Συστημική και ολιστική προσέγγιση της βιοενέργειας από αγροτοβιομηχανικά απορρίμματα για ένα περιφερειακό σχήμα κυκλικής οικονομίας

Abstract

One of the greatest challenges facing humanity is achieving sustainable development in the face of the climate crisis, resource scarcity, ecosystem degradation and population growth. This PhD study highlights the need to adopt a systemic, holistic and interdisciplinary approach to bioenergy production systems from agro-industrial waste, with emphasis on the Thessaly Region. For a systemic approach, issues such as applied policies, available biomass (type, quantity, origin), technology, society, education and governance should be taken into account. A holistic study and proposed corrective actions are crucial to address the multiple challenges and disfunctions of the current system. All dimensions of sustainability (environment, economy, society) should be addressed taking into account policy and governance. Although the challenge is significant, there is a menu of technological options that can be used appropriately. However, a holistic and systemic approach is needed to develop systems thinking to generate the interdisciplinary knowledge needed to support the transition towards sustainable bioenergy systems. The research conducted in this thesis focuses on the energy utilization of agro-industrial waste to improve resource circularity. Basically, it is exploratory research and follows a methodological approach that explores questions that have not been previously studied in depth. It also includes literature searches, questionnaires, focus groups and case study. An attempt has been made to understand thoroughly the way an agro-industrial region (Thessaly) can develop a circular economy framework and therefore a new multidimensional framework has been studied/proposed for implementation. For the evaluation of the multidimensional model, firstly actual data were collected from the operating and licensed bioenergy units in Thessaly and then the data were processed to calculate the existing agrobiomass potential in the region and to estimate the existing and maximum energy potential. Subsequently, selected sustainability indicators (economic, environmental and social) were applied to the bioenergy units. Finally, the results of the sustainability assessment of the bioenergy plants were processed and presented in the form of statistical parameters in aggregated tables and radar charts for comparative study and further commentary. In conclusion, this PhD thesis can become a useful tool for policymakers regarding the process of defining lines of action for the adoption of circular models in bioenergy production in agroindustry, proposing solutions for a systemic circular model that promotes territorial development and that includes five key elements in the agro-industrial waste recovery chain sectors: multi-stakeholder and community-based participatory innovation programs, circular governance and business models for high replicability and scalability, holistic economic, social and environmental assessment, knowledge and capacity building, methodology allowing transparent quantification of economic, environmental and social aspects.

Μία από τις μεγαλύτερες προκλήσεις που αντιμετωπίζει η ανθρωπότητα είναι η επίτευξη της βιώσιμης ανάπτυξης ενόψει της κλιματικής κρίσης, της έλλειψης των πόρων, της υποβάθμισης των οικοσυστημάτων και της πληθυσμιακής αύξησης. H παρούσα διδακτορική μελέτη υπογραμμίζει την ανάγκη υιοθέτησης μιας συστημικής, ολιστικής και διεπιστημονικής προσέγγισης των συστημάτων παραγωγής βιοενέργειας από αγροτοβιομηχανικά απορρίμματα, με έμφαση στην Περιφέρεια Θεσσαλίας. Για μια συστημική προσέγγιση ζητήματα όπως οι εφαρμοζόμενες πολιτικές, η διαθέσιμη βιομάζα (είδος, ποσότητα, προέλευση), η τεχνολογία, η κοινωνία, η εκπαίδευση και η διακυβέρνηση θα πρέπει να ληφθούν υπόψη. Μια ολιστική μελέτη και οι προτεινόμενες διορθωτικές ενέργειες είναι ζωτικής σημασίας για την αντιμετώπιση των πολλαπλών προκλήσεων και δυσλειτουργιών του τρέχοντος συστήματος. Όλες οι διαστάσεις της βιωσιμότητας (περιβάλλον, οικονομία, κοινωνία) θα πρέπει να αντιμετωπιστούν λαμβάνοντας υπόψη την πολιτική και τη διακυβέρνηση. Παρά το γεγονός ότι η πρόκληση είναι μεγάλη, υπάρχει ένα μενού τεχνολογικών επιλογών που μπορούν να χρησιμοποιηθούν κατάλληλα. Ωστόσο, είναι απαραίτητη μια ολιστική και συστημική προσέγγιση για την ανάπτυξη συστημικής σκέψης με στόχο τη δημιουργία διεπιστημονικής γνώσης, η οποία απαιτείται για την υποστήριξη της μετάβασης προς βιώσιμα συστήματα βιοενέργειας και γενικότερα. Η έρευνα που διεξάγεται στην παρούσα διατριβή εστιάζει στην ενεργειακή αξιοποίηση των απορριμμάτων αγροτοβιομηχανικής προέλευσης για τη βελτίωση της κυκλικότητας των πόρων. Αποτελεί καταρχήν μια διερευνητική έρευνα και ακολουθεί μια μεθοδολογική προσέγγιση που διερευνά ερωτήματα που δεν έχουν προηγουμένως μελετηθεί εις βάθος, περιλαμβάνει δε αναζητήσεις βιβλιογραφίας, ερωτηματολόγια, ομάδες εστίασης και ανάλυση περίπτωσης. Έγινε προσπάθεια να γίνει καλύτερη η κατανόηση του τρόπου με τον οποίο μια αγροτοβιομηχανική περιοχή (Θεσσαλία) μπορεί να αναπτύξει ένα πλαίσιο κυκλικής οικονομίας και γι΄αυτό έχει μελετηθεί/προταθεί ένα νέο πολυδιάστατο πλαίσιο για εφαρμογή. Για την αξιολόγηση του πολυδιάστατου μοντέλου αρχικά συλλέχθηκαν πραγματικά δεδομένα από τις εν λειτουργία και υπό αδειοδότηση μονάδες βιοενέργειας της Θεσσαλίας και εν συνεχεία τα δεδομένα επεξεργάστηκαν για τον υπολογισμό του υφιστάμενου δυναμικού αγροτοβιομάζας στην Περιφέρεια Θεσσαλίας καθώς και την εκτίμηση του υφιστάμενου και μέγιστου ενεργειακού δυναμικού από την επεξεργασία όλης της βιομάζας. Ακολούθως εφαρμόστηκαν επιλεγμένοι δείκτες βιωσιμότητας (οικονομικοί, περιβαλλοντικοί και κοινωνικοί) στις μονάδες βιοενέργειας. Τέλος τα αποτελέσματα αξιολόγησης της βιωσιμότητας των μονάδων βιοενέργειας επεξεργάστηκαν και παρουσιάστηκαν υπό μορφή στατιστικών παραμέτρων σε συγκεντρωτικούς πίνακες και διαγράμματα ΄΄ραντάρ΄΄ για συγκριτική μελέτη και περαιτέρω σχολιασμό. Συμπερασματικά η παρούσα διδακτορική διατριβή δύναται να αποτελέσει χρήσιμο εργαλείο στους υπεύθυνους χάραξης πολιτικής αναφορικά με τη διαδικασία καθορισμού γραμμών δράσης για την υιοθέτηση κυκλικών μοντέλων στην παραγωγή βιοενέργειας στην αγροτοβιομηχανία, προτείνοντας λύσεις για ένα συστημικό κυκλικό μοντέλο που θα προωθεί την εδαφική ανάπτυξη και που περιλαμβάνει πέντε βασικά στοιχεία στους τομείς της αλυσίδας αξιοποίησης αγροτοβιομηχανικών απορριμμάτων: πολυμετοχικούς φορείς και συμμετοχικά προγράμματα καινοτομίας με βάση την κοινότητα, κυκλική διακυβέρνηση και επιχειρηματικά μοντέλα για υψηλή δυνατότητα αναπαραγωγής και δυνατότητα επεκτασιμότητας, ολιστική οικονομική, κοινωνική και περιβαλλοντική αξιολόγηση, γνώση και δημιουργία δεξιοτήτων, μεθοδολογία που επιτρέπει τη διαφανή ποσοτικοποίηση των οικονομικών, περιβαλλοντικών και κοινωνικών πτυχών.