ЕКОЛОГО-ЕНЕРГЕТИЧНЕ ОБҐРУНТУВАННЯ ПОТРЕБИ В СІЛЬСЬКОГОСПОДАРСЬКИХ ПЛОЩАХ ДЛЯ ЗАБЕЗПЕЧЕННЯ ПРОДОВОЛЬЧОЇ БЕЗПЕКИ УКРАЇНИ

Автор(и)

DOI:

https://doi.org/10.34132/ers.2023.01.01.03

Ключові слова:

орні землі; продовольча безпека; WFE-стратегія; ККД фотосинтезу; урожайність; продовольчий кошик; енергетика екосистеми.

Анотація

В статті розглянуто енергетичний еквівалент потреб в посівних площах для забезпечення продовольчої безпеки України. Визначено, що інтеграція до WFE-стратегій продовольчої політики потребує всесторонньої оцінки енергетичної складової виробництва сільгосппродукції відносно площ орних земель, що включатиме і продуктивність основних культур в аспекті перетворення сонячної енергії на калорійність продовольства. Створено методологію та розраховано ККД перетворення сонячної енергії в товарну енергетичну цінність продукції продуктової корзини: 0,15-0,8% для зернових та овочів,  0,042-0,054% для м’яса, 0,015-0,035% для напоїв і спецій, 0,12% для молочних виробів, 0,37-0,93% для яєць. Загальний ККД споживання сонячної енергії людиною через харчовий ланцюг становить 0,22%. Для забезпечення цих потреб необхідно 1831,3 м2 на які за вегетаційний період надходить 545,8 МВт сонячної енергії. Визначено, що коливання урожайності основних культур є синусоїдами і їх застосування в моделюванні потреби посівних площ дозволить в перспективі розробити динамічну модель  керування пільгами та квотами для стимулювання покриття можливого дефіциту певних основних продуктів. Також оцінено обсяг енергії, що може бути без впливу на врожайність відібраний відновлюваною енергетикою при застосуванні мобільних конфігурації її розміщення (або навпаки направлено на штучне освітлення врожаю під стаціонарними системами). Як результат, отримано базові показники, на які можна спиратись при розробці стратегії продовольчої безпеки міст, а також визначено, що стандартна при будинкова ділянка в 0,25 га повністю покриває потреби однієї людини з залишком.

Посилання

Herrera-Franco, G., Bollmann, H. A., Lofhagen, J. C. P., Bravo-Montero, L., & Carrión-Mero, P. (2023). Ap-proach on water-energy-food (WEF) nexus and climate change: A tool in decision-making processes. Environmental Development, 100858. https://doi.org/10.1016/j.envdev.2023.100858

Muhirwa, F., Shen, L., Elshkaki, A., Chiaka, J. C., Zhong, S., Bönecke, E., Hirwa, H., Seka, A. M., Habiyakare, T., Tuyishimire, A., & Harerimana, B. (2023). Alert in the dynamics of water-energy-food production in African coun-tries from a nexus perspective. Resources, Conservation and Recycling, 194, 106990. https://doi.org/10.1016/j.resconrec.2023.106990

Lombardi, G. V., Atzori, R., Acciaioli, A., Giannetti, B., Parrini, S., & Liu, G. (2019). Agricultural landscape modification and land food footprint from 1970 to 2010: A case study of Sardinia, Italy. Journal of Cleaner Production, 239, 118097. https://doi.org/10.1016/j.jclepro.2019.118097

Zhen, L., Cao, S., Cheng, S., Xie, G., Wei, Y., Liu, X., & Li, F. (2010). Arable land requirements based on food consumption patterns: Case study in rural Guyuan District, Western China. Ecological Economics, 69(7), 1443-1453. https://doi.org/10.1016/j.ecolecon.2008.12.008

Bosma, R. H., & Verdegem, M. C. J. (2011). Sustainable aquaculture in ponds: Principles, practices and limits. Livestock Science, 139(1-2), 58-68. https://doi.org/10.1016/j.livsci.2011.03.017

Andryushchenko, A. І., & Alimov, S. І. (2008). Stavove rybnictvo. Kyiv: NAU. Retrieved from https://uteka.ua/ua/publication/agro-4-gospodarski-operacii-v-agrosektori-35-praktichni-rekomendacii-shhodo-zariblennya-viroshhuvalnix-staviv

Miyamoto, K. (1997). Renewable Biological Systems for Alternative Sustainable Energy Production. FAO Agri-cultural Services Bulletin (Issue 128). Rome: Food and Agriculture Organization of the United Nations. Retrieved from https://www.fao.org/3/w7241e/w7241e05.htm#1.2.1

Sonnino, A. (1994). Agricultural biomass production is an energy option for the future. Renewable Energy, 5(5-8), 857-865. https://doi.org/10.1016/0960-1481(94)90105-8

Bao, K., Thrän, D., & Schröter, B. (2023). Land resource allocation between biomass and ground-mounted PV under consideration of the food–water–energy nexus framework at regional scale. Renewable Energy, 203, 323-333. https://doi.org/10.1016/j.renene.2022.12.027

Ukrstat. (2021). Plantation. Sown areas for the harvest of 1991-2020. Official website of the State Statistics Ser-vice. Retrieved from ukrstat.gov.ua

Andreev, V., Sluchak, O., Sluchak, O., Alekseeva, A., & Krysinska, D. (2022). Development of a methodology for modeling the state of the water ecosystem based on the methods of ecological stoichiometry, taking into account the energy approach. Herald of Khmelnytskyi National University, (315), 10-23. DOI: 10.31891/2307-5732-2022-315-6-10-23.

Verkhovna Rada of Ukraine. (2011). On adoption as a basis of the draft Law of Ukraine on Food security of Ukraine: resolution of the Verkhovna Rada of Ukraine dated 14.06.2011 No. 3498-VI. Retrieved from http://zakon3.rada.gov.ua/laws/show/3498-17

Завантаження

Опубліковано

2023-05-24

Як цитувати

ЕКОЛОГО-ЕНЕРГЕТИЧНЕ ОБҐРУНТУВАННЯ ПОТРЕБИ В СІЛЬСЬКОГОСПОДАРСЬКИХ ПЛОЩАХ ДЛЯ ЗАБЕЗПЕЧЕННЯ ПРОДОВОЛЬЧОЇ БЕЗПЕКИ УКРАЇНИ. (2023). Environmental and Radiation Safety, 1(1), 19-26. https://doi.org/10.34132/ers.2023.01.01.03