turbine cu impuls sau turbine de reacție.
În timp ce roțile hidraulice sunt mai puțin eficiente decât turbinele și sunt cele mai potrivite pentru alimentarea polizoarelor, ele sunt relativ simple de utilizat și pot gestiona o gamă largă de debituri de apă și reziduuri. Turbinele necesită un debit mai controlat și constant, precum și o diferență de înălțime mai mare de la sursa de apă la paletele turbinei. În general, cu cât un sistem hidroelectric este mai mare, cu atât mai ieftin pe kWh. Sistemele hidroelectrice mici reprezintă o investiție pe termen lung, iar durata generală de viață este de 20-25 de ani.
Și energia solară poate fi folosită în ferme, pentru încălzirea pasivă, în sere, ca încălzire solară termică pentru sistemele de apă caldă. În timp ce fotovoltaicele sunt mai scumpe, progresele tehnice le fac o opțiune mai… ieftină – pot alimenta iluminatul, gardurile electrice, motoarele mici, ventilatoarele, pomparea apei sau încărcarea bateriilor. De asemenea, se pot dovedi de mare folos în zonele rurale sau în secțiuni ale fermei care se află departe de liniile electrice.
Designul solar pasiv poate fi folosit pentru încălzirea serelor – o opțiune rentabilă pentru micii cultivatori interesați să prelungească sezonul de vegetație. O seră solară pasivă este foarte izolată, folosește ventilație naturală și are panouri de sticlă înclinate, pentru a colecta căldura solară maximă, în funcție de latitudinea sau locația serei. Sistemele solare termice pentru încălzirea apei funcționează în mod similar cu solarul pasiv, prin colectarea și stocarea căldurii. Într-o fermă de lapte, de pildă, în care până la 40% din energia utilizată este pentru încălzirea apei, un încălzitor solar de apă poate reduce costurile de încălzire cu până la 85% anual.
Și energia vântului poate intra în calcuele de sustenabilitate ale fermierilor. Turbinele folosite pentru a produce energie electrică din vânt pot asigura o mare parte din necesarul mediu de energie al unei ferme. Trebuie amplasate în zone cu vânt puternic și, în general, necesită cel puțin 4.000 de metri pătrați de teren pentru a produce suficientă energie. Fermierii cu terenuri într-o zonă cu viteze bune ale vântului ar putea lua în considerare, de asemenea, să-și închirieze terenul pentru producerea energiei eoliene unei companii de utilități, putând, în același timp, să-și folosească terenul pentru animalele lor, la pășunat. Instalarea turbinelor eoliene este o investiție pe termen lung și costă, dar beneficiile pot depăși costurile de instalare dacă prețurile locale de utilități sunt mari, așa cum se întâmplă în perioada actuală. În plus, o turbină eoliană poate fi o bună adăugire pentru un sistem fotovoltaic – energia eoliană este disponibilă atunci când energia solară nu este.
Subvenții și colaborare cu vecinii
Dincolo de datele tehnice ale tuturor acestor posibilități există exemplele concrete – fermieri cu viziune, care au ales să treacă la acțiune. Proprietarii de ferme experimentează cu toate tipurile de tehnologii regenerabile și chiar fac schimb de energie regenerabilă cu vecinii. În Australia, producătorul de lactate Michael Cains își amintește clar noaptea umedă și furtunoasă în care a decis să instaleze energie regenerabilă pentru a-și îmbunătăți puterea energetică.
„M-am dus în jos, pe deal, pentru a lua generatorul, pentru că era pană de electricitate. Mi-am rupt spatele urcând dealul. Eram ud leoarcă. Am cuplat generatorul la sistem exact când a revenit curentul”, a povestit Cains pentru abc.net.au. Fermierul din Rosnay a cumpărat panouri solare și o baterie folosind o subvenție guvernamentală și un împrumut de la Autoritatea de Asistență Rurală. Acum schimbă această putere cu vecinii, folosind un sistem „peer-to-peer”: „Putem folosi mai întâi propriul nostru solar să umplem bateria, apoi o schimbăm cu cafeneaua din localitate și, când avem surplus de energie, o putem trimite la vie sau la pensiunea The Pines”.
Cains nu este singurul fermier care face acest lucru – încă din 2020, un sondaj realizat de organismul de vârf din industrie a constatat că 71% dintre ferme aveau instalat cel puțin un tip de energie regenerabilă. Potrivit Dairy Australia, tendința a crescut foarte mult în ultimii ani și a inclus în principal panouri solare. Sam Statham, vecinul lui Cains, proprietar de cramă și livadă, a instalat 87 de panouri solare pentru a-și alimenta proprietatea și pentru a contribui la sistemul „peer-to-peer”.
De asemenea, Statham și-a îngropat țevile, pentru a reduce evaporarea în timp ce pompele sale alimentate cu energie solară funcționează și irigă în timpul zilei, când pompele solare funcționează cel mai bine: „Aceasta este momentul în care plantele au nevoie de apă, dar și cel în care apa se va evapora cel mai mult, așa că am pus tuburile picurătoare de irigare în subteran, în mijlocul rândului de viță-de-vie”. Iar în Queensland, producătorul de bumbac de la Darling Downs, Don Baartz, a folosit un „împrumut verde” de la o bancă pentru a cheltui 37.600 de dolari pe un sistem solar care asigură funcționarea unei pompe de 18 kilowați. Pe lângă reducerea emisiilor, fermierul susține că economisește 8.000 de dolari pe an în costurile cu electricitatea.
Pe lângă energia solară, surse ca deșeurile din culturi, ierburile și cheresteaua de plantație sunt, de asemenea, folosite de fermieri. De pildă, unii folosesc resturile de orez și cojile de nuci.
Louise Brown de la HydGene Renewables, dezvoltă o nouă tehnologie pentru a produce hidrogen din… paie, iar viziunea oamenilor care produc hrana cea de toate zilele a ajuns imediat la această nouă soluție. „Am fost contactați de un fermier din Victoria, care are 200 de tone de paie pe an care pot fi arse”, detaliază Brown, adăugând că ar fi ușor de colectat și livrat acest tip de biomasă într-o instalație centrală, unde poate fi transformată în hidrogen curat, pentru uz intern sau chiar pentru vânzare.
Ca operatori într-un sector foarte expus la schimbările climatice, fermierii din Australia susțin în general agenda de decarbonizare. Într-un sondaj realizat de Farmers for Climate Action, mai mult de 80% dintre respondenți au spus că doresc ca politicienii să facă mai mult pentru a ajuta fermierii să se adapteze la un climat mai volatil.
Energie permanentă pentru robotul de muls
În Marea Britanie, o firmă de energie solară – MyPower, cu sediul în Cotswolds, Anglia – a raportat o cerere record din partea fermelor, după ce prețul energiei electrice a crescut și se pune problema la nivel național de combatere a unei potențiale sărăcii energetice fără precedent. În doar un an, firma a trecut de la instalarea de 7.000 de panouri solare la… 27.000. „Fermele se confruntă cu facturi în creștere la electricitate, iar producerea propriei energii poate ajuta la reducerea acestui impact”, punctează directorul general Ben Harrison, citat de BBC.
Adam Henson, unul dintre clienții companiei, care conduce Cotswold Farm Park, unde cultivă cereale, explică: „Tata a început ferma în 1971 și a cultivat într-un mod foarte prietenos cu mediul. Așa că a avea energie solară este un pas în direcția corectă, către o afacere mai ecologică. Într-o criză energetică, panourile solare pot economisi bani și pot scădea emisiile de carbon. Soarele ne costă patru până la cinci pence pe unitate, deci rentabilitatea investiției noastre este de doar trei până la patru ani. Și facem ceea ce trebuie”. Practic, panourile solare de la Cotswold Farm Park vor produce aproximativ 20% din energia necesară funcționării fermei.
La circa 15 kilometri de ferma lui Henson este cea a lui Clive Slatter, cu 600 de vite de lapte. Proprietarul a acoperit grajdul cu panouri solare care astăzi produc aproximativ 40% din energia electrică pe care o folosește ferma. „Economisesc aproximativ 1.000 de lire sterline pe lună”, argumentează fermierul, care poate analiza exact când este produsă și utilizată această putere.
O aplicație concretă este la robotul de muls, care funcționează non-stop – când un animal se simte încărcat, se îndreaptă spre robot, iar asta înseamnă o cerere constantă de energie, pe tot parcursul zilei, furnizată de producția solară.
Combinații adecvate de soluții tehnice
În SUA, energia este esențială pentru agricultură, de la combustibilul necesar pentru operarea utilajelor până la energia electrică utilizată pentru încălzirea sau răcirea animalelor și a serelor. Cea mai mare parte a acestei energii este în prezent satisfăcută cu combustibili fosili. Pe măsură ce se extinde trecerea la surse regenerabile, fermierii trec la noi soluții, mai curate și mai eficiente. Două studii publicate recent de Institutul Comun pentru Analiza Strategică a Energiei (JISEA) arată cum fermele și instalațiile de producție agricolă pot apela la soluții mai durabile.
JISEA a produs două studii de caz de oportunități pentru generarea durabilă, fiabilă și economică de căldură și energie, în fermele din Colorado. Această activitate, susținută de Departamentul pentru Agricultură din Colorado și Biroul pentru Energie din Colorado, promovează operațiunile agricole profitabile, curate și eficiente. De exemplu, digestia anaerobă oferă beneficii pentru producerea de lactate din Colorado. Gestionarea gunoiului de grajd pentru animale a totalizat aproximativ 9,5% din emisiile de metan din SUA în ultimii ani, bovinele de carne și de lapte emițând mai mult metan decât orice alt animal domestic. Digestia anaerobă, procesul prin care bacteriile descompun materia organică atunci când nu există oxigen, poate produce biogaz, poate îmbunătăți calitatea aerului și a apei și poate reduce emisiile de gaze cu efect de seră.
Analiștii JISEA Darlene Steward, Elizabeth Weber și Laura Supple au efectuat un studiu de caz privind implementarea unui sistem de digestie anaerobă la Aurora Organic Dairy High Plains Farm, din Gill. Complexul are 13.000 de vaci, dintre care 80% produc lapte. JISEA a modelat un sistem anaerob la fermă, cu căldură și energie combinată, care funcționează cu biogaz. Sistemul poate produce căldură și energie echivalentă cu nevoile de apă caldă a… 3.400 de gospodării și cu nevoile de energie electrică a… 1.800 de gospodării. „Combustibilul din biogaz și produsele din digestia anaerobă ar putea satisface nevoile de energie ale fermei și ar putea oferi un nou flux de venituri”, detaliază Darlene Steward. În plus, dacă sistemul utilizează gaze naturale regenerabile, ar putea fi evitate 12.000 de tone de emisii de CO2 din benzină și 5.700 de tone din gestionarea gunoiului de grajd.
Și serele agricole au cerințe mari de energie în comparație cu sistemele tradiționale în aer liber.
Reglarea temperaturii, luminii, umidității și concentrațiilor ambientale de dioxid de carbon și operarea echipamentelor mecanice consumă cea mai mare parte din această energie. Analiștii JISEA Gail Mosey și Laura Supple au studiat potențialul energiei solare de a furniza căldură, electricitate și energie de rezervă la patru sere din Colorado: Altman Specialty Plants, Gunnison Gardens, Welby Gardens și Zapata Seeds. „Am descoperit că nu există o soluție energetică universală pentru sere, deoarece au sisteme unice. Cu toate acestea, o combinație adecvată de soluții tehnice poate aborda în mod durabil cele mai mari zone consumatoare de energie. Studiile noastre de caz subliniază câteva abordări promițătoare pentru a îmbunătăți eficiența și profitabilitatea”, susține Gail Mosey.
Diferite combinații de energie solară și tehnologii solare termice pot reduce costurile de operare, îmbunătățesc competitivitatea fermelor, precum și sustenabilitatea și rezistența recoltelor agricole. Potrivit nrel.gov, sistemele solare fotovoltaice conectate la rețea ar putea satisface cererea de energie a serelor și ar putea reintroduce energia în rețea, reducând nevoia de generatoare sau baterii de rezervă suplimentare.
„Ghișeu unic” cu instrumente, cunoștințe, analiză și finanțare
Africa Subsahariană este cunoscută pentru că are teren arabil abundent și faună sălbatică vastă, deținând o proporție uriașă din resursele naturale ale lumii. Cu toate acestea, conform unui raport Foresight Africa, cu 200 de milioane de hectare, Africa sub-sahariană găzduiește aproape jumătate din terenurile… necultivate ale lumii. Potențialul său de creștere agricolă este extrem de subutilizat, cu una dintre cele mai scăzute producții dintre țările în curs de dezvoltare.
În același timp, agricultura este sursa principală de hrană și de venit pentru africani și oferă până la 60% din toate locurile de muncă de pe continent. Schimbările climatice fac din ce în ce mai greu să se cultive și să se crească animale ca până acum. Aproximativ 97% dintre fermierii mici se bazează pe… ploaie pentru a-și satisface nevoile agricole, care s-au dovedit a fi atât ineficiente, cât și nesigure și vor deveni și mai volatile pe măsură ce schimbările climatice continuă să facă ravagii în sistemele alimentare.
În timp ce soluția pentru creșterea productivității fermierilor mici este complexă și diversă, irigarea solară oferă o soluție care contribuie simultan la securitatea alimentară, rezistența la climă și reducerea sărăciei, sprijinindu-i în același timp pe acești fermieri să devină autonomi și mai prosperi. Accesibilitatea la pompele solare de apă permite creșterea randamentului atât la culturi, cât și de la animale. Dar acest acces este încă limitat de preț, chiar dacă a scăzut cu… 97% în ultimul deceniu, notează climatechampions.unfccc.int.
Sesizând această oportunitate, compania de tehnologie climatică SunCulture, cu sediul în Kenya, a găsit o modalitate de a aduce energie regenerabilă la prețuri accesibile micilor fermieri. Practic, compania a devenit în ultimii ani un „ghișeu unic” pentru fermieri, sprijinindu-i cu instrumentele, cunoștințe și finanțarea necesară pentru a-și dezvolta afacerile.
Tehnicienii și agronomii formați de SunCulture oferă, de asemenea, instruire la fermă, analiză a solului și asistență agronomică oriunde în Kenya. SunCulture a lansat și RainMaker, o pompă de apă alimentată cu energie solară, care poate livra 6.000 de litri de apă pe zi și poate pompa din puțuri de până la 100 de metri adâncime, oferind un model de finanțare cu plata pe măsura utilizării, ceea ce a face utilajul încă și mai accesibil. În acest fel, pompele de apă și sistemele de irigare alimentate de lumina soarelui le permit fermierilor să treacă de la dependența de culturi cu valoare scăzută, dependente de ploaie, la culturi de valoare, obținute pe tot parcursul anului.
Imagine de Manfred Antranias Zimmer de la Pixabay
Comments