ΑΝΩΣΑΣΟ ΣΕΧΝΟΛΟΓΙΚΟ ΕΚΠΑΙΔΕΤΣΙΚΟ ΙΔΡΤΜΑ ΚΑΒΑΛΑ ΣΜΗΜΑ ΣΕΧΝΟΛΟΓΙΑ ΠΕΣΡΕΛΑΙΟΤ ΚΑΙ ΦΤΙΚΟΤ ΑΕΡΙΟΤ

Transcript

1 ΑΝΩΣΑΣΟ ΣΕΧΝΟΛΟΓΙΚΟ ΕΚΠΑΙΔΕΤΣΙΚΟ ΙΔΡΤΜΑ ΚΑΒΑΛΑ ΣΜΗΜΑ ΣΕΧΝΟΛΟΓΙΑ ΠΕΣΡΕΛΑΙΟΤ ΚΑΙ ΦΤΙΚΟΤ ΑΕΡΙΟΤ ΠΣΤΧΙΑΚΗ ΕΡΓΑΙΑ ΜΕ ΘΕΜΑ: «ΕΝΕΡΓΕΙΑΚΗ ΑΞΙΟΠΟΙΗΗ ΤΠΟΛΕΙΜΜΑΣΙΚΗ ΒΙΟΜΑΖΑ» ΕΠΙΒΛΕΠΟΤΑ ΚΑΘΗΓΗΣΡΙΑ: ΛΑΖΑΡΙΔΟΤ ΑΝΑΣΑΙΑ ΠΟΤΔΑΣΡΙΕ: ΔΑΧΗ ΜΑΡΙΛΕΝΑ ΠΑΠΑΔΟΠΟΤΛΟΤ ΑΛΕΞΑΝΔΡΑ ΚΑΒΑΛΑ 2011

2 The diesel engine can be fed with Vegetable oils and would help Considerably in the development of Agriculture of the countries which use it (Rudolph Diesel,1911) Copyright ΔΑΧΗ ΜΑΡΙΛΕΝΑ ΠΑΠΑΔΟΠΟΤΛΟΤ ΑΛΕΞΑΝΔΡΑ, Με επιφφλαξθ παντόσ δικαιϊματοσ. All rights reserved. Ενεργειακι αξιοποίθςθ υπολειμματικισ βιομάηασ Δαχι Μαριλζνα - Ραπαδοποφλου Αλεξάνδρα ςελ. 2

3 Πίνακασ περιεχομζνων ΚΕΦΑΛΑΙΟ Ειςαγωγι:.ςελ8 1.2.Ανανεϊςιμεσ πθγζσ ενζργειασ:..ςελ Πλεονεκτιματα των ανανεϊςιμων πθγϊν ενζργειασ:....ςελ Μειονεκτιματα των ανανεϊςιμων πθγϊν ενζργειασ: ςελ Βιομάηα: ςελ14 ΚΕΦΑΛΑΙΟ Βιομάηα:...ςελ τερει βιομάηα: ςελ Μορφζσ και προζλευςθ ςτερεισ βιομάηασ:. ςελ Παραγωγι ενζργειασ από ςτερει βιομάηα:. ςελ Βιοαζριο: ςελ Βακτθριακι αποςφνκεςθ:. ςελ φςταςθ βιοαερίου:.. ςελ Καφςθ βιοαερίου:...ςελ Τγρά βιοκαφςιμα: ςελ Βιοντιηελ:....ςελ Βιοαικανόλθ:..ςελ26 ΚΕΦΑΛΑΙΟ 3 Ενεργειακι αξιοποίθςθ υπολειμματικισ βιομάηασ Δαχι Μαριλζνα - Ραπαδοποφλου Αλεξάνδρα ςελ. 3

4 3.1.Δίκτυο διαχείριςθσ βιομάηασ:. ςελ27 ΚΕΦΑΛΑΙΟ Δυναμικό βιομάηασ:..ςελ Μεκοδολογία υπολογιςμοφ των ποςοτιτων τθσ διακζςιμθσ βιομάηασ:. ςελ Παγκόςμιο και Ελλθνικό Δυναμικό:...ςελ31 ΚΕΦΑΛΑΙΟ υμμετοχι βιομάηασ ςτο ενεργειακό ιςοηφγιο (Ευρϊπθ, Ελλάδα):.ςελ35 ΚΕΦΑΛΑΙΟ Ενεργειακι Αξιοποίθςθ υπολειμματικισ βιομάηασ:...ςελ Κάλυψθ των αναγκϊν κζρμανςθσ-ψφξθσ ι/και θλεκτριςμοφ ςε γεωργικζσ και άλλεσ βιομθχανίεσ:..ςελ Σθλεκζρμανςθ κατοικθμζνων περιοχϊν: ςελ Θζρμανςθ κερμοκθπίων:...ςελ Χριςθ βιομάηασ ωσ καφςιμο οικιακισ κζρμανςθσ:...ςελ Παραγωγι θλεκτρικισ ενζργειασ - οργανικϊν λιπαςμάτων από πτθνοτροφικά απόβλθτα:....ςελ Τγρά καφςιμα που παράγονται από πυρόλυςθ απορριμμάτων: ςελ Παραγωγι υγρϊν καυςίμων με βιοχθμικι μετατροπι βιομάηασ:.. ςελ Παραγωγι υγρϊν καυςίμων με κερμοχθμικι μετατροπι βιομάηασ (ταχεία πυρόλυςθ βιομάηασ):.ςελ47 Ενεργειακι αξιοποίθςθ υπολειμματικισ βιομάηασ Δαχι Μαριλζνα - Ραπαδοποφλου Αλεξάνδρα ςελ. 4

5 6.8.Παραγωγι βιοαερίου από υπολειμματικι βιομάηα:.ςελ Παραγωγι βιοαερίου από χϊρουσ υγειονομικισ ταφισ (ΧΤΣΑ):..ςελ Παραγωγι βιοαερίου από εγκατάςταςθ βιολογικοφ κακαριςμοφ:... ςελ Θερμικι παραγωγι βιοαερίου με αεριοποίθςθ:.ςελ Μεκανοποίθςθ βιομάηασ:...ςελ52 ΚΕΦΑΛΑΙΟ Πλεονεκτιματα οφζλθ ωσ πθγι ενζργειασ..ςελ Μείωςθ τθσ ατμοςφαιρικισ ρφπανςθσ: ςελ Μείωςθ των ηωικϊν αποβλιτων, των αποβλιτων από τθν επεξεργαςία τροφίμων και των δθμοτικϊν αποβλιτων:...ςελ Εξοικονόμθςθ χϊρου ςτουσ Χϊρουσ Τγειονομικισ Σαφισ:.ςελ Μείωςθ του κίνδυνου πυρκαγιάσ:.ςελ Βελτίωςθ τθσ ποιότθτασ του υδροκρίτθ:...ςελ Οικονομικά και κοινωνικά οφζλθ: ςελ56 ΚΕΦΑΛΑΙΟ Μειονεκτιματα ωσ πθγι ενζργειασ.....ςελ Σα αζρια του κερμοκθπίου που παράγονται από τθν καφςθ:..ςελ Επιπλζον ζξοδα για τθν εγκατάςταςθ τθσ τεχνολογίασ για τθν επεξεργαςία και ανακφκλωςθ των αποβλιτων:...ςελ Μεγάλο κόςτοσ για τθ ςυλλογι, τθ ςυγκομιδι και τθν αποκικευςθ των πρϊτων υλϊν:.ςελ57 Ενεργειακι αξιοποίθςθ υπολειμματικισ βιομάηασ Δαχι Μαριλζνα - Ραπαδοποφλου Αλεξάνδρα ςελ. 5

6 8.1.4.Μεγάλθσ κλίμακασ καλλιζργειεσ κα χρθςιμοποιιςουν τεράςτιεσ εκτάςεισ γθσ και των υδάτων, που είναι μείηονοσ ςθμαςίασ: ςελ58 Κεφάλαιο Σεχνικζσ διεργαςίεσ ενεργειακισ αξιοποιιςεισ: ςελ Θερμοχθμικζσ διεργαςίεσ:..ςελ Βιολογικζσ διεργαςίεσ:. ςελ Φυςικοχθμικζσ διεργαςίεσ:.. ςελ74 ΚΕΦΑΛΑΙΟ Εξοπλιςμόσ Εφαρμογζσ αξιοποίθςθσ βιομάηασ: ςελ ΕΦΑΡΜΟΓΗ ΑΞΙΟΠΟΙΗΗ ΑΠΟΡΡΙΜΜΑΣΩΝ ΚΟΡΜΟΠΛΑΣΕΙΑ:..ςελ ΕΦΑΡΜΟΓΗ ΑΞΙΟΠΟΙΗΗ ΤΠΟΛΕΙΜΜΑΣΩΝ ΞΤΛΕΙΑ ΚΑΙ ΤΓΡΗ ΠΟΤΔΡΑ: ςελ ΑΞΙΟΠΟΙΗΗ ΑΠΟΒΛΗΣΩΝ ΠΣΗΝΟΦΑΓΕΙΟΤ:. ςελ ΕΦΑΡΜΟΓΗ ΑΞΙΟΠΟΙΗΗ ΑΠΟΡΡΙΜΜΑΣΩΝ ΕΚΚΟΚΚΙΜΟΤ: ςελ80 ΚΕΦΑΛΑΙΟ Επιπτϊςεισ από ενεργειακι αξιοποίθςθ βιομάηασ: ςελ Οικονομικζσ επιπτϊςεισ:.ςελ Κοινωνικζσ επιπτϊςεισ: ςελ Περιβαλλοντικζσ επιβαρφνςεισ..ςελ83 Ενεργειακι αξιοποίθςθ υπολειμματικισ βιομάηασ Δαχι Μαριλζνα - Ραπαδοποφλου Αλεξάνδρα ςελ. 6

7 ΚΕΦΑΛΑΙΟ Θεςμικό πλαίςιο για τθν προϊκθςθ τθσ ενεργειακισ χριςθσ τθσ βιομάηασ:...ςελ85 Κεφάλαιο Μελλοντικζσ ενεργειακζσ χριςεισ τθσ βιομάηασ:..ςελ87 Βιβλιογραφία:.ςελ88 Ενεργειακι αξιοποίθςθ υπολειμματικισ βιομάηασ Δαχι Μαριλζνα - Ραπαδοποφλου Αλεξάνδρα ςελ. 7

8 ΚΕΦΑΛΑΙΟ Ειςαγωγι: Θ αυξθμζνθ χριςθ του αργοφ πετρελαίου δθμιοφργθςε τθν ανάγκθ για τθν ζνταξθ των ανανεϊςιμων πθγϊν ενζργειασ ςαν βαςικζσ μορφζσ ενζργειασ. Είναι γνωςτό ότι θ εκτεταμζνθ χριςθ του αργοφ πετρελαίου ςε όλουσ τουσ τομείσ τθσ κακθμερινότθτάσ μασ είχε ςαν ςυνζπεια τθν μόλυνςθ τθσ γθσ αλλά και τθσ ατμόςφαιρασ. Ταυτόχρονα παρατθρικθκε μείωςθ των αποκεμάτων του αργοφ πετρελαίου, λόγω τθσ αλόγιςτθσ χριςθσ του, με αποτζλεςμα θ ανάγκθ αυτι για νζεσ πθγζσ ενζργειασ να είναι επιτακτικι. Ρρόςφορεσ κεωροφνται οι ανανεϊςιμεσ πθγζσ ενζργειασ, διότι δεν απαιτοφνται μεγάλα ποςά ενζργειασ για τθν παραγωγι τθσ ενζργειασ από το εκάςτοτε ςφςτθμα. Επιπλζον δεν επιβαρφνουν το φαινόμενο του κερμοκθπίου αφοφ θ ζκλυςθ του διοξειδίου του άνκρακα είναι μικρότερθ (ενίοτε και μθδενικι) από αυτι του αργοφ πετρελαίου. Ζτςι λοιπόν είναι κατανοθτό ότι οι ανανεϊςιμεσ πθγζσ ενζργειασ είναι μια ιδανικι λφςθ για το ενεργειακό πρόβλθμα που αντιμετωπίηει ο πλανιτθσ μασ. Είναι προφανζσ ότι το ενεργειακό πρόβλθμα ανθςφχθςε τθν επιςτθμονικι κοινότθτα κροφοντασ τον κϊδωνα του κινδφνου ςτουσ πολιτικοφσ θγζτεσ για το επερχόμενο ενεργειακό μζλλον. Δεδομζνου των προβλθμάτων αποφάςιςαν οι πολιτικοί θγζτεσ του πλανιτθ να χαράξουν μια κοινι γραμμι αντιμετϊπιςθσ του προβλιματοσ, κζτοντασ ςε νζεσ βάςεισ το ενεργειακό πρόβλθμα. Αποφάςιςαν λοιπόν να ςυνυπογράψουν το Ρρωτόκολλο του Κιότο το οποίο όριηε νζα κεςμικά εργαλεία για τθν διαμόρφωςθ του μελλοντικοφ ενεργειακοφ τοπίου προσ όφελοσ των ανανεϊςιμων πθγϊν ενζργειασ. Αποτζλεςμα του πρωτοκόλλου ιταν να κζςει ανϊτατα επιτρεπτά όρια του εκπεμπόμενου διοξειδίου του άνκρακα και κατά ςυνζπεια ζκεςε τθν αρχι για τθν εν μζρει ενεργειακι αυτονομία από τα ορυκτά καφςιμα. Θ προςπάκεια αυτι ζφερε ςαν αποτζλεςμα τθν τεχνολογικι πρόοδο με ταυτόχρονθ οικονομικι ενίςχυςθ του κλάδου. Οι κλιματολογικζσ αλλαγζσ του πλανιτθ λόγω τθσ ρφπανςισ του από τθν υπάρχουςα ενεργειακι κατάςταςθ οδιγθςε ςε εναλλακτικζσ μορφζσ ενζργειασ οι οποίεσ κα είναι φιλικότερεσ προσ το περιβάλλον. Στόχοσ είναι να μειωκοφν τα παραγόμενα καυςαζρια άλλα και τα τοξικά απόβλθτα. Οι ανανεϊςιμεσ πθγζσ Ενεργειακι αξιοποίθςθ υπολειμματικισ βιομάηασ Δαχι Μαριλζνα - Ραπαδοποφλου Αλεξάνδρα ςελ. 8

9 ενζργειασ απαντοφν ςε αυτι τθν προχπόκεςθ αφοφ δεν παράγουν τοξικά απόβλθτα και το παραγόμενο διοξείδιο του άνκρακα βρίςκεται ςε μικρότερα ποςοςτά. Ζτςι είναι φυςικό να υπάρχει ζνα μεγάλο άνοιγμα προσ τισ ανανεϊςιμεσ πθγζσ ενζργειασ διότι μεταξφ όλων των άλλων κεωροφνται και ανεξάντλθτεσ. Ενεργειακι αξιοποίθςθ υπολειμματικισ βιομάηασ Δαχι Μαριλζνα - Ραπαδοποφλου Αλεξάνδρα ςελ. 9

10 1.2. Ανανεϊςιμεσ πθγζσ ενζργειασ: Ανανεϊςιμεσ πθγζσ ενζργειασ κεωροφνται όλεσ οι μορφζσ ενζργειασ που είναι ενεργειακά αξιοποιιςιμεσ και προζρχονται από φυςικζσ διεργαςίεσ όπωσ το νερό, ο αζρασ και άλλεσ. Οι ανανεϊςιμεσ πθγζσ ενζργειασ καλοφνται ταυτόχρονα ιπιεσ μορφζσ ενζργειασ ι νζεσ πθγζσ ενζργειασ ι πράςινθ ενζργεια. Πλοι οι παραπάνω όροι αποδίδουν τα δφο βαςικά χαρακτθριςτικά που τισ διαφοροποιεί από τισ άλλεσ μορφζσ ενζργειασ (υδρογονάνκρακεσ και άλλεσ). Καταρχιν, για τθν αξιοποίθςθ τουσ δεν είναι απαραίτθτθ κάποια ενεργειακι παρζμβαςθ, όπωσ εξόρυξθ, άντλθςθ, καφςθ, όπωσ απαιτείται για τισ μζχρι τϊρα μορφζσ ενζργειασ, άλλα απλϊσ θ αξιοποίθςθ τθσ ιδθ υπάρχουςασ ενεργειακισ ροισ που βρίςκεται ςτθ φφςθ. Δεφτερο, αφόρα τισ κακαρζσ μορφζσ ενζργειασ, πολφ φιλικζσ προσ το περιβάλλον, που δεν αποδεςμεφουν υδρογονάνκρακεσ, διοξείδιο του άνκρακα ι τοξικά και ραδιενεργά απόβλθτα όπωσ οι υπόλοιπεσ πθγζσ ενζργειασ που χρθςιμοποιοφνται ευρφτατα. Το ενεργειακό περιεχόμενο των ανανεϊςιμων πθγϊν ενζργειασ ανανεϊνεται ςυνεχϊσ από τον ιλιο. Δθλαδι είναι βαςιςμζνεσ ςτθν θλιακι ακτινοβολία, γι αυτό και κεωροφνται ανανεϊςιμεσ αφοφ όςο υπάρχει ο ιλιοσ δεν πρόκειται να εξαντλθκοφν. Ουςιαςτικά θ θλιακι ακτινοβολία, μεταδίδοντασ τθν ενζργεια που μεταφζρει από τον ιλιο, δεςμεφεται μζςω τθσ φωτοςφνκεςθσ από τα φυτά τα οποία ςτθν ςυνζχεια μετατρζπονται ςε βιομάηα, από τον άνεμο, που δθμιουργείται κατά τθν κζρμανςθ του αζρα και ςτθν ςυνζχεια μετατρζπεται ςε αιολικι ενζργεια, από το νερό που βαςίηεται ςτον κφκλο εξάτμιςθσ- ςυμπφκνωςθ του νεροφ και τθν κυκλοφορία του. Οι ανανεϊςιμεσ πθγζσ ενζργειασ χρθςιμοποιοφνται είτε άμεςα (κυρίωσ για κζρμανςθ) είτε ζμμεςα μετατρζποντασ τθν ενζργεια ςε θλεκτρικι (κυρίωσ) ι μθχανικι. Το ενεργειακό περιεχόμενο από τισ ανανεϊςιμεσ πθγζσ ενζργειασ, που Ενεργειακι αξιοποίθςθ υπολειμματικισ βιομάηασ Δαχι Μαριλζνα - Ραπαδοποφλου Αλεξάνδρα ςελ. 10

11 είναι τεχνικά εκμεταλλεφςιμο, υπολογίηεται ότι είναι πολλαπλάςιο τθσ παγκόςμιασ ενεργειακισ κατανάλωςθσ. Οι κατθγορίεσ των ανανεϊςιμων πθγϊν ενζργειασ είναι επτά: Αιολικι ενζργεια: Χρθςιμοποιοφνταν παλιότερα προκειμζνου να αντλιςουν νερό κακϊσ επίςθσ είχε και μθχανικζσ εφαρμογζσ όπωσ για να αλζςουν το ςιτάρι τουσ ςτουσ ανεμόμυλουσ. Στο πζραςμα του χρόνου θ αιολικι ενζργεια άρχιςε να χρθςιμοποιείται πλατιά για θλεκτροπαραγωγι. Ηλιακι ενζργεια: Χρθςιμοποιείται περιςςότερο για κερμικζσ εφαρμογζσ (θλιακοί κερμοςίφωνεσ και φοφρνοι) ςε αντίκεςθ με τθν παραγωγι θλεκτριςμοφ θ οποία άρχιςε τα τελευταία χρόνια να κερδίηει ζδαφοσ λόγω τθσ πολιτικισ γραμμισ τθσ Ελλάδασ και τθσ Ευρωπαϊκισ Ζνωςθσ για τθν προϊκθςθ των ανανεϊςιμων πθγϊν ενζργειασ. Τδατοπτϊςεισ: Είναι τα γνωςτά υδροθλεκτρικά ζργα, που ςτο πεδίο των ιπιων μορφϊν ενζργειασ εξειδικεφονται περιςςότερο ςτα μικρά υδροθλεκτρικά. Είναι θ πιο διαδεδομζνθ μορφι ανανεϊςιμθσ ενζργειασ. Βιομάηα: Χρθςιμοποιεί τουσ υδατάνκρακεσ των φυτϊν (κυρίωσ αποβλιτων τθσ βιομθχανίασ ξφλου, τροφίμων και ηωοτροφϊν και τθσ βιομθχανίασ τθσ ηάχαρθσ) με ςτόχο τθν αποδζςμευςθ τθσ ενζργειασ που παριγαγε το φυτό κατά τθν φωτοςφνκεςθ του. Ακόμθ μποροφν να χρθςιμοποιθκοφν αςτικά απόβλθτα και απορρίμματα. Θ βιομάηα μπορεί να μασ αποδϊςει βιοαικανόλθ και βιοαζριο, που είναι καφςιμα φιλικότερα προσ το περιβάλλον ςε ςχζςθ με τα παραδοςιακά καφςιμα. Είναι μια καλι πθγι ενζργειασ θ οποία κα χρθςιμοποιθκεί ευρφτατα ςτο μζλλον. Ενζργεια από παλίρροιεσ: Το νερό αποκθκεφεται κακϊσ ανεβαίνει θ ςτάκμθ του, λόγω τθσ βαρφτθτασ του ιλιου και τθσ ςελινθσ που αςκοφνται ςτθ γθ, ςτθν ςυνζχεια όταν το νερό είναι να επανζλκει ςτθν αρχικι του ςτάκμθ διοχετεφεται μζςα από μεγάλεσ τουρμπίνεσ που παράγουν με τθν ςειρά τουσ θλεκτρικι ενζργεια. Θ μζκοδοσ αυτι χρθςιμοποιείται ςτθν Αγγλία, ςτθν Γαλλία, ςτθν ωςία άλλα και ςε άλλεσ χϊρεσ. Ενζργεια από τα κφματα: Μετατρζπεται θ κινθτικι ενζργεια, των κυμάτων τθσ κάλαςςασ, ςε θλεκτρικι. Ενεργειακι αξιοποίθςθ υπολειμματικισ βιομάηασ Δαχι Μαριλζνα - Ραπαδοποφλου Αλεξάνδρα ςελ. 11

12 Ενζργεια από τουσ ωκεανοφσ: Αξιοποιεί τθν διαφορά κερμοκραςίασ ανάμεςα ςτα ςτρϊματα του ωκεανοφ χρθςιμοποιϊντασ κερμικοφσ κφκλουσ. Αυτι θ μζκοδοσ βρίςκετε ςε πειραματικό ςτάδιο. 1.3.Πλεονεκτιματα των ανανεϊςιμων πθγϊν ενζργειασ: i. Συμβάλει ςτθν μείωςθ τθσ εξάρτθςθσ από ςυμβατικοφσ, μθ ανανεϊςιμουσ πόρουσ. ii. Συμβάλει ςτθν άμβλυνςθ του φαινομζνου του κερμοκθπίου, κακϊσ ςυνειςφζρουν ςτον περιοριςμό τθσ εκπομπισ των ζξθ αερίων του κερμοκθπίου ςτθν ατμόςφαιρα. Αυτοί είναι: Διοξείδιο του άνκρακα CO 2, Μεκάνιο CH 4, Υποξείδιο του αηϊτου N 2 O, Υδρογονοφκοράνκρακεσ HFC s, PFC s, Κειοφχο φκόριο SF 6. iii. Συνειςφορά ςτθν ενίςχυςθ τθσ ενεργειακισ ανεξαρτθςίασ και τθσ αςφάλειασ του ενεργειακοφ εφοδιαςμοφ ςε εκνικό επίπεδο. iv. Αποκζντρωςθ του ενεργειακοφ ςυςτιματοσ εξαιτίασ τθσ γεωγραφικισ τουσ διαςποράσ, με αποτζλεςμα τθ δυνατότθτα κάλυψθσ των ενεργειακϊν αναγκϊν ςε τοπικό και περιφερειακό επίπεδο και τθ ςυνεπακόλουκθ ανακοφφιςθ των ςυςτθμάτων υποδομισ και τον περιοριςμό των απωλειϊν από τθ μεταφορά ενζργειασ. v. Δυνατότθτα ορκολογικισ αξιοποίθςθσ των ενεργειακϊν πόρων, με διαφορετικζσ λφςεισ για διαφορετικζσ ενεργειακζσ ανάγκεσ (για παράδειγμα χριςθ θλιακισ ενζργειασ για κερμότθτα χαμθλϊν κερμοκραςιϊν, χριςθ αιολικισ ενζργειασ για θλεκτροπαραγωγι κ.ά.) vi. Χαμθλό λειτουργικό κόςτοσ που δεν επθρεάηεται από τισ διακυμάνςεισ τθσ διεκνοφσ οικονομίασ και ειδικότερα των τιμϊν των ςυμβατικϊν καυςίμων. vii. Συνειςφορά ςτθν αναηωογόνθςθ οικονομικά και κοινωνικά υποβακμιςμζνων περιοχϊν με τθ δθμιουργία κζςεων εργαςίασ και τθν προςζλκυςθ ανάλογων επενδφςεων (π.χ. καλλιζργειεσ κερμοκθπίου με τθ χριςθ γεωκερμικισ ενζργειασ). Ενεργειακι αξιοποίθςθ υπολειμματικισ βιομάηασ Δαχι Μαριλζνα - Ραπαδοποφλου Αλεξάνδρα ςελ. 12

13 1.4. Μειονεκτιματα των ανανεϊςιμων πθγϊν ενζργειασ: i. Ζχουν αρκετά μικρό ςυντελεςτι απόδοςθσ, τθσ τάξθσ του 30% ι και χαμθλότερο. Συνεπϊσ απαιτείται αρκετά μεγάλο αρχικό κόςτοσ εφαρμογισ ςε μεγάλθ επιφάνεια γθσ. Γι' αυτό το λόγο μζχρι τϊρα χρθςιμοποιοφνται ςαν ςυμπλθρωματικζσ πθγζσ ενζργειασ. ii. Για τον παραπάνω λόγο προσ το παρόν δεν μποροφν να χρθςιμοποιθκοφν για τθν κάλυψθ των αναγκϊν μεγάλων αςτικϊν κζντρων. iii. Θ παροχι και απόδοςθ τθσ αιολικισ, υδροθλεκτρικισ και θλιακισ ενζργειασ εξαρτάται από τθν εποχι του ζτουσ αλλά και από το γεωγραφικό πλάτοσ και το κλίμα τθσ περιοχισ ςτθν οποία εγκακίςτανται. iv. Για τισ αιολικζσ μθχανζσ υπάρχει θ άποψθ ότι δεν είναι κομψζσ από αιςκθτικι άποψθ κι ότι προκαλοφν κόρυβο και κανάτουσ πουλιϊν. Με τθν εξζλιξθ όμωσ τθσ τεχνολογίασ τουσ και τθν προςεκτικότερθ επιλογι χϊρων εγκατάςταςθσ (π.χ. ςε πλατφόρμεσ ςτθν ανοιχτι κάλαςςα) αυτά τα προβλιματα ζχουν ςχεδόν λυκεί. v. Για τα υδροθλεκτρικά ζργα λζγεται ότι προκαλοφν ζκλυςθ μεκανίου από τθν αποςφνκεςθ των φυτϊν που βρίςκονται κάτω απ' το νερό κι ζτςι ςυντελοφν ςτο φαινόμενο του κερμοκθπίου Βιομάηα: Ωσ βιομάηα ορίηεται θ φλθ που ζχει βιολογικι (οργανικι) προζλευςθ (όπωσ είναι το ξφλο αλλά και προϊόντα τα οποία προζρχονται από τα δάςθ, υπολείμματα καλλιεργειϊν, κτθνοτροφικά απόβλθτα και άλλα) και μπορεί να χρθςιμοποιθκεί ωσ καφςιμο για τθν παραγωγι ενζργειασ. Ουςιαςτικά θ βιομάηα κεωρείται ότι είναι δευτερογενισ μορφισ ενζργειασ. Ρρόκειται για μία πθγι ενζργειασ που ανανεϊνεται ςυνεχϊσ λόγω τθσ φωτοςυνκετικισ ικανότθτασ των φυτικϊν οργανιςμϊν. Τα φυτά δεςμεφουν τθν θλιακι ενζργεια και μζςω τθσ φωτοςφνκεςθσ, ςτθν ςυνζχεια τθν μετατρζπουν ςε βιομάηα, με τθν βοικεια διαφόρων χθμικϊν αντιδράςεων. Θ βιομάηα ηωικισ προζλευςθσ δεςμεφει ζνα μζροσ τθσ θλιακισ ενζργειασ μζςω τθσ τροφικισ αλυςίδασ, δθλαδι από τισ φυτικζσ ίνεσ που καταναλϊνει. Θ βιομάηα κεωρείται ότι είναι το μόνο ικανό υποκατάςτατο, το οποίο Ενεργειακι αξιοποίθςθ υπολειμματικισ βιομάηασ Δαχι Μαριλζνα - Ραπαδοποφλου Αλεξάνδρα ςελ. 13

14 περιζχει τόςθ ποςότθτα άνκρακα που μπορεί να αντικαταςτιςει τα ορυκτά καφςιμα. Επιπλζον από τθν βιομάηα μποροφμε να παραλάβουμε κατά τθν επεξεργαςία τρία διαφορετικά καφςιμα ςτερεά, υγρά και αζρια. Δφο είναι οι βαςικζσ πθγζσ από τισ οποίεσ μποροφμε να παραλάβουμε τθν πρϊτθ φλθ τθσ βιομάηασ: i. Από ενεργειακζσ καλλιζργειεσ ii. Και από τισ υπολειμματικζσ μορφζσ. Οι ενεργειακζσ καλλιζργειεσ διακρίνονται ςτισ εξισ κατθγορίεσ: Ραραδοςιακζσ καλλιζργειεσ που μποροφν να χρθςιμοποιθκοφν και για τθν παραγωγι βιοκαυςίμων/ενζργειασ (όπωσ θλίανκοσ, ευκάλυπτοσ και άλλα). Φυτά που δεν καλλιεργοφνται, προσ το παρόν, εμπορικά και το τελικό προϊόν τουσ προορίηεται για τθν παραγωγι βιοκαυςίμων/ενζργειασ (όπωσ ςόργο, ελαιοκράμβθ, κενάφ και άλλα). Και καλλιζργεια άλγθσ. Οι υπολειμματικζσ μορφζσ βιομάηασ χωρίηονται ςε δυο μεγάλεσ κατθγόριεσ: Τα απόβλθτα, τα οποία μπορεί να προζρχονται από τισ εξισ κατθγορίεσ: i. Απόβλθτα ηωικισ και φυτικισ παραγωγισ. ii. Αςτικά απόβλθτα. iii. Υπολείμματα από τισ καλλιζργειεσ. iv. Από τθν επεξεργαςία γεωργικϊν αποβλιτων (βιομθχανία τροφίμων και ηωοτροφϊν). v. Και τζλοσ από τισ βιομθχανίεσ ξφλου (πριονίδια και μικρότερα και μεγαλφτερα κομμάτια ξφλου τα οποία δεν μποροφν να αξιοποιθκοφν άλλο από τθν βιομθχανία). Και τα δαςικά απόβλθτα: i. Από τα ξφλα. ii. Υπολείμματα δαςικισ ξυλείασ (κλαδιά, πριονίδια φφλα και άλλα). iii. Και τζλοσ δζντρα, κάμνοι και γενικά τα υπολείμματα τα οποία προζρχονται από τον δαςικό κφκλο. Ενεργειακι αξιοποίθςθ υπολειμματικισ βιομάηασ Δαχι Μαριλζνα - Ραπαδοποφλου Αλεξάνδρα ςελ. 14

15 ΚΕΦΑΛΑΙΟ Βιομάηα: Ππωσ αναφζρκθκε και ςτο προθγοφμενο κεφάλαιο με τον όρο βιομάηα εννοοφμε κάκε πθγι ενζργειασ που ζχει βιολογικι προζλευςθ και μπορεί να χρθςιμοποιθκεί ωσ καφςιμο. Αναφζρκθκε επίςθσ ότι θ ενζργεια που περιζχετε εντόσ τθσ βιομάηασ και δθμιουργικθκε με τθν διαδικαςία τθσ φωτοςφνκεςθσ, προζρχεται από τον ιλιο. Ουςιαςτικά οι φυτικοί οργανιςμοί δεςμεφουν τθν θλιακι ενζργεια και με τα κρεπτικά ςυςτατικά που υπάρχουν ςτο ζδαφοσ μετατρζπουν το διοξείδιο του άνκρακα που υπάρχει ςτθν ατμόςφαιρα και το νερό ςε ςάκχαρα (δθλαδι ςε υδρογονάνκρακεσ) και οξυγόνο. Στθν πραγματικότθτα οι υδρογονάνκρακεσ αποτελοφν τθν αποκθκευμζνθ ενζργεια του φυτοφ. Οι υδρογονάνκρακεσ περιζχουν πολλά μόρια ςακχάρων που ςυνδζονται μεταξφ τουσ ςε μεγάλεσ αλυςίδεσ ι πολυμερι. Ζτςι είναι φανερό ότι θ χθμικι ςφςταςθ τθσ βιομάηασ ποικίλθ ανάλογα με το είδοσ προζλευςισ τθσ. Στθν ςυνζχεια θ βιομάηα μετατρζπετε ςε βιοκαφςιμα και μπορεί να ζχει υγρι, ςτερει ι ακόμα και αζρια μορφι. Θ μορφι των βιοκαυςίμων ποικίλει ανάλογα με τθν προζλευςθ και τθν επεξεργαςία τθσ βιομάηασ, δθλαδι από υπολειμματικζσ μορφζσ ι ενεργειακζσ καλλιζργειεσ τερει βιομάηα: Μορφζσ και προζλευςθ ςτερεισ βιομάηασ: Μζχρι τα μζςα του 18ου αιϊνα τα ξφλα ιταν ο μεγαλφτεροσ προμθκευτισ ενζργειασ ςτθν Ελλάδα και τον υπόλοιπο κόςμο. Θ χριςθ του ςτον οικιακό τομζα άρχιςε να περιορίηεται με τθν ανακάλυψθ τθσ θλεκτρικισ ενζργειασ. Τα ξφλα ηζςταιναν ςπίτια και τροφοδοτοφςαν τα εργοςτάςια. Σιμερα, το ξφλο καλφπτει μόνο ζνα μζροσ από τισ ανάγκεσ τθσ χϊρασ μασ για ενζργεια. Τα ξφλα δεν είναι θ μόνθ βιομάηα που μπορεί να καεί και να παράγει ενζργεια. Ενεργειακι αξιοποίθςθ υπολειμματικισ βιομάηασ Δαχι Μαριλζνα - Ραπαδοποφλου Αλεξάνδρα ςελ. 15

16 Υπάρχουν διάφορα είδθ ξφλου ανάλογα με τθν προζλευςι τουσ, με μεγάλθ ποικιλία φυςικϊν, μθχανικϊν και χθμικϊν ιδιοτιτων. Το ξφλο αποτελείται κυρίωσ από λιγνίνθ (18-30%) και υδατάνκρακεσ (65-75%). Ρολλζσ άλλεσ οργανικζσ ενϊςεισ αλλά και μζταλλα ςυμμετζχουν ςτθν δομι του ξφλου ςε μικρότερεσ ποςότθτεσ. Τα μεταλλικά και ανόργανα ςτοιχεία δίνουν τθν ςτάχτθ κατά τθν καφςθ του ξφλου. Μια λεπτομερισ χθμικι ανάλυςθ του ξφλου δεν είναι εφικτι λόγω των χιλιάδων πολφπλοκων ενϊςεων που περιζχει, αλλά το ξθρό ξφλο περιζχει κατά μζςο όρο περίπου 50% άνκρακα, 6% υδρογόνο και 44% οξυγόνο. Θ λιγνίνθ είναι ζνα άμορφο, αδιάλυτο οργανικό πολυμερζσ με μεγάλο μοριακό βάροσ, (ξεπερνά και τισ 50000). Θ λιγνίνθ αποτελείται από μεκοξυ-προπυλοφαινολικά μζρθ που ενϊνονται μεταξφ τουσ. Οι υδατάνκρακεσ είναι πολυμερείσ ενϊςεισ γλυκόηθσ, μανόηθσ και ξυλόηθσ. Θ κυτταρίνθ είναι πολυμερζσ τθσ γλυκόηθσ, περιζχει μονάδεσ γλυκόηθσ και αποτελεί περίπου το 40-50% του ξθροφ ξφλου. Το ξφλο περιζχει και 5-20% οργανικζσ ενϊςεισ που μποροφν να εκχυλιςτοφν και αποδίδουν χαρακτθριςτικζσ ιδιότθτεσ ςτο κάκε ξφλο, όπωσ χρϊμα ι οςμι. Θ ςτάχτθ αποτελεί το 0.2-2% του ξφλου. Τα κυριότερα ςυςτατικά τθσ είναι ανκρακικά, φωςφορικά, πυριτικά, κεϊκά και οξαλικά άλατα του αςβεςτίου, μαγνθςίου, νατρίου, ςιδιρου, κτλ. Το ξφλο είναι υγροςκοπικό υλικό του οποίου το ποςοςτό υγραςίασ που περιζχει εξαρτάται από το ποςοςτό υγραςίασ τθσ ατμόςφαιρασ και μπορεί να είναι και μζχρι 35%. Θ βιομάηα είναι οργανικό μθ ορυκτό υλικό, περιλαμβάνει δθλαδι τθν μάηα όλων των βιολογικϊν οργανιςμϊν, νεκρϊν ι ηωντανϊν, αποκλείοντασ τθ βιολογικι μάηα που ζχει μεταςχθματιςτεί με γεωλογικζσ διαδικαςίεσ ςε ουςίεσ όπωσ ο άνκρακασ ι το πετρζλαιο. Ολόκλθρθ θ γθ περιζχει περίπου 75 διςεκατομμφρια τόνουσ βιομάηασ. Οι άνκρωποι είναι περίπου 250 εκατομμφρια τόνοι (0.33%), τα εξθμερωμζνα ηϊα περίπου 700 εκατομμφρια (1.0%), και οι φυτικζσ ςυγκομιδζσ περίπου 2 διςεκατομμφρια τόνοι ι 2,7% τθσ γιινθσ βιομάηασ. Το ξφλο είναι ζνα είδοσ βιομάηασ. Θ βιομάηα μπορεί να κεωρθκεί ςαν μια μορφι αποκθκευμζνθσ θλιακισ ενζργειασ, επειδι θ ενζργεια του ιλιου «ςυλλαμβάνεται» μζςω τθσ φωτοςφνκεςθσ ςτθν ανάπτυξθ των φυτϊν. Θ βιομάηα μπορεί να καεί ςαν καφςιμο για μαγείρεμα ι να παράγει θλεκτρικι ενζργεια ι κερμότθτα. Θ βιομάηα που χρθςιμοποιείται ωσ καφςιμο αποτελείται ςυχνά από παραπροϊόντα βιομθχανικϊν Ενεργειακι αξιοποίθςθ υπολειμματικισ βιομάηασ Δαχι Μαριλζνα - Ραπαδοποφλου Αλεξάνδρα ςελ. 16

17 διεργαςιϊν όπωσ ο φλοιόσ των δζντρων και τα ηωικά απόβλθτα. Ραράδοξα, ςε μερικζσ βιομθχανικζσ χϊρεσ όπωσ τθ Γερμανία, τα τρόφιμα είναι φτθνότερα από τα καφςιμα ςυγκρινόμενα από τθν τιμι ανά ενζργεια. Υπάρχουν μονάδεσ κεντρικισ κζρμανςθσ που λειτουργοφν από το ςιτάρι ι αραβόςιτο που κα μποροφςαν να χρθςιμοποιθκοφν ςαν τρόφιμα. Οριςμζνοι τφποι βιομάηασ κα μποροφςαν να χρθςιμοποιθκοφν ςε βιομθχανικι κλίμακα και για τθν παραγωγι υγρϊν καυςίμων. Ο ξυλάνκρακασ είναι άνκρακασ που παράγεται από απόςταξθ ξφλου ςε κερμοκραςία περίπου ο C. Τα πτθτικά προϊόντα μποροφν να χρθςιμοποιθκοφν για τθν παραγωγι οξικοφ οξζοσ, ακετόνθσ, μεκανόλθσ, κτλ. Ο ξυλάνκρακασ αποτελεί περίπου το 25% του βάρουσ του ξθροφ ξφλου που χρθςιμοποιικθκε για τθν παραγωγι του. Θ κερμαντικι αξία του ξυλάνκρακα είναι kj/kg. Ο ξυλάνκρακασ ιταν ζνα ςθμαντικό καφςιμο μζχρι τισ τελευταίεσ δεκαετίεσ του 19ου αιϊνα, ϊςπου αντικαταςτάκθκε από τον ορυκτό άνκρακα. Στθν ςυνζχεια, θ απόςταξθ του ξφλου χρθςιμοποιικθκε όχι τόςο για τθν παραγωγι ξυλάνκρακα, αλλά για τα υπόλοιπα προϊόντα τθσ απόςταξθσ, ϊςπου να καταργθκεί πλιρωσ ςτον δυτικό κόςμο. Εντοφτοισ, παραμζνει ακόμα ζνα ςθμαντικό καφςιμο για οικιακι χριςθ ςτισ φτωχότερεσ περιοχζσ τθσ γθσ. Τα ςκουπίδια είναι μια ακόμα πθγι βιομάηασ θ οποία δεν είναι ομοιογενι. Θ ποςότθτά τουσ και θ ςφςταςι τουσ δεν είναι θ ίδια ςε όλεσ τισ περιοχζσ και επίςθσ μεταβάλλεται διαχρονικά (από εποχι ςε εποχι και από ζτοσ ςε ζτοσ). Κατά ςυνζπεια, τα υπόλοιπα χαρακτθριςτικά, όπωσ θ πυκνότθτα, το πορϊδεσ, θ υγραςία, θ κερμαντικι ικανότθτα, κτλ επίςθσ μεταβάλλονται. Στισ πιο ανεπτυγμζνεσ χϊρεσ ι πόλεισ, το ποςοςτό υπολοίπων τροφϊν, ξφλου και λοιπϊν απορριμμάτων είναι χαμθλότερο από ότι ςτισ πιο φτωχζσ χϊρεσ. Το αντίκετο ςυμβαίνει ςτο ποςοςτό του χαρτιοφ, των πλαςτικϊν, των απορριμμάτων κιπου και των μετάλλων. Τα ςτερεά απόβλθτα των πόλεων περιζχουν και ζνα ποςοςτό επικίνδυνων ουςιϊν, όπωσ οι μπαταρίεσ, εντομοκτόνα, βιομθχανικά ι νοςοκομειακά απόβλθτα, κτλ. που κα ζπρεπε να διαχωρίηονται πριν τθν οποιαδιποτε απόκεςθ ι κατεργαςία τουσ. Τα ςτερεά απορρίμματα των πόλεων περιζχουν (τυπικζσ τιμζσ): υγραςία (με κζρμανςθ ςτουσ 105 ο C για μία ϊρα) 20%, πτθτικά (με κζρμανςθ ςτουσ 950 ο C) 50%, άνκρακασ 10% και μθ καφςιμα 20%. Θ κερμογόνοσ δφναμθ των ξθρϊν ςτερεϊν αποβλιτων είναι ςχετικά μικρι: από 9000 μζχρι kj/kg. Άλλο ςτερεό καφςιμο είναι τα Ενεργειακι αξιοποίθςθ υπολειμματικισ βιομάηασ Δαχι Μαριλζνα - Ραπαδοποφλου Αλεξάνδρα ςελ. 17

18 χρθςιμοποιθμζνα ελαςτικά των αυτοκινιτων που μποροφν να χρθςιμοποιθκοφν ςε βιομθχανίεσ τςιμζντου, κτλ. ι για τθν παραγωγι θλεκτρικοφ ρεφματοσ, κερμοφ νεροφ, υγρϊν και αερίων καυςίμων. Τα ςκουπίδια μποροφν να καοφν και να παράγουν ατμό και θλεκτριςμό. Τα θλεκτροπαραγωγικά εργοςτάςια που καίνε ςκουπίδια και κάκε άλλου είδουσ απόβλθτα για τθ δθμιουργία ενζργειασ ονομάηονται "waste-to-energy" εργοςτάςια. Αυτά τα εργοςτάςια είναι παρόμοια με τροφοδοτοφμενα με άνκρακα εργοςτάςια. Θ αρχι λειτουργία τουσ είναι θ ίδια, θ μόνθ τουσ διαφορά είναι το καφςιμο. Τα ςκουπίδια δεν περιζχουν τόςο μεγάλθ κερμογόνο δφναμθ όπωσ ο άνκρακασ. Χρειάηονται λοιπόν περίπου 4 kg ςκουπιδιϊν για να εξιςορροπιςουν τθν ενζργεια 1 kg κάρβουνου. Ραρόλο που θ βιομάηα είναι μια ςθμαντικι πθγι ανανεϊςιμθσ ενζργειασ, δεν αποτελεί πολφ καλό καφςιμο. Αυτό οφείλεται ςτο γεγονόσ ότι το περιςςότερο από το 70% του όγκου τθσ είναι ςυνικωσ αζρασ και νεκρόσ όγκοσ. Αυτι θ χαμθλι πυκνότθτα ενζργειασ ανά μονάδα όγκου τθσ βιομάηασ, δυςχεραίνει τόςο τθ ςυλλογι όςο τθ μεταφορά, τθν αποκικευςθ και τθ χριςθ τθσ. Για τθ βελτίωςθ του ενεργειακοφ περιεχόμενου ανά μονάδα όγκου τθσ βιομάηασ, χρθςιμοποιείται ςτισ μζρεσ μασ θ μζκοδοσ τθσ μθχανικισ αφξθςθσ τθσ πυκνότθτάσ τθσ (Densification). Θ αφξθςθ τθσ πυκνότθτασ τθσ βιομάηασ είναι μια νζα διαδικαςία κατά τθν οποία με τθ χριςθ υψθλϊν πιζςεων ςυμπιζηεται θ βιομάηα ςε μικρά ςυςςωματϊματα κοινϊσ pellets (χρθςιμοποιϊντασ ςυνεχοφσ τροφοδοςίασ μθχανιματα), ςε μπάλεσ (χρθςιμοποιϊντασ μθχανζσ δεςίματοσ τριφυλλιοφ) κακϊσ και ςε μεγαλφτερα ςυςςωματϊματα μπρικζτεσ βιομάηασ. Τα wood chips, τα πριονίδια, οι πίττεσ των φροφτων και των ςπόρων, θ κοπριά των ηϊων, και τα υπολείμματα καλλιεργειϊν όπωσ οι κϊνοι (cobs) καλαμποκιοφ μποροφν να καοφν για τθν παραγωγι ενζργειασ. Τα wood chips φτιάχνονται από τα απόβλθτα ξφλα των δαςϊν. Τα δζντρα πρζπει να αραιϊςουν για να κάνουν χϊρο για εμπορικι ξυλεία (δοκάρια, ςανίδεσ, υλικά επιπλοποιίασ). Τα wood chips είναι λοιπόν ζνα φυςικό απόβλθτο των δαςοκομικϊν Ενεργειακι αξιοποίθςθ υπολειμματικισ βιομάηασ Δαχι Μαριλζνα - Ραπαδοποφλου Αλεξάνδρα ςελ. 18

19 επιχειριςεων. Τα απόβλθτα ξφλα (μικρά κλαδιά, φλοιόσ, άχρθςτα μζρθ) κόβονται ςε μθχανικοφσ κοπτιρεσ. Το μζγεκοσ και το ςχιμα των κομματιϊν εξαρτάται από τθ μθχανι κοπισ, ςτθν πλειοψθφία τουσ ζχουν περίπου 1 cm πάχοσ και 2 ζωσ 5 cm μικοσ. Θ υγραςία που περιζχουν τα πρόςφατα κομμζνα ξφλα είναι περίπου το 50% του βάρουσ τουσ. Αυτό το ποςοςτό μειϊνεται ςθμαντικά κατά τθν ξιρανςθ. Σε πολλζσ χϊρεσ όπωσ ςτθ Δανία τα wood chips που παράγονται καταναλϊνονται ςε περιφερειακοφσ ςτακμοφσ κερμότθτασ. Τα pellets ξφλου ςυγκρινόμενα με τα υπόλοιπα καφςιμα αποτελοφν μια νζα και ελκυςτικι μορφι καυςίμου. Πταν καίγονται τα pellets ξφλου, γίνεται εκμετάλλευςθ μιασ πθγισ ενζργειασ που κα είχε καταλιξει να γίνει απόβλθτο ι να είχε εναποτεκεί ςε μια χωματερι. Τα pellets φτιάχνονται από απόβλθτα (πριονίδια και ρινίςματα ξφλου, shavings) και χρθςιμοποιοφνται ςε μεγάλεσ ποςότθτεσ από ςυςτιματα κζρμανςθσ ςτθν περιφζρεια. Τα pellets δθμιουργοφνται από τθν ςυμπίεςθ των πριονιδιϊν ςε πρζςεσ. Απαντϊνται ςε μικθ από 1-3 cm και πάχοσ περίπου 1 cm αλλά και μεγαλφτερα. Είναι κακαρά, ευχάριςτα ςτθν οςμι και απαλά (λεία) ςτθν αφι. Τα pellets από ξφλο ζχουν αρκετά χαμθλό περιεχόμενο ςε υγραςία (κάτω από 10% κ.β.) ιδιότθτα που τουσ προςδίδει υψθλότερθ αξία καφςθσ από τα υπόλοιπα καυςόξυλα. Το γεγονόσ ότι πιζηονται (πρεςάρονται) ςθμαίνει ότι καταλαμβάνουν λιγότερο χϊρο, άρα ζχουν περιςςότερθ ενζργεια ανά μονάδα όγκου (υψθλότερθ ογκομετρικι ενζργεια). Θ μείωςθ του όγκου ςυμβάλει και ςτθν ευκολότερθ και οικονομικότερθ αποκικευςθ τουσ. Θ διαδικαςία τθσ καφςθσ τουσ είναι υψθλισ Ενεργειακι αξιοποίθςθ υπολειμματικισ βιομάηασ Δαχι Μαριλζνα - Ραπαδοποφλου Αλεξάνδρα ςελ. 19

20 ποιότθτασ, ενϊ κατά τθν καφςθ τουσ δεν μζνει μεγάλο υπόλειμμα. Οριςμζνεσ χϊρεσ ζχουν απαλλάξει (εξαιρζςει) τισ ςυςκευζσ που χρθςιμοποιοφνε pellets από τισ απαιτιςεισ για εκπομπζσ αικάλθσ. Υπάρχουν διαφόρων ειδϊν pellets. Μερικοί καταςκευαςτζσ χρθςιμοποιοφν ζνα υλικό ςυγκόλλθςθσ για να παρατείνουν τθ ηωι των pellets, άλλοι τα φτιάχνουν χωρίσ αυτό. Το υλικό ςυγκόλλθςθσ ςε οριςμζνεσ περιπτϊςεισ περιζχει κείο, το οποίο κατά τθν καφςθ φεφγει από τθν καπνοδόχο ςτο περιβάλλον. Τα προβλιματα από τισ εκπομπζσ του κείου είναι ο ςχθματιςμόσ τθσ όξινθσ βροχισ αλλά και θ διάβρωςθ ςτθν καπνοδόχο. Επομζνωσ καλό κα ιταν να μθν προτιμοφνται pellets με τζτοια υλικά. Υπάρχουν πολλά πλεονεκτιματα εάν επιλζξει κάποιοσ τα pellets ωσ καφςιμθ φλθ. Για τθν δθμιουργία των pellets δεν απαιτείται να κοποφν δζντρα - παραςκευάηονται από τα κατάλοιπα των ξυλουργικϊν και υλοτομικϊν διαδικαςιϊν. Θ καφςθ των pellets βοθκά ουςιαςτικά ςτθν μείωςθ των δαςικϊν αποβλιτων από τθν παραγωγι ξυλείασ και από τθ βιομθχανία επίπλων. Δεν χρθςιμοποιοφνται πρόςκετα που μπαίνουν ςτα pellets ζτςι ϊςτε να παρατείνουν το χρόνο καφςθσ τουσ ι να καίγονται πιο αποτελεςματικά. Τα pellets δεν καπνίηουν οφτε εκλφουν επικίνδυνα αζρια κατά τθν καφςθ τουσ. Με τθ χριςθ αυτοφ του είδουσ τθν καφςιμθ φλθ μειϊνεται θ ανάγκθ για ςυμβατικά καφςιμα τα οποία όπωσ είναι γνωςτό είναι βλαβερά για το περιβάλλον. Το κόςτοσ τουσ εξαρτάται από τθν γεωγραφικι περιφζρεια πϊλθςισ τουσ κακϊσ και από τθν εποχι. Είτε κάποιοσ ηει ςε αςτικό κζντρο είτε ςτθν εξοχι το pellet εκτόσ των άλλων είναι το αςφαλζςτερο αλλά και το πιο υγιεινό μζςο κζρμανςθσ. Αυτι θ τεχνολογία εκτόσ από τθ χριςθ τθσ ςε ςπίτια είναι πολφτιμθ και ςε μθ οικιακά κτίςματα όπωσ ξενοδοχεία, καταφφγια, εςτιατόρια, καταςτιματα, γραφεία, νοςοκομεία και ςχολεία. Στθ Νότιο Αμερικι ιδθ χρθςιμοποιοφνται με επιτυχία ςε απάνω από ςπίτια. Ενεργειακι αξιοποίθςθ υπολειμματικισ βιομάηασ Δαχι Μαριλζνα - Ραπαδοποφλου Αλεξάνδρα ςελ. 20

21 Παραγωγι ενζργειασ από ςτερει βιομάηα: Θ παραγωγι ενζργειασ από ςτερει βιομάηα ποικίλει ςε μζγεκοσ. Ζτςι υπάρχουν: 1. Σόμπεσ και μικροί λζβθτεσ αυτόματθσ ι μθ αυτόματθσ τροφοδοςίασ για τθν κζρμανςθ κατοικιϊν. 2. Αυτόματθσ τροφοδοςίασ λζβθτεσ για τθν κζρμανςθ μεγαλφτερων κτιρίων (ςχολεία, νοςοκομεία, κερμοκιπια και άλλα), όπωσ επίςθσ και 3. Μεγάλθ λζβθτεσ για τθν ςυμπαραγωγι κερμικισ και θλεκτρικισ ενζργειασ (π.χ. πϊλθςθ θλεκτρικισ ενζργειασ ςτο δίκτυο τθσ Δ.Ε.Θ. και χριςθ τθσ κερμικισ ενζργειασ ςε ςχιμα τθλεκζρμανςθσ ι ςε βιομθχανία με κερμικζσ ανάγκεσ ι κάλυψθ ιδίων αναγκϊν ςε βιομθχανίεσ) Βιοαζριο: Βακτθριακι αποςφνκεςθ: Το βιοαζριο είναι ζνα καφςιμο αζριο μίγμα αποτελοφμενο, κυρίωσ, από μεκάνιο (CH 4 ) και διοξείδιο του άνκρακα (CO 2 ). Σχθματίηεται από τθν αναερόβια (απουςία αζρα) χϊνευςθ των οργανικϊν ενϊςεων από μικροβιακοφσ μικροοργανιςμοφσ. Το βιοαζριο είναι, ουςιαςτικά, το αποτζλεςμα τθσ δράςθσ των αναερόβιων μικροοργανιςμϊν ενϊ θ ακριβισ ςφςταςι του εξαρτάται από το είδοσ του υλικοφ που αποςυντίκεται. Για παράδειγμα, ςε περίπτωςθ όπου το υλικό αποτελείται κυρίωσ από υδατάνκρακεσ (όπωσ ςάκχαρα, κυτταρίνθ, θμικυτταρίνεσ κ.λπ.) θ περιεκτικότθτα ςε μεκάνιο του βιοαερίου είναι ςχετικά χαμθλι. Αντικζτωσ, εάν θ περιεκτικότθτα του υλικοφ ςε λίπθ είναι υψθλι, τότε θ ςυγκζντρωςθ του μεκανίου ςτο βιοαζριο είναι αυξθμζνθ. Το μεκάνιο κυρίωσ, μαηί με όςθ ποςότθτα υδρογόνου προκφπτει από τθν αναερόβια χϊνευςθ, αποτελοφν το καφςιμο μζροσ του βιοαερίου. Το μεκάνιο είναι ζνα άχρωμο και άοςμο αζριο, με ςθμείο βραςμοφ τουσ -162 C, ενϊ καίγεται Ενεργειακι αξιοποίθςθ υπολειμματικισ βιομάηασ Δαχι Μαριλζνα - Ραπαδοποφλου Αλεξάνδρα ςελ. 21

22 παράγοντασ κυανόχρωμθ φλόγα. Σε κανονικι πίεςθ και κερμοκραςία (p=1atm και κ=20 C) το μεκάνιο ζχει πυκνότθτα περίπου 0,75 kg/m 3. Εξαιτίασ του γεγονότοσ ότι το διοξείδιο του άνκρακα είναι βαρφτερο, θ πυκνότθτα του βιοαερίου ςε κανονικζσ ςυνκικεσ είναι περίπου 1,15 kg/m 3. Τα όρια αναφλεξιμότθτάσ του ςτον αζρα είναι μεταξφ 6% και 12%, ενϊ θ κερμοκραςία ανάφλεξισ του κυμαίνεται μεταξφ C. Το μεκάνιο είναι μια πάρα πολφ καλι πθγι ενζργειασ. Μπορεί με τθν καφςθ του να παράγει κερμότθτα και θλεκτριςμό φςταςθ βιοαερίου: Μεκάνιο (CH 4 ) : 55-70% Διοξείδιο του άνκρακα (CO 2 ) : 30-45% Υδρόκειο (H 2 S) : 1-2% Άηωτο (N 2 ) : 0-1% Υδρογόνο (H 2 ) : 0-1% Μονοξείδιο του άνκρακα (CO) : ίχνθ Οξυγόνο (O 2 ) : ίχνθ Καφςθ βιοαερίου: Κατά τθν καφςθ του βιοαερίου με περιεκτικότθτα 60-70% ςε μεκάνιο παράγεται μπλε φλόγα ενϊ παράλλθλα εκλφεται κερμογόνοσ δφναμθ των kcal/m 3 ι ( ΜJ/m 3 ). Θ κερμικι δφναμι του είναι άμεςα ςυνδεδεμζνθ με το ποςοςτό του περιεχόμενου ςε αυτό μεκάνιο. Θ περιεκτικότθτα ςε μεκάνιο με τθ ςειρά τθσ εξαρτάται από τθν φφςθ των πρϊτων υλϊν που χρθςιμοποιοφνται κατά τθν χϊνεψθ. Από τθ ςτιγμι που θ ςφςταςθ του αερίου ποικίλει, οι καυςτιρεσ που ζχουν ςχεδιαςτεί για φυςικό αζριο, βουτάνιο ι LPG όταν χρθςιμοποιοφνται ωσ καυςτιρεσ βιοαερίου ζχουν πολφ "μικρότερθ" απόδοςθ. Για αυτό το λόγο χρθςιμοποιοφνται ειδικά ςχεδιαςμζνοι καυςτιρεσ βιοαερίου που ζχουν κερμικι απόδοςθ 55-65%. Το βιοαζριο είναι πολφ ςτακερό, μθ-τοξικό, άχρωμο, άοςμο και άγευςτο αζριο. Ραρόλα αυτό το μικρό ποςοςτό υδρόκειου που περιζχει το μίγμα, ενδζχεται να του προςδϊςει μια ελαφριά μυρωδιά ςάπιου αυγοφ ιδίωσ κατά τθν καφςθ. Ενεργειακι αξιοποίθςθ υπολειμματικισ βιομάηασ Δαχι Μαριλζνα - Ραπαδοποφλου Αλεξάνδρα ςελ. 22

23 Εξαιτίασ του μεγάλου ποςοςτοφ διοξειδίου του άνκρακα που περιζχει αποτρζπεται ο κίνδυνοσ ζκρθξθσ, επομζνωσ το βιοαζριο κεωρείται ζνα πολφ αςφαλζσ καφςιμο για τισ αγροτικζσ κατοικίεσ. Θ καφςθ 1 m 3 βιοαερίου κα παράγει kcal/m 3 ι ( ΜJ/m 3 ) κερμικισ ενζργειασ. Πταν θ καφςθ του γίνεται ςε ειδικά ςχεδιαςμζνουσ καυςτιρεσ, οι οποίοι ζχουν απόδοςθ περίπου 60%, κα μασ δϊςει kcal/m 3 ι ( ΜJ/m 3 ) ωφζλιμθσ ενζργειασ. Ωσ 1 kcal ζχει οριςτεί θ κερμότθτα που απαιτείται για τθν αφξθςθ τθσ κερμοκραςίασ 1 kg νεροφ κατά 1 βακμό Κελςίου. Συνεπϊσ αυτι θ ωφζλιμθ κερμότθτα (π.χ kcal/m 3 κατά μζςο όρο) επαρκεί για το βραςμό περίπου 100 kg νεροφ από τουσ 20 βακμοφσ Κελςίου, ι να ανάψει μια λάμπα των Watt για 4-5 ϊρεσ Τγρά βιοκαφςιμα: Σιμερα, ο όροσ βιοκαφςιμα χρθςιμοποιείται ςυνικωσ για υγρά καφςιμα που μποροφν να χρθςιμοποιθκοφν ςτον τομζα των μεταφορϊν. Τα πιο ςυνθκιςμζνα ςτο εμπόριο είναι το βιοντιηελ και θ βιοαικανόλθ. Το βιοντιηελ είναι μίγμα μεκυλεςτζρων οι οποίοι παράγονται κυρίωσ από ελαιοφχουσ ςπόρουσ (θλίανκοσ, ελαιοκράμβθ, κ.ά.) και μπορεί να χρθςιμοποιθκοφν είτε μόνοι τουσ ωσ αυτοφςιο καφςιμο ι ςε μίγμα με πετρζλαιο κίνθςθσ ςε πετρελαιοκινθτιρεσ. Θ βιοαικανόλθ, θ οποία παράγεται από ςακχαροφχα, κυταρινοφχα κι αμυλοφχα φυτά (καλαμπόκι, ςόργο, τεφτλα, κ.ά.) και χρθςιμοποιείται είτε ωσ αυτοφςιο καφςιμο ςε βενηινοκινθτιρεσ που ζχουν υποςτεί μετατροπι, είτε ςε μίγμα με βενηίνθ ςε κανονικοφσ βενηινοκινθτιρεσ, είτε τζλοσ μετατρεπόμενθ ςε ΕΤΒΕ (πρόςκετο βενηίνθσ). Ενεργειακι αξιοποίθςθ υπολειμματικισ βιομάηασ Δαχι Μαριλζνα - Ραπαδοποφλου Αλεξάνδρα ςελ. 23

24 Βιοντιηελ: Ζνα υποςχόμενο βιοκαφςιμο, παραπλιςιο και άριςτο υποκατάςτατο του ςυμβατικοφ ντιηελ, είναι το βιοντιηελ, το οποίο προζρχεται από ανανεϊςιμεσ πθγζσ ενζργειασ (βιομάηα) όπωσ είναι τα φυτικά ζλαια και τα ηωικά λίπθ. Χρθςιμοποιείται ευρφτατα ςε όλθ τθν Ευρϊπθ, ενϊ ςτισ ΘΡΑ θ χριςθ του είναι ςυνεχϊσ αυξανόμενθ. Κεωρείται ωσ το πλζον διαδεδομζνο βιοκαφςιμο το οποίο μπορεί να χρθςιμοποιθκεί τόςο αυτοφςιο όςο και ςε διάφορεσ αναλογίεσ ςε μίγματα με το ςυμβατικό ντιηελ. Θ πρϊτθ φλθ που χρθςιμοποιικθκε για τθν παραγωγι του βιοντιηελ ιταν κυρίωσ το ζλαιο ελαιοκράμβθσ, που κεωρείται ιδανικι πρϊτθ φλθ για το ευρωπαϊκό κλίμα. Επίςθσ χρθςιμοποιικθκε το θλιζλαιο, κυρίωσ ςτθ Γαλλία και τθν Λταλία. Σε άλλεσ περιοχζσ χρθςιμοποιικθκε το φοινικζλαιο (Μαλαιςία) και το ςογιζλαιο (Αμερικι). Θ μζκοδοσ παραγωγισ βιοντιηελ που εφαρμόηεται παγκόςμια ςε βιομθχανικό επίπεδο ςυνίςταται ςτθν αντίδραςθ (μετεςτεροποίθςθ) των τριγλυκεριδίων με κάποια αλκοόλθ μικροφ μοριακοφ βάρουσ. Τα τριγλυκερίδια είναι τριεςτζρεσ τθσ γλυκερόλθσ, δθλ. τθσ 1,2,3-προπανοτριόλθσ, με λιπαρά οξζα (μονοκαρβοξυλικά οξζα μεγάλθσ ανκρακικισ αλυςίδασ) και αποτελοφν το κφριο ςυςτατικό (ςε ποςοςτό μζχρι και 98% κ.β.) των φυτικϊν ελαίων και ηωικϊν λιπϊν. Ωσ αλκοόλθ χρθςιμοποιείται ςυνικωσ θ μεκανόλθ λόγω του χαμθλοφ κόςτουσ και των φυςικϊν και χθμικϊν πλεονεκτθμάτων που διακζτει. Ειδικοί καταλφτεσ (βάςεισ, οξζα και ζνηυμα) βοθκοφν τθν αντίδραςθ, θ οποία πραγματοποιείται ςε χαμθλζσ ι υψθλζσ κερμοκραςίεσ. Κατά τθ διάρκεια τθσ αντίδραςθσ μετεςτεροποίθςθσ τα λιπαρά τμιματα του τριγλυκεριδίου αντικακίςτανται από το υδροξφλιο τθσ αλκοόλθσ οπότε παράγονται αλκυλεςτζρεσ λιπαρϊν οξζων και ωσ ενδιάμεςα διγλυκερίδια και μονογλυκερίδια, τα οποία με τθ ςειρά τουσ δίνουν νζουσ αλκυλεςτζρεσ. Στο τζλοσ τθσ αντίδραςθσ ζχουν παραχκεί οι αλκυλεςτζρεσ των λιπαρϊν οξζων (μεκυλεςτζρεσ εφόςον ωσ αλκοόλθ ζχει χρθςιμοποιθκεί θ μεκανόλθ), οι οποίοι αποτελοφν το βιοντιηελ, και γλυκερίνθ ωσ παραπροϊόν. Ακολουκεί κατάλλθλοσ διαχωριςμόσ των προϊόντων και κακαριςμόσ του παραγόμενου βιοντιηελ. Ωσ προϊόν ανανεϊςιμων πθγϊν ενζργειασ το βιοντιηελ είναι κακαρό, μθ τοξικό και βιοαποικοδομιςιμο καφςιμο, δεν περιζχει αρωματικζσ ενϊςεισ και οι εκπομπζσ Ενεργειακι αξιοποίθςθ υπολειμματικισ βιομάηασ Δαχι Μαριλζνα - Ραπαδοποφλου Αλεξάνδρα ςελ. 24

25 των ρυπαντϊν οξειδίων του κείου, μονοξειδίου του άνκρακα, άκαυςτων υδρογονανκράκων και αικάλθσ που προζρχονται από τθν καφςθ του ςτισ μθχανζσ ντίηελ είναι πολφ χαμθλζσ. Θ παρουςία του κείου ςτα καφςιμα ευκφνεται για τα οξείδια του κείου (SOx) ςτα καυςαζρια τα οποία αποτελοφν ζναν από τουσ κυριότερουσ ρφπουσ του ντίηελ. Στο βιοντιηελ θ περιεκτικότθτα ςε κείο είναι πάρα πολφ μικρι, ςχεδόν μθδενικι. Επίςθσ, το βιοντιηελ περιζχει αρκετό οξυγόνο (περίπου 10% κ.β.) που κακιςτά τθν καφςθ λιγότερο ατελι, με αποτζλεςμα θ περιεκτικότθτα των καυςαερίων ςε μονοξείδιο του άνκρακα (CO), ςε άκαυςτουσ υδρογονάνκρακεσ (H/C) και ςε αικάλθ να είναι πολφ μικρότερθ απ' ότι ςτο ςυμβατικό ντιηελ. Επιπλζον, θ καφςθ του βιοντιηελ δεν αυξάνει το επίπεδο του διοξειδίου του άνκρακα ςτθν ατμόςφαιρα (το οποίο είναι υπεφκυνο για το φαινόμενο του κερμοκθπίου), αφοφ θ ποςότθτα του CO 2 που απελευκερϊνεται κατά τθ διάρκεια τθσ καφςθσ αφομοιϊνεται ςτθ ςυνζχεια από το φυτό κατά τθ φωτοςφνκεςθ. Εκτόσ από το γεγονόσ ότι πλεονεκτεί ωσ ανανεϊςιμο καφςιμο το βιοντιηελ εμφανίηει παρόμοιεσ φυςικοχθμικζσ ιδιότθτεσ με το ςυμβατικό ντιηελ, ενϊ ςε κάποιεσ περιπτϊςεισ ζχει και καλφτερα χαρακτθριςτικά από αυτό, όπωσ μεγαλφτερο ςθμείο ανάφλεξθσ οπότε είναι αςφαλζςτερο ςτθ χριςθ, μικρότερθ ποςότθτα κείου αλλά μεγαλφτερθ λιπαντικι ικανότθτα λόγω του οξυγόνου που περιζχει και μεγαλφτερο αρικμό κετανίου. Θ μείωςθ του περιεχόμενου κείου που επιβάλλεται ςτα ορυκτά καφςιμα ζχει αρνθτικι επίδραςθ ςτθ λίπανςθ του κινθτιρα γιατί μειϊνονται οι λιπαντικζσ ενϊςεισ του κείου. Ζτςι, τα διυλιςτιρια κάνουν χριςθ πανάκριβων και ταυτόχρονα μθ βιοαποικοδομιςιμων πρόςκετων για τθν επαναφορά τθσ λιπαντικότθτασ του καυςίμου. Θ προςκικθ, όμωσ, του βιοντιηελ ςτο πετρελαϊκό ντιηελ, ακόμα και ςε περιεκτικότθτεσ μικρότερεσ από 1% κ.β., επαναφζρει τθ λιπαντικι ικανότθτα του καυςίμου, οπότε με τθ χριςθ του βιοντιηελ παρατείνεται θ ηωι του πετρελαιοκινθτιρα και τα διυλιςτιρια εξοικονομοφν αρκετά χριματα. Ο μεγαλφτεροσ αρικμόσ κετανίου που παρουςιάηει το βιοντιηελ ζναντι του ςυμβατικοφ ντιηελ αντιςτακμίηει το γεγονόσ ότι κατά τθν καφςθ του το βιοντιηελ απελευκερϊνει ενζργεια μικρότερθ από τθν ενζργεια που απελευκερϊνει το ςυμβατικό ντιηελ. Ζτςι θ απόδοςθ ενόσ πετρελαιοκινθτιρα που κινείται με κακαρό βιοντιηελ κυμαίνεται τουλάχιςτον ςτα επίπεδα του ςυμβατικοφ Ενεργειακι αξιοποίθςθ υπολειμματικισ βιομάηασ Δαχι Μαριλζνα - Ραπαδοποφλου Αλεξάνδρα ςελ. 25

26 ντιηελ. Επίςθσ, το βιοντιηελ είναι κατάλλθλο για τουσ ιδθ υπάρχοντεσ πετρελαιοκινθτιρεσ, όπου δεν χρειάηεται να γίνει ςχεδόν καμία μετατροπι ακόμα και αν χρθςιμοποιθκεί αμιγζσ βιοντιηελ Βιοαικανόλθ: Το πρϊτο καφςιμο που χρθςιμοποιικθκε ωσ υποκατάςτατο τθσ βενηίνθσ ςε κινοφμενα οχιματα είναι θ βιοαικανόλθ. Θ βιοαικανόλθ παράγεται κυρίωσ από τθν αλκοολικι ηφμωςθ τθσ ηάχαρθσ. Μπορεί επίςθσ να ςυντεκεί βιομθχανικά από τθν χθμικι αντίδραςθ του αικυλενίου με ατμό. Οι κφριεσ πθγζσ ηάχαρθσ που απαιτοφνται για τθν παραγωγι βιοαικανόλθσ προζρχονται από ενεργειακζσ καλλιζργειεσ, δθλαδι από καλλιζργειεσ που αναπτφςςονται ειδικά για ενεργειακοφσ ςκοποφσ. Οι καλλιζργειεσ αυτζσ μπορεί να είναι το ςόργο, τα τεφτλα, το καλαμπόκι, τα άχυρα, το ξφλο ιτιάσ και άλλων δζντρων, το πριονίδι, ο μίςχανκοσ, θ αγριαγκινάρα και άλλεσ. Ραράλλθλα, βρίςκονται ςε εξζλιξθ ζρευνεσ ςχετικά με τθν αξιοποίθςθ των δθμοτικϊν ςτερεϊν αποβλιτων για τθν παραγωγι βιοαικανόλθσ. Θ αικανόλθ ι αικυλικι αλκοόλθ ( C 2 H 5 OH ) είναι ζνα άχρωμο διαυγζσ υγρό. Είναι βιοαποικοδομιςιμθ, χαμθλισ τοξικότθτασ και προκαλεί πολφ μικρι περιβαλλοντικι μόλυνςθ αν χυκεί ςτο περιβάλλον. Κατά τθν τζλεια καφςθ τθσ παράγεται διοξείδιο του άνκρακα και νερό. Θ αικανόλθ είναι ζνα καφςιμο υψθλοφ αρικμοφ οκτανίων και μπορεί να χρθςιμοποιθκεί ωσ πρόςκετο αφξθςθσ του αρικμοφ οκτανίου τθσ βενηίνθσ. Με τθν ανάμιξι τθσ με τθ βενηίνθ επιτυγχάνεται επίςθσ ο εμπλουτιςμόσ του καφςιμου μίγματοσ ςε οξυγόνο, με αποτζλεςμα μια πιο ολοκλθρωμζνθ καφςθ, άρα και μειωμζνεσ εκπομπζσ επικίνδυνων καυςαερίων. Μίγματα καυςίμου βιοαικανόλθσ με βενηίνθ πωλοφνται ευρφτατα ςτισ Θνωμζνεσ Ρολιτείεσ. Το πιο ςυνθκιςμζνο μίγμα είναι αυτό που αποτελείται από 10% βιοαικανόλθ και 90% βενηίνθ (Ε10). Οι κινθτιρεσ των ςυμβατικϊν οχθμάτων δεν απαιτοφν μετατροπι για να κινθκοφν με Ε10, επιπλζον θ χριςθ Ε10 δεν ζχει καμία επίπτωςθ ςτθν εγγφθςθ του οχιματοσ. Μόνο ευζλικτα οχιματα μποροφν να κινθκοφν με καφςιμο μίγμα 85% βιοαικανόλθσ και 15% βενηίνθσ (Ε85). Ενεργειακι αξιοποίθςθ υπολειμματικισ βιομάηασ Δαχι Μαριλζνα - Ραπαδοποφλου Αλεξάνδρα ςελ. 26

27 ΚΕΦΑΛΑΙΟ Δίκτυο διαχείριςθσ βιομάηασ: Κφριο αντικείμενο τθσ υπθρεςίασ που προςφζρει ο Τομζασ Βιομάηασ είναι θ ανάπτυξθ δικτφου εφοδιαςμοφ και διαχείριςθσ βιομάηασ για ενεργειακι χριςθ, προερχόμενθσ από υπολειμματικζσ μορφζσ βιομάηασ και από ενεργειακζσ καλλιζργειεσ. Το δίκτυο εφοδιαςμοφ αποτελεί τον «ενδιάμεςο κρίκο» μεταξφ των εταιρειϊν παραγωγισ καυςίμων/ενζργειασ και των παραγωγϊν πρϊτθσ φλθσ. Με αυτό τον τρόπο κα εξαςφαλιςτεί θ ςτακερι κι αξιόπιςτθ προμικεια βιομάηασ, με ςυγκεκριμζνεσ προδιαγραφζσ (υγραςία, ςφςταςθ, μζγεκοσ, κ.α.) και κα διευκολυνκεί θ υλοποίθςθ βιϊςιμων ενεργειακϊν ςχθμάτων με βιομάηα ςε εκνικό επίπεδο. Οι επιμζρουσ ςτόχοι ενόσ τζτοιου δικτφου είναι: Εξαςφάλιςθ πρϊτων υλϊν με ςφναψθ των απαραίτθτων ςυμφωνθτικϊν με τουσ εκάςτοτε προμθκευτζσ- παραγωγοφσ βιομάηασ. Οργάνωςθ των βαςικϊν ςταδίων τθσ διαδικαςίασ εφοδιαςμοφ βιομάηασ (ςυγκομιδι/ςυγκζντρωςθ, επεξεργαςία, αποκικευςθ, τελικι διάκεςθ) Ρροϊκθςθ ςχθμάτων παραγωγισ βιομάηασ από ενεργειακζσ καλλιζργειεσ. Ανάπτυξθ διαδικαςίασ αςφαλοφσ διαχείριςθσ τθσ βιομάηασ (ομογενοποίθςθ τθσ βιομάηασ με κρυμματιςμό, μείωςθ περιεχόμενθσ υγραςίασ, ελαχιςτοποίθςθ απωλειϊν ξθράσ ουςίασ, τυποποίθςθ ςτερεϊν καυςίμων βιομάηασ woodchips και pellets) ζτςι ϊςτε το τελικό προϊόν να διατίκεται με προδιαγραφζσ που να είναι ςυμβατζσ με τον αντίςτοιχο εξοπλιςμό μετατροπισ ςε ενζργεια. Διάκεςθ βιομάηασ ςε τελικοφσ χριςτεσ. Ο Τομζασ Βιομάηασ με βάςθ το ανκρϊπινο δυναμικό του, τισ υφιςτάμενεσ υποδομζσ και τθν εμπειρία από ςυμμετοχι / ςυντονιςμό ευρωπαϊκϊν και εκνικϊν ανταγωνιςτικϊν ζργων, ζχει τθ δυνατότθτα να παρζχει υπθρεςίεσ τεχνικοφ Ενεργειακι αξιοποίθςθ υπολειμματικισ βιομάηασ Δαχι Μαριλζνα - Ραπαδοποφλου Αλεξάνδρα ςελ. 27

28 ςυμβοφλου. Ριο ςυγκεκριμζνα ζχει τθ δυνατότθτα να παρζχει εξειδικευμζνεσ υπθρεςίεσ ςε κζματα Δικτφων Διαχείριςθσ Βιομάηασ με ςτόχο να διαςφαλίςει ςτουσ ενδιαφερόμενουσ επενδυτζσ / αγροτικοφσ ςυνεταιριςμοφσ / βιομθχανίεσ : Μείωςθ φψουσ αρχικοφ κεφαλαίου και κόςτουσ διαχείριςθσ πρϊτθσ φλθσ ςτον προχπολογιςμό τθσ αρχικισ επζνδυςθσ με τθ χριςθ ενόσ ολοκλθρωμζνου ςυςτιματοσ διαχείριςθσ και προμικειασ βιομάηασ ζτοιμθσ για ενεργειακι αξιοποίθςθ. Ραροχι πρϊτθσ φλθσ με μειωμζνο ρίςκο για τουσ τελικοφσ χριςτεσ εξαςφαλίηοντασ τθν προμικεια μεγάλων ποςοτιτων βιομάηασ με ςυγκεκριμζνεσ προδιαγραφζσ. Συμπίεςθ κόςτουσ πρϊτθσ φλθσ χωρίσ απαιτιςεισ για περαιτζρω επεξεργαςία ςτο χϊρο τθσ ενεργειακισ αξιοποίθςθσ, με τθν κατάλλθλθ εφαρμογι και ανάλυςθ παραμζτρων βελτιςτοποίθςθσ τθσ ενεργειακισ πυκνότθτασ και ελαχιςτοποίθςθσ του κόςτουσ μεταφοράσ. Συμβατότθτα με τουσ υφιςτάμενουσ κανονιςμοφσ/διατάξεισ που αφοροφν ςε κζματα ενεργειακισ αξιοποίθςθσ υπολειμμάτων και παραγωγισ ενεργειακϊν καλλιεργειϊν και μελλοντικι εξαςφάλιςθ ςτακερισ παροχισ πρϊτθσ φλθσ (ςτθ διάρκεια του ζτουσ) με τθν ανάπτυξθ ςχθμάτων παραγωγισ ενεργειακϊν καλλιεργειϊν. Ενδεικτικά αναφζρονται τφποι βιομάηασ που είναι διακζςιμοι ςτο δίκτυο: Ρυρθνόξυλο Ρυρινεσ φροφτων ( π.χ. ροδάκινα, βερίκοκα, κ.ά.) Άχυρο υηοφλοιοί Στελζχθ & ςπάδικεσ καλαμποκιοφ Κλαδοδζματα οπωροφόρων, ελιάσ κι αμπελιοφ Κρυμματιςμζνο ξφλο δαςικισ προζλευςθσ Υπολείμματα από διαχείριςθ δαςικϊν οικοςυςτθμάτων (κορυφζσ, φλοιοί, κ.ά.) Ενεργειακζσ καλλιζργειεσ για ςτερεά ι υγρά βιοκαφςιμα. Ενεργειακι αξιοποίθςθ υπολειμματικισ βιομάηασ Δαχι Μαριλζνα - Ραπαδοποφλου Αλεξάνδρα ςελ. 28

29 Θ τεχνικι υποςτιριξθ που μπορεί να προςφζρει το Τμιμα Βιομάηασ αφορά αρχικά ςτθ ςφνταξθ τθσ μελζτθσ ςκοπιμότθτασ (ςυλλογι δεδομζνων κι αξιολόγθςθ αυτϊν με ςκοπό τθν τελικι διαςταςιολόγθςθ του δικτφου), ςτθν ανάλυςθ τθσ αγοράσ και ςτθν παροχι ςτοιχείων απαραίτθτων για τθ διαμόρφωςθ του επιχειρθςιακοφ ςχεδίου, ςτθν επιλογι, εγκατάςταςθ και επίβλεψθ των ενεργειακϊν καλλιεργειϊν κακϊσ και ςτθ ςφναψθ ςυμβολαίων και διαχείριςι τουσ με τουσ παραγωγοφσ τθσ πρϊτθσ φλθσ. Αποδζκτεσ των υπθρεςιϊν, δφναται να είναι τόςο αγροτικοί ςυνεταιριςμοί και τοπικοί φορείσ όςο και βιομθχανικζσ μονάδεσ, οι οποίεσ εξετάηουν τθν οικονομικά βιϊςιμθ ανάπτυξθ δικτφων διαχείριςθσ βιομάηασ. Για τθν απεικόνιςθ του δυναμικοφ των υπολειμματικϊν μορφϊν βιομάηασ ςτθν Ελλάδα ζχουν ςυγκροτθκεί χάρτεσ GIS ςε επίπεδο νομοφ. Ενεργειακι αξιοποίθςθ υπολειμματικισ βιομάηασ Δαχι Μαριλζνα - Ραπαδοποφλου Αλεξάνδρα ςελ. 29

30 ΚΕΦΑΛΑΙΟ Δυναμικό βιομάηασ: Ωσ δυναμικό βιομάηασ μπορεί κανείσ να κεωριςει τθν απολιψιμθ ποςότθτα φυτικϊν, δαςικϊν υλϊν, ηωικϊν και αςτικϊν λυμάτων, υποπροϊόντων βιομθχανικισ επεξεργαςίασ ι δθμοτικϊν ςτερεϊν απορριμμάτων. Το δυναμικό βιομάηασ διακρίνεται για ςυγκεκριμζνα ςε: Θεωρθτικό δυναμικό βιομάηασ, το οποίο αποτελεί το μζγιςτο ποςό τθσ βιομάηασ που μπορεί να παραχκεί ςε μια ςυγκεκριμζνθ περιοχι. Διακζςιμο δυναμικό βιομάηασ, το οποίο αποτελεί το ποςοςτό του κεωρθτικοφ δυναμικοφ που μπορεί να απολθφκεί με βάςθ τοπικοφσ (π.χ. μορφολογία εδάφουσ) και άλλουσ (π.χ. ανταγωνιςτικζσ χριςεισ) περιοριςμοφσ. Σεχνικά εκμεταλλεφςιμο δυναμικό βιομάηασ, το οποίο είναι το ποςοςτό του διακζςιμου δυναμικοφ, που μπορεί να αξιοποιθκεί με τα υφιςτάμενα τεχνικά μζςα. Οικονομικά εκμεταλλεφςιμο δυναμικό βιομάηασ, το οποίο είναι το ποςοςτό του τεχνικά εκμεταλλεφςιμου δυναμικοφ, που είναι και οικονομικά εκμεταλλεφςιμο. Το δυναμικό τθσ βιομάηασ ορίηεται ςε μονάδεσ βάρουσ ι όγκου, και υπολογίηεται με βάςθ τθν περιεχόμενθ % υγραςία του υλικοφ κ.β., και το φαινόμενο ειδικό βάροσ. Θ ακριβισ εκτίμθςθ του ενεργειακοφ δυναμικοφ βιομάηασ εκφράηεται ςε GWh, MJ, ι kcal ανά τόνο ξθράσ ουςίασ. Ενεργειακι αξιοποίθςθ υπολειμματικισ βιομάηασ Δαχι Μαριλζνα - Ραπαδοποφλου Αλεξάνδρα ςελ. 30

31 4.2.Μεκοδολογία υπολογιςμοφ των ποςοτιτων τθσ διακζςιμθσ βιομάηασ: Θ μεκοδολογία που εφαρμόηεται ςε γενικζσ γραμμζσ ακολουκεί τα παρακάτω ςτάδια: 1. Σφντομθ περιγραφι τθσ πρωτογενοφσ παραγωγισ (γεωργία, δάςθ, κτθνοτροφία) ςε επίπεδο Ρεριφζρειασ και Νομοφ. 2. Αναφορά ςτισ γεωργικζσ και δαςικζσ εκτάςεισ 3. Αναφορά ςτισ αποδόςεισ ςε γεωργικά και δαςικά προϊόντα. Οι αποδόςεισ ζχουν υπολογιςτεί ωσ ο μζςοσ όροσ των τελευταίων πζντε ετϊν. 4. Κακοριςμόσ των διαφόρων τφπων βιομάηασ, οι οποίοι κα εξαςφαλίςουν τθ τροφοδοςία τθσ μονάδασ για παραγωγι βιοενζργειασ 5. Αναγνϊριςθ και προςδιοριςμόσ των εμπλεκομζνων φορζων ςτθν υλοποίθςθ μιασ μονάδοσ παραγωγισ βιοενζργειασ 6. Κακοριςμόσ μιασ ςειράσ ρεαλιςτικϊν παραδοχϊν, βάςει των οποίων εξάχκθκαν ποςοτικζσ εκτιμιςεισ για τισ ςυνολικζσ (κεωρθτικό δυναμικό) και τισ πραγματικά διακζςιμεσ (τεχνικό δυναμικό) ποςότθτεσ κάκε ςυγκεκριμζνου τφπου βιομάηασ 7. Συγκζντρωςθ τεχνικοοικονομικϊν ςτοιχείων και ςτοιχείων κόςτουσ πρϊτων υλϊν βιομάηασ (οικονομικό δυναμικό). Τα ςτοιχεία αυτά αποτιμοφνται με βάςθ: τα ςτοιχεία πρωτογενοφσ παραγωγισ (Ρθγι: ΕΣΥΕ, Διευκφνςεισ Γεωργίασ Δαςαρχεία, Οργανιςμοφσ, Συνεταιριςμοφσ). τισ παραδοχζσ που αναφζρκθκαν ανωτζρω τισ αναφορζσ τθσ διεκνοφσ και ελλθνικισ βιβλιογραφίασ 4.3.Παγκόςμιο και Ελλθνικό Δυναμικό: Θ βιομάηα που παράγεται κάκε χρόνο ςτον πλανιτθ μασ υπολογίηεται ότι ανζρχεται ςε 172 δισ. τόνουσ ξθροφ υλικοφ, με ενεργειακό περιεχόμενο δεκαπλάςιο τθσ ενζργειασ που καταναλίςκεται παγκοςμίωσ ςτο ίδιο διάςτθμα. Το τεράςτιο αυτό ενεργειακό δυναμικό παραμζνει κατά το μεγαλφτερο μζροσ του ανεκμετάλλευτο, κακϊσ, ςφμφωνα με πρόςφατεσ εκτιμιςεισ, μόνο το 1/7 τθσ παγκόςμιασ Ενεργειακι αξιοποίθςθ υπολειμματικισ βιομάηασ Δαχι Μαριλζνα - Ραπαδοποφλου Αλεξάνδρα ςελ. 31

32 κατανάλωςθσ ενζργειασ καλφπτεται από τθ βιομάηα (Σχ. 1) και αφορά κυρίωσ τισ παραδοςιακζσ χριςεισ τθσ (καυςόξυλα κλπ.). Σχιμα 1. Θ ςυμμετοχι τθσ βιομάηασ (%) ςτθν παγκόςμια κατανάλωςθ ενζργειασ. Στθν Ελλάδα, τα κατ ζτοσ διακζςιμα γεωργικά και δαςικά υπολείμματα ιςοδυναμοφν ενεργειακά με 3-4 εκατ. τόνουσ πετρελαίου, ενϊ το δυναμικό των ενεργειακϊν καλλιεργειϊν μπορεί, με τα ςθμερινά δεδομζνα, να ξεπεράςει άνετα εκείνο των γεωργικϊν και δαςικϊν υπολειμμάτων. Το ποςό αυτό αντιςτοιχεί ενεργειακά ςτο 30-40% τθσ ποςότθτασ του πετρελαίου που καταναλϊνεται ετθςίωσ ςτθ χϊρα μασ. Σθμειϊνεται ότι 1 τόνοσ βιομάηασ ιςοδυναμεί με περίπου 0,4 τόνουσ πετρελαίου. Εντοφτοισ, με τα ςθμερινά δεδομζνα, καλφπτεται μόλισ το 3% περίπου των ενεργειακϊν αναγκϊν τθσ με τθ χριςθ τθσ διακζςιμθσ βιομάηασ. Θ βιομάηα ςτθ χϊρα μασ χρθςιμοποιείται κυρίωσ για τθν παραγωγι, κατά τον παραδοςιακό τρόπο, κερμότθτασ ςτον οικιακό τομζα (μαγειρικι, κζρμανςθ), για τθ κζρμανςθ κερμοκθπίων, ςε ελαιουργεία, κακϊσ και με τθ χριςθ πιο εξελιγμζνων τεχνολογιϊν, ςτθ βιομθχανία (εκκοκκιςτιρια βαμβακιοφ, παραγωγι προϊόντων ξυλείασ, αςβεςτοκάμινοι κ.ά.), ςε περιοριςμζνθ όμωσ κλίμακα. Ωσ πρϊτθ φλθ ςε αυτζσ τισ περιπτϊςεισ χρθςιμοποιοφνται υποπροϊόντα τθσ βιομθχανίασ ξφλου, ελαιοπυρθνόξυλα, κουκοφτςια ροδακίνων και άλλων φροφτων, τςόφλια αμυγδάλων, βιομάηα δαςικισ προζλευςθσ, άχυρο ςιτθρϊν, υπολείμματα εκκοκκιςμοφ κ.ά. Ενεργειακι αξιοποίθςθ υπολειμματικισ βιομάηασ Δαχι Μαριλζνα - Ραπαδοποφλου Αλεξάνδρα ςελ. 32

33 Ραρ όλα αυτά, οι προοπτικζσ αξιοποίθςθσ τθσ βιομάηασ ςτθ χϊρα μασ είναι εξαιρετικά ευοίωνεσ, κακϊσ υπάρχει ςθμαντικό δυναμικό, μεγάλο μζροσ του οποίου είναι άμεςα διακζςιμο. Ραράλλθλα, θ ενζργεια που μπορεί να παραχκεί είναι ςε πολλζσ περιπτϊςεισ οικονομικά ανταγωνιςτικι αυτισ που παράγεται από τισ ςυμβατικζσ πθγζσ ενζργειασ. Από πρόςφατθ απογραφι ζχει εκτιμθκεί ότι, το ςφνολο τθσ άμεςα διακζςιμθσ βιομάηασ ςτθν Ελλάδα ςυνίςταται από περίπου τόνουσ υπολειμμάτων γεωργικϊν καλλιεργειϊν (ςιτθρϊν, αραβόςιτου, βαμβακιοφ, καπνοφ, θλίανκου, κλαδοδεμάτων, κλθματίδων, πυρθνόξυλου κ.ά.), κακϊσ και από τόνουσ δαςικϊν υπολειμμάτων υλοτομίασ (κλάδοι, φλοιοί κ.ά.). Ρζραν του ότι το μεγαλφτερο ποςοςτό αυτισ τθσ βιομάηασ δυςτυχϊσ παραμζνει αναξιοποίθτο, πολλζσ φορζσ αποτελεί αιτία πολλϊν δυςάρεςτων καταςτάςεων (πυρκαγιζσ, δυςκολία ςτθν εκτζλεςθ εργαςιϊν, διάδοςθ αςκενειϊν κ.ά.). Από τισ παραπάνω ποςότθτεσ βιομάηασ, το ποςοςτό τουσ εκείνο που προκφπτει ςε μορφι υπολειμμάτων κατά τθ δευτερογενι παραγωγι προϊόντων (εκκοκκιςμόσ βαμβακιοφ, μεταποίθςθ γεωργικϊν προϊόντων, επεξεργαςία ξφλου κ.ά.) είναι άμεςα διακζςιμο, δεν απαιτεί ιδιαίτερθ φροντίδα ςυλλογισ, δεν παρουςιάηει προβλιματα μεταφοράσ και μπορεί να τροφοδοτιςει απ ευκείασ διάφορα ςυςτιματα παραγωγισ ενζργειασ. Μπορεί, δθλαδι, θ εκμετάλλευςι του να καταςτεί οικονομικά ςυμφζρουςα. Ραράλλθλα με τθν αξιοποίθςθ των διαφόρων γεωργικϊν και δαςικϊν υπολειμμάτων, ςθμαντικζσ ποςότθτεσ βιομάηασ είναι δυνατό να λθφκοφν από τισ ενεργειακζσ καλλιζργειεσ. Συγκριτικά με τα γεωργικά και δαςικά υπολείμματα, οι Ενεργειακι αξιοποίθςθ υπολειμματικισ βιομάηασ Δαχι Μαριλζνα - Ραπαδοποφλου Αλεξάνδρα ςελ. 33

34 καλλιζργειεσ αυτζσ ζχουν το πλεονζκτθμα τθσ υψθλότερθσ παραγωγισ ανά μονάδα επιφανείασ, κακϊσ και τθσ ευκολότερθσ ςυλλογισ. Ενεργειακι αξιοποίθςθ υπολειμματικισ βιομάηασ Δαχι Μαριλζνα - Ραπαδοποφλου Αλεξάνδρα ςελ. 34

35 ΚΕΦΑΛΑΙΟ υμμετοχι βιομάηασ ςτο ενεργειακό ιςοηφγιο (Ευρϊπθ, Ελλάδα): Μετά τισ πετρελαϊκζσ κρίςεισ του 1973 και 1979 και τθν ςυνειδθτοποίθςθ των παγκόςμιων περιβαλλοντικϊν προβλθμάτων που δθμιουργοφν οι ςυμβατικζσ πθγζσ ενζργειασ, ο ςθμαντικότεροσ τρόποσ για να μπορζςει θ ΕΕ και τα κράτθ μζλθ να ανταποκρικοφν ςτουσ φιλόδοξουσ ςτόχουσ που ζκεςαν το 1992, 1997 και 2002 ςτισ ςυνδιαςκζψεισ του ΟΘΕ για το περιβάλλον και τθν βιϊςιμθ ανάπτυξθ ςτο ίο, Κιότο και Γιοχάνεςμπουργκ, είναι να αυξιςει το ποςοςτό ςυμμετοχισ των ανανεϊςιμων πθγϊν ενζργειασ (ΑΡΕ) ςτθν ακακάριςτθ εςωτερικι ενεργειακι κατανάλωςθ, με ποςοτικοφσ ςτόχουσ και δεςμευτικά χρονοδιαγράμματα. Από το 1997 θ ΕΕ ζχει καταβάλει προςπάκειεσ ϊςτε να επιτευχκεί ζωσ το 2010 ο φιλόδοξοσ ςτόχοσ να είναι 12% το μερίδιο των ΑΡΕ ςτθν ακακάριςτθ εςωτερικι κατανάλωςθ ενζργειασ, γεγονόσ που κα επιτρζψει τθ δθμιουργία άνω των κζςεων εργαςίασ και κα αυξιςει το μερίδιο τθσ παραγωγισ θλεκτρικισ ενζργειασ από ΑΡΕ ςτθν ςυνολικι κατανάλωςθ θλεκτρικισ ενζργειασ τθσ ΕΕ από 14,2 % το 1998 ςε 22,1% μζχρι το Κατά τισ διαςκζψεισ που πραγματοποιικθκαν ςτο Βερολίνο τον Λανουάριο του 2004, ςτθ Βόννθ τον Λοφνιο του 2004 και ςτο Ρεκίνο τον Νοζμβριο του 2005, εξετάςτθκε θ δυνατότθτα παράταςθσ των ςυνολικϊν γενικϊν ςτόχων για τισ ΑΡΕ πζραν του 2010, ςυμφωνικθκε να αυξθκεί το ποςοςτό ςυμμετοχισ των ανανεϊςιμων πθγϊν ςτθν κάλυψθ των ενεργειακϊν αναγκϊν παγκοςμίωσ ζωσ και 50% μζχρι το 2040 και να βελτιωκεί ςθμαντικά θ ενεργειακι αποδοτικότθτα. Θ Ευρωπαϊκι Ζνωςθ ςιμερα καλφπτει το 4% των ενεργειακϊν τθσ αναγκϊν με βιομάηα. Σφμφωνα με το Σχζδιο Δράςθσ για τθ Βιομάηα (Biomass action plan) που εγκρίκθκε τον Δεκζμβριο 2005 από τθν ΕΕ, θ ςυμμετοχι τθσ βιομάηασ προβλζπεται να παίξει ςθμαντικό ρόλο ςτθν παραγωγι ενζργειασ ςε Ευρωπαϊκό επίπεδο (ΕU-25), κακϊσ προβλζπεται να αυξθκεί, προκειμζνου να καλυφκεί ο ςτόχοσ του 12%. Ωσ Ενεργειακι αξιοποίθςθ υπολειμματικισ βιομάηασ Δαχι Μαριλζνα - Ραπαδοποφλου Αλεξάνδρα ςελ. 35

36 άμεςο αποτζλεςμα του ςτόχου αυτοφ αναμζνεται να είναι θ μείωςθ των αερίων του κερμοκθπίου κατά 209 εκατ. τόνουσ ιςοδυνάμου CO 2 κατ ζτοσ, θ εξαςφάλιςθ κζςεων εργαςίασ ςτισ αγροτικζσ κυρίωσ περιοχζσ και υπό ιδανικζσ ςυνκικεσ θ πίεςθ προσ τα κάτω των τιμϊν του πετρελαίου λόγω μειωμζνθσ ηιτθςθσ. Ενεργειακι αξιοποίθςθ υπολειμματικισ βιομάηασ Δαχι Μαριλζνα - Ραπαδοποφλου Αλεξάνδρα ςελ. 36

37 ΚΕΦΑΛΑΙΟ Ενεργειακι Αξιοποίθςθ υπολειμματικισ βιομάηασ: Θ βιομάηα μπορεί να αξιοποιθκεί για τθν κάλυψθ ενεργειακϊν αναγκϊν (παραγωγι κερμότθτασ, ψφξθσ, θλεκτριςμοφ κ.λ.π.) είτε με απ ευκείασ καφςθ, είτε με μετατροπι τθσ ςε αζρια, υγρά ι/και ςτερεά καφςιμα μζςω κερμοχθμικϊν ι βιοχθμικϊν διεργαςιϊν (Ρίν. 1). Ρίνακασ 1. Υπάρχουςεσ τεχνολογίεσ αξιοποίθςθσ βιομάηασ Επειδι θ αξιοποίθςθ τθσ βιομάηασ αντιμετωπίηει ςυνικωσ τα μειονεκτιματα τθσ μεγάλθσ διαςποράσ, του μεγάλου όγκου και των δυςχερειϊν ςυλλογισ μεταποίθςθσ μεταφοράσ - αποκικευςθσ, επιβάλλεται θ αξιοποίθςι τθσ να γίνεται όςο το δυνατόν πλθςιζςτερα ςτον τόπο παραγωγισ τθσ. Ζτςι, αυτι μπορεί να χρθςιμοποιθκεί ευχερζςτατα ςε μια πλθκϊρα εφαρμογϊν: Ενεργειακι αξιοποίθςθ υπολειμματικισ βιομάηασ Δαχι Μαριλζνα - Ραπαδοποφλου Αλεξάνδρα ςελ. 37

38 6.2.Κάλυψθ των αναγκϊν κζρμανςθσ-ψφξθσ ι/και θλεκτριςμοφ ςε γεωργικζσ και άλλεσ βιομθχανίεσ: Με τουσ ςυμβατικοφσ τρόπουσ παραγωγισ τθσ θλεκτρικισ ενζργειασ, μεγάλεσ ποςότθτεσ κερμότθτασ απορρίπτονται ςτο περιβάλλον, είτε μζςω των ψυκτικϊν κυκλωμάτων, είτε μζςω των καυςαερίων. Με τθ ςυμπαραγωγι, όπωσ ονομάηεται θ ςυνδυαςμζνθ παραγωγι κερμικισ και θλεκτρικισ ενζργειασ από τθν ίδια ενεργειακι πθγι, το μεγαλφτερο μζροσ τθσ κερμότθτασ αυτισ ανακτάται και χρθςιμοποιείται επωφελϊσ. Ζτςι, αφ ενόσ επιτυγχάνεται ςθμαντικι εξοικονόμθςθ ενζργειασ, κακϊσ αυξάνεται ο βακμόσ ενεργειακισ μετατροπισ του καυςίμου ςε ωφζλιμθ ενζργεια, αφ ετζρου μειϊνονται αντίςτοιχα και οι εκπομπζσ ρφπων. Επίςθσ, ελαττϊνονται οι απϊλειεσ κατά τθ μεταφορά τθσ θλεκτρικισ ενζργειασ, κακϊσ τα ςυςτιματα ςυμπαραγωγισ είναι ςυνικωσ αποκεντρωμζνα και βρίςκονται πιο κοντά ςτουσ καταναλωτζσ απϋ ότι οι κεντρικοί ςτακμοί θλεκτροπαραγωγισ. Οι ςυμβατικοί ςτακμοί παρουςιάηουν βακμό απόδοςθσ 15-40%, ενϊ ςτα ςυςτιματα ςυμπαραγωγισ αυτόσ φκάνει μζχρι και 75-85%. Θ ςυμπαραγωγι από βιομάηα ςτθν Ελλάδα παρουςιάηει ςθμαντικό ενδιαφζρον ςε αςτικό και περιφερειακό επίπεδο. Θ εξάπλωςθ τθσ εφαρμογισ τθσ πρζπει να εξεταςκεί με βαςικό ςτόχο τθ δθμιουργία πολλϊν μικρϊν αποκεντρωμζνων Ενεργειακι αξιοποίθςθ υπολειμματικισ βιομάηασ Δαχι Μαριλζνα - Ραπαδοποφλου Αλεξάνδρα ςελ. 38

39 ςτακμϊν ςυμπαραγωγισ. Αυτοί κα πρζπει να εγκαταςτακοφν ςε περιοχζσ τθσ χϊρασ με ςθμαντικζσ ποςότθτεσ διακζςιμθσ βιομάηασ, οι οποίεσ να βρίςκονται ςυγχρόνωσ κοντά ςε καταναλωτζσ κερμότθτασ, κακϊσ θ μεταφορά τθσ κερμότθτασ παρουςιάηει υψθλζσ απϊλειεσ και αυξθμζνο κόςτοσ. Οι καταναλωτζσ τθσ παραγόμενθσ κερμότθτασ των προαναφερκζντων ςτακμϊν ςυμπαραγωγισ μπορεί να είναι χωριά ι πόλεισ, τα οποία κα κερμαίνονται μζςω κάποιασ εγκατάςταςθσ ςυςτιματοσ τθλεκζρμανςθσ, κερμοκιπια, βιομθχανικζσ μονάδεσ με αυξθμζνεσ απαιτιςεισ ςε κερμότθτα κ.ά. Θ παραγόμενθ από τα ςυςτιματα ςυμπαραγωγισ θλεκτρικι ενζργεια είναι δυνατό είτε να ιδιοκαταναλϊνεται είτε να πωλείται ςτθ ΔΕΘ, ςφμφωνα με όςα ορίηονται ςτο Ν. 2244/94 ( φκμιςθ κεμάτων θλεκτροπαραγωγισ από ανανεϊςιμεσ πθγζσ ενζργειασ και από ςυμβατικά καφςιμα ). Ζνα παράδειγμα βιομθχανίασ όπου με τθν εγκατάςταςθ μονάδασ ςυμπαραγωγισ υποκαταςτάκθκαν, πολφ επιτυχϊσ, ςυμβατικά καφςιμα από βιομάηα, είναι ζνα εκκοκκιςτιριο ςτθν περιοχι τθσ Βοιωτίασ. Σ αυτό εκκοκκίηονται ετθςίωσ τόνοι βαμβακιοφ και από τθν παραγωγικι αυτι διαδικαςία, προκφπτουν ετθςίωσ τόνοι υπολειμμάτων, τα οποία ςτο παρελκόν καίγονταν ςε πφργουσ αποτζφρωςθσ χωρίσ ιδιαίτερο ζλεγχο, δθμιουργϊντασ ζτςι κινδφνουσ αναφλζξεωσ. Θ απαραίτθτθ ξιρανςθ του βαμβακιοφ πριν τον εκκοκκιςμό παλαιότερα γινόταν με τθν καφςθ πετρελαίου και διοχζτευςθ των καυςαερίων ςτο προσ ξιρανςθ βαμβάκι, μζχρι που εγκαταςτάκθκε ςφςτθμα ςυμπαραγωγισ κερμότθτασ και θλεκτριςμοφ, το οποίο αξιοποιεί, μζςω καφςθσ, τα υπολείμματα του εκκοκκιςμοφ. Θ ιςχφσ του λζβθτα βιομάηασ είναι kcal/h και ο παραγόμενοσ ατμόσ ζχει πίεςθ 10 bar. Το ζργο που παράγεται κατά τθν εκτόνωςθ του ατμοφ ςε ζνα ςτρόβιλο, μετατρζπεται ςτθ γεννιτρια ςε θλεκτρικι ενζργεια ιςχφοσ 500 kw. Μετά τθν εκτόνωςι του, ο ατμόσ οδθγείται, μζςω ςωλθνϊςεων, αφ ενόσ ςε εναλλάκτεσ κερμότθτασ όπου κερμαίνεται ο αζρασ ςε κερμοκραςία 130 C, ο οποίοσ ςτθν ςυνεχεία χρθςιμοποιείται για τθν ξιρανςθ του βαμβακιοφ ςε ειδικοφσ γι αυτό το ςκοπό πφργουσ, αφ ετζρου ςτο ςπορελαιουργείο, όπου χρθςιμοποιείται ςτισ πρζςςεσ ατμοφ για τθν εξαγωγι του βαμβακόλαδου. Ενεργειακι αξιοποίθςθ υπολειμματικισ βιομάηασ Δαχι Μαριλζνα - Ραπαδοποφλου Αλεξάνδρα ςελ. 39

40 Με τθν εγκατάςταςθ του παραπάνω ςυςτιματοσ, καλφπτεται το ςφνολο των αναγκϊν ςε κερμότθτα του εκκοκκιςτθρίου, κακϊσ και μζροσ των αναγκϊν του ςε θλεκτρικι ενζργεια. Θ εξοικονόμθςθ ςυμβατικϊν καυςίμων που επιτυγχάνεται ετθςίωσ φκάνει τουσ 630 τόνουσ πετρελαίου. Ζτςι, θ αρχικι επζνδυςθ ςυνολικοφ φψουσ , αποςβζςκθκε ςε μόλισ 6-7 εκκοκκιςτικζσ περιόδουσ. Αξίηει τζλοσ να ςθμειωκεί ότι, ανάλογεσ μονάδεσ μόνο για παραγωγι κερμότθτασ ζχουν ιδθ εγκαταςτακεί και λειτουργοφν ςε 17 εκκοκκιςτιρια βαμβακιοφ ςτθ χϊρα μασ, ςτα οποία αντικαταςτάκθκε πλιρωσ θ χριςθ του πετρελαίου και του μαηοφτ από αυτι των υπολειμμάτων του εκκοκκιςμοφ. 6.3.Σθλεκζρμανςθ κατοικθμζνων περιοχϊν: Τθλεκζρμανςθ ονομάηεται θ εξαςφάλιςθ ηεςτοφ νεροφ τόςο για τθ κζρμανςθ των χϊρων, όςο και για τθν απευκείασ χριςθ του ςε ζνα ςφνολο κτιρίων, ζναν οικιςμό, ζνα χωριό ι μία πόλθ, από ζναν κεντρικό ςτακμό παραγωγισ κερμότθτασ. Θ παραγόμενθ κερμότθτα μεταφζρεται με δίκτυο αγωγϊν από το ςτακμό προσ τα κερμαινόμενα κτίρια. Θ τθλεκζρμανςθ παρουςιάηει μεγάλθ ανάπτυξθ ςε πολλζσ χϊρεσ, κακϊσ εμφανίηει ςθμαντικά πλεονεκτιματα, όπωσ είναι θ επίτευξθ υψθλότερου βακμοφ απόδοςθσ, ο περιοριςμόσ τθσ ρφπανςθσ του περιβάλλοντοσ και θ δυνατότθτα χρθςιμοποίθςθσ μθ ςυμβατικϊν καυςίμων, οπότε προκφπτουν επιπλζον οικονομικά και περιβαλλοντικά οφζλθ. Στθν Ελλάδα ζχει ιδθ εγκαταςτακεί θ πρϊτθ μονάδα τθλεκζρμανςθσ με χριςθ βιομάηασ. Θ μονάδα αυτι, που βρίςκεται ςτθν κοινότθτα Νυμφαςίασ του Νομοφ Αρκαδίασ, ζχει ονομαςτικι ιςχφ kcal/h και καλφπτει τισ ανάγκεσ κζρμανςθσ 80 κατοικιϊν και 600 m 2 κοινοτικϊν Ενεργειακι αξιοποίθςθ υπολειμματικισ βιομάηασ Δαχι Μαριλζνα - Ραπαδοποφλου Αλεξάνδρα ςελ. 40

41 χϊρων. Ωσ καφςιμθ φλθ χρθςιμοποιοφνται τρίμματα ξφλου, τα οποία προζρχονται από τεμαχιςμό ςε ειδικό μθχάνθμα υπολειμμάτων υλοτομίασ από γειτονικό δάςοσ ελάτων. Το ζργο αυτό αποτελεί πρότυπο για τθν ανάπτυξθ παρόμοιων εφαρμογϊν ςε κοινότθτεσ και διμουσ τθσ χϊρασ, δεδομζνου ότι εξαςφαλίηει ςθμαντικι εξοικονόμθςθ ςυμβατικϊν καυςίμων, αξιοποίθςθ των τοπικϊν ενεργειακϊν πόρων και ςυνειςφζρει ςτθ βελτίωςθ του περιβάλλοντοσ Θζρμανςθ κερμοκθπίων: Θ αξιοποίθςθ τθσ βιομάηασ ςε μονάδεσ παραγωγισ κερμότθτασ για τθ κζρμανςθ κερμοκθπίων αποτελεί μία ενδιαφζρουςα και οικονομικά ςυμφζρουςα προοπτικι για τουσ ιδιοκτιτεσ τουσ. Ιδθ, ςτο 10% περίπου τθσ ςυνολικισ ζκταςθσ των κερμαινόμενων κερμοκθπίων τθσ χϊρασ, αξιοποιοφνται διάφορα είδθ βιομάηασ. Ζνα παράδειγμα αυτοφ του είδουσ χριςθσ τθσ βιομάηασ αποτελεί μία κερμοκθπιακι μονάδα ζκταςθσ 2 ςτρεμμάτων, ςτο Νομό Σερρϊν, ςτθν οποία καλλιεργοφνται οπωροκθπευτικά. Σε αυτι τθ μονάδα ζχει εγκαταςτακεί ςφςτθμα παραγωγισ κερμότθτασ, ςυνολικισ κερμικισ ιςχφοσ kcal/h, το οποίο χρθςιμοποιεί ωσ καφςιμο άχυρο ςιτθρϊν. H ετιςια εξοικονόμθςθ ςυμβατικϊν καυςίμων που επιτυγχάνεται φκάνει τουσ 40 τόνουσ πετρελαίου. Οι ανεμιςτιρεσ βοθκοφν ςτθν κυκλοφορία του αζρα για τθν ανάπτυξθ υγιϊν φυτϊν, αυξάνονταs τθν διακεςιμότθτα του CO2 και μειϊνονταs τθν υπερβολικι υγραςία. Επίςθs διατθροφν ομοιόμορφθ κερμοκραςία ς όλο το κερμοκιπιο Χριςθ βιομάηασ ωσ καφςιμο οικιακισ κζρμανςθσ: Στον οικιακό τομζα θ κφρια χριςθ τθσ βιομάηασ είναι θ καφςθ τθσ για κζρμανςθ και παραγωγι ηεςτοφ νεροφ χριςθσ. Θ βιομάηα που χρθςιμοποιείται μπορεί να είναι ςε ακατζργαςτθ μορφι όπωσ καυςόξυλα, πυρθνόξυλα, ςπαςμζνα κουκοφτςια κ.λπ. ι επεξεργαςμζνθ για ευκολότερθ χριςθ, αποκικευςθ και μεταφορά όπωσ μπρικζττεσ (κυρίωσ ςε Ενεργειακι αξιοποίθςθ υπολειμματικισ βιομάηασ Δαχι Μαριλζνα - Ραπαδοποφλου Αλεξάνδρα ςελ. 41

42 ενεργειακά τηάκια ι ςόμπεσ) ι ςυςςωματϊματα βιομάηασ (pellets)ςε λζβθτεσ και ςόμπεσ. Για τθν καφςθ τθσ βιομάηασ μποροφν να χρθςιμοποιθκοφν: i. τυπικό τηάκι με απόδοςθ 20-30%. ii. ενεργειακό τηάκι που κερμαίνει και άλλουσ χϊρουσ ι νερό με απόδοςθ 80-85%. iii. ςόμπα ξφλου ι pellets με απόδοςθ 90%. iv. λζβθτασ ξφλου ι pellets για κεντρικι κζρμανςθ με απόδοςθ 70-90%. Ενδεικτικά αναφζρονται τα παρακάτω: a. κόςτοσ ενεργειακοφ τηακιοφ b. κόςτοσ ςτόφασ με pellets και ςτόφασ με καυςόξυλα c. κόςτοσ λζβθτα για τθν εγκατάςταςθ κεντρικοφ ςυςτιματοσ κζρμανςθσ Τα pellets που είναι διακζςιμα ςτθν ελλθνικι αγορά είναι ειςαγωγισ, παρζχονται ςε ςάκουσ των 15kg και κοςτίηουν /τόνο. Ενδεικτικά οι τιμζσ αγοράσ για pellets ςτθν υπόλοιπθ Ευρϊπθ είναι 250 /τόνο για ςάκουσ των 15kg και 170 /τόνο για μθ ςυςκευαςμζνα pellets. Ραρόμοιεσ τιμζσ αναμζνονται και ςτθν Ελλάδα ςτο άμεςο μζλλον με τθν αφξθςθ τθσ ηιτθςθσ και τθν ζναρξθ τοπικισ παραγωγισ. Για τθν κζρμανςθ μιασ κατοικίασ επιφάνειασ 150 m² ςτθν περιοχι του λεκανοπεδίου Αττικισ απαιτοφνται περίπου kwh ετθςίωσ. Το κόςτοσ ανάλογα με το καφςιμο διαμορφϊνεται: 1. Για καυςτιρα βιομάηασ (pellets) με χρζωςθ 0,085 /kwh (μζςθ τιμι pellets 400 /τόνο και απόδοςθ λζβθτα 88%) Για καυςτιρα πετρελαίου με χρζωςθ 0,06 /kwh (τιμι πετρελαίου 0,62 /lit και απόδοςθ λζβθτα 88%) Για καυςτιρα φυςικοφ αερίου με χρζωςθ 0,04 /kwh (απόδοςθ λζβθτα 90%) 667. Ενεργειακι αξιοποίθςθ υπολειμματικισ βιομάηασ Δαχι Μαριλζνα - Ραπαδοποφλου Αλεξάνδρα ςελ. 42

43 Πταν θ τιμι των pellets ςτθν Ελλάδα εξομοιωκεί με τθν ανάλογθ ευρωπαϊκι, το κόςτοσ λειτουργίασ με καφςιμο pellets κα μειωκεί ςθμαντικά. Τζλοσ, είναι ςθμαντικό να αναφερκεί, ότι θ τιμι τθσ βιομάηασ παραμζνει ςτακερι τα τελευταία χρόνια, ςε αντίκεςθ με τθν ανοδικι τιμι του πετρελαίου. 6.6.Παραγωγι θλεκτρικισ ενζργειασ - οργανικϊν λιπαςμάτων από πτθνοτροφικά απόβλθτα: Στθν περιοχι των Μεγάρων, εγκαταςτάκθκε μονάδα παραγωγισ οργανικϊν λιπαςμάτων από τθν επεξεργαςία των αποβλιτων των πολυάρικμων πτθνοτροφείων τθσ περιοχισ. Μια τζτοια μονάδα ζχει ςθμαντικζσ ευνοϊκζσ επιπτϊςεισ ςτο περιβάλλον, δεδομζνου ότι θ περιοχι απαλλάςςεται από ςθμαντικζσ ποςότθτεσ πτθνοτροφικϊν αποβλιτων, που προκαλοφν προβλιματα ςτουσ κατοίκουσ λόγω τθσ τοξικότθτάσ τουσ και του κινδφνου διάδοςθσ μολυςματικϊν αςκενειϊν. Συμβάλλει, όμωσ, και ςτθν εξοικονόμθςθ ςθμαντικϊν ποςοτιτων ςυμβατικϊν καυςίμων, τα οποία κα απαιτοφνταν για τθν κατ άλλο τρόπο παραγωγι ανόργανων λιπαςμάτων ίςθσ λιπαντικισ αξίασ. Θ μονάδα ζχει δυναμικότθτα επεξεργαςίασ τόνων πτθνοτροφικϊν αποβλιτων ετθςίωσ και θ θλεκτρικι ενζργεια που εξοικονομείται, ςτο ίδιο διάςτθμα, φκάνει περίπου τισ 500 MWh Τγρά καφςιμα που παράγονται από πυρόλυςθ απορριμμάτων: Από το 1950 θ επιςτιμθ προβλζποντασ το αυξανόμενο πρόβλθμα των απορριμμάτων (αςτικϊν, βιομθχανικϊν, ραδιενεργϊν, πετρελαιοειδϊν, νοςοκομειακϊν, πακογόνων και άλλων) κατόπιν ζρευνασ το μόνο που προτείνει ςαν ολοκλθρωτικι λφςθ του προβλιματοσ είναι θ ΡΥΟΛΥΣΘ για τα γενικά απορρίμματα και τθν ΡΛΑΣΜΑ ΡΥΟΛΥΣΘ για τα ειδικά απορρίμματα. Με τθν ανάπτυξθ τθσ χθμείασ και τθσ βιομθχανίασ τα απλά απορρίμματα ζγιναν πολφπλοκα με αποτζλεςμα μζςω τθσ χωματερισ να μολφνεται ο υδροφόροσ ορίηοντασ, θ περιοχι να γίνει εςτία μολφνςεωσ μζςω ηϊων και εντόμων, να είναι Ενεργειακι αξιοποίθςθ υπολειμματικισ βιομάηασ Δαχι Μαριλζνα - Ραπαδοποφλου Αλεξάνδρα ςελ. 43

44 αντί αιςκθτικι και εςτία φωτιάσ όπου τα απορρίμματα αναφλζγονται κατά λάκοσ ι ςκοπίμωσ για να ελαττωκεί ο όγκοσ τουσ με αποτζλεςμα μζςω τθσ φωτιάσ να δθμιουργοφνται διοξίνεσ (θ φωτιά τθσ Κεςςαλονίκθσ πριν 2 χρόνια παριγαγε τθν θμζρα 12 γραμμάρια διοξίνθσ τθν θμζρα όταν 88 εργοςτάςια πυρολφςεωσ ςτθν Αμερικι δθμιουργοφν λιγότερο από 10 γραμμάρια όλο τον χρόνο). Ρυρόλυςθ είναι θ αποςφνκεςθ τθσ φλθσ μζςω κερμότθτασ και αυτό γίνεται με ελάχιςτο οξυγόνο για να μθ δθμιουργείται διοξείδιο του άνκρακα. Θ πυρόλυςθ των ςτερεϊν απορριμμάτων των πόλεων δίνει ςτερεό ανκρακϊδεσ υπόλειμμα, υγρό και αζριο καφςιμο. Το υγρό κλάςμα περιζχει υδρογονάνκρακεσ, οξικό οξφ, μεκανόλθ, ακετόνθ και άλλεσ οργανικζσ ουςίεσ. Είναι αρκετά διαβρωτικό καφςιμο αλλά μπορεί να χρθςιμοποιθκεί μετά από κακαριςμό. Γίνεται παρακάτω μια περιγραφι λειτουργίασ και ςτοιχεία από ζνα εργοςτάςιο 300 τόνων τθν θμζρα. Το απορριμματοφόρο πθγαίνει ςτο εργοςτάςιο όπου ςε ζνα χϊρο «ψυγείο», χωρθτικότθτασ 600 τόνων ξεφορτϊνει πλζνεται και απολυμαίνεται προτοφ φφγει. Τα απορρίμματα διαχωρίηονται ςε γενικά οργανικά και μθ οργανικά. Α) Τα γενικά οργανικά προωκοφνται ςτο ςφςτθμα COMPOST όπου οι ςυνκικεσ κερμότθτασ και υγραςίασ ελζγχονται με αιςκθτιρεσ και θλεκτρονικοφσ υπολογιςτζσ για να δθμιουργθκεί το λίπαςμα. Το λίπαςμα κακαρίηεται από τυχόν μθ οργανικά, όπωσ πλαςτικά, μζταλλα, γυαλιά κ.τ.λ. και είναι ζτοιμο για πϊλθςθ, χρόνοσ διαδικαςίασ 6 με 8 εβδομάδεσ. Β) Τα όποια υγρά όπωσ λαδομπογιζσ, λιπαντικά, πολυμερι και πάρα πολλά άλλα υγρά με χθμικζσ και θλεκτρολυτικζσ διαδικαςίεσ μετατρζπονται ςε νερό κατάλλθλο για πότιςμα. Γ) Τα όποια μθ οργανικά αςτικά απορρίμματα προωκοφνται μθχανικά ςε ζνα κλίβανο όπου με ζλλειψθ οξυγόνου και με 600 οc κερμοκραςία αποςυντίκενται ςε ςτάχτθ, μζταλλο, γυαλί και αζρια. Θ ςτάχτθ, τα μζταλλα και το γυαλί διαχωρίηονται μθχανικά και τα μεν μζταλλα και το γυαλί τα ςυλλζγονται για πϊλθςθ, θ δε ςτάχτθ αδρανοποιείται και γίνεται ι τςιμεντόλικουσ ι υλικό που χρθςιμοποιείται για υπόςτρωμα ςτουσ δρόμουσ. Τα αζρια προωκοφνται περαιτζρω ςε ζνα κλίβανο (πλυντρίδα) όπου θ κερμοκραςία των 1000 οc αδρανοποιεί τα εφφλεκτα αζρια, ςε αυτι τθ φάςθ τα αζρια ψεκάηονται με διάφορα χθμικά όπωσ ο αςβζςτθσ που ςκοπό ζχει τθν περαιτζρω αδρανοποίθςθ Ενεργειακι αξιοποίθςθ υπολειμματικισ βιομάηασ Δαχι Μαριλζνα - Ραπαδοποφλου Αλεξάνδρα ςελ. 44

45 των αερίων και τθν ςυγκράτθςθ των βαρζων μετάλλων από τα αζρια που διοχετεφονται ςτα φίλτρα για να φιλτραριςτοφν από τθν όποια ςτάχτθ θ άλλα ςωματίδια υπάρχουν. Πλθ θ διαδικαςία για τθ καλι λειτουργία παρακολουκείται με αιςκθτιρεσ και θλεκτρονικοφσ υπολογιςτζσ και ςυντονίηεται μζςω των θλεκτρονικϊν υπολογιςτϊν. Οι εκπομπζσ των αερίων είναι μζςα ςτα όρια θ κάτω από ότι κζτει ςαν όριο θ Ε.C. Οι 300 τόνοι απορριμμάτων (αντιπροςωπεφουν κατοίκουσ) παράγουν 6 MW θλεκτριςμό που ικανοποιεί κατοικίεσ, επίςθσ ςυγκεντρϊνονται τόνοι μζταλλο, τόνοι γυαλί και από τθ ςτάχτθ παράγονται 2 εκατομμφρια τςιμεντόλικοι. Αντιρριςεισ ωσ προσ τθν πυρόλυςθ: 1) Εκπομπζσ αερίων που παράγουν καρκίνο. Υπάρχουν μελζτεσ που αποδεικνφουν ότι αυτό δεν ευςτακεί και μάλιςτα ζνα εργοςτάςιο πυρόλυςθσ είναι λιγότερο επικίνδυνο από ζνα οποιοδιποτε εργοςτάςιο εκπομπϊν αερίων. Επίςθσ θ Ευρωπαϊκι Ζνωςθ με τθν οδθγία 2000/76/ΕΚ του Ευρωπαϊκοφ Κοινοβουλίου και του ςυμβουλίου τθσ 4θσ/12ου/2000 επιτρζπει και επιχορθγεί τθν πυρόλυςθ. 2) Σωματίδια ςιδιρου και άλλων μετάλλων που μπορεί να διαφεφγουν ςτον αζρα και μζςω τθσ αναπνοισ να δθμιουργιςουν καρκίνο. Αυτό είναι δυνατόν να γίνει για λίγο εάν θ λειτουργία του εργοςταςίου δεν γίνεται όπωσ ζχει οριςτεί από τον καταςκευαςτι, αλλά οι αιςκθτιρεσ και οι θλεκτρονικοί υπολογιςτζσ που υπάρχουν κα ανιχνεφςουν το πρόβλθμα και κα διορκωκεί Ενεργειακι αξιοποίθςθ υπολειμματικισ βιομάηασ Δαχι Μαριλζνα - Ραπαδοποφλου Αλεξάνδρα ςελ. 45

46 αμζςωσ. Επίςθσ από υψθλζσ κερμοκραςίεσ, από τθν καφςθ μετεωριτϊν ςτθν ατμόςφαιρα, προζρχονται και τα 2-3 ςωματίδια που ειςπνζει κακθμερινϊσ ζνασ άνκρωποσ με τισ όποιεσ επιπτϊςεισ ςτθν υγεία του. 3) Θ οςμι των απορριμμάτων γφρο από τον χϊρο του εργοςταςίου. Δεν υπάρχει γιατί τα απορρίμματα αποκθκεφονται ςε ζνα χϊρο ψυγείο 600 τόνων. 4) Το εργοςτάςιο πυρόλυςθσ ρίχνει τθν αξία τθσ περιοχισ. Το εργοςτάςιο δεν γίνεται μζςα ςε κατοικιςιμεσ περιοχζσ και δεφτερον θ όψθ του είναι πολφ όμορφθ. 5) Ρολφ ακριβι λφςθ. Αρχικά ζτςι φαίνεται αλλά όταν θ απόςβεςθ κεφαλαίου γίνεται μζςα χρόνια και θ ηωι του εργοςταςίου είναι χρόνια δεν είναι ακριβι πλζον. Επίςθσ υπάρχει ολοκλθρωτικι 100% διαχείριςθ των απορριμμάτων με μζγιςτθ εκμετάλλευςθ και ποικιλόμορφο κζρδοσ και με ελάχιςτα λειτουργικά ζξοδα. 6) Ανεξάρτθτα από όλα τα παραπάνω όταν μια περιοχι επιλεγεί για εργοςτάςιο πυρόλυςθσ θ καταςκευαςτικι εταιρεία κάνει μελζτθ για το εάν θ τοποκεςία είναι κατάλλθλθ για το εργοςτάςιο όςον αφορά τον άνκρωπο. Ρλεονεκτιματα τθσ πυρόλυςθσ: 1) Πχι πλζον μόλυνςθ του υδροφόρου ορίηοντα και περιβάλλοντοσ, μόνο ελάχιςτεσ κοντρολαριςμζνεσ εκπομπζσ αερίων. 2) Ολοκλθρωτικι 100% διαχείριςθ των απορριμμάτων για χρόνια. Μια κακαρι λφςθ με παραγωγι θλεκτρικισ ενζργειασ ιπιασ μορφισ. 3) Λφςθ ςτα αςτικά χθμικά απόβλθτα 4) Μζγιςτθ εκμετάλλευςθ των απορριμμάτων με μεγάλο κζρδοσ. 5) Ζνα εργοςτάςιο πυρόλυςθσ αποτελείται από μονάδεσ κλιβάνων των 50 τόνων, ζτςι εάν ο πλθκυςμόσ μιασ περιοχισ αυξθκεί αυτό που γίνετε είναι να προςτεκοφν περιςςότερεσ μονάδεσ κλιβάνων των 50 τόνων για να καλφψουν τθν περαιτζρω αφξθςθ των απορριμμάτων. 6) Στρατθγικά τοποκετθμζνα εργοςτάςια ςε κατάλλθλεσ τοποκεςίεσ γφρο από μια πόλθ ζχουν ςαν πλεονζκτθμα τθν εφκολθ και γριγορθ μετακίνθςθ των απορριμμάτων με κζρδοσ τθν φκορά των απορριμματοφόρων (οχθμάτων και ελαςτικϊν) και τον χρόνο του προςωπικοφ και των οχθμάτων. Επίςθσ λιγότερθ διαδρομι εννοεί και λιγότερθ εκπομπι διοξειδίου του άνκρακα από το απορριμματοφόρο. 7) Λφςθ των οργανικϊν αποβλιτων όπωσ τρόφιμα, κλαδιά δζνδρων θ όποια χλωρίδα μζςω του COMPOST γίνονται λίπαςμα Παραγωγι υγρϊν καυςίμων με βιοχθμικι μετατροπι βιομάηασ: Ενεργειακι αξιοποίθςθ υπολειμματικισ βιομάηασ Δαχι Μαριλζνα - Ραπαδοποφλου Αλεξάνδρα ςελ. 46

47 Θ παραγωγι υγρϊν καυςίμων με βιοχθμικι διεργαςία (Σχ. 2) επικεντρϊνεται κυρίωσ, ςτθν παραγωγι βιοαικανόλθσ με ηφμωςθ ςακχάρων, αμφλου, κυτταρινϊν και θμικυτταρινϊν που προζρχονται από διάφορα είδθ βιομάηασ (αραβόςιτοσ, ςόργο το ςακχαροφχο κ.ά.). Θ τεχνολογία ηφμωςθσ των ςακχάρων είναι ςιμερα γνωςτι και ανεπτυγμζνθ, ενϊ εκείνθ τθσ ηφμωςθσ των κυτταρινϊν και θμικυτταρινϊν βρίςκεται υπό εξζλιξθ. Θ βιοαικανόλθ μπορεί να χρθςιμοποιθκεί ςε κινθτιρεσ οχθμάτων, ωσ ζχει ι ςε πρόςμιξθ με βενηίνθ, ωσ καφςιμο κίνθςθσ. Ραρά το γεγονόσ ότι, εκτόσ ελαχίςτων περιπτϊςεων (π.χ. αντικατάςταςθ αεροπορικισ βενηίνθσ), το κόςτοσ τθσ βιοαικανόλθσ είναι υψθλότερο εκείνου τθσ βενηίνθσ, θ χριςθ τθσ ωσ καφςιμο κίνθςθσ αυξάνει ςυνεχϊσ ανά τον κόςμο, με προεξάρχουςεσ τθ Βραηιλία και τισ ΘΡΑ. Αυτό ςυμβαίνει διότι αφ ενόσ θ βιοαικανόλθ είναι κακαρότερο καφςιμο από περιβαλλοντικισ πλευράσ και αφ ετζρου δίνει διζξοδο ςτα γεωργικά προβλιματα. Για τουσ λόγουσ αυτοφσ θ παραγωγι και χριςθ τθσ βιοαικανόλθσ παρουςιάηουν εξαιρετικά ευνοϊκζσ προοπτικζσ για το μζλλον Παραγωγι υγρϊν καυςίμων με κερμοχθμικι μετατροπι βιομάηασ (ταχεία πυρόλυςθ βιομάηασ): Θ ταχεία πυρόλυςθ τθσ βιομάηασ (biomass fast pyrolysis) είναι μια διεργαςία κατά τθν οποία θ πρϊτθ φλθ κερμαίνεται ταχφτατα ςε κερμοκραςίεσ C, ςε ςυνκικεσ ζλλειψθσ αζρα (οπότε και οξυγόνου). Σε αυτζσ τισ ςυνκικεσ παράγονται, ατμοί οργανικϊν ενϊςεων, μθ ςυμπυκνϊςιμα αζρια και ρευςτι πίςςα. Οι ατμοί των οργανικϊν ενϊςεων ςτθ ςυνζχεια ςυμπυκνϊνονται, παράγοντασ το ζλαιο πυρόλυςθσ (pyrolysis oil) ι βιοζλαιο (bio-oil). Στισ ςυνικεισ περιπτϊςεισ, περίπου 50-75% κατά βάροσ τθσ τροφοδοτοφμενθσ βιομάηασ μετατρζπεται ςε ζλαιο πυρόλυςθσ. Το τεράςτιο πλεονζκτθμα τθσ διεργαςίασ είναι ότι μετατρζπει οποιαδιποτε προβλθματικι ςτθ διαχείριςθ βιομάηα, διαφορετικισ προζλευςθσ, ςε ζνα κακαρό και ομοιογενζσ υγρό καφςιμο. Το ζλαιο πυρόλυςθσ μπορεί να χρθςιμοποιθκεί για τθν παραγωγι ανανεϊςιμθσ ενζργειασ, καυςίμων ι χθμικϊν προϊόντων. Θ ενεργειακι πυκνότθτα του ελαίου (δθλαδι θ ενζργεια που αποδίδει ανά μονάδα όγκου του) είναι ζωσ 5 φορζσ μεγαλφτερθ από εκείνθ τθσ αρχικισ βιομάηασ, γεγονόσ Ενεργειακι αξιοποίθςθ υπολειμματικισ βιομάηασ Δαχι Μαριλζνα - Ραπαδοποφλου Αλεξάνδρα ςελ. 47

48 που προςφζρει ουςιαςτικά διαχειριςτικά πλεονεκτιματα. Επιπρόςκετο πλεονζκτθμα είναι θ δυνατότθτα χριςθσ του ελαίου ςε υψθλότερθσ απόδοςθσ ςτροβίλουσ παραγωγισ ενζργειασ. Τζλοσ, θ δυνατότθτα μεταφοράσ του καυςίμου από το ςθμείο παραγωγισ του ςε διαφορετικι ςθμείο παραγωγισ ενζργειασ παρζχει μεγαλφτερθ ευελιξία ςτο ςφςτθμα διανομισ τθσ θλεκτρικισ ενζργειασ, μειϊνοντασ αποφαςιςτικά τισ απϊλειεσ του δικτφου. Μεγάλθ ποικιλία διαφορετικϊν ειδϊν βιομάηασ μποροφν να χρθςιμοποιθκοφν ςτθ διεργαςία. Για τθν επιτυχθμζνθ μετατροπι τθσ βιομάηασ είναι απαραίτθτθ θ προεπεξεργαςία τθσ: τεμαχιςμόσ τθσ ςε ομοιόμορφα μικρά κομμάτια (μικρότερα από 10 mm) και ξιρανςθ τθσ ϊςτε θ υγραςία τθσ να είναι μικρότερθ από 10%. Με ορκό ενεργειακό ςχεδιαςμό τθσ μονάδασ πυρόλυςθσ, θ απαιτοφμενθ κερμότθτα για τθν ξιρανςθ τθσ βιομάηασ μπορεί να προζλκει από τθν ίδια τθν μονάδα, μειϊνοντασ ζτςι τα λειτουργικά τθσ κόςτθ και ενιςχφοντασ το περιβαλλοντικό τθσ αποτφπωμα. Τα πλεονεκτιματα που ςυνοδεφουν τθν τεχνολογία ταχείασ πυρόλυςθσ τθσ βιομάηασ ζχουν οδθγιςει ςε ραγδαία αφξθςθ των ερευνθτικϊν προςπακειϊν ςτο αντικείμενο. Ωσ επιςτζγαςμα των προςπακειϊν αυτϊν, ζρχεται θ εμφάνιςθ των πρϊτων μονάδων πυρόλυςθσ τθσ βιομάηασ ςε εμπορικι, πλζον, κλίμακα. Στθν Αλμπζρτα του Καναδά, για παράδειγμα, βρίςκεται ςτθ φάςθ του ςχεδιαςμοφ και τθσ αδειοδότθςθσ θ μεγαλφτερθ μονάδα παραγωγισ ενζργειασ από πυρόλυςθ βιομάηασ. Θ ςυγκεκριμζνθ μονάδα κα επεξεργάηεται 400 τόνουσ βιομάηασ θμερθςίωσ (κυρίωσ πριονίδι και chips ξφλου) ενϊ αναμζνεται ότι κα παράγει αρκετι ποςότθτα θλεκτρικισ ενζργειασ ϊςτε να καλυφκοφν πλιρωσ οι ετιςιεσ ανάγκεσ κατοικιϊν. 6.8.Παραγωγι βιοαερίου από υπολειμματικι βιομάηα: Το βιοαζριο παράγεται από κερμικζσ ι βιοχθμικζσ διεργαςίεσ αποικοδόμθςθσ μεγάλων μορίων βιομάηασ. Το κυριότερο εκμεταλλεφςιμο ςυςτατικό του είναι το μεκάνιο που είναι και ο απλοφςτεροσ υδρογονάνκρακασ. Οι τρεισ κυριότερεσ πθγζσ βιοαερίου είναι οι χϊροι παραγωγισ ςτερεϊν απορριμμάτων, θ μεκανοποίθςθ και θ αεριοποίθςθ τθσ βιομάηασ. Στθν πρϊτθ περίπτωςθ το αζριο παράγεται από τθν βιοαποικοδόμθςθ τθσ οργανικισ φλθσ των απορριμμάτων και είναι μια ςχετικά αργι διεργαςία (ςε επίπεδο ετϊν). Θ δεφτερθ διεργαςία χρθςιμοποιεί τισ ίδιεσ αρχζσ αλλά θ διεργαςία επιταχφνεται ςθμαντικά επειδι γίνεται ελεγχόμενθ ςε ζναν Ενεργειακι αξιοποίθςθ υπολειμματικισ βιομάηασ Δαχι Μαριλζνα - Ραπαδοποφλου Αλεξάνδρα ςελ. 48

49 αντιδραςτιρα. Θ τελευταία χρθςιμοποιεί τθν κερμικι διάςπαςθ των βαρφτερων οργανικϊν μορίων για τθν παραγωγι του αερίου. Το βιοαζριο που παράγεται ςυνικωσ καίγεται επιτόπου για τθν παραγωγι θλεκτρικισ ενζργειασ Παραγωγι βιοαερίου από χϊρουσ υγειονομικισ ταφισ (ΧΤΣΑ): Σθμαντικζσ ενεργειακζσ ανάγκεσ μποροφν επίςθσ να καλυφκοφν με τθ χριςθ του βιοαερίου ωσ καυςίμου ςε μθχανζσ εςωτερικισ καφςθσ, για τθν παραγωγι κερμότθτασ και θλεκτριςμοφ. Αυτό αποτελείται κυρίωσ από μεκάνιο και διοξείδιο του άνκρακα και παράγεται από τθν αναερόβια χϊνευςθ κτθνοτροφικϊν κυρίωσ αποβλιτων, όπωσ είναι τα λφματα των χοιροςταςίων, πτθνοτροφιϊν, βουςταςίων, κακϊσ και βιομθχανικϊν και αςτικϊν οργανικϊν απορριμμάτων. Στθν περίπτωςθ των κτθνοτροφικϊν αποβλιτων, θ παραγωγι του βιοαερίου γίνεται ςε ειδικζσ εγκαταςτάςεισ, απλοφςτερεσ ι ςυνκετότερεσ, ανάλογα με το είδοσ τθσ εφαρμογισ. Σ αυτζσ, εκτόσ από το βιοαζριο, παράγεται και πολφ καλισ ποιότθτασ οργανικό λίπαςμα, του οποίου θ διάκεςθ ςτθν αγορά μπορεί να ςυμβάλλει ςτθν οικονομικι βιωςιμότθτα μίασ εφαρμογισ αυτοφ του είδουσ. Στθν περίπτωςθ των αςτικϊν απορριμμάτων, το βιοαζριο παράγεται ςτουσ Χϊρουσ Υγειονομικισ Ταφισ Απορριμμάτων (ΧΥΤΑ). Θ μάςτευςι του μπορεί να αρχίςει μετά από το δεφτερο ι τρίτο χρόνο τθσ απόκεςθσ των απορριμμάτων αυτϊν Ενεργειακι αξιοποίθςθ υπολειμματικισ βιομάηασ Δαχι Μαριλζνα - Ραπαδοποφλου Αλεξάνδρα ςελ. 49

50 και εξαρτάται από τθν ποςότθτά τουσ. Από τθν άλλθ πλευρά, θ ποςότθτα του βιοαερίου που μαςτεφεται εξαρτάται κυρίωσ από τθν περιεκτικότθτα των αποτικεμζνων απορριμμάτων ςε οργανικά υλικά, κακϊσ και από τθν ποιότθτα του υλικοφ επικάλυψθσ των ςτρϊςεων. Αυτό κα πρζπει να είναι όςο το δυνατόν πιο ςτεγανό, ϊςτε να επιτυγχάνεται θ αναερόβια χϊνευςθ, εμποδίηοντασ, ταυτόχρονα, τθν απαζρωςθ του παραγόμενου βιοαερίου. Στθ χϊρα μασ οι μονάδεσ ενεργειακισ αξιοποίθςθσ βιοαερίου ζχουν ςυνολικι εγκατεςτθμζνθ ιςχφ 28 MW. Οι πιο ςθμαντικζσ είναι ςτο ΧΥΤΑ Άνω Λιοςίων, που παράγουν κυβικϊν μζτρων βιοαερίου με εγκατεςτθμζνθ ιςχφ 13 MW και ςτθν Ψυττάλεια με παραγωγι κυβ. μζτρων βιοαερίου τθν θμζρα και εγκατεςτθμζνθ ιςχφ 7,5 MW. Τα υπόλοιπα 8 MW παράγονται από άλλεσ μικρότερεσ μονάδεσ, που όμωσ χρθςιμοποιοφν μόνο τα αςτικά απορρίμματα ι τουσ βιολογικοφσ κακαριςμοφσ και όχι τα ηωικά απόβλθτα, τα απορρίμματα των ςφαγείων ι άλλεσ πθγζσ ενζργειασ. Το βιοαζριο που παράγεται από τθν αναερόβια χϊνευςθ τθσ βιομάηασ που ςυγκεντρϊνεται ςτθ χωματερι, αποτελείται κυρίωσ από μεκάνιο (γενικά 40-70%) και διοξείδιο του άνκρακα, ενϊ -ςυνικωσ μζχρι 5%- ςυμμετζχουν ςτθ ςφςταςι του και άλλα αζρια όπωσ υδρογόνο, άηωτο, μονοξείδιο του άνκρακα, υδρόκειο, υδρατμοί κ.λπ. Πςο υψθλότερθ είναι θ περιεκτικότθτα του βιοαερίου ςε μεκάνιο, τόςο μεγαλφτερθ απόδοςθ ζχει ωσ καφςιμο για παραγωγι ενζργειασ. Να προςκζςουμε ότι τα προϊόντα τθσ επεξεργαςίασ είναι αρκετά ςτακεροποιθμζνα. Το όλο ζργο αναμζνεται να ςυμβάλει ςθμαντικά ςτθν αναβάκμιςθ του επιβαρθμζνου περιβάλλοντοσ, αφοφ ελζγχει τθν ανεξζλεγκτθ ζκλυςθ βιοαερίου από τα απορρίμματα, που ςυντελεί ςθμαντικά ςτθν εντατικοποίθςθ του φαινομζνου του κερμοκθπίου. Τζλοσ, επιταχφνει τθν εξάλειψθ των οςμϊν και τθν αποφυγι εκδιλωςθσ πυρκαγιϊν (το τελευταίο δεν είναι ςπάνιο τουσ καλοκαιρινοφσ μινεσ). Ενεργειακι αξιοποίθςθ υπολειμματικισ βιομάηασ Δαχι Μαριλζνα - Ραπαδοποφλου Αλεξάνδρα ςελ. 50

51 Παραγωγι βιοαερίου από εγκατάςταςθ βιολογικοφ κακαριςμοφ: Τα λφματα ενόσ βιολογικοφ κακαριςμοφ μποροφν να αποτελζςουν ςθμαντικι πθγι ενζργειασ. Θ λάςπθ (ιλφσ) που κα προζλκει από τα λφματα πρζπει να υποςτεί διαχείριςθ και επεξεργαςία με αποτελεςματικό και αςφαλι τρόπο. Ο ςκοπόσ τθσ χϊνευςθσ τθσ λάςπθσ είναι θ μείωςθ τθσ οργανικισ φλθσ και των πακογόνων μικροοργανιςμϊν. Οι πιο ςυνθκιςμζνοι μζκοδοι επεξεργαςίασ τθσ λάςπθσ είναι: Θ αναερόβια χϊνευςθ, θ αερόβια χϊνευςθ και θ ςφνκεςθ. Θ αναερόβια χϊνεψθ είναι μια διαδικαςία θ οποία πραγματοποιείται με τθν απουςία οξυγόνου. Κατά τθν αναερόβια χϊνευςθ παράγεται βιοαζριο με υψθλι περιεκτικότθτα ςε μεκάνιο, το οποίο μπορεί να χρθςιμοποιθκεί για τθν κζρμανςθ των δεξαμενϊν κακϊσ και για τθν κάλυψθ των ενεργειακϊν αναγκϊν των εγκαταςτάςεων. Σε μεγάλεσ μονάδεσ επεξεργαςίασ λυμάτων μπορεί να παραχκεί περιςςότερθ ενζργεια από όςθ χρειάηεται για τθν κάλυψθ των ενεργειακϊν αναγκϊν τθσ μονάδασ. Τα πλεονεκτιματα τθσ αναερόβιασ διαδικαςίασ είναι θ παραγωγι του μεκανίου και τα μειονεκτιματα είναι θ μεγάλθ χρονικι περίοδοσ που χρειάηεται θ διαδικαςία (ωσ 30 θμζρεσ) κακϊσ και το υψθλό κόςτοσ Θερμικι παραγωγι βιοαερίου με αεριοποίθςθ: Τα οικιακά απορρίμματα ι θ βιομάηα μποροφν να πυρολυκοφν όπωσ αναφζρκθκε παραπάνω και να δϊςουν H 2, CH 4, CO και CO 2 που είναι καφςιμο με κερμογόνο δφναμθ kcal/m 3 ι περίπου kj/kg. Ραράγονται επίςθσ ςωματίδια και ζνα υγρό ελαιϊδεσ κατάλοιπο που ονομάηεται ςυνκετικό πετρζλαιο με κερμογόνο δφναμθ kj/kg. Ενεργειακι αξιοποίθςθ υπολειμματικισ βιομάηασ Δαχι Μαριλζνα - Ραπαδοποφλου Αλεξάνδρα ςελ. 51

52 Θ αεριοποίθςθ των οικιακϊν απορριμμάτων ι τθσ βιομάηασ μπορεί να γίνει με μερικι τουσ καφςθ με αζρα ι οξυγόνο. Σε αντίκεςθ με τθν πυρόλυςθ, θ καφςθ είναι αυτοςυντθροφμενθ αντίδραςθ χωρίσ προςκικθ εξωτερικισ ενζργειασ, επειδι οι αντιδράςεισ τθσ πυρόλυςθσ είναι ενδόκερμεσ ενϊ αυτζσ τθσ καφςθσ εξϊκερμεσ. Ραράγεται ζνα μίγμα από CO 2, CO, H 2 και CH 4. Θ κερμογόνοσ δφναμθ του αερίου αυτοφ είναι περίπου 5000 kj/m 3 όταν χρθςιμοποιείται αζρασ και kj/m 3 όταν χρθςιμοποιείται οξυγόνο. Δεν υπάρχουν ςιμερα μεγάλεσ μονάδεσ κερμικισ παραγωγισ βιοαερίου, αλλά μερικζσ χϊρεσ όπωσ θ Λνδία, θ Κίνα, θ Ταϊλάνδθ, κτλ ζχουν αναπτφξει κάποιεσ εκατοντάδεσ μικρζσ μονάδεσ αεριοποίθςθσ βιομάηασ. Το αζριο που παράγεται καίγεται για τθν παραγωγι θλεκτρικισ ενζργειασ Μεκανοποίθςθ βιομάηασ: Θ μεκανογζννεςθ ι μεκανοποίθςθ είναι μια διαδικαςία που μπορεί να χρθςιμοποιθκεί για τθν παραγωγι μεκανίου από οργανικά απόβλθτα ςε αντιδραςτιρα ςτουσ ο C και ph Θ διαδικαςία που εφαρμόηεται είναι θ διαλογι του υλικοφ για τθν απομάκρυνςθ των μθ ηυμϊςιμων υλϊν, θ τεμαχιοποίθςθ και θ ειςαγωγι μεκανογενϊν βακτθριδίων. Θ διαδικαςίεσ που γίνονται είναι οι ακόλουκεσ: - υδρόλυςθ των υλικϊν με ζνηυμα και παραγωγι μικρότερων μορίων, Ενεργειακι αξιοποίθςθ υπολειμματικισ βιομάηασ Δαχι Μαριλζνα - Ραπαδοποφλου Αλεξάνδρα ςελ. 52

53 - οξυγζννεςθ, δθλαδι παραγωγι οξικοφ οξζοσ, διοξειδίου του άνκρακα και υδρογόνου: C 6 H 12 O 6 + 2H 2 O 2CH 3 COOH+2CO 2 +4H 2 - μεκανογζννεςθ, δθλαδι παραγωγι μεκανίου: CH 3 COOH CH 4 +CO 2 CO 2 +4H 2 CH 4 +2H 2 O Το ποςοςτό ςε μεκάνιο είναι περίπου 70% και ςε διοξείδιο του άνκρακα 30%. Ενεργειακι αξιοποίθςθ υπολειμματικισ βιομάηασ Δαχι Μαριλζνα - Ραπαδοποφλου Αλεξάνδρα ςελ. 53

54 ΚΕΦΑΛΑΙΟ Πλεονεκτιματα οφζλθ ωσ πθγι ενζργειασ 1. Μείωςθ τθσ ατμοςφαιρικισ ρφπανςθσ 2. Μείωςθ των ηωικϊν αποβλιτων, των αποβλιτων από τθν επεξεργαςία τροφίμων και των δθμοτικϊν αποβλιτων 3. Εξοικονόμθςθ χϊρου ςτουσ Χϊρουσ Υγειονομικισ Ταφισ 4. Μείωςθ του κίνδυνου πυρκαγιάσ 5. Βελτίωςθ τθσ ποιότθτασ του υδροκρίτθ 6. Οικονομικά και κοινωνικά οφζλθ Μείωςθ τθσ ατμοςφαιρικισ ρφπανςθσ: Ππωσ και ςτισ άλλεσ ανανεϊςιμεσ πθγζσ ενζργειασ, π.χ. αιολικι και θλιακι, ζτςι και θ βιομάηα παράγει λιγότερεσ εκπομπζσ του SO 2 από ότι τα ορυκτά καφςιμα διότι θ περιεκτικότθτα ςε S είναι μικρότερθ ςε ςχζςθ με τα ορυκτά καφςιμα. Επίςθσ θ περιεκτικότθτα, τθσ βιομάηασ, ςε Ν είναι μικρότερθ και αυτό ζχει ςαν ςυνζπεια μικρότερθ εκπομπι NO x από ότι τα ορυκτά καφςιμα. Ταυτόχρονα οι εκπομπζσ του CO 2 είναι μικρότερθ από τα ορυκτά καφςιμα. Αν και κατά τθν καφςθ τθσ βιομάηασ οι εκπομπζσ του CO 2 είναι ςθμαντικζσ μποροφμε να τισ κεωριςουμε μθδενικζσ. Οριςμζνεσ από αυτζσ τισ εκπομπζσ αντιςτακμίηονται από το γεγονόσ ότι θ βιομάηα είναι φυτικισ προζλευςθσ, και τα φυτά απορροφοφν διοξείδιο του άνκρακα. Δεδομζνου ότι κατά τθν καφςθ τθσ βιομάηασ απελευκερϊνετε το CO 2, το οποίο απορροφικθκε κατά τθν φωτοςφνκεςθ, θ δζςμευςθ του ξανά από τουσ φυτικοφσ οργανιςμοφσ εξαρτάτε κακαρά από το είδοσ των φυτικϊν οργανιςμϊν και άλλουσ παράγοντεσ. Θ βιομάηα, θ οποία προζρχεται από τα δαςικά υπολείμματα, προςτατεφει τα δάςθ από πυρκαγιζσ και δθμιουργεί θ απομάκρυνςι τθσ αντιπυρικζσ ηϊνεσ. Ομοίωσ και τα γεωργικά υπολείμματα μποροφν να χρθςιμοποιθκοφν για τθν παραγωγι ενζργειασ αντί να καίγονται ανεξζλεγκτα ρυπαίνοντασ τον πλανιτθ. Ενεργειακι αξιοποίθςθ υπολειμματικισ βιομάηασ Δαχι Μαριλζνα - Ραπαδοποφλου Αλεξάνδρα ςελ. 54

55 Αξιοποίθςθ τθ βιομάηασ μπορεί να αποτρζψει τισ αρνθτικζσ ςυνζπειεσ που μπορεί να προκαλζςουν οι δαςικζσ πυρκαγιζσ αφοφ κατά τθν καφςθ εκλφονται τοξικά υλικά, υδράργυροσ, αιωροφμενα ςωματίδια, διοξείδιο του άνκρακα, μονοξείδιο του άνκρακα, μεκάνιο, οξείδια του αηϊτου και άλλα αζρια τα οποία ρυπαίνουν τθν ατμόςφαιρα και το ζδαφοσ. Επιπλζων θ καφςθ των φυτικϊν οργανιςμϊν από τισ πυρκαγιζσ ζχει ςαν ςυνζπεια τθν μθ δζςμευςθ του διοξειδίου του άνκρακα από τθν ατμόςφαιρα και ζτςι εντείνεται το αυξανόμενο φαινόμενο του κερμοκθπίου Μείωςθ των ηωικϊν αποβλιτων, των αποβλιτων από τθν επεξεργαςία τροφίμων και των δθμοτικϊν αποβλιτων: Θ αναερόβια χϊνευςθ μπορεί να χρθςιμοποιθκεί για τθν μετατροπι αποβλιτων από τθν κτθνοτροφία, τθν επεξεργαςία τροφίμων και των νοικοκυριϊν για τθν παραγωγι ενζργειασ. Το βιοαζριο το οποίο ςχθματίηετε από τθν αναερόβια χϊνευςθ μπορεί να χρθςιμοποιθκεί για τθν παραγωγι κερμότθτασ ι ψιξεισ, θλεκτρικισ ενζργειασ, τθν μείωςθ των οςμϊν και τθν μείωςθ των μολφνςεων των υδάτων Εξοικονόμθςθ χϊρου ςτουσ Χϊρουσ Τγειονομικισ Σαφισ: Ζνα τμιμα των χϊρων υγειονομικισ ταφισ αποτελείτε από απόβλθτα ξυλείασ, απόβλθτα από τθν επεξεργαςία τροφίμων, απόβλθτα από βιομθχανίεσ χαρτιοφ και οικιακά απορρίμματα που περιζχουν οργανικζσ ουςίεσ που μποροφν να μετατραποφν ςε ενζργεια. Ταυτόχρονα τα απορρίμματα που απομζνουν και δεν μποροφν να χρθςιμοποιθκοφν περαιτζρω ενταφιάηονται ςτουσ χϊρουσ υγειονομικισ ταφισ καταλαμβάνοντασ ζτςι λιγότερο χϊρο Μείωςθ του κίνδυνου πυρκαγιάσ: Ενεργειακι αξιοποίθςθ υπολειμματικισ βιομάηασ Δαχι Μαριλζνα - Ραπαδοποφλου Αλεξάνδρα ςελ. 55

56 Ο κίνδυνοσ των καταςτροφικϊν πυρκαγιϊν μπορεί να μειωκεί με τθν αφαίρεςθ μικρισ διαμζτρου δζντρα, τα οποία δρουν ωσ καφςιμο για τισ φλόγεσ. Θ αφαίρεςθ των δζντρων είναι δαπανθρι διαδικαςία, αλλά θ χριςθ αυτϊν των υλικϊν βιομάηασ μποροφν να δθμιουργιςουν μια διζξοδο ςτθν αγορά Βελτίωςθ τθσ ποιότθτασ του υδροκρίτθ: Μείωςθ των υγρϊν λυμάτων από τθν κτθνοτροφία, τθν επεξεργαςία τροφίμων και από τθν αποχζτευςθ των πόλεων μπορεί να ςυμβάλει ςτθν βελτίωςθ τθσ ποιότθτασ των υδάτων. Επίςθσ θ πρόλθψθ των πυρκαγιϊν ςυνειςφζρει ςτθν βελτίωςθ τθσ ποιότθτασ των υδάτων αφοφ οι πυρκαγιζσ μειϊνουν τθν ικανότθτα απορρόφθςθσ των νερϊν από το ζδαφοσ παραςφροντασ ζτςι ςυντρίμμια και ιηιματα ςτισ όχκεσ λιμνϊν, ποταμϊν και καλαςςϊν Οικονομικά και κοινωνικά οφζλθ: Εφόςον θ βιομάηα είναι εγχϊρια πθγι ενζργειασ, θ αξιοποίθςι τθσ ςε ενζργεια ςυμβάλλει ςθμαντικά ςτθ μείωςθ τθσ εξάρτθςθσ από ειςαγόμενα καφςιμα και βελτίωςθ του εμπορικοφ ιςοηυγίου, ςτθν εξαςφάλιςθ του ενεργειακοφ εφοδιαςμοφ και ςτθν εξοικονόμθςθ του ςυναλλάγματοσ. Θ ενεργειακι αξιοποίθςθ τθσ βιομάηασ ςε μια περιοχι, αυξάνει τθν απαςχόλθςθ ςτισ αγροτικζσ περιοχζσ με τθ χριςθ εναλλακτικϊν καλλιεργειϊν (διάφορα είδθ ελαιοκράμβθσ, ςόργο, καλάμι,) τθ δθμιουργία εναλλακτικϊν αγορϊν για τισ παραδοςιακζσ καλλιζργειεσ (θλίανκοσ κ.ά.), και τθ ςυγκράτθςθ του πλθκυςμοφ ςτισ εςτίεσ τουσ, ςυμβάλλοντασ ζτςι ςτθ κοινωνικό-οικονομικι ανάπτυξθ τθσ περιοχισ. Ενεργειακι αξιοποίθςθ υπολειμματικισ βιομάηασ Δαχι Μαριλζνα - Ραπαδοποφλου Αλεξάνδρα ςελ. 56

57 ΚΕΦΑΛΑΙΟ Μειονεκτιματα ωσ πθγι ενζργειασ 1. Τα αζρια του κερμοκθπίου που παράγονται από τθν καφςθ 2. Επιπλζον ζξοδα για τθν εγκατάςταςθ τθσ τεχνολογίασ για τθν επεξεργαςία και ανακφκλωςθ των αποβλιτων 3. Μεγάλο κόςτοσ για τθ ςυλλογι, τθ ςυγκομιδι και τθν αποκικευςθ των πρϊτων υλϊν 4. Μεγάλθσ κλίμακασ καλλιζργειεσ κα χρθςιμοποιιςουν τεράςτιεσ εκτάςεισ γθσ και των υδάτων, που είναι μείηονοσ ςθμαςίασ Σα αζρια του κερμοκθπίου που παράγονται από τθν καφςθ: Κατά τθν καφςθ τθσ βιομάηασ εκλφονται αζρια τα οποία οφείλονται για τθν αφξθςθ του φαινομζνου του κερμοκθπίου. Γι αυτό το λόγο πρζπει να αναπτυχκοφν και να εφαρμοςτοφν τεχνολογίεσ κακαριςμοφ των καυςαερίων ςτισ εγκαταςτάςεισ παραγωγισ ενζργειασ ζτςι ϊςτε να καταςτεί πραγματικά φιλικό προσ το περιβάλλον ωσ καφςιμο Επιπλζον ζξοδα για τθν εγκατάςταςθ τθσ τεχνολογίασ για τθν επεξεργαςία και ανακφκλωςθ των αποβλιτων: Σε ςφγκριςθ με τα ορυκτά καφςιμα θ βιομάηα παρουςιάηει το μειονζκτθμα τθσ μετατροπισ τθσ πρϊτθσ φλθσ ςε τελικό προϊόν. Το γεγονόσ αυτό ζγκειται ςτθ δυςκολία παραγωγισ τθσ βιομάηασ. Θ ςυμπφκνωςθ, ο τεμαχιςμόσ, το ξεφλοφδιςμα και θ κοπι μεγάλων ποςοτιτων βιομάηασ είναι ςυχνά απαραίτθτθ κατά τθν μετατροπι τθσ πρϊτθσ φλθσ τθσ βιομάηασ. Ζτςι για μικρζσ εγκαταςτάςεισ παραγωγισ βιομάηασ, παραδείγματοσ χάριν θ τεχνολογία κακαριςμοφ δεν μπορεί να είναι οικονομικά εφικτι. Ενεργειακι αξιοποίθςθ υπολειμματικισ βιομάηασ Δαχι Μαριλζνα - Ραπαδοποφλου Αλεξάνδρα ςελ. 57

58 8.1.3.Μεγάλο κόςτοσ για τθ ςυλλογι, τθ ςυγκομιδι και τθν αποκικευςθ των πρϊτων υλϊν: Θ ςυλλογι, θ ςυγκομιδι και θ αποκικευςθ των πρϊτων υλϊν τθσ βιομάηασ αυξάνουν κατά πολφ το κόςτοσ, ειδικά λαμβάνοντασ υπόψθ τισ μεγάλεσ ποςότθτεσ που απαιτοφνται ςε ςφγκριςθ με τα ορυκτά καφςιμα Μεγάλθσ κλίμακασ καλλιζργειεσ κα χρθςιμοποιιςουν τεράςτιεσ εκτάςεισ γθσ και των υδάτων, που είναι μείηονοσ ςθμαςίασ: Θ ενζργεια από βιομάηα εξαρτάτε ςε μεγάλο βακμό από τισ καλλιεργιςιμεσ εκτάςεισ. Εάν τα βιοκαφςιμα αντικαταςτιςουν ςε μεγάλο βακμό τα ορυκτά καφςιμα τότε οι καλλιεργιςιμεσ εκτάςεισ, που χρθςιμοποιοφνται για τθν διατροφι ολόκλθρθσ τθσ ανκρωπότθτασ, κα μετατραποφν ςε ζνα μεγάλο βακμό ςε ενεργειακζσ καλλιζργειεσ πράγμα που δεν είναι ςωςτό από ιδεολογικισ άποψθσ. Ενεργειακι αξιοποίθςθ υπολειμματικισ βιομάηασ Δαχι Μαριλζνα - Ραπαδοποφλου Αλεξάνδρα ςελ. 58

59 Κεφάλαιο Σεχνικζσ διεργαςίεσ ενεργειακισ αξιοποιιςεισ. Κερμοχθμικζσ διεργαςίεσ Βιολογικζσ διεργαςίεσ Φυςικοχθμικζσ διεργαςίεσ Θερμοχθμικζσ διεργαςίεσ: Οι κερμοχθμικζσ διεργαςίεσ περιλαμβάνουν αντιδράςεισ, που εξαρτϊνται από τθ κερμοκραςία, για διαφορετικζσ ςυνκικεσ οξείδωςθσ. Οι διεργαςίεσ αυτζσ χρθςιμοποιοφνται για τα είδθ τθσ βιομάηασ με ςχζςθ C/Ν<30 και υγραςία >5Ο%. Στισ διεργαςίεσ αυτζσ περιλαμβάνονται: α) θ καφςθ β) θ αεριοποίθςθ γ) και θ πυρόλυςθ. α) Καφςθ: Με τον όρο καφςθ εννοοφμε οποιαδιποτε χθμικι αντίδραςθ θ οποία ςυνοδεφετε από ζκλυςθ κερμότθτασ και φλόγασ. Οι αντιδράςεισ αυτζσ χαρακτθρίηονται ωσ εξϊκερμεσ αφοφ εκλφεται κερμότθτα κατά τθν διεξαγωγι τουσ ενϊ ταυτόχρονα κεωροφνται και οξειδοαναγωγικζσ διότι αντιδρά θ καφςιμθ φλθ με το Ο 2 ι τον αζρα. Στθν περίπτωςθ που θ χρθςιμοποιοφμενθ καφςιμθ φλθ προζρχεται από υπολείμματα βιομάηασ τότε τα παραγόμενα προϊόντα καφςθσ είναι διοξείδιο του άνκρακα, νερό και κερμότθτα. Θ παραγόμενθ κερμότθτα χρθςιμοποιείται είτε για τθν κάλυψθ κερμικϊν αναγκϊν ι/και για τθν θλεκτροπαραγωγι με τθν χριςθ ατμοφ ι διακερμικοφ λαδιοφ ςαν εργαηόμενο μζςο. Τα είδθ τθσ βιομάηασ που χρθςιμοποιοφνται ςυνθκζςτερα ωσ καφςιμο είναι Ενεργειακι αξιοποίθςθ υπολειμματικισ βιομάηασ Δαχι Μαριλζνα - Ραπαδοποφλου Αλεξάνδρα ςελ. 59

60 τα γεωργικά και δαςικά υπολείμματα, τα υπολείμματα από γεωργικζσ βιομθχανίεσ και τα υπολείμματα από κτθνοτροφικζσ μονάδεσ. Μια τυπικι μονάδα παραγωγισ ενζργειασ με καφςθ βιομάηασ περιλαμβάνει τα ακόλουκα τμιματα όπου εκτελοφνται και οι αντίςτοιχεσ εργαςίεσ: Χϊροσ αποκικευςθσ τθσ βιομάηασ: Είναι ο χϊροσ ςτον οποίο ςυγκεντρϊνεται θ βιομάηα είτε πριν τθν επεξεργαςία του είτε μετά από αυτιν. Είναι ςυνικωσ χϊροι υπαίκριοι και μερικζσ φορζσ μπορεί να διακζτουν κάποιο απλό ςκζπαςτρο. Χϊροσ προκατεργαςίασ βιομάηασ: Ανάλογα με τον τφπο τθσ διακζςιμθσ βιομάηασ και του εξοπλιςμοφ που επιλζχκθκε για τθν καφςθ, είναι πικανόν να απαιτείται μια ςαφι προκατεργαςία. Αφτθ θ φάςθ μπορεί να περιλαμβάνει τθν ξιρανςθ τθσ βιομάηασ, τον κρυμματιςμό τθσ, τον διαχωριςμό τθσ ανά μζγεκοσ κ.τ.λ.. Κατόπιν θ βιομάηα οδθγείται ςτον τελικό Ενεργειακι αξιοποίθςθ υπολειμματικισ βιομάηασ Δαχι Μαριλζνα - Ραπαδοποφλου Αλεξάνδρα ςελ. 60

61 χϊρο αποκικευςθσ τθσ ι ςτον εξοπλιςμό τροφοδοςίασ τθσ διάταξθσ καφςθσ (π.χ. ςιλό). Μθχανοςτάςιο: Στο μθχανοςτάςιο είναι εγκατεςτθμζνθ θ διάταξθ καφςθσ ςτθν οποία καίγεται θ βιομάηα, ο λζβθτασ όπου παράγετε το εργαηόμενο μζςο (ατμόσ, διακερμικό λάδι) και θ διάταξθ παραγωγισ θλεκτρικισ ενζργειασ (ατμοςτρόβιλοσ, ατμομθχανι κ.τ.λ.). Επίςθσ είναι εγκατεςτθμζνοσ και ο απαραίτθτοσ βοθκθτικόσ εξοπλιςμόσ, όπωσ αντλίεσ, δεξαμενζσ, διατάξεισ κακαριςμοφ απαερίων, τροφοδοτικζσ διατάξεισ, αυτοματιςμοί και διατάξεισ ελζγχου. β) Αεριοποίθςθ: Θ αεριοποίθςθ τθσ βιομάηασ μετατρζπει τθ βιομάηα ςε ζνα χαμθλισ ζωσ μζτριασ κερμογόνου ικανότθτασ αζριο καφςιμο. Το καφςιμο μπορεί να χρθςιμοποιθκεί για απευκείασ παραγωγι κερμότθτασ και θλεκτριςμοφ με άμεςθ καφςθ ςε Μ.Ε.Κ. και φςτερα με οδιγθςθ του καυςαερίου ςε ςτροβίλουσ ι καφςθ απευκείασ ςε λζβθτεσ μετά από κατάλλθλο κακαριςμό. Εναλλακτικά, το παράγωγο αζριο μπορεί να αναμορφωκεί για να παράγει καφςιμα όπωσ μεκανόλθ και υδρογόνο τα οποία ζπειτα να χρθςιμοποιθκοφν ςε κυψζλεσ καυςίμου ι μικροςτροβίλουσ για παράδειγμα. Τα ςυςτιματα που βαςίηονται ςτθν αεριοποίθςθ τθσ βιομάηασ και τθν καφςθ του παράγωγου καυςίμου ίςωσ παρουςιάςουν πλεονεκτιματα ςυγκρινόμενα με τθ απευκείασ καφςθ τθσ, όςον αφορά τισ οικονομίεσ κλίμακασ και κακαρισ και επαρκοφσ λειτουργίασ. Εκατοντάδεσ μικρισ κλίμακασ ςτακμοί ςτακερισ κλίνθσ με αεριοποίθςθ λειτουργοφν ςε όλο τον κόςμο, ειδικά ςε αναπτυςςόμενεσ χϊρεσ. Ρρόςφατεσ δραςτθριότθτεσ αεριοποίθςθσ ειδικά ςε βιομθχανοποιθμζνεσ χϊρεσ ζχουν εςτιάςει ςτα ςυςτιματα ρευςτοποιθμζνθσ κλίνθσ ςυμπεριλαμβανομζνου και των ςυςτθμάτων ανακφκλωςθσ τθσ άμμου τθσ ρευςτοποιθμζνθσ κλίνθσ. Μεγαλφτερα ςυςτιματα ςτα οποία θ αεριοποιθμζνθ βιομάηα καίγεται και οδθγείται το καυςαζριο- διαδοχικά ςε ςτροβίλουσ αερίου και ςτθν ςυνζχεια ςε Ενεργειακι αξιοποίθςθ υπολειμματικισ βιομάηασ Δαχι Μαριλζνα - Ραπαδοποφλου Αλεξάνδρα ςελ. 61

62 λζβθτα ανάκτθςθσ κερμότθτασ H.R.S.G από τον οποίο εκμεταλλευόμαςτε τον παραγόμενο ατμό και τον εκτονϊνουμε ςε ατμοςτρόβιλο (όλο το ςφςτθμα ονομάηεται BICT/CC) είναι ςε πειραματικό ςτάδιο. Τα BICT/CC ςυςτιματα μποροφν να οδθγιςουν ςε βακμοφσ απόδοςθσ ζωσ και 50%. Θ αεριοποίθςθ γίνεται ζνα αυξανόμενα δθμοφιλζσ μζςο διαχείριςθσ δθμοτικϊν ςτζρεων απόβλθτων και ζνα ςθμαντικό κομμάτι των νζων εργοςταςιακϊν απόβλθτων ςε ενζργεια κα βαςιςτεί ςτθ τεχνολογία τθσ αεριοποίθςθσ. γ) Πυρόλυςθ: Κατά τθ διάρκεια τθσ πυρόλυςθσ θ βιομάηα αποςυντίκεται απουςία αζρα και τα παραγόμενα προϊόντα από τθ κερμοχθμικι αυτι μετατροπι είναι α) αζρια, β) πυρολιγνικά υγρά και γ) βιοάνκρακασ (κάρβουνο). Θ πυρόλυςθ γίνεται ςε κλειςτά δοχεία απουςία αζρα ςε κερμοκραςίεσ C. Κατά τθ διάρκεια τθσ πυρόλυςθσ δεν απαιτείται παρά θ πρόςδωςθ μικρϊν ποςοτιτων κερμότθτασ. Ενεργειακι αξιοποίθςθ υπολειμματικισ βιομάηασ Δαχι Μαριλζνα - Ραπαδοποφλου Αλεξάνδρα ςελ. 62

63 Θ ποςοτικι αναλογία των προϊόντων τθσ πυρόλυςθσ του ξφλου είναι : α) βιοάνκρακασ 25% β) αζριο 15% γ) πυρολιγνικά οξζα 45% δ) ελαιϊδθσ πίςςα 15% Ο βιοάνκρακασ που προκφπτει από τθ πυρόλυςθ τθσ βιομάηασ ζχει τθν εξισ ςφςταςθ περίπου : Άνκρακασ 83% Υδρογόνο 3% Οξυγόνο 11% Άηωτο 03,% Τζφρα 2,7% Θ κερμαντικι αξία του βιοάνκρακα που προκφπτει από τθν πυρόλυςθ κλαδοδεμάτων ελιάσ είναι 6644 KJ/kg. Θ ελαιϊδθσ πίςςα (βιοζλαιο) που προκφπτει από τθν πυρόλυςθ τθσ βιομάηασ ζχει τθν ακόλουκθ ςφνκεςθ : Ενεργειακι αξιοποίθςθ υπολειμματικισ βιομάηασ Δαχι Μαριλζνα - Ραπαδοποφλου Αλεξάνδρα ςελ. 63

64 Άνκρακασ 51% Υδρογόνο 8% Οξυγόνο 40% Άηωτο 0,9% Κείο 0,01% Τζφρα 0,09% Θ κερμαντικι αξία του βιοελαίου που προκφπτει από τθν πυρόλυςθ κλαδοδεμάτων ελιάσ είναι 8263 kcal/kg. Το αζριο (βιοαζριο) που προκφπτει από τθ πυρόλυςθ τθσ βιομάηασ ζχει ογκομετρικι ςφνκεςθ. CO 15% CO 2 28% Θ 2 CH 4 CxHy N 2 6,5% 3,5% 2% 45% Θ κερμαντικι αξία του αερίου που παράγεται κατά τθν πυρόλυςθ τθσ βιομάηασ κυμαίνεται ςτα BTU/lb. ΠΙΝΑΚΑ γ.1. Ετιςια παραγωγι ελαιοπυρθνόξυλου ςε διάφορεσ περιοχζσ τθσ χωράσ (τον) Αττικι Υπ. Στερ. Ελλάδασ και Εφβοια Ρελοπόννθςοσ Νθςιά Λονίου Ιπειροσ Ενεργειακι αξιοποίθςθ υπολειμματικισ βιομάηασ Δαχι Μαριλζνα - Ραπαδοποφλου Αλεξάνδρα ςελ. 64

65 Κεςςαλία Μακεδονία Κράκθ Νθςιά Αιγαίου Κριτθ ΣΥΝΟΛΟ ΧΩΑΣ ΠΙΝΑΚΑ γ.2 Ετιςια παραγωγι δαςικισ βιομάηασ ςε διάφορεσ περιοχζσ τθσ χωράσ (τον) Αττικι Υπ. Στερ. Ελλάδασ και Εφβοια Ρελοπόννθςοσ Νθςιά Λονίου Ιπειροσ Κεςςαλία Μακεδονία Κράκθ Νθςιά Αιγαίου Κριτθ ΣΥΝΟΛΟ ΧΩΑΣ Βιολογικζσ διεργαςίεσ: Ενεργειακι αξιοποίθςθ υπολειμματικισ βιομάηασ Δαχι Μαριλζνα - Ραπαδοποφλου Αλεξάνδρα ςελ. 65

66 Οι βιολογικζσ διεργαςίεσ περιλαμβάνουν διαδικαςίεσ οι οποίεσ πραγματοποιοφνται από μικροοργανιςμοφσ. Στισ διεργαςίεσ αυτζσ περιλαμβάνονται: α) αναερόβια χϊνευςθ και β) αλκοολικι ηφμωςθ. α) Αναερόβια χϊνευςθ: Με τθν διεργαςία τθσ αναερόβιασ χϊνευςθσ παράγεται το βιοαζριο. Θ αναερόβια χϊνευςθ τθσ βιομάηασ περιλαμβάνει τθ μικροβιακι αποδόμθςθ ςφνκετων οργανικϊν μορίων προσ απλοφςτερα μόρια και γίνεται ςε τρεισ φάςεισ : i) Τθ φάςθ τθσ υδρόλυςθσ ii) Τθν όξινθ φάςθ iii) Τθ φάςθ τθσ μεκανοποίθςθσ. Στθ φάςθ τθσ υδρόλυςθσ ςφνκετα οργανικά μόρια διαςπϊνται ςε απλοφςτερα μόρια. Στθν όξινθ φάςθ υδατάνκρακεσ, πρωτεΐνεσ και λίπθ διαςπϊνται από μικροοργανιςμοφσ ςε οξζα, CO 2, H 2, NH 3 κ.ά. Στθ τελικι φάςθ H 2, CO 2, αλκοόλεσ, οργανικά οξζα παράγουν με τθ βοικεια ενηφμων, μεκάνιο. Κατά τθ διεργαςία τθσ αναερόβιασ χϊνευςθσ και οι τρεισ φάςεισ ςυμβαίνουν ταυτόχρονα και εάν κάποια φάςθ επικρατιςει, τότε θ παραγωγι μεκανίου διαταράςςεται ςοβαρά. Θ χθμικι εξίςωςθ για τθν αναερόβια χϊνευςθ τθσ κυτταρίνθσ γράφεται : (C 6 H ) n + nh 2 O 3nCO 2 + 3nCH 4 Τα μεκανογενι βακτιρια είναι ευαίςκθτα ςτο ph που κα πρζπει να κυμαίνεται μεταξφ 6,6 και 7,0 και πάντωσ όχι κάτω του 6,2. Θ ςφνκεςθ του βιοαερίου είναι περίπου 60% CH 4, 35% CO 2 και 5% άλλα αζρια όπωσ Θ 2, Ν 2, ΝΘ 3, Θ 2 S, CO, O 2, H 2 O, πτθτικζσ αμίνεσ κ.ά.. Ενεργειακι αξιοποίθςθ υπολειμματικισ βιομάηασ Δαχι Μαριλζνα - Ραπαδοποφλου Αλεξάνδρα ςελ. 66

67 Θ παρουςία του H 2 S ςτο βιοαζριο του προςδίδει διαβρωτικι δράςθ και ςυνεπϊσ πολλζσ φορζσ απαιτείται θ απομάκρυνςι του πριν από τθ χριςθ του. Θ κερμιδικι αξία του βιοαερίου είναι περίπου 5000 Kcal/Nm 3. Θ αναερόβια χϊνευςθ τθσ βιομάηασ μπορεί να γίνει ςε τρεισ κερμοκραςιακζσ ηϊνεσ : i) Τθ ψυχρόφιλθ ηϊνθ περίπου 20 C ii) Τθ μεςόφιλθ ηϊνθ περίπου 35 C iii) Τθ κερμόφιλθ ηϊνθ περίπου 55 C. Πταν θ χϊνευςθ γίνεται ςτθ ψυχρόφιλθ ηϊνθ, ο χρόνοσ τθσ χϊνευςθσ είναι τουλάχιςτον 14 θμζρεσ. Σε υψθλότερεσ κερμοκραςίεσ θ χϊνευςθ γίνεται ταχφτερα και θ απόδοςθ αυξάνεται. Ρολλζσ φορζσ ςε κρφα κλίματα μζροσ του παραγόμενου βιοαερίου χρθςιμοποιείται για τθ κζρμανςθ του βιοαντιδραςτιρα και τθ διατιρθςθ τθσ επικυμθτισ κερμοκραςίασ εντόσ αυτοφ. Θ διεργαςία τθσ αναερόβιασ χϊνευςθσ τθσ βιομάηασ ευνοείται από υγρό, κερμό και ςκοτεινό περιβάλλον. Στο ςχιμα 9.2.α. φαίνεται θ διαδικαςία κατά τθν παραγωγι βιοαερίου από κτθνοτροφικά απόβλθτα. ΧΗΜΑ α.i. χθματικό διάγραμμα παραγωγισ βιοαερίου από κτθνοτροφικά απόβλθτα σιιογή Μεηαθορά Ζύκωζε αποβιήηωλ αποβιήηωλ αποβιήηωλ Αποζήθεσζε αερίωλ Αποζήθεσζε σγρώλ Υρήζε αερίωλ Υρήζε σγρώλ Ενεργειακι αξιοποίθςθ υπολειμματικισ βιομάηασ Δαχι Μαριλζνα - Ραπαδοποφλου Αλεξάνδρα ςελ. 67

68 Οι βιοαντιδραςτιρεσ χϊνευςθσ τθσ βιομάηασ μπορεί να είναι ςυνεχοφσ ι διαλείποντοσ ζργου. Για τθ διατιρθςθ ςτακερισ κερμοκραςίασ είναι απαραίτθτθ θ μόνωςθ και πικανϊσ θ κζρμανςθ του βιοαντιδραςτιρα. Το βιοαζριο που παράγεται μπορεί να αποκθκευκεί. Εφόςον αποκθκευκεί υπό ςυνικθ πίεςθ, απαιτοφνται μεγάλοι αποκθκευτικοί χϊροι αλλά εάν ςυμπιεςκεί και υγροποιθκεί, απαιτοφνται ειδικζσ εγκαταςτάςεισ. Ζτςι, για οικονομικοφσ λόγουσ προτιμάται θ άμεςθ καφςθ του είτε για παραγωγι κερμότθτασ είτε για παραγωγι θλεκτρικισ ενζργειασ. Τα υγρά απόβλθτα που απομζνουν, ζχουν χαμθλότερο ρυπαντικό φορτίο από τα αρχικά απόβλθτα και είναι ςχετικά ςτακεροποιθμζνα. Ζχει μειωκεί θ δυςοςμία τουσ, περιζχουν όμωσ πακογόνουσ μικροοργανιςμοφσ. Ενδείκνυται θ διάκεςι τουσ με προςοχι ςτουσ αγροφσ για λίπανςθ λόγω τθσ υψθλισ λιπαςματικισ τουσ αξίασ. Συνικωσ όμωσ απαιτοφνται αποκθκευτικοί χϊρου που θ καταςκευι τουσ κοςτίηει αρκετά. Στον πίνακα α.i. φαίνεται ενδεικτικά θ παραγωγι βιοαερίου από διάφορα κτθνοτροφικά απόβλθτα. ΠΙΝΑΚΑ α.i. Παραγωγι βιοαερίου από κτθνοτροφικά απόβλθτα Πθγι Βοοειδι χλγ. Χοίροι χλγ. Κότεσ 2-2,5 χλγ. Άλογα Οργανικι ουςία (χλγ/θμζρα) 3,5 0,2-0,5 0,02 3,5 Παραγόμενο βιοαζριο (ΝΜ 3 ανά χλγ. οργανικϊν ουςιϊν ςε χρόνο ηφμωςθσ 20 θμζρεσ) 0,16 0,28 0,28 0,28 Ενεργειακι αξιοποίθςθ υπολειμματικισ βιομάηασ Δαχι Μαριλζνα - Ραπαδοποφλου Αλεξάνδρα ςελ. 68

69 Στον πίνακα α.ii. φαίνεται θ παραγωγι βιοαερίου από διάφορα είδθ βιομάηασ. ΠΙΝΑΚΑ α.ii. Παραγωγι βιοαερίου από διάφορα είδθ βιομάηασ Πρϊτθ φλθ Απόδοςθ ηφμωςθσ (m 3 /kg ςτερεϊν ουςιϊν) (%) Περίοδοσ χϊνευςθσ (θμζρεσ) Άχυρο 0, Κορυφζσ πατάτασ 0, » καλαμποκιοφ 0, Φφλλα τεφτλων 0, Χόρτο 0, Λλφσ εγκαταςτάςεων επεξεργ. αςτικϊν λυμάτων 0, Απορρίμματα 0, Απόβλθτα ςφαγείων 0, Εργαςτθριακζσ αποδόςεισ ςε κερμοκραςία 30 C Στον πίνακα α.iii. φαίνονται οι θμεριςιεσ ποςότθτεσ απορριμμάτων διαφόρων ηϊων. ΠΙΝΑΚΑ α.iii. Ημεριςιεσ ποςότθτεσ απορριμμάτων ηϊων Αγελάδεσ γαλακτοκομικισ παραγωγισ 600 kg lt 6-7% του βάρουσ ηϊου (Β.Η.) Ενεργειακι αξιοποίθςθ υπολειμματικισ βιομάηασ Δαχι Μαριλζνα - Ραπαδοποφλου Αλεξάνδρα ςελ. 69

70 Βόδια κρεατοπαραγωγισ kg 7-14 lt 7-10% του Β.Η. Μικρόσ ταφροσ kg lt 6-7% του Β.Η. Ρροβατοειδι kg 3-6 lt 5-7% του Β.Η. Ωοτόκα 2-2,5 kg lt 7-10% του Β.Η. Κουνζλια 0,7-2 kg lt 10-12% του Β.Η. Χοίροι βοςκισ kg ξθράσ διατροφισ 4-14 lt 6-8% του Β.Η. β) Αλκοολικι ηφμωςθ: Αικανόλθ μπορεί να παραχκεί από διάφορουσ τφπουσ βιομάηασ με χθμικζσ και βιολογικζσ διεργαςίεσ και θ παραγόμενθ αικανόλθ αποτελεί άριςτο καφςιμο. Τρεισ τφποι βιομάηασ μποροφν να χρθςιμοποιθκοφν για το ςκοπό αυτό : I. Σακχαροφχεσ φλεσ II. III. Αμυλοφχεσ φλεσ Κυτταρινοφχεσ φλεσ. Οι ςακχαροφχεσ φλεσ είναι οι πιο ελκυςτικζσ για τθν παραγωγι αικανόλθσ, κακϊσ περιζχουν ςάκχαρα ηυμϊςιμα ςε αλκοόλθ. Θ μετατροπι τθσ ςουκρόηθσ ςε αλκοόλθ γίνεται ςφμφωνα με τθ ςχζςθ : ηφμεσ C 12 H 22 O 11 + H 2 O C 2 H 5 OH + 4CO 2 Θ αναερόβια ηφμωςθ γίνεται κυρίωσ από τθ ηφμθ Saccharomyces cerevisiae. Θ ηφμωςθ ςταματά ςε κάποιο ςθμείο κακϊσ ςυγκεντρϊςεισ αλκοόλθσ ςτο ηυμοφμενο διάλυμα πάνω από 10-12% κακιςτοφν απαγορευτικό τον μεταβολιςμό των ηυμϊν και ςυνεπϊσ υψθλότερεσ ςυγκεντρϊςεισ αλκοόλθσ μζχρι 95% επιτυγχάνονται με απόςταξθ. Στθ ςυγκζντρωςθ 95% αικανόλθ και 5% νερό Ενεργειακι αξιοποίθςθ υπολειμματικισ βιομάηασ Δαχι Μαριλζνα - Ραπαδοποφλου Αλεξάνδρα ςελ. 70

71 ςχθματίηεται αηεοτροπικό μίγμα και ςυνεπϊσ με απόςταξθ δεν μποροφν να επιτευχκοφν υψθλότερεσ ςυγκεντρϊςεισ αικανόλθσ. Διάφορεσ γεωργικζσ πρϊτεσ φλεσ με υψθλι περιεκτικότθτα ςε ςάκχαρα μποροφν να χρθςιμοποιθκοφν για τθ παραγωγι αικανόλθσ. Ενδεικτικά αναφζρονται τα τεφτλα, το ςακχαροκάλαμο, το γλυκό ςόργο κ.ά. Ραραπροϊόντα ι απόβλθτα επίςθσ τθσ βιομθχανίασ τροφίμων πλοφςια ςε ςάκχαρα όπωσ οι μελάςεσ μποροφν να χρθςιμοποιθκοφν για τθ παραγωγι αικανόλθσ. Σιμερα το ςακχαροκάλαμο αποτελεί τθν κφρια πρϊτθ φλθ που παράγονται μεγάλεσ ποςότθτεσ αικανόλθσ παγκοςμίωσ. Ζτςι ςτθ Βραηιλία από δεκαετίεσ χρθςιμοποιείται το γεωργικό αυτό προϊόν για τθ παραγωγι μεγάλων ποςοτιτων αικανόλθσ και αυτι για τθ κίνθςθ εκατομμυρίων αυτοκινιτων. Αμυλοφχεσ πρϊτεσ φλεσ μποροφν να χρθςιμοποιθκοφν για παραγωγι αικανόλθσ αφοφ πρϊτα υδρολυκεί το άμυλο ςε ςάκχαρα και ςτθ ςυνζχεια ηυμωκοφν τα ςάκχαρα. Θ υδρόλυςθ του αμφλου μπορεί να είναι είτε ενηυματικι παρουςία κατάλλθλων μικροοργανιςμϊν είτε όξινθ ςε ph 1,5 και ςτισ 2 atm. Κυτταρινοφχεσ πρϊτεσ φλεσ μποροφν να χρθςιμοποιθκοφν για παραγωγι αικανόλθσ αφοφ πρϊτα υδρολυκεί θ κυτταρίνθ ςε ςάκχαρα. Θ υδρόλυςθ μπορεί να είναι όξινθ ι ενηυματικι όπωσ ςτθν περίπτωςθ του αμφλου, είναι όμωσ πιο δφςκολθ και πιο δαπανθρι. Στο ςχιμα β.1 παρουςιάηεται θ παραγωγι αικανόλθσ από γεωργικζσ και δαςικζσ πρϊτεσ φλεσ, ενϊ ςτον πίνακα β.1 φαίνονται οι αποδόςεισ ςε αικανόλθ διαφόρων φυτϊν. ΧΗΜΑ β.1 Ενεργειακι αξιοποίθςθ υπολειμματικισ βιομάηασ Δαχι Μαριλζνα - Ραπαδοποφλου Αλεξάνδρα ςελ. 71

72 Παραγωγι αικανόλθσ από αγροτικά προϊόντα και παραπροϊόντα αθτ αρούτ ες ελώζεης Άκσιο Κσηηαρίλε ΤΔΡΟΛΤΗ (εύθοιε) αθτ αρούτ ο ΖΤΜΩΗ δύκες δηάισκα ΤΔΡΟΛΤΗ (δύζθοιε) ΑΠΟΣΑΞΗ απόβιεηα Αηζαλόιε ΠΙΝΑΚΑ β.1 Απόδοςθ οριςμζνων ειδικϊν φυτϊν ςε αικανόλθ α) Φυτά πλοφςια ςε υδατάνθρακεσ Αικανόλθ πρϊτθ φλθ τόνοι / υδατάνκρακεσ Εκτάριο % λ./τόννο 100λ./εκτάριο Τεφτλα Ηαχαροκάλαμο Καλαμπόκι Σιτάρι Βρϊμθ Σόργο Ρατάτεσ Γλυκοπατάτα Ταπιόκα Καλοκάςι β)λιγνο-κυτταρινοφχα προϊόντα Αικανόλθ πρϊτθ φλθ ξθρό βάροσ (υδρολυτικόσ καταλφτθσ) τόνου/εκτάριο λίτρα/τόνο 100 λίτρα/εκτάριο Ενεργειακι αξιοποίθςθ υπολειμματικισ βιομάηασ Δαχι Μαριλζνα - Ραπαδοποφλου Αλεξάνδρα ςελ. 72

73 Μαλακό ξφλο (αραιά οξζα) (πυκνά οξζα) ξθρό ξφλο (αραιά οξζα) (πυκνά οξζα) Άχυρο (αραιά οξζα) 1,5-3, (πυκνά οξζα) 1,5-3, Κατά τθ ηφμωςθ των ςακχάρων το ph πρζπει να είναι περίπου 4-5 και θ κερμοκραςία C. Θ αλκοολικι ηφμωςθ μπορεί να είναι διαλείποντοσ ζργου, θμιςυνεχισ ι ςυνεχισ. Κα πρζπει να ςθμειωκεί ότι ο αρικμόσ οκτανίων τθσ κακαρισ αικανόλθσ όταν χρθςιμοποιείται ςαν καφςιμο οχθμάτων είναι 106 ςε ςφγκριςθ με τθσ απλισ βενηίνθσ και τθσ ςοφπερ. Θ παραγωγι αικανόλθσ από ςακχαροφχεσ γεωργικζσ πρϊτεσ φλεσ ςυνεπάγεται τθ δζςμευςθ ςθμαντικϊν εκτάςεων γθσ που διαφορετικά κα μποροφςαν να χρθςιμοποιθκοφν για παραγωγι τροφίμων. Σθμαντικό πρόβλθμα ρφπανςθσ παρουςιάηουν τα απόβλθτα τθσ ηφμωςθσ και τθσ απόςταξθσ. Ζχουν υψθλό ρυπαντικό φορτίο και είναι δφςκολα επεξεργάςιμα. Στθ Βραηιλία ζχουν ςιμερα υιοκετθκεί δφο πρακτικζσ για τθν επεξεργαςία των αποβλιτων τθσ επεξεργαςίασ του ςακχαροκάλαμου για παραγωγι αικανόλθσ. Θ πρϊτθ εξάτμιςθ αφορά τθ ςυλλογι τουσ ςε δεξαμενζσ και τθν εξάτμιςθ του νεροφ. Θ δεφτερθ αφορά τθ διαςπορά τουσ υπό μορφι ςπρζι ςε καλλιζργειεσ ςακχαροκάλαμου. Ανάμιξθ τθσ αικανόλθσ με βενηίνθ ςε ποςοςτό μζχρι 20% δεν ςυνεπάγεται αλλαγζσ ςτο κινθτιρα του αυτοκινιτου. Εφόςον αναμιχκεί θ αικανόλθ ςε μεγαλφτερο ποςοςτό ι χρθςιμοποιθκεί κακαρι αικανόλθ, απαιτοφνται όμωσ μικρζσ αλλαγζσ ςτο κινθτιρα του αυτοκινιτου. Θ χριςθ τθσ αικανόλθσ ςαν καφςιμο ςτα οχιματα μειϊνει τισ αζριεσ εκπομπζσ υδρογονανκράκων και οξειδίων του Αηϊτου. Ενεργειακι αξιοποίθςθ υπολειμματικισ βιομάηασ Δαχι Μαριλζνα - Ραπαδοποφλου Αλεξάνδρα ςελ. 73

74 9.3 Φυςικοχθμικζσ διεργαςίεσ: Υπάρχουν διάφορα δζνδρα, οι καρποί των οποίων μποροφν να χρθςιμοποιθκοφν για παραγωγι ελαίων. Οι περιςςότερεσ γεωργικζσ φυτείεσ ζχουν παραγωγικότθτα χλγ. ελαίου / ςτρζμμα. Υπάρχουν όμωσ δζνδρα όπωσ ο φοίνικασ ςτθν Αφρικι που ζχουν αποδόςεισ 300 περίπου χλγ. ελαίου / ςτρζμμα. Θ τεχνολογία που χρθςιμοποιείται για τθ λιψθ ελαίου από τουσ καρποφσ είναι θ ίδια είτε το λάδι χρθςιμοποιείται για βρϊςιμο είτε για καφςιμο. Για τθ λιψθ των ελαίων από τουσ καρποφσ χρθςιμοποιοφνται δφο είδθ τεχνολογιϊν. Θ πρϊτθ αφορά τθ μθχανικι ςυμπίεςθ των καρπϊν για τθ λιψθ των ελαίων, θ οποία μπορεί να γίνει ςε δφο ςτάδια για τθν επίτευξθ καλφτερων αποδόςεων. Ράντωσ μικρζσ ποςότθτεσ λαδιοφ παραμζνουν ςτο υπόλειμμα που είναι δυνατόν να λθφκοφν με εκχφλιςθ. Οι μονάδεσ παραγωγισ λαδιοφ με ςυμπίεςθ μπορεί να είναι ςχετικά μικρισ δυναμικότθτασ και είναι απλισ τεχνολογίασ. Θ δεφτερθ αφορά τθν εκχφλιςθ του ελαίου από τουσ καρποφσ με κάποιο διαλφτθ ςυνικωσ εξάνιο. Ρροθγουμζνωσ ζχει αφαιρεκεί θ υγραςία από τουσ καρποφσ και το υπόλειμμα που παραμζνει περιζχει πολφ μικρζσ ποςότθτεσ ελαίων. Θ εφαρμογι τθσ τεχνολογίασ αυτισ απαιτεί μονάδεσ με μεγαλφτερθ δυναμικότθτα από αυτζσ που το ζλαιο λαμβάνεται με ςυμπίεςθ, ενϊ θ χρθςιμοποιοφμενθ τεχνολογία είναι πιο πολφπλοκθ. Τα φυτικά ζλαια μποροφν να χρθςιμοποιθκοφν ςαν καφςιμα ςε οχιματα που χρθςιμοποιοφν πετρζλαιο ντιηελ όπωσ θ αικανόλθ μπορεί να υποκαταςτιςει τθ βενηίνθ. Μπορεί να χρθςιμοποιθκεί κακαρό λάδι ι μίγμα ελαίου - ντιηελ. Εφόςον τα γλυκερίδια μετατραποφν ςε εςτζρεσ θ ςυμπεριφορά τουσ ςαν καφςιμο είναι καλφτερθ. Θ εςτεροποίθςθ γίνεται με τθν αντίδραςθ των τριγλυκεριδίων με μεκανόλθ ι αικανόλθ ςφμφωνα με τθν πιο κάτω αντίδραςθ. Θ αντίδραςθ γίνεται ςε ιπιεσ ςυνκικεσ κερμοκραςιϊν C παρουςία αλκαλικϊν ι όξινων καταλυτϊν. Ενεργειακι αξιοποίθςθ υπολειμματικισ βιομάηασ Δαχι Μαριλζνα - Ραπαδοποφλου Αλεξάνδρα ςελ. 74

75 Στο ςχιμα γ.1 φαίνεται το διάγραμμα ροισ για τθ παραγωγι καυςίμων βιολογικϊν ελαίων από γεωργικζσ πρϊτεσ φλεσ. ΧΗΜΑ 9.1 Παραγωγι βιοελαίων και των εςτζρων τουσ από γεωργικζσ πρϊτεσ φλεσ Μεζαλόιε ζπόροη ΕΞΑΓΩΓΗ ΕΣΕΡΟΠΟΘΗΗ γισθερίλε πιούζηοη ΕΛΑΘΟΤ ζπορέιαηο ζε έιαηα Μεζσιεζηέρας (θαύζηκο) Ενεργειακι αξιοποίθςθ υπολειμματικισ βιομάηασ Δαχι Μαριλζνα - Ραπαδοποφλου Αλεξάνδρα ςελ. 75

76 ΚΕΦΑΛΑΙΟ Εξοπλιςμόσ Εφαρμογζσ αξιοποίθςθσ βιομάηασ Διαφορετικοί τφποι βιομάηασ και ςτερεϊν αποβλιτων μποροφν να χρθςιμοποιθκοφν ςαν καφςιμο για να καλφψουν ζνα ευρφ φάςμα δυνθτικισ ενεργειακισ ανάκτθςθσ. Ανάλογα διαφοροποιείται και ο αναγκαίοσ εξοπλιςμόσ. Διαφορετικοί τφποι λζβθτα, όπωσ ατμοφ, ηεςτοφ νεροφ, διακερμικοφ λαδιοφ μποροφν να ςυνδυαςτοφν με τον εξοπλιςμό καφςθσ με ςκοπό να καλφψουν τισ ανάγκεσ τθσ εγκατάςταςθσ. Οι διακζςιμεσ τεχνολογίεσ τροφοδοςίασ είναι αυτοματοποιθμζνεσ για διάφορουσ τφπουσ βιομάηασ. Ο μθχανιςμόσ τθσ καφςθσ μπορεί να είναι ςε ςτατικι ι κινοφμενθ παλινδρομικι εςχάρα ενϊ ο χειριςμόσ των καυςαερίων γίνεται με πολυκυκλϊνεσ και ςακόφιλτρα. Θ αςφαλισ και αποδοτικι διαχείριςθ και επιτιρθςθ λειτουργίασ, κακίςταται δυνατι με τθ χριςθ PLC (Programmable Logic Controllers), το οποίο δίνει τθ δυνατότθτα ολικοφ ελζγχου μζςω γραφικισ απεικόνιςθσ τθσ ςυνολικισ εγκατάςταςθσ. Οι εξελίξεισ ςτθν αγορά ενζργειασ που ςθματοδοτικθκαν από τθν απελευκζρωςθ τθσ παραγωγισ θλεκτρικισ ενζργειασ οδιγθςαν προσ τθν ανάπτυξθ και εφαρμογι καινοτόμων μεκόδων θλεκτροπαραγωγισ. Ζτςι ςυνδυάηονται οι ςυμβατικζσ μζκοδοι ενεργειακισ αξιοποίθςθσ βιομάηασ (με καφςθ και παραγωγι κερμότθτασ) με μονάδα ςυμπαραγωγισ θλεκτριςμοφ και κερμότθτασ βαςιςμζνο ςτον οργανικό κφκλο RANKINE (ORC) με αποτζλεςμα τθν παραγωγι θλεκτρικισ ενζργειασ θ οποία κα τροφοδοτεί το υπάρχον δίκτυο τθσ ΔΕΘ και τθν εκμετάλλευςθ τθσ εναπομζνουςασ κερμικισ ενζργειασ, για κζρμανςθ - ψφξθ κερμοκθπίων, οικιςμϊν, βιοτεχνιϊν, βιομθχανιϊν κλπ ΕΦΑΡΜΟΓΗ ΑΞΙΟΠΟΙΗΗ ΑΠΟΡΡΙΜΜΑΣΩΝ ΚΟΡΜΟΠΛΑΣΕΙΑ. Ενεργειακι αξιοποίθςθ υπολειμματικισ βιομάηασ Δαχι Μαριλζνα - Ραπαδοποφλου Αλεξάνδρα ςελ. 76

77 ΚΑΤΙΜΗ ΤΛΗ: ΑΠΟΡΡΙΜΜΑΣΑ ΚΟΡΜΟΠΛΑΣΕΙΑ ΚΕΜΟΓΟΝΟΣ ΔΥΝΑΜΘ 2200 kcal/kg ΚΑΥΣΛΜΘ ΥΛΘ 55 % κ.β. ΥΓΑΣΛΑ 35 % κ.β. ΤΕΦΑ 10 % κ.β. ΤΝΟΛΙΚΗ ΘΕΡΜΙΚΗ ΙΧΤ ΛΕΒΗΣΑ ΕΛΑΙΟΤ: 4,5 MW ΒΑΚΜΟΣ ΑΡΟΔΟΣΘΣ: 80% ΡΑΟΧΘ ΔΛΑΚΕΜΛΚΟΥ ΕΛΑΛΟΥ: 250 m³/hr ΚΕΜΟΚΑΣΛΑ ΕΛΣΟΔΟΥ ΔΛΑΚΕΜΛΚΟΥ ΕΛΑΛΟΥ: 250 C ΚΕΜΟΚΑΣΛΑ ΕΞΟΔΟΥ ΔΛΑΚΕΜΛΚΟΥ ΕΛΑΛΟΥ: 280 C ΕΝΕΡΓΕΙΑΚΑ ΩΦΕΛΗ (ΕΣΗΙΑ): tons LPG ΛΕΒΗΣΑ ΔΙΑΘΕΡΜΙΚΟΤ ΕΛΑΙΟΤ ( kcal/hr) ΙΔΙΟΚΣΗΙΑ: ΑΚΡΙΣΑ Α.Ε., ΠΡΟΒΑΣΩΝΑ ΕΒΡΟΤ, 2001 Ενεργειακι αξιοποίθςθ υπολειμματικισ βιομάηασ Δαχι Μαριλζνα - Ραπαδοποφλου Αλεξάνδρα ςελ. 77

78 ΕΦΑΡΜΟΓΗ ΑΞΙΟΠΟΙΗΗ ΤΠΟΛΕΙΜΜΑΣΩΝ ΞΤΛΕΙΑ ΚΑΙ ΤΓΡΗ ΠΟΤΔΡΑ. ΚΑΤΙΜΗ ΤΛΗ: ΤΠΟΛΕΙΜΜΑΣΑ ΞΤΛΕΙΑ ΚΕΜΟΓΟΝΟΣ ΔΥΝΑΜΘ: 2200 kcal/kg ΚΑΥΣΛΜΘ ΥΛΘ: 50 % κ.β. ΥΓΑΣΛΑ: 40 % κ.β. ΤΕΦΑ: 10 % κ.β. ΚΑΤΙΜΗ ΤΛΗ: ΤΓΡΗ ΠΟΤΔΡΑ ΚΕΜΟΓΟΝΟΣ ΔΥΝΑΜΘ: 3500 kcal/kg ΚΑΥΣΛΜΘ ΥΛΘ: 60 % κ.β. ΥΓΑΣΛΑ: % κ.β. ΤΕΦΑ: 1-2 % κ.β. ΚΕΜΛΚΘ ΛΣΧΥΣ ΛΕΒΘΤΩΝ ΔΛΑΚΕΜΛΚΟΥ ΕΛΑΛΟΥ: 5,5 MW ΛΣΧΥΣ ΛΕΒΘΤΑ ΥΡΟΛΕΛΜΜΑΤΩΝ ΞΥΛΕΛΑΣ: 3,0 MW ΛΣΧΥΣ ΛΕΒΘΤΑ ΥΓΘΣ ΡΟΥΔΑΣ: 2,5 MW ΒΑΚΜΟΣ ΑΡΟΔΟΣΘΣ: 80% ΣΥΝΟΛΛΚΘ ΡΑΟΧΘ ΔΛΑΚΕΜΛΚΟΥ ΕΛΑΛΟΥ: 390 m³/hr Ενεργειακι αξιοποίθςθ υπολειμματικισ βιομάηασ Δαχι Μαριλζνα - Ραπαδοποφλου Αλεξάνδρα ςελ. 78

79 ΚΕΜΟΚΑΣΛΑ ΕΛΣΟΔΟΥ ΔΛΑΚΕΜΛΚΟΥ ΕΛΑΛΟΥ: 250 C ΚΕΜΟΚΑΣΛΑ ΕΞΟΔΟΥ ΔΛΑΚΕΜΛΚΟΥ ΕΛΑΛΟΥ: 280 C ΕΝΕΡΓΕΙΑΚΑ ΩΦΕΛΗ (ΕΣΗΙΑ): tons ΜΑΖΟΤΣ ΛΕΒΗΣΕ ΔΙΑΘΕΡΜΙΚΟΤ ΕΛΑΙΟΤ ( kcal/hr) ΙΔΙΟΚΣΗΙΑ: SHELMAN Α.Ε., ΒΙ.ΠΕ. ΚΟΜΟΣΗΝΗ, ΑΞΙΟΠΟΙΗΗ ΑΠΟΒΛΗΣΩΝ ΠΣΗΝΟΦΑΓΕΙΟΤ ΚΑΤΙΜΗ ΤΛΗ: ΑΠΟΒΛΗΣΑ ΠΣΗΝΟΦΑΓΕΙΟΤ (ΠΣΗΝΑΛΕΤΡΑ ΧΩΡΙ ΛΙΠΟ) ΚΕΜΟΓΟΝΟΣ ΔΥΝΑΜΘ: kj/kg * ΥΓΑΣΛΑ: 8,3 % κ.β. ** ΤΕΦΑ: 6,7 % κ.β. ** ΚΑΤΙΜΗ ΤΛΗ: ΑΠΟΒΛΗΣΑ ΠΣΗΝΟΦΑΓΕΙΟΤ (ΠΣΗΝΑΛΕΤΡA ΜΕ ΛΙΠΟ) ΚΕΜΟΓΟΝΟΣ ΔΥΝΑΜΘ: kj/kg * ΥΓΑΣΛΑ: 12,8 % κ.β. ** ΤΕΦΑ: 2,7 % κ.β. ** * Επί ξθροφ δείγματοσ ** Επί υγροφ δείγματοσ Ενεργειακι αξιοποίθςθ υπολειμματικισ βιομάηασ Δαχι Μαριλζνα - Ραπαδοποφλου Αλεξάνδρα ςελ. 79

80 ΚΕΜΛΚΘ ΛΣΧΥΣ ΛΕΒΘΤΑ: 7,5 MW ΑΤΜΟΡΑΑΓΩΓΘ: 10,5 tons/hr ΚΕΜΟΚΑΣΛΑ ΑΤΜΟΥ : 193 C ΡΛΕΣΘ ΛΕΛΤΟΥΓΛΑΣ : 11 αr ΕΞΟΙΚΟΝΟΜΗΗ ΕΝΕΡΓΕΙΑ (ΕΣΗΙΑ): tons ΜΑΖΟΤΣ ΙΔΙΟΚΣΗΙΑ: Α.Π..Ι. Η Πίνδοσ, ΕΦΑΡΜΟΓΗ ΑΞΙΟΠΟΙΗΗ ΑΠΟΡΡΙΜΜΑΣΩΝ ΕΚΚΟΚΚΙΜΟΤ. ΚΑΤΙΜΗ ΤΛΗ: ΑΠΟΡΡΙΜΜΑΣΑ ΕΚΚΟΚΚΙΜΟΤ ΚΕΜΟΓΟΝΟΣ ΔΥΝΑΜΘ 3500 kcal/kg ΚΑΥΣΛΜΘ ΥΛΘ 72 % κ.β. ΥΓΑΣΛΑ 13 % κ.β. ΤΕΦΑ 15 % κ.β. ΤΝΟΛΙΚΗ ΘΕΡΜΙΚΗ ΙΧΤ ΑΣΜΟΛΕΒΗΣΑ: 7 MW ΕΝΕΓΕΛΑΚΘ ΣΥΝΕΛΣΦΟΑ: ΑΡΟΛΜΜΑΤΩΝ 100 % ΒΑΚΜΟΣ ΑΡΟΔΟΣΘΣ: 80 % ΑΤΜΟΡΑΑΓΩΓΘ: 10 tons/hr Ενεργειακι αξιοποίθςθ υπολειμματικισ βιομάηασ Δαχι Μαριλζνα - Ραπαδοποφλου Αλεξάνδρα ςελ. 80