Βιοαέριο: Μία ενέργεια για το μέλλον

Transcript

1 Τεχνολογικό Εκπαιδευτικό Ίδρυμα Καβάλασ Σχολι Τεχνολόγων Εφαρμογών Τμιμα Τεχνολογίασ Πετρελαίου & Φυςικοφ Αερίου Πτυχιακι Εργαςία Βιοαέριο: Μία ενέργεια για το μέλλον του Μπογιατηι Τηανι Α.Ε.Μ.: 2734 Επιβλζπουςα Κακθγιτρια: Αναςταςία Λαηαρίδου ΚΑΒΑΛΑ 2012

2 Πίλαθας Περηετοκέλωλ ΠΡΟΛΟΓΟ... 4 ΔΗΑΓΧΓΖ Παγθφζκηα Δλεξγεηαθή Καηαλάισζε θαη ν Ρφινο ησλ Α.Π.Δ Βηνκάδα Υαξαθηεξηζηηθά ηεο βηνκάδαο Βηνελέξγεηα Πιενλεθηήκαηα Μεηνλεθηήκαηα Δθηίκεζε ηνπ Γπλακηθνχ ηεο Βηνκάδαο Γηεξγαζίεο Δλεξγεηαθήο Μεηαηξνπήο ηεο Βηνκάδαο Βηναέξην Μνλάδεο Παξαγσγήο Βηναεξίνπ Βηναέξην απφ αγξνηηθέο εγθαηαζηάζεηο Βηναέξην απφ Υ.Τ.Σ.Α Βηναέξην απφ ηελ δηαρείξεζε πγξψλ απνβιήησλ Βηναέξην απφ βηνκεραληθέο εγθαηαζηάζεηο Βηναέξην απφ Αλαεξφβηα Υψλεπζε Πξψηε Ύιε ηάδηα δηεξγαζίαο αλαεξφβηαο ρψλεπζεο Τδξφιπζε Ομπγέλεζε Αθεηνγέλεζε Μεζαλνγέλεζε Παξάκεηξνη δηεξγαζίαο αλαεξφβηαο ρψλεπζεο Θεξκνθξαζία Ζ ηηκή ηνπ ph ει. 1 απφ 72

3 Πηεηηθά ιηπαξά νμέα Ηρλνζηνηρεία, ζξεπηηθέο νπζίεο θαη ηνμηθέο ελψζεηο Αλαζηνιείο ηεο αλαεξφβηαο ρψλεπζεο Δγθαηαζηάζεηο παξαγσγήο βηναεξίνπ Απνζήθεπζε ηεο πξψηεο χιεο πζηήκαηα ηξνθνδνζίαο Παξειθφκελα θαη ζσιελψζεηο ρσλεπηήξα πζηήκαηα ζέξκαλζεο Υσλεπηήξεο Αληηδξαζηήξεο (Σχπνη) πζηήκαηα αλάδεπζεο Απνζήθεπζε ηνπ βηναεξίνπ Καζαξηζκφο βηναεξίνπ Απνζήθεπζε ηνπ νξγαληθνχ ππνιείκκαηνο Μνλάδα ειέγρνπ Τγηεηλή θαη αζθάιεηα ησλ εγθαηαζηάζεσλ βηναεξίνπ Πξφιεςε ππξθαγηάο θαη έθξεμεο Κίλδπλνη δειεηεξίαζεο θαη αζθπμίαο Άιινη θίλδπλνη Θέκαηα πγεηνλνκίαο, ειέγρνπ ησλ παζνγφλσλ θαη θηεληαηξηθήο Θέκαηα πγηεηλήο ησλ εγθαηαζηάζεσλ βηναεξίνπ Παξάκεηξνη γηα ηηο απνδόζεηο πγηεηλήο ησλ εγθαηαζηάζεσλ βηναεξίνπ Βηνινγηθνί δείθηεο Απαηηήζεηο γηα ηελ πγηεηλή Φπζηθνρεκηθέο ηδηφηεηεο βηναεξίνπ Αλαβάζκηζε Βηναεξίνπ πξηλ ηελ Υξήζε Γηα ζχλδεζε κε αγσγφ θπζηθνχ αεξίνπ θαη ηελ παξαγσγή πδξνγφλνπ χζηαζε θαη ειάρηζηεο απαηηήζεηο πνηφηεηαο ηνπ βηνκεζαλίνπ γηα έγρπζε ζε αγσγφ Φ.Α. θαη θίλεζε νρεκάησλ Υξήζεηο Βηναεξίνπ ει. 2 απφ 72

4 13.1. Παξαγσγή Θεξκφηεηαο Παξαγσγή ειεθηξηθήο ελέξγεηαο Παξαγσγή ειεθηξηθήο ελέξγεηαο κε εκβνινθφξεο κεραλέο Παξαγσγή ειεθηξηθήο ελέξγεηαο κε ηνπξκπίλεο αεξίνπ πκπαξαγσγή ειεθηξηθήο ελέξγεηαο θαη ζεξκφηεηαο Σν βηναέξην σο θαχζηκν κεραλψλ Σν βηναέξην σο θαχζηκν νρεκάησλ Δλαιιαθηηθέο ρξήζεηο ηνπ βηναεξίνπ Αλάκημε βηναεξίνπ κε κεγαιχηεξεο αμίαο θαχζηκα Μεηαηξνπή ηνπ βηναεξίνπ ζε βην-κεζάλην Αλαβάζκηζε βηναεξίνπ γηα παξαγσγή θαπζίκσλ Σν ζπκπηεζκέλν βην-κεζάλην (CBM) Αλακφξθσζε κεζαλίνπ θαη θαηαιπηηθέο δηεξγαζίεο κεηαηξνπήο ηνπ Παξαγσγή βελδίλεο κέζσ ηεο Fischer-Tropsch δηεξγαζίαο Παξαγσγή κεζαλφιεο απφ βηνκεζάλην Παξαγσγή πδξνγφλνπ απφ βηναέξην ή βηνκεζάλην Μεηαηξνπή ηνπ βηνκεζαλίνπ ζε πγξνπνηεκέλν βηνκεζάλην (LBM) Οη πξννπηηθέο θαη ην κέιινλ ηνπ βηναεξίνπ ΠΖΓΔ ει. 3 απφ 72

5 ΠΡΟΛΟΓΟ Ο πεξηνξηζκφο ησλ νξπθηψλ θαπζίκσλ θαζψο θαη ε απειεπζέξσζε δηνμεηδίνπ ηνπ άλζξαθα θαη νμεηδίσλ αδψηνπ θαη ζείνπ ζηελ αηκφζθαηξα σο απνηέιεζκα ηεο θαχζεο ηνπο, έρεη πξνθαιέζεη ηελ αθχπληζε θαη ην απμαλφκελν, ηδηαίηεξα θαηά ηε δηάξθεηα ησλ ηειεπηαίσλ δχν δεθαεηηψλ, ελδηαθέξνλ ηνπ θφζκνπ γηα ηελ αλεχξεζε λέσλ θαη αλαλεψζηκσλ πεγψλ ελέξγεηαο, νη νπνίεο είλαη θηιηθέο πξνο ην πεξηβάιινλ. Μηα ηέηνηα πεγή ελέξγεηαο απνηειεί θαη ην βηναέξην πνπ παξάγεηαη απφ ηελ αλαεξφβηα δχκσζε βηναπνηθνδνκήζηκσλ νξγαληθψλ πιηθψλ. Σν παξαγφκελν βηναέξην, ιφγσ ηεο πςειήο πεξηεθηηθφηεηαο ηνπ ζε κεζάλην (CH 4 >60%), κπνξεί λα ρξεζηκνπνηεζεί γηα ηελ παξαγσγή ζεξκφηεηαο θαη ειεθηξηθήο ελέξγεηαο θαη σο θαχζηκν γηα κεραλέο εζσηεξηθήο θαχζεο. Δπηπιένλ, ην βηναέξην δελ έρεη γεσγξαθηθνχο πεξηνξηζκνχο θαη ε ηερλνινγία πνπ ρξεζηκνπνηείηαη ζηελ παξαγσγή ηνπ δελ είλαη ηδηαίηεξα πνιχπινθε. ει. 4 απφ 72

6 ΕΙΑΓΩΓΗ Οη δχν βαζηθέο πξνθιήζεηο πνπ αληηκεησπίδεη ζήκεξα ε παγθφζκηα ελεξγεηαθή θνηλφηεηα, είλαη ε εμαζθάιηζε ηεο ελεξγεηαθήο επάξθεηαο θαη ε αληηκεηψπηζε ησλ επηπηψζεσλ ηεο θιηκαηηθήο αιιαγήο. Μέρξη ζήκεξα, πνιινί ζεσξνχλ αιιεινζπγθξνπφκελα ηα δχν απηά γεγνλφηα. Ζ απμεκέλε ρξήζε ελέξγεηαο απφ αλαλεψζηκεο πεγέο, ζε ζπδπαζκφ κε ηελ εμνηθνλφκηζε ελέξγεηαο θαη ηελ απμεκέλε ελεξγεηαθή απφδνζε απνηεινχλ ζεκαληηθέο ζπληζηψζεο θαη κπνξνχλ λα παίμνπλ αδηακθηζβήηεηα έλα βαζηθφ ξφιν ζηελ αληηκεηψπηζε ησλ πξνθιήζεσλ απηψλ. Δθηφο ηεο κείσζεο ησλ εθπνκπψλ δηνμεηδίνπ ηνπ άλζξαθα, ζα δηαδξακαηίζνπλ ζεκαληηθφ ξφιν ζηελ πξνψζεζε ηεο αζθάιεηαο ηνπ ελεξγεηαθνχ εθνδηαζκνχ, ζηελ πξνψζεζε ηεο ηερλνινγηθήο αλάπηπμεο θαη ηεο θαηλνηνκίαο, θαη ζηελ δεκηνπξγία λέσλ ζέζεσλ εξγαζίαο θαη πεξηθεξηαθήο αλάπηπμεο, ηδίσο ζηηο αγξνηηθέο θαη ζηηο απνκνλσκέλεο πεξηνρέο. Ζ Δπξσπατθή Έλσζε έρεη αλαπηχμεη ζεηξά λνκνζεηηθψλ πξσηνβνπιηψλ γηα ηελ πξνψζεζε ησλ Αλαλεψζηκσλ Πεγψλ Δλέξγεηαο κε θαηαιεθηηθή ηελ λέα Οδεγία 2009/28/ΔΚ ηεο 23/04/2009 ζρεηηθά κε ηελ πξνψζεζε ηεο ρξήζεο ελέξγεηαο απφ Α.Π.Δ. θαη ηελ ηξνπνπνηήζε θαη ζπλαθφινπζε θαηάξγεζε ησλ Οδεγηψλ 2001/77/ΔΚ θαη 2003/30/ΔΚ. Ο ζπλνιηθφο ζηφρνο γηα ην κεξίδην ελέξγεηαο απφ Α.Π.Δ. ζηελ αθαζάξηζηε ηειηθή θαηαλάισζε ελέξγεηαο εηλαη 20% θαη 10% ζηνλ ηνκέα ησλ κεηαθνξψλ γηα ην έηνο Ο ζηφρνο δηείζδπζεο ησλ Α.Π.Δ. ζην 20% ηεο ζπλνιηθήο θαηαλάισζεο ελέξγεηαο γηα ην 2020 απαηηεί ηελ παξαγσγή πεξίπνπ mtoe (mega tonnes of oil equivalent ή ΜέγαΣφλσλ Ηζνδχλακνπ Πεηξειαίνπ) βηνκάδαο. Σν κέγεζνο απηφ εμαξηάηαη απφ ηελ εθηηκψκελε αχμεζε ηεο ζπλνιηθήο θαηαλάισζεο ελέξγεηαο, ηελ αχμεζε ηεο ζπκεηνρήο άιισλ Α.Π.Δ. θαη ηελ ηειηθή ρξήζε ηεο βηνκάδαο. ηελ ρψξα καο ηζρχεη ν λένο λφκνο 3851,ΦΔΚ Α85, 04/06/10 γηα ηελ επηηάρπλζε ηεο αλάπηπμεο ησλ Αλαλεψζηκσλ Πεγψλ Δλέξγεηαο γηα ηελ αληηκεηψπηζε ηεο θιηκαηηθήο αιιαγήο θαη άιιεο δηαηάμεηο ζε ζέκαηα αξκνδηφηεηαο ηνπ Τπνπξγείνπ Πεξηβάιινληνο, Δλέξγεηαο θαη Κιηκαηηθήο Αιιαγήο. ει. 5 απφ 72

7 1. Παγκόςμια Ενεργειακή Κατανάλωςη και ο Ρόλοσ των Α.Π.Ε. Οη ζχγρξνλεο θνηλσλίεο θαηαλαιψλνπλ ηεξάζηηεο πνζφηεηεο ελέξγεηαο γηα ηε ζέξκαλζε ρψξσλ (θαηνηθηψλ θαη γξαθείσλ), ηα κέζα κεηαθνξάο, ηελ παξαγσγή ειεθηξηθήο ελέξγεηαο, θαζψο θαη γηα ηε ιεηηνπξγία ησλ βηνκεραληθψλ κνλάδσλ. Με ηελ πξφνδν ηεο νηθνλνκίαο θαη ηελ αχμεζε ηνπ βηνηηθνχ επηπέδνπ, ε ελεξγεηαθή δήηεζε απμάλεηαη νινέλα. ηηο κέξεο καο, ην κεγαιχηεξν πνζνζηφ ελέξγεηαο πνπ ρξεζηκνπνηνχκε πξνέξρεηαη απφ ηηο ζπκβαηηθέο πεγέο ελέξγεηαο. Παγκόσμια Ενεργειακή Παραγωγή ,2% 2,2% 0,6% 10,1% 34,4% 20,5% 26% Πετρελαιοειδι Λιγνίτθσ Φυςικό Αζριο Βιομάηα και Απορριματα Πυρινικι Ενζργεια Υδρο-Ενζργεια Άλλεσ Α.Π.Ε. Γηάγξακκα 1: Παγθφζκηα Δλεξγεηαθή Παξαγσγή 2011 Πξφθεηηαη γηα κε αλαλεψζηκεο πεγέο ελέξγεηαο νη νπνίεο δελ είλαη δπλαηφ λα αλαλεψζνπλ ζε εχινγν, γηα ηνλ άλζξσπν, ρξνληθφ δηάζηεκα ηελ απνζεθεπκέλε ηνπο ελέξγεηα. Ζ δηαδηθαζία ζρεκαηηζκνχ ηνπο δηήξθεζε εθαηνκκχξηα ρξφληα. Οη κε αλαλεψζηκεο πεγέο ελέξγεηαο πεξηιακβάλνπλ : Σα ζηεξεά θαχζηκα ησλ γαηαλζξάθσλ, φπσο ιηγλίηε, αλζξαθίηε, ηχξθε, Σα πγξά θαχζηκα πνπ παίξλνπκε κε θαηεξγαζία, φπσο καδνχη, πεηξέιαην, βελδίλε,θεξνδίλε,θιπ., Σα αέξηα θαχζηκα φπσο ην θπζηθφ αέξην, πγξαέξην θιπ. θαη Σελ ππξεληθή ελέξγεηα πνπ παίξλνπκε απφ ηε ζράζε ξαδηελεξγψλ πιηθψλ αξγά ή γξήγνξα ζα εμαληιεζνχλ. Ζ παξαγσγή θαη ρξήζε ηεο ελέξγεηαο πνπ πξνέξρεηαη απφ απηέο ηηο πεγέο δεκηνπξγνχλ κηα ζεηξά απφ πεξηβαιινληηθά πξνβιήκαηα κε αηρκή ηνπο, ην γλσζηφ ζε φινπο καο, θαηλφκελν ηνπ ζεξκνθεπίνπ. ει. 6 απφ 72

8 Απφ ηελ άιιε πιεπξά, νη Αλαλεψζηκεο Πεγέο Δλέξγεηαο (Α.Π.Δ.) αλαλεψλνληαη κέζσ ηνπ θχθινπ ηεο θχζεο θαη ζεσξνχληαη πξαθηηθά αλεμάληιεηεο. Χο αλαλεψζηκεο ραξαθηεξίδνληαη νη πεγέο πνπ ζα ζπλερίδνπλ λα καο παξέρνπλ ελέξγεηα ζε βάζνο ρξφλνπ. Δίλαη νη πεγέο ελέξγεηαο πνπ ηξνθνδνηνχληαη ζπλερψο κε ελέξγεηα απφ ηνλ ήιην, φπσο: ν ίδηνο ν ήιηνο (ειηαθή ελέξγεηα), ν άλεκνο (αηνιηθή ελέξγεηα), νη πδαηνπηψζεηο (πδξνειεθηξηθή ελέξγεηα), ε ελέξγεηα ησλ θπκάησλ, ξεπκάησλ, σθεαλψλ θαζψο θαη ε ελέξγεηα βηνκάδαο. ηηο αλαλεψζηκεο πεγέο ελέξγεηαο αλήθεη θαη ε γεσζεξκηθή ελέξγεηα πνπ πξνέξρεηαη απφ ην εζσηεξηθφ ηεο γεο θαη ζρεηίδεηαη κε ηελ εθαηζηεηφηεηα θαη ηηο εηδηθφηεξεο γεσινγηθέο θαη γεσηεθηνληθέο ζπλζήθεο ηεο θάζε πεξηνρήο. Ζ ρξήζε ησλ αλαλεψζηκσλ ή ελαιιαθηηθψλ πεγψλ ελέξγεηαο είλαη αθφκε πνιχ πεξηνξηζκέλε ζε παγθφζκηα θιίκαθα, εμππεξεηεί φκσο ην ζηφρν ηεο πξνζηαζίαο ηνπ πεξηβάιινληνο, γηαηί είλαη " θαζαξέο " θαη θηιηθέο πξνο ην πεξηβάιινλ. Ο ήιηνο, ν άλεκνο, ηα πνηάκηα, νη νξγαληθέο χιεο, φπσο ην μχιν, αθφκε θαη ηα απνξξίκκαηα νηθηαθήο θαη γεσξγηθήο πξνέιεπζεο, είλαη πεγέο ελέξγεηαο πνπ πξνζθνξά ηνπο δελ εμαληιείηαη πνηέ. Τπάξρνπλ ζε αθζνλία ζην θπζηθφ καο πεξηβάιινλ θαη είλαη νη πξψηεο κνξθέο ελέξγεηαο πνπ ρξεζηκνπνίεζε ν άλζξσπνο, ζρεδφλ απνθιεηζηηθά, κέρξη ηηο αξρέο ηνπ 20νπ αηψλα, νπφηε θαη ζηξάθεθε ζηελ εληαηηθή ρξήζε ηνπ άλζξαθα θαη ησλ πδξνγνλαλζξάθσλ. Σν ελδηαθέξνλ γηα ηελ επξχηεξε αμηνπνίεζε ησλ Α.Π.Δ., θαζψο θαη γηα ηελ αλάπηπμε αμηφπηζησλ θαη νηθνλνκηθά απνδνηηθψλ ηερλνινγηψλ πνπ δεζκεχνπλ ην δπλακηθφ ηνπο παξνπζηάζζεθε αξρηθά κεηά ηελ πξψηε πεηξειατθή ρξήζε ηνπ 1979 θαη παγηψζεθε ηελ επφκελε δεθαεηία, κεηά ηε ζπλεηδεηνπνίεζε ησλ παγθφζκησλ πεξηβαιινληηθψλ πξνβιεκάησλ. Γηα πνιιέο ρψξεο, νη Α.Π.Δ. απνηεινχλ κία ζεκαληηθή εγρψξηα πεγή ελέξγεηαο, κε κεγάιεο δπλαηφηεηεο αλάπηπμεο ζε ηνπηθφ θαη εζληθφ επίπεδν. πλεηζθέξνπλ ζεκαληηθά ζην ελεξγεηαθφ ηνπο ηζνδχγην, ζπκβάιινληαο ζηε κείσζε ηεο εμάξηεζεο απφ ην αθξηβφ θαη εηζαγφκελν πεηξέιαην θαη ζηελ ελίζρπζε ηεο αζθάιεηαο ηνπ ελεξγεηαθνχ ηνπο εθνδηαζκνχ. Παξάιιεια, ζπληεινχλ θαη ζηελ πξνζηαζία ηνπ πεξηβάιινληνο, θαζψο ε αμηνπνίεζή ηνπο δελ ην επηβαξχλεη, αθνχ δελ ζπλνδεχεηαη απφ παξαγσγή ξχπσλ ή αεξίσλ πνπ εληζρχνπλ ηνλ θίλδπλν γηα θιηκαηηθέο αιιαγέο. Έρεη πιένλ δηαπηζησζεί φηη ν ελεξγεηαθφο ηνκέαο είλαη ν πξσηαξρηθφο ππεχζπλνο γηα ηε ξχπαλζε ηνπ ει. 7 απφ 72

9 πεξηβάιινληνο, θαζψο ζρεδφλ ην 95% ηεο αηκνζθαηξηθήο ξχπαλζεο νθείιεηαη ζηελ παξαγσγή, ην κεηαζρεκαηηζκφ θαη ηε ρξήζε ησλ ζπκβαηηθψλ θαπζίκσλ. Οη ηζρπξνί ξπζκνί νηθνλνκηθήο αλάπηπμεο ζηελ Κίλα θαη ηελ Ηλδία ζα νδεγήζνπλ ζε ππεξδηπιαζηαζκφ ηεο δήηεζεο γηα ελέξγεηα, παγθνζκίσο, ην 2035, ζχκθσλα κε ηελ ηειεπηαία εηήζηα έθζεζε ηεο ζηαηηζηηθήο ππεξεζίαο ηνπ ακεξηθαληθνχ ππνπξγείνπ Δλέξγεηαο. Γηάγξακκα 2: Παγθφζκηα δήηεζε ελέξγεηαο εψο ην 2035 ηε θεηεηλή έθζεζε γηα ηηο παγθφζκηεο ελεξγεηαθέο πξννπηηθέο, πνπ έδσζε ζηε δεκνζηφηεηα ε Energy Information Administration (E.I.A.), δηαηππψλεηαη ε εθηίκεζε φηη ε παγθφζκηα ελεξγεηαθή δήηεζε ζα απμεζεί, ην 2035, θαηά 53% ζε ζρέζε κε ην 2008, ην νπνίν νξίδεηαη σο έηνο βάζεο. Σν ήκηζπ απηήο ηεο αχμεζεο αλακέλεηαη λα πξνέιζεη απφ ηελ Κίλα θαη ηελ Ηλδία, θαζψο εθηηκάηαη φηη νη δχν ρψξεο απφ θνηλνχ ζα θαηαλαιψζνπλ, ην 2035, ην 31% ηεο παγθφζκηαο ελέξγεηαο έλαληη ηνπ 21% πνπ θαηαλάισζαλ ην Μεγαιχηεξε αχμεζε, απφ φ,ηη εθηηκνχζε ζηελ πξνεγνχκελε έθζεζε, ηεο παγθφζκηαο δήηεζεο γηα πεηξέιαην αλακέλεη ηψξα πιένλ ε E.I.A. Ζ θαηλνχξγηα εθηίκεζε αλαζεσξεί θαηά 1,4% ηε ζρεηηθή πεξπζηλή εθηίκεζε, θάλνληαο ιφγν γηα δήηεζε, ην 2035, 122,2 εθαηνκκπξίσλ βαξειηψλ πεηξειαίνπ ηελ εκέξα, έλαληη ησλ αλακελφκελσλ γηα θέηνο 88,20 εθαηνκκπξίσλ βαξειηψλ ηελ εκέξα. ε ζρέζε κε ην έηνο βάζεο, ην 2008, ε παγθφζκηα θαηαλάισζε πεηξειαίνπ αλακέλεηαη λα απμεζεί, ζε 24 ρξφληα απφ ζήκεξα, θαηά 26,9 εθαηνκκχξηα βαξέιηα ηελ εκέξα. Ζ E.I.A. εθηηκά φηη ν O.P.E.C. (Organization of the Petroleum Exporting Countries ή Οξγαληζκφο Δμαγσγψλ Πεηξειαηνπαξαγσγψλ Υσξψλ ) ζα απμήζεη ηελ πιενλάδνπζα παξαγσγηθή δπλακηθφηεηά ηνπ, γηα λα δηαηεξήζεη ηνλ έιεγρν ηνπ 40% ηεο παγθφζκηαο παξαγσγήο πνπ έρεη ζήκεξα. Σν θαξηέι ει. 8 απφ 72

10 ζα ζπλεηζθέξεη 10,3 εθαηνκκχξηα βαξέιηα πεηξειαίνπ ηελ εκέξα ζηελ πξνβιεπφκελε αχμεζε ηεο ζπλνιηθήο παξαγσγήο πεηξειαίνπ, ππνζηεξίδεηαη ζηελ έθζεζε. Δπίζεο, φηη νη εθηφο ΟΠΔΚ πεηξειαηνπαξαγσγνί ρψξεο ζα ζπλεηζθέξνπλ 7,1 εθαηνκκχξηα βαξέιηα ηελ εκέξα ζε απηή ηελ αχμεζε. Ζ δήηεζε γηα θπζηθφ αέξην ηελ πεξίνδν εθηηκάηαη φηη, κεηαμχ ησλ νξπθηψλ θαπζίκσλ, ζα έρεη ηνπο πςειφηεξνπο εηήζηνπο ξπζκνχο αχμεζεο (1,6%). Αλακέλεηαη φηη ζα αγγίμεη ηα 169 ηξηζεθαηνκκχξηα θπβηθά κέηξα ην 2035, απφ 111 ηξηζεθαηνκκχξηα θπβηθά κέηξα ην Γηάγξακκα 3: πκκεηνρή ελεξγεηψλ ζε δηάθνξνπο ηνκείο Χζηφζν, αλ θαη ζα εμαθνινπζνχλ λα θπξηαξρνχλ ηα νξπθηά θαχζηκα, ε ελέξγεηα απφ αλαλεψζηκεο πεγέο αλακέλεηαη λα είλαη ν ηαρχηεξα αλαπηπζζφκελνο ελεξγεηαθφο ηνκέαο. Με εηήζην ξπζκφ αχμεζεο 2,8%, ε ελέξγεηα απφ αλαλεψζηκεο εθηηκάηαη φηη, ην 2035, ζα αληηζηνηρεί ζην 15% ηεο παγθφζκηαο ελεξγεηαθήο θαηαλάισζεο, απφ 10% ην Ζ Διιάδα δηαζέηεη αμηφινγν δπλακηθφ Α.Π.Δ., νη νπνίεο κπνξνχλ λα πξνζθέξνπλ κηα πξαγκαηηθή ελαιιαθηηθή ιχζε γηα ηελ θάιπςε ησλ ελεξγεηαθψλ καο αλαγθψλ. ει. 9 απφ 72

11 2. Βιομάζα Με ηνλ φξν βηνκάδα απνθαιείηαη νπνηνδήπνηε πιηθφ παξάγεηαη απφ δσληαλνχο νξγαληζκνχο (φπσο είλαη ην μχιν θαη άιια πξντφληα ηνπ δάζνπο, ππνιείκκαηα θαιιηεξγεηψλ, θηελνηξνθηθά απφβιεηα, απφβιεηα βηνκεραληψλ ηξνθίκσλ θ.ιπ.) θαη κπνξεί λα ρξεζηκνπνηεζεί σο θαχζηκν γηα παξαγσγή ελέξγεηαο. Ζ ελέξγεηα πνπ είλαη δεζκεπκέλε ζηηο θπηηθέο νπζίεο πξνέξρεηαη απφ ηνλ ήιην. Με ηε δηαδηθαζία ηεο θσηνζχλζεζεο, ηα θπηά κεηαζρεκαηίδνπλ ηελ ειηαθή ελέξγεηα ζε βηνκάδα. Οη δσηθνί νξγαληζκνί απηή ηελ ελέξγεηα ηελ πξνζιακβάλνπλ κε ηελ ηξνθή ηνπο θαη απνζεθεχνπλ έλα κέξνο ηεο. Απηή ηελ ελέξγεηα απνδίδεη ηειηθά ε βηνκάδα, κεηά ηελ επεμεξγαζία θαη ηε ρξήζε ηεο. Δίλαη κηα αλαλεψζηκε πεγή ελέξγεηαο γηαηί ζηελ πξαγκαηηθφηεηα είλαη απνζεθεπκέλε ειηαθή ελέξγεηα πνπ δεζκεχηεθε απφ ηα θπηά θαηά ηε θσηνζχλζεζε. Ζ βηνκάδα είλαη ε πην παιηά θαη δηαδεδνκέλε αλαλεψζηκε πεγή ελέξγεηαο. Ο πξσηφγνλνο άλζξσπνο, γηα λα δεζηαζεί θαη λα καγεηξέςεη, ρξεζηκνπνίεζε ηελ ελέξγεηα (ζεξκφηεηα) πνπ πξνεξρφηαλ απφ ηελ θαχζε ησλ μχισλ, πνπ είλαη έλα είδνο βηνκάδαο. Αιιά θαη κέρξη ζήκεξα, θπξίσο νη αγξνηηθνί πιεζπζκνί, ηφζν ηεο Αθξηθήο, ηεο Ηλδίαο θαη ηεο Λαηηληθήο Ακεξηθήο, φζν θαη ηεο Δπξψπεο, γηα λα δεζηαζνχλ, λα καγεηξέςνπλ θαη λα θσηηζηνχλ ρξεζηκνπνηνχλ μχια, θπηηθά ππνιείκκαηα (άρπξα, πξηνλίδηα, άρξεζηνπο θαξπνχο ή θνπθνχηζηα θ.ά.) θαη δσηθά απφβιεηα (θνπξηά, ιίπνο δψσλ, άρξεζηα αιηεχκαηα θ.ά.). Όια ηα παξαπάλσ πιηθά, πνπ άκεζα ή έκκεζα πξνέξρνληαη απφ ην θπηηθφ θφζκν, αιιά θαη ηα πγξά απφβιεηα θαη ην κεγαιχηεξν κέξνο απφ ηα αζηηθά απνξξίκκαηα (ππνιείκκαηα ηξνθψλ, ραξηί θ.ά.) ησλ πφιεσλ θαη ησλ βηνκεραληψλ, κπνξνχλ κεηαηξαπνχλ ζε ελέξγεηα. Δηθφλα 1: Βηνκάδα γηα ακκεζε θαχζε ή Pellets ει. 10 απφ 72

12 2.1. Χαρακτηριςτικϊ τησ βιομϊζασ Ζ ελέξγεηα ηεο βηνκάδαο (βηνελέξγεηα ή πξάζηλε ελέξγεηα) είλαη δεπηεξνγελήο ειηαθή ελέξγεηα. Ζ ειηαθή ελέξγεηα κεηαζρεκαηίδεηαη απφ ηα θπηά κέζσ ηεο θσηνζχλζεζεο. Οη βαζηθέο πξψηεο χιεο πνπ ρξεζηκνπνηνχληαη, είλαη ην λεξφ θαη ν άλζξαθαο, πνπ είλαη άθζνλα ζηε θχζε. Ζ κφλε θπζηθά επξηζθφκελε πεγή ελέξγεηαο κε άλζξαθα πνπ ηα απνζέκαηά ηεο είλαη ηθαλά ψζηε λα κπνξεί λα ρξεζηκνπνηεζεί σο ππνθαηάζηαην ησλ νξπθηψλ θαπζίκσλ, είλαη ε βηνκάδα. Αληίζεηα απφ απηά, ε βηνκάδα είλαη αλαλεψζηκε θαζψο απαηηείηαη κφλν κηα ζχληνκε ρξνληθή πεξίνδνο γηα λα αλαπιεξσζεί φ,ηη ρξεζηκνπνηείηαη σο πεγή ελέξγεηαο. Δλ γέλεη, γηα ηηο δηάθνξεο ηειηθέο ρξήζεηο πηνζεηνχληαη δηαθνξεηηθνί φξνη. Έηζη, ν φξνο "βηνηζρχο" πεξηγξάθεη ηα ζπζηήκαηα πνπ ρξεζηκνπνηνχλ πξψηεο χιεο βηνκάδαο αληί ησλ ζπλήζσλ νξπθηψλ θαπζίκσλ (θπζηθφ αέξην, άλζξαθα) γηα ειεθηξνπαξαγσγή, ελψ σο "βηνθαχζηκα" αλαθέξνληαη θπξίσο ηα πγξά θαχζηκα κεηαθνξψλ πνπ ππνθαζηζηνχλ πεηξειατθά πξντφληα, π.ρ. βελδίλε ή ληίδει. Δηθφλα 2: Μείσζε ησλ επνκπψλ CO 2 κε ηελ ρξήζε βηνθαπζίκσλ Βαζηθφ πιενλέθηεκα ηεο βηνκάδαο είλαη φηη είλαη αλαλεψζηκε πεγή ελέξγεηαο θαη φηη παξέρεη ελέξγεηα απνζεθεπκέλε κε ρεκηθή κνξθή. Ζ αμηνπνίεζε ηεο ει. 11 απφ 72

13 κπνξεί λα γίλεη κε κεηαηξνπή ηεο ζε κεγάιε πνηθηιία πξντφλησλ, κε δηάθνξεο κεζφδνπο θαη ηε ρξήζε ζρεηηθά απιήο ηερλνινγίαο. αλ πιενλέθηεκά ηεο θαηαγξάθεηαη θαη ην φηη θαηά ηελ παξαγσγή θαη ηελ κεηαηξνπή ηεο δελ δεκηνπξγνχληαη νηθνινγηθά θαη πεξηβαιινληνινγηθά πξνβιήκαηα. Απφ ηελ άιιε, ζαλ κνξθή ελέξγεηαο ε βηνκάδα ραξαθηεξίδεηαη απφ πνιπκνξθία, ρακειφ ελεξγεηαθφ πεξηερφκελν, ζε ζχγθξηζε κε ηα νξπθηά θαχζηκα, ιφγσ ρακειήο ππθλφηεηαο θαη/ή πςειήο πεξηεθηηθφηεηαο ζε λεξφ, επνρηθφηεηα, κεγάιε δηαζπνξά, θιπ. Σα ραξαθηεξηζηηθά απηά ζπλεπάγνληαη πξφζζεηεο, ζε ζρέζε κε ηα νξπθηά θαχζηκα, δπζθνιίεο ζηε ζπιινγή, κεηαθνξά θαη απνζήθεπζή ηεο. αλ ζπλέπεηα ην θφζηνο κεηαηξνπήο ηεο ζε πην εχρξεζηεο κνξθέο ελέξγεηαο παξακέλεη πςειφ. Δληνχηνηο, ε έξεπλα θαη ε ηερλνινγηθή πξφνδνο πνπ έρεη πξαγκαηνπνηεζεί ηα ηειεπηαία 10 ρξφληα έρνπλ θαηαζηίζεη ηηο ηερλνινγίεο ελεξγεηαθήο κεηαηξνπήο ηεο βηνκάδαο εμαηξεηηθά ειθπζηηθέο ζε παγθφζκην επίπεδν. Οη πξννπηηθέο, κάιηζηα, ηεο βηνελέξγεηαο θαζίζηαληαη δηαξθψο κεγαιχηεξεο θαη πην ειπηδνθφξεο. ηηο πην πξνεγκέλεο νηθνλνκηθά ρψξεο, αλακέλεηαη λα θαιχπηεη ζεκαληηθφ ηκήκα ηεο ελεξγεηαθήο παξαγσγήο κειινληηθά. ει. 12 απφ 72

14 3. Βιοενέργεια 3.1. Πλεονεκτόματα Ζ θαχζε ηεο βηνκάδαο έρεη κεδεληθφ ηζνδχγην δηνμεηδίνπ ηνπ άλζξαθα (CO 2 ) - δελ ζπλεηζθέξεη ζην «θαηλφκελν ηνπ ζεξκνθεπίνπ»- επεηδή νη πνζφηεηεο ηνπ CO 2 πνπ απειεπζεξψλνληαη θαηά ηελ θαχζε ηεο βηνκάδαο δεζκεχνληαη πάιη απφ ηα θπηά γηα ηε δεκηνπξγία ηεο βηνκάδαο. Ζ κεδακηλή χπαξμε ηνπ ζείνπ ζηε βηνκάδα ζπκβάιιεη ζεκαληηθά ζηνλ πεξηνξηζκφ ησλ εθπνκπψλ ηνπ δηνμεηδίνπ ηνπ ζείνπ (SO 2 ) πνπ είλαη ππεχζπλν γηα ηελ φμηλε βξνρή. Δθφζνλ ε βηνκάδα είλαη εγρψξηα πεγή ελέξγεηαο, ε αμηνπνίεζή ηεο ζε ελέξγεηα ζπκβάιιεη ζεκαληηθά ζηε κείσζε ηεο εμάξηεζεο απφ εηζαγφκελα θαχζηκα θαη βειηίσζε ηνπ εκπνξηθνχ ηζνδπγίνπ, ζηελ εμαζθάιηζε ηνπ ελεξγεηαθνχ εθνδηαζκνχ θαη ζηελ εμνηθνλφκεζε ηνπ ζπλαιιάγκαηνο. Ζ ελεξγεηαθή αμηνπνίεζε ηεο βηνκάδαο ζε κηα πεξηνρή, απμάλεη ηελ απαζρφιεζε ζηηο αγξνηηθέο πεξηνρέο κε ηε ρξήζε ελαιιαθηηθψλ θαιιηεξγεηψλ (δηάθνξα είδε ειαηνθξάκβεο, ζφξγν, θαιάκη, θελάθ) ηε δεκηνπξγία ελαιιαθηηθψλ αγνξψλ γηα ηηο παξαδνζηαθέο θαιιηέξγεηεο (ειίαλζνο θ.ά.), θαη ηε ζπγθξάηεζε ηνπ πιεζπζκνχ ζηηο εζηίεο ηνπο, ζπκβάιινληαο έηζη ζηε θνηλσληθν-νηθνλνκηθή αλάπηπμε ηεο πεξηνρήο. Μειέηεο έρνπλ δείμεη φηη ε παξαγσγή πγξψλ βηνθαπζίκσλ έρεη ζεηηθά απνηειέζκαηα ζηνλ ηνκέα ηεο απαζρφιεζεο ηφζν ζηνλ αγξνηηθφ φζν θαη ζην βηνκεραληθφ ρψξν Μειονεκτόματα Ο απμεκέλνο φγθνο θαη ε κεγάιε πεξηεθηηθφηεηα ζε πγξαζία, ζε ζρέζε κε ηα νξπθηά θαχζηκα δπζρεξαίλνπλ ηελ ελεξγεηαθή αμηνπνίεζε ηεο βηνκάδαο. Ζ κεγάιε δηαζπνξά θαη ε επνρηαθή παξαγσγή ηεο βηνκάδαο δπζθνιεχνπλ ηελ ζπλερή ηξνθνδνζία κε πξψηε χιε ησλ κνλάδσλ ελεξγεηαθήο αμηνπνίεζεο ηεο βηνκάδαο. Βάζε ησλ παξαπάλσ παξνπζηάδνληαη δπζθνιίεο θαηά ηε ζπιινγή, κεηαθνξά, θαη απνζήθεπζε ηεο βηνκάδαο πνπ απμάλνπλ ην θφζηνο ηεο ελεξγεηαθήο αμηνπνίεζεο. Οη ζχγρξνλεο θαη βειηησκέλεο ηερλνινγίεο κεηαηξνπήο ηεο βηνκάδαο απαηηνχλ πςειφ θφζηνο εμνπιηζκνχ, ζπγθξηλφκελεο κε απηφ ησλ ζπκβαηηθψλ θαπζίκσλ. ει. 13 απφ 72

15 ηελ Διιάδα ππάξρεη κεγάιε δηαζεζηκφηεηα θαζψο ιεηηνπξγνχλ 6 εξγνζηάζηα παξαγσγήο πειιεηψλ, ελψ απηφ ζην Νεπξνθφπη είλαη απφ ηα κεγαιχηεξα ζηνλ θφζκν. ει. 14 απφ 72

16 4. Εκτίμηςη του Δυναμικού τησ Βιομάζασ Ζ βηνκάδα πνπ παξάγεηαη θάζε ρξφλν ζηνλ πιαλήηε καο ππνινγίδεηαη φηη αλέξρεηαη ζε 172 δηζεθ ηφλνπο μεξνχ πιηθνχ, κε ελεξγεηαθφ πεξηερφκελν δεθαπιάζην ηεο ελέξγεηαο πνπ θαηαλαιψλεηαη παγθνζκίσο ζην ίδην δηάζηεκα. Σν ηεξάζηην απηφ ελεξγεηαθφ δπλακηθφ παξακέλεη θαηά ην κεγαιχηεξν κέξνο ηνπ αλεθκεηάιιεπην, θαζψο, ζχκθσλα κε πξφζθαηεο εθηηκήζεηο, κφλν ην 1/7 ηεο παγθφζκηαο θαηαλάισζεο ελέξγεηαο θαιχπηεηαη απφ ηε βηνκάδα θαη αθνξά θπξίσο ηηο παξαδνζηαθέο ρξήζεηο ηεο (θαπζφμπια θιπ.). Παραγωγή Βηοκάδας ζηελ Ειιάδα αλά Νοκό (2005) Δηθφλα 3: Παξαγσγή βηνκάδαο αλά λνκφ ηελ Διιάδα, ηα θαη έηνο δηαζέζηκα γεσξγηθά θαη δαζηθά ππνιείκκαηα ηζνδπλακνχλ ελεξγεηαθά κε 3-4 εθαη. ηφλνπο πεηξειαίνπ, ελψ ην δπλακηθφ ησλ ελεξγεηαθψλ θαιιηεξγεηψλ κπνξεί, κε ηα ζεκεξηλά δεδνκέλα, λα μεπεξάζεη άλεηα εθείλν ησλ γεσξγηθψλ θαη δαζηθψλ ππνιεηκκάησλ. Σν πνζφ ει. 15 απφ 72

17 απηφ αληηζηνηρεί ελεξγεηαθά ζην 30-40% ηεο πνζφηεηαο ηνπ πεηξειαίνπ πνπ θαηαλαιψλεηαη εηεζίσο ζηε ρψξα καο. εκεηψλεηαη φηη 1 ηφλνο βηνκάδαο ηζνδπλακεί κε πεξίπνπ 0,4 ηφλνπο πεηξειαίνπ. Δληνχηνηο, κε ηα ζεκεξηλά δεδνκέλα, θαιχπηεηαη κφιηο ην 3% πεξίπνπ ησλ ελεξγεηαθψλ αλαγθψλ ηεο κε ηε ρξήζε ηεο δηαζέζηκεο βηνκάδαο. Ζ βηνκάδα ζηε ρψξα καο ρξεζηκνπνηείηαη θπξίσο γηα ηελ παξαγσγή, θαηά ηνλ παξαδνζηαθφ ηξφπν, ζεξκφηεηαο ζηνλ νηθηαθφ ηνκέα (καγεηξηθή, ζέξκαλζε), γηα ηε ζέξκαλζε ζεξκνθεπίσλ, ζε ειαηνπξγεία, θαζψο θαη, κε ηε ρξήζε πην εμειηγκέλσλ ηερλνινγηψλ, ζηε βηνκεραλία (εθθνθθηζηήξηα βακβαθηνχ, παξαγσγή πξντφλησλ μπιείαο, αζβεζηνθάκηλνη θ.ά.), ζε πεξηνξηζκέλε, φκσο, θιίκαθα. Χο πξψηε χιε ζε απηέο ηηο πεξηπηψζεηο ρξεζηκνπνηνχληαη ππνπξντφληα ηεο βηνκεραλίαο μχινπ, ειαηνππξελφμπια, θνπθνχηζηα ξνδαθίλσλ θαη άιισλ θξνχησλ, ηζφθιηα ακπγδάισλ, βηνκάδα δαζηθήο πξνέιεπζεο, άρπξν ζηηεξψλ, ππνιείκκαηα εθθνθθηζκνχ θ.ά. ει. 16 απφ 72

18 5. Διεργαςίεσ Ενεργειακήσ Μετατροπήσ τησ Βιομάζασ Μφλν ιίγνη ηχπνη ηεο βηνκάδαο φπσο ην μχιν κπνξνχλ λα ρξεζηκνπνηεζνχλ απ επζείαο κε θαχζε γηα παξαγσγή ελέξγεηαο. πλήζσο απαηηείηαη ε επεμεξγαζία θαη ν εμεπγεληζκφο ηεο βηνκάδαο γηα ηε κεηαηξνπή ηεο ζε ρξήζηκν θαχζηκν. Γηαθξίλνπκε ηξεηο θαηεγνξίεο δηεξγαζηψλ επεμεξγαζίαο ηεο βηνκάδαο : Α. ΘΕΡΜΟΧΗΜΘΚΗ ΕΠΕΞΕΡΓΑΘΑ Πεξηιακβάλεη ηηο εμήο δηεξγαζίεο : Α.1. Αλζραθοποίεζε π.ρ. παξαγσγή θάξβνπλνπ. Α.2. Πσρόισζε π.ρ. παξαγσγή πδξνιπηηθψλ ειαίσλ. Α.3. Αερηοποίεζε π.ρ. παξαγσγή αεξίνπ. Β. ΒΘΟΛΟΓΘΚΗ ΕΠΕΞΕΡΓΑΘΑ Πεξηιακβάλεη ηηο εμήο δηεξγαζίεο : Β.1. Αλαερόβηα δύκωζε π.ρ. παξαγσγή βηναεξίνπ. Β.2. Υδρόισζε-Αλαερόβηα δύκωζε π.ρ. παξαγσγή αηζαλφιεο. Γ. ΧΗΜΘΚΗ ΕΠΕΞΕΡΓΑΘΑ Πεξηιακβάλεη ηελ : Γ.1. Εθτύιηζε ειαίσλ θαη εζηεξνπνίεζε ησλ ηξηγιπθεξηδίσλ (κεραληθή επεμεξγαζία) π.ρ. παξαγσγή βηνινγηθνχ θαπζίκνπ. Παξαθάησ παξνπζηάδνληαη αλαιπηηθά νη δηάθνξεο ζεξκηθέο, ρεκηθέο θαη βηνινγηθέο δηεξγαζίεο κεηαηξνπήο ηεο βηνκάδαο. ει. 17 απφ 72

19 6. Βιοαέριο Σν βηναέξην ηππηθά αλαθέξεηαη ζε έλα αέξην πνπ παξάγεηαη απφ ηελ βηνινγηθή δηάζπαζε ηεο νξγαληθήο χιεο απνπζία νμπγφλνπ. Σα νξγαληθά απφβιεηα, φπσο λεθξψλ θπηψλ θαη δσηθφ πιηθφ, θνπξηά δψσλ, θαη ηα απνξξίκκαηα ηεο θνπδίλαο κπνξνχλ λα κεηαηξαπνχλ ζε αέξην θαχζηκν πνπ νλνκάδεηαη βηναέξην. Σν βηναέξην πξνέξρεηαη απφ βηνγελέο πιηθφ θαη είλαη έλα είδνο βηνθαπζίκνπ. Δηθφλα 4: Παξαγσγή βηναεξίνπ Σν βηναέξην παξάγεηαη απφ ηελ αλαεξφβηα ρψλεπζε ή δχκσζε ησλ βηνδηαζπψκελσλ πιηθψλ φπσο ε βηνκάδα, θνπξηά, ηα ιχκαηα, ηα αζηηθά απφβιεηα, ηα πξάζηλα απφβιεηα, θπηηθφ πιηθφ, θαη θαιιηέξγεηεο. Σν βηναέξην απνηειείηαη θαηά θχξην ιφγν απφ κεζάλην (CH 4 ) θαη δηνμείδην ηνπ άλζξαθα (CO 2 ) θαη κπνξεί λα δηαζέηεη κηθξέο πνζφηεηεο πδξφζεηνπ (H 2 S), πγξαζίαο θαη ζηινμαλψλ. Σν κεζάλην, ην πδξνγφλν θαη ην κνλνμείδην ηνπ άλζξαθα (CO), κπνξνχλ λα θανχλ ή νμεηδψλνληαη κε ην νμπγφλν. Απηή ε απειεπζέξσζε ηεο ελέξγεηαο επηηξέπεη ζην βηναέξην λα ρξεζηκνπνηεζεί σο θαχζηκν. Σν βηναέξην κπνξεί λα ρξεζηκνπνηεζεί σο θαχζηκν ζε νπνηαδήπνηε ρψξα γηα νπνηνδήπνηε ζθνπφ, φπσο ε ζέξκαλζε, ην καγείξεκα, θ.α. Μπνξεί επίζεο λα ρξεζηκνπνηεζεί ε ελέξγεηα, πνπ παξάγεηαη θαηά ηελ θαχζε ηνπ βηναεξίνπ, γηα ηελ θίλεζε ει. 18 απφ 72

20 θηλεηήξα θαη ηε κεηαηξνπή ηεο ζε ειεθηξηζκφ θαη ζεξκφηεηα. Σν βηναέξην κπνξεί λα ζπκπηεζηεί, φπσο θαη ην θπζηθφ αέξην, θαη λα ρξεζηκνπνηεζεί γηα θαχζηκν νρεκάησλ κε θηλεηήξα ηζρχνο (Μ.Δ.Κ.). ην Ζλσκέλν Βαζίιεην, γηα παξάδεηγκα, ην βηναέξην εθηηκάηαη φηη ζα έρεη ηε δπλαηφηεηα λα αληηθαηαζηήζεη πεξίπνπ ην 17% ησλ θαπζίκσλ θίλεζεο. Σν βηναέξην είλαη έλα αλαλεψζηκν θαχζηκν, νπφηε πιεξεί ηηο πξνυπνζέζεηο γηα ηηο αλαλεψζηκεο ελεξγεηαθέο επηδνηήζεηο ζε πνιιά κέξε ηνπ θφζκνπ. Σν βηναέξην κπνξεί επίζεο λα θαζαξηζηεί, λα εμεπγεληζζεί θαη λα αλαβαζκηζηεί ζε θπζηθφ αέξην (πξφηππε ζχζηαζε) θαη λα ρξεζηκνπνηεζεί αληηζηνίρσο. ει. 19 απφ 72

21 7. Μονάδεσ Παραγωγήσ Βιοαερίου 7.1. Βιοαϋριο από αγροτικϋσ εγκαταςτϊςεισ Σν βηναέξην κπνξεί λα παξαρζεί ρξεζηκνπνηψληαο αλαεξφβηνπο ρσλεπηήξεο. Καηά ηε δηάξθεηα ηεο δηαδηθαζίαο, ηα απφβιεηα ή ππνιιείκαηα ηεο αγξνηηθήο δσήο (βηνκάδα) ηνπνζεηνχληαη ζε κία αεξνζηεγή δεμακελή, νπνπ παξακέλνπλ γηα θαηξφ. Ζ δηαδεθαζία ηεο ρψλεπζεο ησλ ππνιιεηκάησλ παξάγεη ην βηναέξην (θπξίσο κεζάλην) δειαδή κία αλαλεψζηκε ελέξγεηα πνπ κπνξεί λα ρξεζηκνπνηεζεί γηα ζέξκαλζε, παξαγσγή ειεθηξηθήο ελέξγεηαο, θαχζηκν θηλεηήξσλ εζσηεξηθήο θαχζεο (φπσο π.ρ. ν «GE Jenbacher» θηλεηήξαο βηναεξίνπ) θαη πνιιέο άιιεο ιεηηνπξγίεο ηεο θαζεκεξηλφηεηαο. Τπάξρνπλ δχν βαζηθέο δηαδηθαζίεο αλαεξφβηαο ρψλεπζεο ηεο βηνκάδαο: α) ε κεζφθηιε θαη β) ε ζεξκφθηιε πέςε. Ζ κεζφθηιε ρψλεπζε ζπκβαίλεη ζε θαλνληθέο ζεξκνθξαζίεο πεξηβάιινληνο θαη, αλάινγα κε απηέο, κπνξεί λα δηαξθέζεη πνιχ ρξφλν. Ζ ζεξκφθηιε ρψλεπζε πξαγκαηνπνηείηαη θάησ απφ πςειφηεξεο ζεξκνθξαζίεο θαη δηαξθεί πνιχ ιηγφηεξν ρξφλν. ε πεηξακαηηθή εξγαζία ζην Παλεπηζηήκην Fairbanks ηεο Αιάζθα, ζε έλα 1000-ιίηξσλ ρσλεπηήξα, ρξεζηκνπνηψληαο ηελ κεζφθηιε δηαδεθαζία (psychrophiles), ζπιιέγνληαο ιάζπε απφ κηα παγσκέλε ιίκλε ζηελ Αιάζθα έρεη παξαγσγή ιίηξσλ κεζαλίνπ αλά εκέξα, δειαδή πεξίπνπ ην 20-30% ηεο παξαγσγήο ρσλεπηήξσλ ζε ζεξκφηεξα θιίκαηα Βιοαϋριο από Χ.Υ.Τ.Α. Βηναέξην απφ Υψξνπο Τγεηνλνκηθήο Σαθήο Απνξξεκάησλ παξάγεηαη απφ ηα πγξά νξγαληθά απφβιεηα ηα νπνία απνζπληίζεληαη ππφ αλαεξφβηεο ζπλζήθεο ζε ρψξνπο θάησ απφ ην έδαθνο. Σα απνξξήκαηα θαιχπηνληαη θαη κεραληθά ζπκπηέδνληαη απφ ην βάξνο ηνπ πιηθνχ πνπ έρεη θαηαηεζεί απφ πάλσ. Σν πιηθφ απηφ απνηξέπεη ηελ έθζεζή ηνπο ζε νμπγφλν, επηηξέπνληαο έηζη ηελ αλαεξφβηα ρψλεπζε, δειαδή ζηνπο αλαεξφβηνπο κηθξννξγαληζκνχο λα επδνθηκνχλ. Απηφ ην αέξην ζπζζσξεχεηαη θαη ζηγά-ζηγά απειεπζεξψλεηαη ζηελ αηκφζθαηξα εάλ ν ρψξνο πγεηνλνκηθήο ηαθήο δελ έρεη θαηαζθεπαζηεί θαηάιιεια ψζηε λα ζπιιάβεη ην βηναέξην. Σν βηναέξην πνπ παξάγεηαη απφ ηνπο Υ.Τ.Σ.Α. είλαη επηθίλδπλν φηαλ δηαθεχγεη ζην πεξηβάιινλ γηα ηξεηο βαζηθνχο ιφγνπο. Γίλεηαη εθξεθηηθφ φηαλ μεθεχγεη απφ ην ρψξν ηαθήο θαη αλακηγλχεηαη κε ην νμπγφλν. Σν ρακειφηεξν εθξεθηηθφ φξην είλαη ην 5% κεζάλην θαη ην αλψηεξν εθξεθηηθφ φξην είλαη 15% κεζάλην. Σν κεζάλην πνπ πεξηέρεηαη ζην βηναέξην είλαη 20 θνξέο πην ηζρπξφ σο αέξην ηνπ ζεξκνθεπίνπ απφ φ, ηη ην δηνμείδην ηνπ άλζξαθα. Χο εθ ηνχηνπ, ε αλεμέιεγθηε δηαθεγή ηνπ ζηελ αηκφζθαηξα ζπκβάιιεη ζεκαληηθά ζηηο επηπηψζεηο ηεο ει. 20 απφ 72

22 ππεξζέξκαλζεο ηνπ πιαλήηε. Δπηπιένλ, νη πηεηηθφηεξεο νξγαληθέο ελψζεηο πνπ πεξηέρνληαη ζην βηναέξην απφ Υ.Τ.Σ.Α., νη VOCs, ζπκβάιινπλ ζην ζρεκαηηζκφ ηνπ θσηνρεκηθνχ λέθνπο θαη ζπλεπψο ζηελ ππεξζέξκαλζε ηνπ πιαλήηε. Δηθφλα 5: Σξφπνη παξαγσγήο βηναεξίνπ 7.3. Βιοαϋριο από την διαχεύρηςη υγρών αποβλότων Καηά ηελ δηαρείξεζε ησλ πγξψλ απνβιήησλ απφ ζπζηήκαηα βηνινγηθνχ θαζαξηζκνχ πξνθχπηεη ε ιεκαηνιάζπε, ε νπνία είλαη πινχζηα ελεξγεηαθά θαη ε ρψλεπζή ηεο παξάγεη κεγάια πνζά βηναεξίνπ. Ο βηνινγηθφο θαζαξηζκφο πεξηιακβάλεη ηξία ζηάδηα. Σν πξψην ζηάδην (πξσηνβάζκηνο) ζηνρεχεη ζηελ απνκάθξπλζε αησξνπκέλσλ, ζηεξεψλ θαη επηπιεφλησλ ζσκαηηδίσλ θαη πεξηιακβάλεη ηηο δηεξγαζίεο, εζράξσζεο, εμάκκσζεο, ιηπνζπιινγήο, πξσηνβάζκηαο θαζίδεζεο ππνβνεζνχκελεο κε ρεκηθά ή κε κέζα, επίπιεπζεο δηαιπκέλνπ αέξα θ.α. Σν δεχηεξν ζηάδην (δεπηεξνβάζκηνο) έρεη σο ζηφρν ηελ απνκάθξπλζε ηνπ νξγαληθνχ θνξηίνπ ησλ ιπκάησλ θαη ζηνηρείσλ επηξνθηζκνχ φπσο ην άδσην, ν θψζθνξνο, θ.α. κε βηνινγηθέο δηεξγαζίεο πνπ πεξηιακβάλνπλ βηνινγηθνχο αληηδξαζηήξεο, αεξφβηνπο ή θαη αλαεξφβηνπο, ζπλερνχο ή δηαιείπνπζαο ιεηηνπξγίαο (sequencing batch reactors), αησξνχκελεο ή πξνζαξηεκέλεο αλάπηπμεο βηφκαδαο θαζψο θαη εμεηδηθεπκέλνπο βηνινγηθνχο αληηδξαζηήξεο κεκβξαλψλ (membrane biological reactors). Σν ηξίην ζηάδην (ηξηηνβάζκηνο) απνζθνπεί ζηελ αλάθηεζε λεξνχ πςειήο πνηφηεηαο κε ηελ εθαξκνγή ησλ θαηαιιήισλ ει. 21 απφ 72

23 δηεξγαζηψλ, φπσο ε δηχιηζε γηα ηελ απνκάθξπλζε αησξνπκέλσλ ζηεξεψλ θαη ε αληίζηξνθε φζκσζε ή θαη ε εμάηκηζε γηα ηελ απνκάθξπλζε δηαιπηψλ ζε εηδηθά πγξά απφβιεηα. Ζ ιεκαηνιάζπε είλαη ππφιιεηκα θπξίσο ηνπ πξσηνβάζκηνπ βηνινγηθνχ θαζαξηζκνχ θαη δεπηεξεπφλησο ηνπ δεπηέξνπ ζηαδίνπ ηνπ. πιιέγεηαη απφ ηνλ ππζκέλα ησλ δεμακελψλ, φπνπ θαζηδάλεη θαηά ηηο δηαδηθαζίεο ηνπ πξψηνπ θαη δεπηέξνπ ζηαδίνπ θαη νδεγείηαη ζε δεμακελή ρψλεπζεο θιεηζηνχ ηχπνπ(αλαεξφβηα ρψλεπζε). Δθεί παξάγεηαη ην βηναέξην, ην νπνίν ζπιιέγεηαη απφ ηελ θνξπθή ηεο δεμακελήο θαη απνζεθεχεηαη ζε εηδηθνχο ζπιιέθηεο, θαζψο επίζεο θαη ε εδαθνβειηησηηθή θνκπφζηα ε νπνία ζπιιέγεηαη απφ ηνλ ππζκέλα θαη απνζεθεχεηαη Βιοαϋριο από βιομηχανικϋσ εγκαταςτϊςεισ Οη βηνκεραληθέο εγθαηαζηάζεηο, αλεμάξηεηα κε ην πξνηφλ πνπ παξάγνπλ, έρνπλ θάπνην ππφιιεηκα πνπ δελ είλαη εθκεηαιιεχζηκν. Δπηπιένλ κπνξεί λα είλαη θαη ξππνγφλν γηα ην πεξηβάιινλ. Απηφ ην ππφιιεηκα απνηειεί ηελ βηνκάδα απφ ηελ νπνία κπνξεί λα παξαγζεί βηναέξην. Γηα παξάδεηγκα, ηα απφβιεηα ελφο ειαηνπξγείνπ, πέξαλ ηνπ φηη έρνπλ πςειφ ξππαληηθφ θνξηίν θαη είλαη δχζθνια επεμεξγάζηκα κε ζπκβαηηθά ζπζηήκαηα αεξφβηαο βηνινγηθήο επεμεξγαζίαο, πεξηέρνπλ πνιιέο νξγαληθέο νπζίεο θαη είλαη θαηάιιεια γηα παξαγσγή βηναεξίνπ κε αλαεξφβηα ρψλεπζε. Δπίζεο, ηα απφβιεηα κηάο θηελνηξνθηθήο κνλάδαο (δσηθά απφβιεηα) κπνξνχλ, αθνχ ζπιιεγζνχλ θαη δηνρεηεπηνχλ ζε δεμακελή ρψλεπζεο, λα απνδφζνπλ κεγάιεο πνζφηεηεο βηναεξίνπ πινχζηνπ ζε κεζάλην. Σν παξαγφκελν βηναέξην κπνξεί λα ρξεζηκνπνηεζεί γηα λα θαιήςεη ηηο αλάγθεο ηεο βηνκεραλίαο ζε ζέξκαλζε άκεζα, ή αθνχ βειηησζεί θαη ππάξρεη αλάινγε εγθαηάζηαζε θαη ζε ειεθηξηθφ ξεχκα. Δηθφλα 6: Δγθαηάζηαζε παξαγσγήο βηναεξίνπ ει. 22 απφ 72

24 8. Βιοαέριο από Αναερόβια Φώνευςη 8.1. Πρώτη Ύλη Αλαιφγσο ηε πξψηε χιε πνπ ρξεζηκνπνηείηαη, δηαθξίλνπκε δπν δηαθνξεηηθά είδε κνλάδσλ αλαεξφβηαο ρψλεπζεο θαη παξαγσγήο βηναεξίνπ: ηηο αγξνηηθέο θαη ηηο βηνκεραληθέο. ηηο πξψηεο πξαγκαηνπνηείηαη ελεξγεηαθή αμηνπνίεζε ηεο βηνκάδαο πνπ πξνθχπηεη απφ ηηο δηάθνξεο αγξνθηελνηξνθηθέο δξαζηεξηφηεηεο. Ζ δσηθή θνπξηά θαη ηα ελζηξψκαηα ελεξγεηαθψλ θαιιηεξγεηψλ (π.ρ. θαιακπφθη, κεδηθή) απνηεινχλ ηηο δεκνθηιέζηεξεο πξψηεο χιεο γηα ηελ ιεηηνπξγία αγξνηηθψλ κνλάδσλ παξαγσγήο βηναεξίνπ. ηηο βηνκεραληθέο κνλάδεο αλαεξφβηαο ρψλεπζεο ε πξψηε χιε είλαη νξγαληθά βηνκεραληθά απφβιεηα, είηε ζε ζηεξεή ή ζε πγξή κνξθή. Παξαδείγκαηνο ράξηλ, ε ρξεζηκνπνίεζε ησλ ζηεξεψλ ππνιεηκκάησλ ηξνθίκσλ, ησλ απφβιεησλ ζθαγείσλ ή ησλ πγξψλ απνβιήησλ ησλ ηπξνθνκείσλ, ησλ ειαηνηξηβείσλ θαη ησλ ρπκνπνηείσλ, ιακβάλεη ρψξα ζε βηνκεραληθέο κνλάδεο παξαγσγήο βηναεξίνπ. Δηθφλα 7: Μνλάδα παξαγσγήο ελέξγεηαο απφ βηναέξην Σν είδνο ηεο νξγαληθήο πξψηεο χιεο πνπ επεμεξγάδεηαη κηα κνλάδα αλαεξφβηαο ρψλεπζεο θαζνξίδεη ζε κεγάιν βαζκφ ηελ κνξθή θαη ηε ιεηηνπξγία ηεο. ηηο βηνκεραληθέο κνλάδεο παξαγσγήο βηναεξίνπ απαηηείηαη, πνιιέο θνξέο, ε πξνεπεμεξγαζία ηεο πξψηεο χιεο ζε πςειέο ζεξκνθξαζίαο (παζηεξίσζε ή/θαη απνζηείξσζε) πξνηνχ εηζέιζεη ζην ρσλεπηήξα. Γηα ηελ ει. 23 απφ 72

25 απνθπγή πεξηβαιινληηθψλ νριήζεσλ απφ ηελ έθιπζε δπζάξεζησλ νζκψλ, ν εμνπιηζκφο επεμεξγαζίαο θαη ηξνθνδνζίαο ησλ ζηεξεψλ βηνκεραληθψλ απνβιήησλ βξίζθεηαη εγθαηεζηεκέλνο ζε θιεηζηφ ρψξν. Δμαηηίαο ηεο πνιππινθφηεηαο ζην είδνο θαη ηε ζχζηαζε ησλ νξγαληθψλ βηνκεραληθψλ απνβιήησλ, ε αλαεξφβηα ρψλεπζε ηέηνησλ πιηθψλ είλαη πεξηζζφηεξν ζχλζεηε θαη απαηηεί κεγαιχηεξε εκπεηξία θαη εμεηδίθεπζε απφ ηνλ θαηαζθεπαζηή ηεο κνλάδαο. Αληίζεηα, κηα κνλάδα παξαγσγήο βηναεξίνπ πνπ ρξεζηκνπνηεί αγξνηηθή βηνκάδα είλαη ζαθψο επθνιφηεξε ζηελ θαηαζθεπή θαη ιεηηνπξγία ηεο. Ζ ζχζηαζε ηφζν ηεο θνπξηάο φζν θαη ησλ ελεξγεηαθψλ θαιιηεξγεηψλ δελ παξνπζηάδεη κεγάιεο δηαθπκάλζεηο ελψ δελ είλαη ππνρξεσηηθή ε ζεξκηθή πξνεπεμεξγαζία ηεο βηνκάδαο. Παξάιιεια, ην είδνο ηεο πξψηεο χιεο είλαη θαζνξηζηηθφ σο πξνο ηελ ηζρχ ηεο κνλάδαο βηναεξίνπ θαη ηεο ελέξγεηαο πνπ ζα παξάγεη. Τιηθά φπσο ην ελζίξσκα θαιακπνθηνχ θαη ηα ππνιείκκαηα ηξνθίκσλ παξάγνπλ πεξηζζφηεξε ελέξγεηα απφ φηη ε θνπξηά ησλ βννεηδψλ, αλ θαη ε ηειεπηαία παξνπζηάδεη κεγαιχηεξε επθνιία ζηελ επεμεξγαζία ηεο. Γηα λα απνθεχγνληαη ηα πξνβιήκαηα πνπ πξνθαινχληαη ζηελ κνλάδα απφ ηελ αλαεξφβηα ρψλεπζε κφλν ελφο πιηθνχ, έρεη γίλεη πιένλ θνηλή πξαθηηθή ν ζπλδπαζκφο αγξνηηθψλ θαη βηνκεραληθψλ απνβιήησλ ζε κνλάδεο ζπλδπαζκέλεο αλαεξφβηαο ρψλεπζεο. Σα πιενλεθηήκαηα πνπ παξνπζηάδνπλ νη ζπγθεθξηκέλεο κνλάδεο ζε ζρέζε κε ηηο πην ζπκβαηηθέο ακηγψο αγξνηηθέο ή βηνκεραληθέο είλαη αμηνζεκείσηα: πεξηζζφηεξν ζηαζεξή δηεξγαζία, κεγαιχηεξε δπλαηφηεηα επεμεξγαζίαο πιηθψλ, πςειφηεξε παξαγσγή βηναεξίνπ θαη ελέξγεηαο, πεξηζζφηεξν θεξδνθφξα επέλδπζε. Αλ ζηα παξαπάλσ πξνζηεζεί θαη ν πεξηβαιινληηθφο παξάγνληαο ηεο νινθιεξσκέλεο δηαρείξηζεο φισλ ησλ νξγαληθψλ απνβιήησλ, γίλεηαη αληηιεπηφ γηαηί ε αχμεζε ησλ κνλάδσλ ζπλδπαζκέλεο αλαεξφβηαο ρψλεπζεο είλαη ξαγδαία ζε φιε ηελ Δπξψπε. Γηα ηελ επηινγή ηεο θαηάιιειεο κνλάδαο παξαγσγήο βηναεξίνπ, ν επελδπηήο ζα πξέπεη λα θαζνδεγεζεί απφ παξάγνληεο φπσο είλαη ην είδνο θαη ε πνζφηεηα ηεο πξψηεο χιεο πνπ δηαζέηεη. Δπίζεο, είλαη βαζηθφο ν θαηάιιεινο ζρεδηαζκφο ηεο κνλάδαο ψζηε λα είλαη εθηθηή ε ρξήζε ηεο παξαγφκελεο ζεξκφηεηαο απφ ην ζχζηεκα ζπκπαξαγσγήο φπνπ θαηαλαιψλεηαη ην βηναέξην. Γηα λα ππάξρεη κηα ζρεηηθή ηάμε κεγέζνπο, κηα κνλάδα παξαγσγήο βηναεξίνπ κε ειεθηξηθή ηζρχ 500 kwel. κπνξεί λα παξάγεη πεξίπνπ kwh ειεθηξηθήο ελέξγεηαο θαη kwh ζεξκφηεηαο. Ζ εγθαηάζηαζε κηαο ηέηνηαο κνλάδαο παξαγσγήο βηναεξίνπ πξνζθέξεη θαζαξή ειεθηξηθή ει. 24 απφ 72

26 ελέξγεηα ζε 900 ζπίηηα θαη, ηαπηφρξνλα, θαιχπηεη ηηο αλάγθεο γηα ζεξκφηεηα ζε πεξίπνπ άιια Στϊδια διεργαςύασ αναερόβιασ χώνευςησ Ζ πιήξεο βηνινγηθή απνδφκεζε ηεο νξγαληθήο χιεο πξνο βηναέξην, ζε ζπλζήθεο απνπζίαο νμπγφλνπ (αλαεξφβηεο ζπλζήθεο), απνηειεί κία ζχλζεηε δηεξγαζία πνπ ζπλίζηαηαη ζηελ αιιειεπίδξαζε δηαθνξεηηθψλ νκάδσλ κηθξννξγαληζκψλ. Κάζε κία απφ απηέο ηηο νκάδεο, επζχλεηαη γηα ηελ πξαγκαηνπνίεζε δηαθνξεηηθνχ κέξνπο ηεο ζπλνιηθήο δηεξγαζίαο. Έηζη, ην πιηθφ πνπ κπνξεί λα απνηειεί απφβιεην γηα κηα νκάδα κηθξννξγαληζκψλ κπνξεί λα απνηειέζεη ππφζηξσκα (ηξνθή ησλ κηθξννξγαληζκψλ) γηα θάπνηα άιιε νκάδα ηνπο. ε ζχγθξηζε κε ηελ αεξφβηα ρψλεπζε ηεο νξγαληθήο χιεο (απνδφκεζε ηεο νξγαληθήο χιεο παξνπζία αέξα-νμπγφλνπ), ν ξπζκφο αχμεζεο ησλ αλαεξφβησλ βαθηεξίσλ είλαη ζεκαληηθά κηθξφηεξνο απφ εθείλν ησλ αεξφβησλ βαθηεξίσλ. Καηά ζπλέπεηα, ην ηειηθφ παξαπξντφλ πνπ πξνθχπηεη απφ ηελ αλαεξφβηα ρψλεπζε είλαη κηθξφηεξν αλά κνλάδα βάξνπο ηεο νξγαληθήο χιεο ζε ζρέζε κε ηελ αεξφβηα. Γηα παξάδεηγκα, ελψ ε αεξφβηα απνδφκεζε 1 kg νξγαληθνχ πιηθνχ (ππνζηξψκαηνο) ζπλεπάγεηαη ηελ παξαγσγή 0,5 kg βηνκάδαο, ε αληίζηνηρε ηηκή γηα ηελ αλαεξφβηα ρψλεπζε είλαη κφιηο 0,1 kg. Σν ραξαθηεξηζηηθφ απηφ ηεο αλαεξφβηαο ρψλεπζεο, δειαδή ε ζεκαληηθή κείσζε ηνπ ηειηθνχ φγθνπ πνπ επηηπγράλεηαη, ηελ θαζηζηά ηδηαίηεξα ειθπζηηθή σο κέζνδν επεμεξγαζίαο νξγαληθψλ απνβιήησλ. Καηά ηε δηάξθεηα ηεο αλαεξφβηαο ρψλεπζεο παξάγεηαη πνιχ ιίγε ζεξκφηεηα. Ζ ελέξγεηα, πνπ είλαη ρεκηθά δεζκεπκέλε κέζα ζην ππφζηξσκα, παξακέλεη θπξίσο ζην παξαγφκελν βηναέξην κε ηε κνξθή κεζαλίνπ. Ζ δηεξγαζία ζρεκαηηζκνχ ηνπ βηναεξίνπ είλαη έλα απνηέιεζκα ζπλδπαζηηθψλ βεκάησλ, ζηα νπνία ην αξρηθφ πιηθφ ζπλερψο δηαζπάηαη ζε κηθξφηεξα ζηνηρεία. Ζ δηεξγαζία ηεο αλαεξφβηαο ρψλεπζεο παξνπζηάδεη ηέζζεξα(4) θχξηα δηαθξηηά ζηάδηα: Τδξφιπζε, Ομενγέλεζε, Αθεηνγέλεζε (νμηθνπνίεζε) θαη Μεζαλνγέλεζε. Γηαθνξεηηθά είδε κηθξννξγαληζκψλ είλαη ππεχζπλα γηα ηελ νκαιή νινθιήξσζε θάζε ελφο απφ ηα παξαπάλσ ζηάδηα.σα ζηάδηα ηεο δηεξγαζίαο ιακβάλνπλ ρψξα παξάιιεια ζηε δεμακελή ρψλεπζεο. Ζ ηαρχηεηα ηεο ζπλνιηθήο δηεξγαζίαο απνδφκεζεο θαζνξίδεηαη απφ ηα πην αξγά ζηάδηα ησλ δηαθνξεηηθψλ θάζεσλ. ει. 25 απφ 72

27 Τδρόλυςη Καηά ην ζηάδην ηεο πδξφιπζεο, πνπ είλαη θαη ην πξψην βήκα ηεο δηεξγαζίαο, πδξνιπηηθά βαθηεξίδηα εθθξίλνπλ πδξνιπηηθά έλδπκα, κεηαηξέπνληαο ηα βηνπνιπκεξή ζε απινχζηεξεο θαη δηαιπηέο ελψζεηο. Με απηφλ ηνλ ηξφπν νξγαληθέο καθξνκνξηαθέο ελψζεηο, φπσο νη πξσηεΐλεο, νη πδαηάλζξαθεο, ηα λνπθιετθά νμέα θαη ηα ιηπίδηα, δηαζπψληαη ζε ελψζεηο κηθξφηεξεο κνξηαθήο αιπζίδαο - ζηα νιηγνκεξή θαη κνλνκεξή ηνπο. Ζ δηεξγαζία απηή είλαη εμσθπηηαξηθή, δειαδή ιακβάλεη ρψξα εμσηεξηθά ηνπ θπηηαξηθνχ ηνηρψκαηνο ησλ κηθξννξγαληζκψλ, ζηελ θπξίσο κάδα ηνπ πγξνχ. Δλψζεηο φπσο νη πξσηεΐλεο, ην άκπιν θαη θάπνηα απιά ζάθραξα πδξνιχνληαη κε κεγάιε επθνιία ζε αλαεξφβηεο ζπλζήθεο. Αληίζεηα, ε ιηγλνθπηηαξίλε θαη ε ιηγλίλε, νη νπνίεο είλαη βαζηθά θπηηθά ζπζηαηηθά, απνδνκνχληαη ππφ αλαεξφβηεο ζπλζήθεο αξγά θαη αηειψο. Ζ πδξφιπζε ησλ πδξνγνλαλζξάθσλ νινθιεξψλεηαη εληφο νιίγσλ σξψλ. Αληίζεηα εθείλε ησλ πξσηετλψλ θαη ησλ ιηπηδίσλ νινθιεξψλεηαη εληφο νιίγσλ εκεξψλ Οξυγένεςη Καηά ηε δηάξθεηα ηεο νμπγέλεζεο, ηα πξντφληα ηεο πδξφιπζεο κεηαηξέπνληαη απφ νμενγελή βαθηεξίδηα ζε κεζαλνγελή ππνζηξψκαηα. Οη νιηγνζαθραξίηεο θαη νη κνλνζαθραξίηεο, ηα ακηλνμέα θαη ηα ιηπαξά νμέα ππνβηβάδνληαη ζε νμηθφ νμχ (CH 3 COOH) (50%), δηνμείδην ηνπ άλζξαθα (CO 2 ) θαη πδξνγφλν (H 2 ) (20%), θαζψο επίζεο θαη ζε πηεηηθά ιηπαξά νμέα (VFA s) θαη αιθνφιεο (30%) Ακετογένεςη Καηά ηε δηάξθεηα ηεο αθεηνγέλεζεο, ηα πξντφληα απφ ηελ νμπγέλεζε πνπ δελ κπνξνχλ λα κεηαηξαπνχλ άκεζα ζε κεζάλην απφ ηα κεζαλνγελή βαθηεξίδηα κεηαηξέπνληαη ζε κεζαλνγελή ππνζηξψκαηα. Σα πηεηηθά ιηπαξά νμέα θαη νη αιθνφιεο νμεηδψλνληαη ζε κεζαλνγελή ππνζηξψκαηα, φπσο νμηθφ νμχ, πδξνγφλν θαη δηνμείδην ηνπ άλζξαθα. Σα πηεηηθά ιηπαξά νμέα κε αιπζίδεο άλζξαθα κε πεξηζζφηεξνπο απφ δχν δεζκνχο θαη νη αιθνφιεο κε αιπζίδεο άλζξαθα κε πεξηζζφηεξνπο απφ έλα δεζκφ νμεηδψλνληαη ζε νμηθφ νμχ θαη πδξνγφλν. Ζ παξαγσγή ηνπ πδξνγφλνπ απμάλεη ηελ κεξηθή πίεζε ηνπ. Απηφ κπνξεί λα ζεσξεζεί σο «ππφιεηκκα» ηεο αθεηνγέλεζεο θαη εκπνδίδεη ην κεηαβνιηζκφ ησλ αθεηνγελψλ βαθηεξηδίσλ. Καηά ηε δηάξθεηα ηεο κεζαλνγέλεζεο, ην πδξνγφλν κεηαηξέπεηαη ζε κεζάλην. Ζ αθεηνγέλεζε θαη ε κεζαλνγέλεζε ζπλήζσο ιακβάλνπλ ρψξα παξάιιεια, σο ζπκβίσζε δχν νκάδσλ νξγαληζκψλ. ει. 26 απφ 72

28 Μεθανογένεςη Απνηειεί ην ηειεπηαίν ζηάδην ηεο αλαεξφβηαο ρψλεπζεο θαη πξαγκαηνπνηείηαη απφ ηα κεζαλνγελή βαθηήξηα. Σν 70% ηνπ παξαγνκέλνπ κεζαλίνπ πξνέξρεηαη απφ νμηθφ άιαο, ελψ ην ππφινηπν 30% παξάγεηαη απφ ηε κεηαηξνπή ηνπ πδξνγφλνπ θαη ηνπ δηνμεηδίνπ ηνπ άλζξαθα. Ζ κεζαλνγέλεζε είλαη έλα θξίζηκν βήκα ζε νιφθιεξε ηε δηεξγαζία ηεο ρψλεπζεο, δεδνκέλνπ φηη είλαη ε πην αξγή βηνρεκηθή θαη επνκέλσο ξπζκνξπζκηζηηθή αληίδξαζε ηεο δηεξγαζίαο. Σα κεζαλνγελή βαθηήξηα παξνπζηάδνπλ ην βξαδχηεξν ξπζκφ αλάπηπμεο (πεξίπνπ ην 20% ηνπ ξπζκνχ αλάπηπμεο ησλ νμπγελψλ βαθηεξίσλ) απφ φινπο ηνπ αλαεξφβηνπο κηθξννξγαληζκνχο ζηε δηεξγαζία. Σα κεζαλνβαθηήξηα παξνπζηάδνπλ πνιχ κεγάιε επαηζζεζία θαη επεξεάδνληαη ζνβαξά απφ ηηο ζπλζήθεο ιεηηνπξγίαο ηνπ βηναληηδξαζηήξα. Ζ ζχλζεζε ηεο πξψηεο χιεο, ν ξπζκφο ηξνθνδνζίαο, ε ζεξκνθξαζία θαη ην ph είλαη παξαδείγκαηα παξαγφλησλ πνπ επεξεάδνπλ ηε κεζαλνγέλεζε. Ζ ππεξθφξησζε ηνπ ρσλεπηήξα, νη απμνκεηψζεηο ηεο ζεξκνθξαζίαο (κεζνθηιηθά θαη ζεξκνθηιηθά βαθηήξηα), ε απμεκέλε παξνπζία δηαιπκέλνπ νμπγφλνπ (DO) νδεγνχλ ζηε κείσζε ή αθφκε θαη ηνλ ηεξκαηηζκφ ηεο παξαγσγήο κεζαλίνπ Παρϊμετροι διεργαςύασ αναερόβιασ χώνευςησ Ζ απνδνηηθφηεηα ηεο αλαεξφβηαο ρψλεπζεο εμαξηάηαη απφ κεξηθέο θξίζηκεο παξακέηξνπο, έηζη είλαη ζεκαληηθφ λα παξέρνληαη νη θαηάιιεινη φξνη γηα ηνπο αλαεξφβηνπο κηθξννξγαληζκνχο. Ζ αλάπηπμε θαη ε δξαζηεξηφηεηά ηνπο επεξεάδεηαη ζεκαληηθά απφ ηνλ απνθιεηζκφ ηνπ νμπγφλνπ, ηελ ζεξκνθξαζία, ηελ ηηκή ηνπ ph, ηνλ αλεθνδηαζκφ κε ζξεπηηθέο νπζίεο, ηελ έληαζε ηεο αλάδεπζεο, θαζψο θαη απφ ηελ παξνπζία θαη ηελ πνζφηεηα αλαζηαιηηθψλ παξαγφλησλ (π.ρ. ακκσλία) Θερμοκραςία Ζ δηεξγαζία ηεο αλαεξφβηαο ρψλεπζεο κπνξεί λα πξαγκαηνπνηεζεί ζε δηαθνξεηηθέο ζεξκνθξαζίεο, πνπ ρσξίδνληαη ζε ηξία ζεξκνθξαζηαθά εχξε: ςπρξφθηιε (θάησ απφ 25 ν C), κεζφθηιε (25-45 ν C), θαη ζεξκφθηιε (45-70 ν C). Τπάξρεη κηα άκεζε ζπζρέηηζε κεηαμχ ηεο ζεξκνθξαζίαο ηεο δηεξγαζίαο θαη ηνπ πδξαπιηθνχ ρξφλνπ παξακνλήο (HRT - Hydraulic Retention Time), φπσο θαίλεηαη θαη ζηνλ πίλαθα πνπ αθνινπζεί: ει. 27 απφ 72

29 Θεξκηθφ ζηάδην Θεξκνθξαζίεο δηεξγαζίαο Διάρηζηνο ρξφλνο παξακνλήο ςπρξφθηιε < 20 C 70 έσο 80 εκέξεο κεζφθηιε 30 έσο 42 C 30 έσο 40 εκέξεο ζεξκφθηιε 43 έσο 55 C 15 έσο 20 εκέξεο Πίλαθαο 1: Δίδε αλαεξφβηαο ρψλεπζεο Ζ ζηαζεξφηεηα ηεο ζεξκνθξαζίαο έρεη θαζνξηζηηθή ζεκαζία. ηελ πξάμε, ε ζεξκνθξαζία ιεηηνπξγίαο επηιέγεηαη ζε ζπλάξηεζε κε ηελ ρξεζηκνπνηνχκελε πξψηε χιε θαη ε ζεξκνθξαζία δηεξγαζίαο ζπλήζσο παξέρεηαη απφ εηδηθά ζπζηήκαηα ζπζηήκαηα ζέξκαλζεο, κέζα ζηνλ ρσλεπηήξα ηα νπνία απνηεινχληαη είηε απφ ελαιιάθηεο ζην εζσηεξηθφ ηνπ αληηδξαζηήξα είηε ελαιιάθηεο ζεξκφηεηαο εμσηεξηθά ηνπ αληηδξαζηήξα Η τιμή του ph Ζ ηηκή ηνπ ph είλαη ην κέηξν ηεο νμχηεηαο/αιθαιηθφηεηαο ηνπ δηαιχκαηνο (αληίζηνηρα κε ην κίγκα ηνπ ππνζηξψκαηνο) θαη εθθξάδεηαη ζε κέξε αλά εθαηνκκχξην (ppm). Σν ph ηνπ ππνζηξψκαηνο επεξεάδεη ηελ αχμεζε ησλ κεζαλνγελψλ κηθξννξγαληζκψλ, θαη κπνξεί λα έρεη επηπηψζεηο ζην δηαρσξηζκφ κεξηθψλ ελψζεσλ πνπ έρνπλ ζεκαζία γηα ηελ δηεξγαζία (ακκσλία, ζνπιθίδην, νξγαληθά νμέα). Ζ εκπεηξία δείρλεη φηη ν ζρεκαηηζκφο ηνπ κεζαλίνπ πξαγκαηνπνηείηαη κέζα ζε έλα ζρεηηθά κηθξφ εχξνο ph, πεξίπνπ απφ 5,5 έσο 8,5, κε έλα βέιηηζην εχξνο 7-8 γηα ηνπο πεξηζζφηεξνπο κεζαλνγελείο νξγαληζκνχο. Οη νμηθνγελείο νξγαληζκνί έρνπλ, ζε πνιιέο πεξηπηψζεηο, κηα ρακειφηεξε ηηκή ηνπ βέιηηζηνπ ph Πτητικά λιπαρά οξέα Ζ επζηάζεηα ηεο δηεξγαζίαο επεξεάδεηαη απφ ηελ ζπγθέληξσζε ησλ ελδηάκεζσλ πξντφλησλ φπσο είλαη ηα πηεηηθά ιηπαξά νμέα (VFAs). Σα πηεηηθά ιηπαξά νμέα είλαη ελδηάκεζεο ελψζεηο (νμηθά, πξνπηνληθά, βνπηπξηθά, γαιαθηηθά άιαηα), πνπ παξάγνληαη θαηά ηε δηάξθεηα ηεο αθεηνγέλεζεο, κε κηα αιπζίδα άλζξαθα απφ έμη ή ιηγφηεξα άηνκα. ηηο πεξηζζφηεξεο πεξηπηψζεηο, αζηάζεηα ζηε δηεξγαζία ζα νδεγήζεη ζηε ζπζζψξεπζε VFA κέζα ζηνλ ρσλεπηήξα, θαη απηφ κπνξεί λα νδεγήζεη ζε πηψζε ηεο ηηκήο ηνπ ph. Ζ ζπζζψξεπζε VFA, εληνχηνηο, δελ εθθξάδεηαη πάληνηε σο πηψζε ηνπ ph, ει. 28 απφ 72

30 ιφγσ ηεο ηθαλφηεηαο αλάζρεζεο κεξηθψλ ηχπσλ βηνκάδαο. Π.ρ. ηα δσηθά πεξηηηψκαηα έρνπλ έλα πιεφλαζκα αιθαιηθφηεηαο, ην νπνίν ζεκαίλεη φηη ε ζπζζψξεπζε VFA πξέπεη λα ππεξβεί έλα νξηζκέλν επίπεδν πξνηνχ λα κπνξέζεη λα αληρλεπζεί ιφγσ ηεο ζεκαληηθήο κείσζεο ηεο ηηκήο ηνπ ph. ε έλα ηέηνην ζεκείν, ε ζπγθέληξσζε νμέσλ ζην ρσλεπηήξα ζα είλαη ηφζν πςειή ψζηε ε δηεξγαζία ηεο αλαεξφβηαο ζα έρεη ήδε εκπνδηζηεί ζνβαξά Ιχνοςτοιχεία, θρεπτικέσ ουςίεσ και τοξικέσ ενώςεισ Σα ηρλνζηνηρεία φπσο ν ζίδεξνο, ην ληθέιην, ην θνβάιηην, ην ζειήλην, ην κνιπβδαίλην ή ην βνιθξάκην είλαη εμίζνπ ζεκαληηθά γηα ηελ αχμεζε θαη ηελ επηβίσζε ησλ κηθξννξγαληζκψλ ηεο αλαεξφβηαο ρψλεπζεο φπσο είλαη ν άλζξαθαο, ην άδσην, ν θψζθνξνο θαη ην ζείν. Ζ βέιηηζηε αλαινγία ησλ ζξεπηηθψλ ζηνηρείσλ άλζξαθα, αδψηνπ, θσζθφξνπ, θαη ζείνπ (C:Ν:P:S) είλαη 600:15:5:1. Ζ αλεπαξθήο παξνρή ζξεπηηθψλ νπζηψλ θαη ηρλνζηνηρείσλ, θαζψο επίζεο θαη ε πάξα πνιχ πςειή ρσλεπηηθφηεηα ηνπ ππνζηξψκαηνο κπνξνχλ λα πξνθαιέζνπλ παξεκπφδηζε θαη δηαηαξαρέο ζηε δηεξγαζία ηεο αλαεξφβηαο ρψλεπζεο. Έλαο άιινο παξάγνληαο πνπ επεξεάδεη ηε δξαζηεξηφηεηα ησλ αλαεξφβησλ κηθξννξγαληζκψλ είλαη ε παξνπζία ηνμηθψλ ελψζεσλ. Απηέο κπνξνχλ λα κεηαθεξζνχλ ζην ζχζηεκα ηεο αλαεξφβηαο ρψλεπζεο καδί κε ηελ πξψηε χιε, αιιά κπνξνχλ επίζεο λα παξαρζνχλ θαηά ηε δηάξθεηα ηεο δηεξγαζίαο. Δίλαη δχζθνιε ε εθαξκνγή θαηψηαησλ νξηαθψλ ηηκψλ γηα ηα ηνμηθά πιηθά, αθελφο κελ επεηδή απηά ηα είδε ησλ πιηθψλ κπνξνχλ ζπρλά λα δεζκεπζνχλ κε ρεκηθέο δηεξγαζίεο θαη αθεηέξνπ επεηδή νη αλαεξφβηνη κηθξννξγαληζκνί είλαη ζε ζέζε λα πξνζαξκνζηνχλ, εληφο νξηζκέλσλ νξίσλ, ζηηο πεξηβαιινληηθέο ζπλζήθεο, δηα ηνπ παξφληνο κε ηελ παξνπζία ηνμηθψλ ελψζεσλ Αναςτολείσ τησ αναερόβιασ χώνευςησ Χο αλαζηνιείο ηεο αλαεξφβηαο ρψλεπζεο ζεσξνχληαη εθείλεο νη νπζίεο νη νπνίεο έρνπλ αξλεηηθή επίδξαζε ζηνπο κηθξννξγαληζκνχο ρσξίο λα ηνπο ζθνηψλνπλ άκεζα. Ζ δηεξγαζία κπνξεί λα αλαζηαιεί κε δηάθνξνπο ηξφπνπο απφ ελδνγελή θαη εμσγελή αίηηα. Ζ ελδνγελήο αλαζηνιή πξνθχπηεη απφ ζπλζήθεο ή πιηθά πνπ ζρεκαηίδνληαη θαηά ηε δηάξθεηα ηεο ρψλεπζεο ελψ ε εμσγελήο νθείιεηαη ζε εμσηεξηθνχο παξάγνληεο. Γεληθφηεξα, ηα δχν ηειεπηαία ζηάδηα ηεο αλαεξφβηαο ρψλεπζεο είλαη απφιπηα πξνζαξκνζκέλα κεηαμχ ηνπο, κε ζπλέπεηα ηελ αλαζηνιή ηνπ ελφο λα δηαδέρεηαη ε αλαζηνιή θαη ηνπ άιινπ. Παξάιιεια, ιφγσ ηνπ φηη ε δξάζε ηνπο απνηειεί ηνλ απνθαζηζηηθφ παξάγνληα πνπ θαζνξίδεη ηελ ηαρχηεηα θαη ηελ απφδνζε νιφθιεξεο ηεο δηεξγαζίαο.ζ ακκσλία, ηα νμέα, ην νμπγφλν θαη δηάθνξεο ζεηηθέο ελψζεηο δξνπλ αλαζηαιηηθά γηα ηελ αλαεξφβηα ρψλεπζε, θάζε κηα κε δηαθνξεηηθφ ηξφπν. ει. 29 απφ 72

31 9. Εγκαταςτάςεισ παραγωγήσ βιοαερίου ε θαλνληθέο ζπλζήθεο εθηέιεζεο ησλ εξγαζηψλ, απαηηνχληαη κεηαμχ 9-15 κήλεο απφ ηελ έλαξμε ηεο θαηαζθεπήο κηαο κνλάδαο παξαγσγήο βηναεξίνπ κέρξη λα παξαρζνχλ νη πξψηεο πνζφηεηεο βηναεξίνπ. Έλα ζεκαληηθφ κεξίδην ησλ ρξεκάησλ πνπ επελδχνληαη γηα ηελ νινθιήξσζε ηεο θαηαζθεπήο επλνεί ηελ επξχηεξε πεξηνρή φπνπ εγθαζίζηαηαη ε κνλάδα, ιφγσ ηνπ ηνπηθνχ εξγαηηθνχ θαη ηερληθνχ δπλακηθνχ πνπ κπνξεί λα αλαιάβεη ζεκαληηθφ κέξνο ησλ απαηηνχκελσλ εξγαζηψλ. Δηθφλα 8: Tππηθή κνλαδα παξαγσγήο βηναεξίνπ Ζ ζσζηή ιήςε ηεο απφθαζεο ζρεηηθά κε ηελ ηνπνζεζία πνπ ζα εγθαηαζηαζεί ε κνλάδα είλαη θαζνξηζηηθή γηα ηελ κεηέπεηηα επηηπρή ιεηηνπξγία ηεο. ε έλα θαιά ζρεδηαζκέλν πιάλν, θάζε κηα παξάκεηξνο ιεηηνπξγίαο ηεο κνλάδαο βειηηζηνπνηείηαη: απφ ην είδνο, ηελ πνζφηεηα θαη ηνλ ηξφπν πξνκήζεηαο ησλ πξψησλ πιψλ, κέρξη ηελ παξαγσγή ηνπ βηναεξίνπ θαη ηε δηαρείξηζε ηνπ πγξνχ ππνιείκκαηνο ηεο ρψλεπζεο. Αλαιφγσο ηεο επηζπκίαο ηνπ επελδπηή θαη ηνπ αλαπηπμηαθνχ πιάλνπ ηεο εθάζηνηε πεξηνρήο, ε κνλάδα παξαγσγήο βηναεξίνπ κπνξεί λα εγθαηαζηαζεί είηε πιεζίνλ θάπνηνπ αγξνθηήκαηνο ή εληφο κηαο βηνκεραληθήο πεξηνρήο. Καζψο ε εκπνξηθή δηάζεζε ηεο παξαγφκελεο ζεξκφηεηαο απφ ηελ κεραλή ζπκπαξαγσγήο κπνξεί λα απνηειέζεη επηπιένλ πεγή εζφδσλ γηα ηνλ ει. 30 απφ 72

32 ηδηνθηήηε ηεο κνλάδαο, ε ελδερφκελε εγθαηάζηαζε ηεο ζε πεξηνρή θνληηλή ζηνπο θαηαλαισηέο ζεξκφηεηαο είλαη επηζπκεηή. Δθηφο απφ ηε δπλαηφηεηα εκπνξηθήο εθκεηάιιεπζεο ηεο ζεξκφηεηαο, είλαη ζθφπηκν, επίζεο, ε κνλάδα λα κελ εγθαζίζηαηαη ζε απνκαθξπζκέλε ηνπνζεζία θαζψο απμάλεηαη θαη ην θφζηνο ζχλδεζήο ηεο κε ην θεληξηθφ δίθηπν ειεθηξνδφηεζεο. Ζ αλέγεξζε ηεο κνλάδαο κπνξεί λα αξρίζεη ακέζσο κφιηο έρεη νινθιεξσζεί ε πξναπαηηνχκελε δηαδηθαζία γηα ηε ρνξήγεζε άδεηαο εγθαηάζηαζήο ηεο. ηηο πεξηζζφηεξεο εθαξκνγέο, αθφηνπ πξαγκαηνπνηεζνχλ ηα απαξαίηεηα ρσκαηνπξγηθά έξγα γηα ηε δηακφξθσζε ηνπ ρψξνπ, εγθαζίζηαληαη ζηαδηαθά νη δεμακελέο ππνδνρήο, νη ρσλεπηήξεο, νη αλαδεπηήξεο, νη αληιίεο θαη ηα δίθηπα ζσιελψζεσλ. Καηφπηλ ηνχησλ, εγθαζίζηαηαη ε κνλάδα ζπκπαξαγσγήο θαη γίλεηαη ε ειεθηξνινγηθή ζχλδεζε θαη νη απηνκαηηζκνί. Σέινο, θαηαζθεπάδεηαη ην δίθηπν ζσιελψζεσλ γηα ηελ κεηαθνξά ηεο ζεξκφηεηαο εληφο θαη εθηφο ηεο κνλάδαο (ηειεζέξκαλζε). Δθηφο απφ ηνλ επηηπρεκέλν ζρεδηαζκφ θαη ηελ θαιή θαηαζθεπή ηεο κνλάδαο παξαγσγήο βηναεξίνπ, δελ ζα πξέπεη λα ππνηηκάηαη ε ζεκαζία ηεο έγθπξεο θαη έγθαηξεο ελεκέξσζεο ησλ θαηνίθσλ πνπ βξίζθνληαη πιεζίνλ ηνπ ρψξνπ ιεηηνπξγίαο ηεο. Οη φπνηεο ελζηάζεηο ππάξρνπλ γηα ην ζπγθεθξηκέλν έξγν, πξνέξρνληαη απφ πξνθαηαιήςεηο πνπ βαζίδνληαη ζηελ έιιεηςε πιεξνθφξεζεο. Οη νριήζεηο πνπ πξνθαινχληαη απφ κηα ηππηθή κνλάδα παξαγσγήο βηναεξίνπ (π.ρ. νζκέο, ζφξπβνο) είλαη εμαηξεηηθά πεξηνξηζκέλεο. Παξάιιεια, ζα πξέπεη λα γίλνπλ θαηαλνεηά, κε απιντθφ θαη ζαθή ηξφπν, ηα ζεκαληηθά νθέιε απφ ηε ιεηηνπξγία ηεο ζπγθεθξηκέλεο κνλάδαο, ηφζν γηα ην πεξηβάιινλ φζν θαη γηα ηνλ πιεζπζκφ ηεο πεξηνρήο φπνπ εγθαζίζηαηαη. Μηα κνλάδα βηναεξίνπ απνηειείηαη απφ πνιιά κέξε, αιιά φια ηα επηκέξνπο ππνζπζηήκαηα ζπλεξγάδνληαη πιήξσο κεηαμχ ηνπο θαη είλαη ηειείσο απηνκαηνπνηεκέλα. Κάζε αλαδεπηήξαο, αληιία, δεμακελή, θ.η.ι. παξαθνινπζείηαη θαη ειέγρεηαη κέζσ ειεθηξνληθνχ ππνινγηζηή. Σα κέξε απηά δηαθνξνπνηνχληαη θαηά πεξίπησζε, αλάινγα κε ηε πνζφηεηα θαη ηνλ ηχπν ησλ πξψησλ πιψλ κε απνηέιεζκα ε ηειηθή κνξθή ηεο κνλάδαο λα πνηθίιεη. Έηζη, δεδνκέλνπ ηνπ κεγάινπ πιήζνπο πξψησλ πιψλ πνπ κπνξνχλ λα ρξεζηκνπνηεζνχλ γηα αλαεξφβηα ρψλεπζε, ππάξρεη κηα πιεηάδα δηαθνξεηηθψλ ηξφπσλ επεμεξγαζίαο ησλ πιψλ απηψλ, φπσο επίζεο θαη ηερλνινγηψλ αλαβάζκηζεο, απνζήθεπζεο αιιά θαη ρξήζεο ηνπ παξαγφκελνπ βηναεξίνπ. Ζ πνηθηιία απηή ζπλεπάγεηαη θαη ρξήζε δηαθνξεηηθψλ εγθαηαζηάζεσλ, κε απνηέιεζκα ηε πνηθηινκνξθία ησλ κνλάδσλ βηναεξίνπ. Ζ ιεηηνπξγία κηαο ηππηθήο κνλάδαο ζπκπαξαγσγήο ειεθηξηθήο ελέξγεηαο θαη ζεξκφηεηαο κέζσ ηεο θαχζεο βηναεξίνπ, δηαηξείηαη ζπλήζσο ζηα πέληε αθφινπζα ζηάδηα: ει. 31 απφ 72

33 Μεηαθνξά, παξάδνζε, απνζήθεπζε θαη πξνεπεμεξγαζία ηεο πξψηεο χιεο. Παξαγσγή βηναεξίνπ (Αλαεξφβηα Υψλεπζε). Απνζήθεπζε ηνπ βηναεξίνπ, αλαβάζκηζε θαη ρξήζε. Απνζήθεπζε ηνπ νξγαληθνχ ππνιείκκαηνο, ελδερφκελε βειηίσζε θαη ρξήζε. Γηνρέηεπζε ηεο ειεθηξηθήο θαη ζεξκηθήο ελέξγεηαο ζην δίθηπν ηεο ΓΔΖ θαη ζε θνληηλνχο νηθηζκνχο, αληίζηνηρα. ην παξαθάησ ζρήκα παξνπζηάδεηαη κηα γξαθηθή απεηθφληζε ησλ βεκάησλ δηεξγαζίαο πνπ ιακβάλνπλ ρψξα ζε κηα ηππηθή κνλάδα βηναεξίνπ φπνπ ρξεζηκνπνηνχληαη νξγαληθέο πξψηεο χιεο δηαθφξσλ ηχπσλ. Δηθφλα 9: ηάδηα δηεξγαζηψλ παξαγσγήο βηναεξίνπ πγθεθξηκέλα, ην πξψην ζηάδην ηεο κεηαθνξάο, απνζήθεπζεο θαη πξνεπεμεξγαζίαο ηεο πξψηεο χιεο ιακβάλεη ρψξα ζηα βήκαηα 1, 2, 3, 4, 5 θαη 6. Σν δεχηεξν ζηάδην ηεο παξαγσγήο βηναεξίνπ κέζσ ηεο δηεξγαζίαο Α.Υ. ιακβάλεη ρψξα ζην βήκα 7, δειαδή, ζην ρσλεπηήξα. Σν ηξίην ζηάδην απνηειείηαη απφ ηα βήκαηα 8 θαη 9 ζηα νπνία πξαγκαηνπνηείηαη ε απνζήθεπζε θαη ε θαχζε ηνπ βηναεξίνπ ζηε κνλάδα πκπαξαγσγήο Ζιεθηξηζκνχ θαη Θεξκφηεηαο (.Ζ.Θ.). ει. 32 απφ 72

34 Σν ηέηαξην ζηάδην πεξηιακβάλεη ηα βήκαηα 10 θαη 11, δειαδή, ηελ απνζήθεπζε ηνπ ρσλεπκέλνπ ππνιείκκαηνο ζε δεμακελή θαη ηε ρξήζε ηνπ σο ιηπάζκαηνο. Σέινο, ζηα βήκαηα 12 θαη 13 ηνπ πέκπηνπ ζηαδίνπ πξαγκαηνπνηείηαη δηνρέηεπζε ηεο ειεθηξηθήο θαη ζεξκηθήο ηζρχνο κέζσ θαηάιιεισλ δηθηχσλ ζηνπο ηειηθνχο θαηαλαισηέο. ην ζρεδηαζκφ κηαο κνλάδαο βηναεξίνπ πξσηαξρηθφ ξφιν παίδεη ε πνζφηεηα θαη ε πνηφηεηα ηεο πξψηεο χιεο. Ζ πνζφηεηα είλαη απηή πνπ θαζνξίδεη ηηο δηαζηάζεηο ηνπ ρσλεπηήξα, ηεο κνλάδαο.ζ.θ., αιιά θαη ησλ κέζσλ απνζήθεπζεο, ελψ ε πνηφηεηα είλαη απηή απφ ηελ νπνία εμαξηάηαη ε ηερλνινγία ηεο δηεξγαζίαο Αποθόκευςη τησ πρώτησ ύλησ Ζ εμαζθάιηζε θαη ε κεηαθνξά ζηαζεξήο πνηφηεηαο θαη πνζφηεηαο πξψηεο χιεο είλαη πνιχ ζεκαληηθή γηα ηελ ζηαζεξή θαη απξφζθνπηε ιεηηνπξγία ηεο κνλάδαο βηναεξίνπ. Ζ απνζήθεπζε ησλ πξψησλ πιψλ απαηηείηαη θαηά θχξην ιφγν γηα ηε δπλαηφηεηα αληηζηάζκηζεο ησλ επνρηαθψλ δηαθπκάλζεσλ ηνπ αλεθνδηαζκνχ ηεο κνλάδαο. Με ηελ απνζήθεπζε φκσο δηεπθνιχλεηαη θαη ε αλάκημε ησλ ππνζηξσκάησλ, ησλ δηαθνξεηηθψλ πξψησλ πιψλ δειαδή, πνπ ζα ιάβνπλ κέξνο ζηελ αλαεξφβηα ρψλεπζε. Ο ηχπνο απνζεθεπηηθνχ κέζνπ επηιέγεηαη αλάινγα κε ην είδνο ηεο πξψηεο χιεο πνπ ζα ρξεζηκνπνηεζεί. Έηζη, γηα χιε πγξήο κνξθήο (π.ρ. πγξή θνπξηά) εγθαζίζηαληαη δεμακελέο, ελψ γηα χιε ζηεξεάο κνξθήο κπνξνχλ λα ρξεζηκνπνηεζνχλ ζηιφ. Βέβαηα νη δηαζηάζεηο ησλ εγθαηαζηάζεσλ απνζήθεπζεο θαζνξίδνληαη απφ ηα δηαζηήκαηα παξάδνζεο θαη ηε ξνή ηεο πξψηεο χιεο ζην ρσλεπηήξα. Τπάξρνπλ θάζεηα θπιηλδξηθά ζηιφ θαη απνζήθεο απφ ζθπξφδεκα. Οη απνζήθεο ηχπνπ ζηιφ απφ ζθπξφδεκα αλαπηχρζεθαλ αξρηθά γηα ηελ απνζήθεπζε ηεο ρνξηνλνκήο γηα δσνηξνθή, ζήκεξα φκσο ρξεζηκνπνηνχληαη φιν θαη πεξηζζφηεξν γηα ηελ απνζήθεπζε πξψηεο χιεο, φπσο ελεξγεηαθψλ θαιιηεξγεηψλ γηα ηελ παξαγσγή βηναεξίνπ. Καζψο θαηά ηελ απνζήθεπζε ησλ ελεξγεηαθψλ θαιιηεξγεηψλ, απειεπζεξψλνληαη πγξά ηα νπνία πεξηέρνπλ ληηξηθφ νμχ, πξέπεη λα ιακβάλνληαη θαηάιιεια κέηξα ζηεγαλνπνίεζεο, πξνθεηκέλνπ λα απνθεχγεηαη ελδερφκελε δηαθπγή θαη κφιπλζε ησλ πδάησλ. Σα θαηαθφξπθα ηνπνζεηεκέλα θπιηλδξηθά ζηιφ ρξεζηκνπνηνχληαη γηα ηελ απνζήθεπζε αληιήζηκεο πξψηεο χιεο. Δίλαη θηηαγκέλα είηε απφ ράιπβα, είηε απφ νπιηζκέλν ζθπξφδεκα θαη εάλ ηνπνζεηεζνχλ ζε επίπεδν πςειφηεξν απφ απηφ ηνπ ρσλεπηήξα, ηφηε δελ απαηηνχληαη αληιίεο γηα ηε κεηαθνξά ηεο χιεο. Οη δεμακελέο απηέο πξέπεη λα είλαη θαιπκκέλεο πξνο απνθπγή εθπνκπψλ θαη ει. 33 απφ 72