Η γεωργία αποτελεί έναν από τους σημαντικότερους τομείς παραγωγής αλλά και πηγές περιβαλλοντικής επιβάρυνσης, με ποσοστό συμμετοχής έως και 34% στις παγκόσμιες εκπομπές αερίων του θερμοκηπίου. Παράλληλα, η διαχείριση των γεωργικών αποβλήτων παραμένει πρόκληση για πολλές περιοχές, ιδίως σε αγροτικές οικονομίες όπως η ελληνική. Η παρούσα εργασία διερευνά καινοτόμες τεχνολογικές λύσεις για την αξιοποίηση αυτών των αποβλήτων, με έμφαση σε πρακτικές που συνδυάζουν περιβαλλοντικά και οικονομικά οφέλη.

Αξιολογούνται διεξοδικά τρεις κύριες τεχνολογίες: η παραγωγή βιοκάρβουνου (biochar), η κομποστοποίηση και η αναερόβια χώνευση για βιοαέριο. Η χρήση biochar μπορεί να μειώσει τις εκπομπές CO₂ έως και 10,8%, CH₄ κατά 39,9% και N₂O κατά 13%, ενώ σε όξινα εδάφη και με εφαρμογή 30 τόνων ανά εκτάριο επιτυγχάνονται τα καλύτερα αποτελέσματα. Η συνδυασμένη χρήση biochar και οργανικής ύλης οδηγεί σε μείωση του συνολικού κλιματικού αποτυπώματος έως 25,6%.

Στην περίπτωση της κομποστοποίησης, η κατάλληλη διαχείριση μπορεί να μειώσει σημαντικά τις εκπομπές και να ενισχύσει την υδατοϊκανότητα του εδάφους έως και 20%. Η αναερόβια χώνευση προσφέρει ενεργειακά οφέλη, με εκπομπές 200–400 g CO₂-eq/kWh, ενώ η χρήση αποβλήτων αντί για καλλιεργούμενες πρώτες ύλες μειώνει σημαντικά το περιβαλλοντικό αποτύπωμα.

Η εργασία περιλαμβάνει επίσης επιτυχημένες εφαρμογές σε Ελλάδα και εξωτερικό, αναλύσεις κόστους-οφέλους και προσέγγιση LCA για κάθε τεχνολογία. Τα αποτελέσματα καταδεικνύουν ότι η εφαρμογή καινοτόμων πρακτικών διαχείρισης γεωργικών αποβλήτων μπορεί να μειώσει έως και 83% τις εκπομπές αερίων του θερμοκηπίου, να ενισχύσει τη γονιμότητα του εδάφους και να καταστήσει τις καλλιέργειες περισσότερο βιώσιμες. Οι προτεινόμενες λύσεις αναδεικνύονται εφικτές και οικονομικά αποδοτικές, ιδιαίτερα όταν προσαρμόζονται στις τοπικές συνθήκες και εντάσσονται σε ένα ευρύτερο πλαίσιο κυκλικής οικονομίας.

Agriculture remains one of the most significant contributors to global greenhouse gas (GHG) emissions, accounting for up to 34% worldwide. At the same time, the management of agricultural waste poses a major challenge, particularly in rural regions such as those in Greece. This thesis explores innovative technologies for agricultural waste valorization, aiming to identify solutions that combine environmental sustainability with economic viability.

Three key technologies are thoroughly assessed: biochar production, composting, and anaerobic digestion (AD) for biogas. Biochar application has demonstrated substantial environmental benefits, including reductions of up to 10.8% in CO₂, 39.9% in CH₄, and 13% in N₂O emissions. The highest efficiency is achieved on acidic soils with applications of 30 tonnes per hectare. Co-application of biochar with organic matter further decreases the overall climate impact by 25.6%.

Composting, when properly managed, significantly enhances soil water retention—up to 20%—while mitigating GHG emissions during decomposition. Anaerobic digestion provides dual benefits by producing renewable energy and reducing waste, with emissions ranging from 200–400 g CO₂eq/kWh. Systems using waste-derived feedstocks show a markedly better environmental profile compared to energy crop-based systems.

The study presents successful applications from Greece and abroad, incorporates cost–benefit assessments, and employs Life Cycle Assessment (LCA) methodology to evaluate environmental performance. Results show that innovative waste management practices can reduce GHG emissions by up to 83%, improve soil fertility, and support sustainable crop production. These technologies are proven to be both practical and cost-effective, especially when tailored to local conditions and integrated into broader circular economy strategies.