Bio-economisch potentieel van alternatieve bomen voor biobrandstof

Vloeibare biobrandstoffen worden beschouwd als een strategie om energiezekerheid te bereiken, plattelandsontwikkeling te stimuleren en klimaatverandering tegen te gaan. Lage-inkomenslanden richten zich vooral op de productie van biobrandstoffen uit niet-voedingsgewassen en -bomen die worden geteeld op onderbenutte gronden, om trade-offs tussen voedsel, energie en milieu te minimaliseren. Ongegronde beweringen over het potentieel van dergelijke alternatieve biobrandstofgewassen leidden tot grootschalige investeringen, vooral in monocultuurplantages van jatropha (Jatropha curcas). De productiviteit en economische haalbaarheid bleken echter pover te zijn, hetgeen leidde tot een wereldwijde terugval in onderzoek en investeringen, waardoor het potentieel van andere plantsoorten en benaderingen niet verder werd onderzocht. In hoofdstuk 1 formuleren we de hypothese dat agroforestry-systemen die inheemse oliezaadbomen op kleinschalige basis inmengen in het bestaande landbouwsysteem, unieke voordelen bieden in vergelijking met jatropha monoculturen, zoals beperkte risico’s, betere valorisatie van nevenproducten en een bredere set aan ecosysteemdiensten. Deze doctoraatsstudie beoogt een evaluatie van het bio-economisch potentieel van zulke agroforestry-systemen voor biobrandstof-productie, en dit door drie cruciale succesfactoren te kwantificeren: perceptie en adoptie door boeren, productiviteit en economische impact. De diepgaande empirische analyse is gebaseerd op een gevestigd agroforestry-systeem in Hassan district, Zuid-India. Hier stimuleert een lokale instantie sinds 2007 de teelt van inheemse oliezaadbomen op boerderijen via een scala aan activiteiten.

In hoofdstuk 2 bestuderen we de perceptie van boeren in Hassan district over oliezaadbomen en biobrandstoffen, en kwantificeren we in welke mate ze het agroforestry-systeem adopteren, door een enquête af te nemen bij 396 lokale boeren. We stellen vast dat hoewel 60% van de boeren oliezaadbomen cultiveert, slechts 13% de oliezaden verzamelt, en dat het mechanisch uitpersen van de olie en de vermarkting van biobrandstoffen amper plaatsvindt (< 1%). Om de impact van het biobrandstofprogramma op de adoptie te onderzoeken, gebruiken we regressieanalyses die corrigeren voor verschillende vormen van selection bias. We stellen vast dat verschillende activiteiten van het biobrandstofprogramma de teelt van oliezaadbomen stimuleren, maar niet de verzameling van oliezaden. Lage zaadprijzen, hoge arbeidskosten en onvoldoende ontwikkeling van de waardeketen, zijn belangrijke factoren die boeren belemmeren om zaden van aangeplante of natuurlijke oliezaadbomen te verzamelen.

In hoofdstuk 3 gebruiken we een gelabeld keuze-experiment om de voorkeuren van de bevraagde boeren voor alternatieve productiesystemen, waardeketenstructuren en marktontwikkelingen te evalueren. Dit laat toe om te voorspellen in welke mate hypothetische veranderingen in deze kenmerken de kans op adoptie zouden kunnen veranderen. Onze resultaten tonen aan dat biobrandstofprogramma’s baat hebben bij voorafgaande analyses om hun ontwerp te optimaliseren. We constateren dat de meeste boeren (71%) waarschijnlijk oliezaadbomen zullen planten in de meeste scenario's, vooral soorten met relatief hoge productiviteit, lage arbeidsvereisten en hoge zaadprijzen. Desalniettemin blijkt een reorganisatie van de waardeketen via contracten en arbeidsvoorziening de belangrijkste hefboom te zijn om adoptie te stimuleren. Dit vereist verder onderzoek naar ontwerp en uitvoering van contracten, en ontwikkeling van alternatieve bedrijfsmodellen.

Hoofdstukken 2 en 3 tonen aan dat pongamia (Millettia pinnata) de soort is met het hoogste adoptiepotentieel. Er zijn echter te weinig inzichten in de productiviteit van deze niet-gedomesticeerde soort, ondanks de fundamentele rol die productiviteit speelt voor pongamia’s potentieel als biobrandstofbron. In hoofdstuk 4 pakken we het kritieke gebrek aan wetenschappelijk bewijs aan door primaire zaad- en olieopbrengstgegevens te verzamelen van 81 pongamia-bomen in Zuid-India, en door te onderzoeken welke factoren de opbrengst zouden kunnen bepalen met behulp van empirische modellen. Onze resultaten tonen aan dat de jaarlijkse zaad- en olieopbrengsten voor pongamia-bomen sterk variëren, maar in het algemeen onder 2500 kg/ha respectievelijk 1000 liter/ha blijven. Dit is aanzienlijk lager dan de gerapporteerde cijfers in de literatuur. Voorts suggereren onze resultaten dat een complex samenspel tussen genotype, natuurlijke omgeving en agronomie leidt tot grote spatio-temporele variatie in opbrengsten, en dat dit samenspel nog steeds onvoldoende wordt begrepen. Lange-termijn opbrengstmonitoring is vereist om betere inzichten te verkrijgen in opbrengstmechanismen en om het feitelijke potentieel van pongamia als een betrouwbare en significante bron van biobrandstof te kwantificeren.

In hoofdstuk 5 stellen we vast dat de literatuur over winstgevendheid van nieuwe biobrandstoffen vaak methodologische tekortkomingen heeft. Daarom ontwikkelen we een framework om de financiële prestaties van agroforestry-based biobrandstoffen op lange termijn  te kwantificeren. Dit framework wordt toegepast om de winstgevendheid van pongamiateelt en –verwerking in Hassan district te berekenen. De resultaten tonen aan dat pongamiateelt een beperkt financieel potentieel heeft en alleen winstgevend is in een kleinschalige opzet, op lange termijn en voor slechts een deel van de boeren. Indien biodiesel als eindproduct wordt beoogd, dan is er aanzienlijke fiscale en marktondersteuning voor financiële haalbaarheid. Met de huidige prijzen is het veel lucratiever om de zaadolie rechtstreeks te verhandelen in plaats van te verwerken tot biodiesel. Deze bevindingen zijn gevalspecifiek, terwijl het ontwikkelde framework de deur opent naar uitgebreide analyse van de financiële prestaties van andere oliezaadbomen en in andere regio's.

Onze interdisciplinaire benadering leidt tot de conclusie dat de voorgestelde agroforestry-systemen een zeer beperkt potentieel hebben als bronnen van energie, inkomen en werkgelegenheid. Het programma in Zuid-India slaagt als een agroforestry-programma, maar niet als een biobrandstofprogramma. Lage winstgevendheid belemmert lokale boeren om oliezaden te verzamelen, terwijl verwerkers geen financiële stimulans hebben om olie om te zetten in biodiesel. We stellen vast dat kleinschalige agroforestry-systemen te kampen hebben met dezelfde uitdagingen als jatropha plantages, hoewel de eerstgenoemden lage risico’s combineren met hoge diversiteit, en daardoor zorgen voor een opbouw van grondstoffen voor eventuele biobrandstofproductie in de toekomst. De bredere geldigheid van onze bevindingen moet verder worden onderzocht om te bepalen in welke niches alternatieve biobrandstofgewassen nog potentieel hebben.