Ευρωπαϊκή Πολιτική και Προτεραιότητες στην ενεργειακή αξιοποίηση της βιομάζας

Transcript

1 Εθνικό Κέντρο Έρευνας και Τεχνολογικής Ανάπτυξης Ινστιτούτο Τεχνολογίας και Εφαρμογών Στερεών Καυσίμων (ΕΚΕΤΑ / ΙΤΕΣΚ) Ευρωπαϊκή Πολιτική και Προτεραιότητες στην ενεργειακή αξιοποίηση της βιομάζας ΗΜΕΡΙΔΑ : ΒΙΟΜΑΖΑ ΒΙΟΕΝΕΡΓΕΙΑ: Το σήμερα και το αύριο EXPOATHENS, 3 Δεκεμβρίου 2012 Παναγιώτης Γραμμέλης grammelis (at) certh.gr, Τηλ.:

2 Περιεχόμενα Στόχοι της Πλατφόρμας για Θέρμανση & Ψύξη από ΑΠΕ Βιοενέργεια στην Ευρώπη Κοινό Όραμα για τη Βιομάζα Στρατηγική Ερευνητική Ατζέντα Προβλήματα και προκλήσεις Οικιακή θέρμανση & ψύξη Βιομηχανική θέρμανση & ψύξη Προοπτικές υλοποίησης

3 Στόχοι σε επίπεδο πολιτικής Η Ευρωπαϊκή Πλατφόρμα Ανανεώσιμης Θέρμανσης και Ψύξης αναμένεται: να υποστηρίξει την Ευρωπαϊκή Επιτροπή Κ στον ορισμό τον επόμενο προτεραιοτήτων του FP7 και του FP8 και να αυξήσει τον προϋπολογισμό Έρευνας & Ανάπτυξης για την Ανανεώσιμη Θέρμανση &Ψύξη να συνεισφέρει Ευρωπαϊκές Βιομηχανικές Πρωτοβουλίες για τις Έξυπνες Πόλεις (SMART CITIES) να επιδράσει στη διαμόρφωση των Εθνικών Σχέδιων Δράσης Ανανεώσιμης Ενέργειας - ΕΣΔΑΕ (Οδηγία 2009/28/ΕΚ για τις ΑΠΕ) να προωθήσει την επίγνωση της σημασίας της Ανανεώσιμης Θέρμανσης και Ψύξης, η οποία θα πρέπει να αντανακλάται στο SET-Plan 3

4 Οι ΑΠΕ στην ΕΕ Μικτή κατανάλωση Ανανεώσιμης Ενέργειας (αθροιστικά, Μtoe) Mtoe : 53 Mtoe 2008: 105 Mtoe Biomass Solar energy Geothermal Wind Hydro Η Βιομάζα αποτελεί τα 2/3 της κατανάλωσης ΑΠΕ

5 Βιομάζα για θερμότητα στα ΕΣΔΑΕ Οι μεγαλύτερες αγορές θερμότητας αναμένεται να γίνουν η Γερμανία, η Ιταλία, το Ηνωμένο Βασίλειο και η Σουηδία. Η παραγωγή θερμότητας από βιομάζα μπορεί να πλησιάσει τους 88,8 Mtoe στην ΕΕ το 2020 (σε σύγκριση με τους 63,8 Mtoe το 2008) αντί για 124 Mtoe που είχε προβλέψει η Ευρωπαϊκή Εταιρεία Βιομάζας (ΑΕΒΙΟΜ). Ο τομέας της παραγωγής θερμότητας υποτιμήθηκε σχεδόν σε όλα τα ΕΣΔΑΕ παρά την υψηλή ενεργειακή απόδοση.

6 Θέρμανση 8,000 Εκτίμηση της αύξησης παραγωγής θερμότητας από βιομάζα από το 2005 έως το ,000 6,000 5,000 ktoe 4,000 3,000 2,000 1,000 - Μεγάλες αγορές θερμότητας (οικίες, τηλεθέρμανση) σε Γαλλία, Γερμανία, Ιταλία, Ηνωμένο Βασίλειο, Πολωνία + 36 Mtoe

7 Κοινό Όραμα ΑΠΕ 7

8 Όραμα για τα βιοκαύσιμα Να διπλασιαστεί η χρήση των καυσίμων από βιομάζα στην παραγωγή θερμότητας αναπτύσσοντας τυποποιημένα διαμορφωμένα ανά τομέα εφαρμογής και αειφόρα βιοκαύσιμα με ανταγωνιστικό κόστος παραγωγής και διασφάλιση της προμήθειας βιομάζας στον τελικό χρήστη Νέα βιοεμπορεύματα

9 Όραμα για τα βιοκαύσιμα «Βιομάζα για θέρμανση & ψύξη Το Όραμα» Δημοσίευση: Ιούλιος 2010

10 Στρατηγική Ερευνητική Ατζέντα για τη Βιομάζα Πέντε θεματικές προτεραιότητες έχουν προσδιοριστεί ως σημεία κλειδιά της τεχνολογικής ανάπτυξης προκειμένου να εξασφαλιστεί η επιτυχία στην αξιοποίηση βιομάζας για Ανανεώσιμη Θέρμανση και Ψύξη στην ΕΕ: Διασφάλιση εφοδιασμού Ευελιξία Αποδοτικότητα και εκπομπές Ολοκληρωμένες συστήματα και προγνωστική διαχείριση Αειφορία / Βιωσιμότητα

11 Στρατηγική Ερευνητική Ατζέντα για τη Βιομάζα Διασφάλιση εφοδιασμού Διπλασιασμός της παροχής βιομάζας στην Ευρώπη το 2020 Ανάπτυξη οικονομικού και αειφόρου εφοδιασμού από δασική και γεωργική βιομάζα Ανάπτυξη αποθήκευσης, ξήρανσης και εφοσιαστικής αλυσίδας βιοκαυσίμων Αναβάθμιση ποιότητας καυσίμου Νέες πρώτες ύλες Στερεά ανακτηθέντα καύσιμα και βιοαέριο από βιοαποικοδομήσιμα κλάσματα αποβλήτων

12 Στρατηγική Ερευνητική Ατζέντα για τη Βιομάζα Βιωσιμότητα Προοδευτική εφαρμογή κριτηρίων βιωσιμότητας στη συνήθη πρακτική Οικονομική και κοινωνική επίπτωση διαφορετικών σχημάτων υποστήριξης Επιπτώσεις που σχετίζονται με τον ανταγωνισμό μεταξύ διαφορετικών τομέων Κριτήρια για τη μεταφορά, αποθήκευση και χρήση βιομάζας Επίπτωση της αύξησης της χρήσης βιομάζας στην ποιότητα του εδάφους Αξιολόγηση επιπτώσεων και συστημική ανάλυση διαφορετικών εφοδιαστικών αλυσίδων δασικής και γεωργικής βιομάζας

13 Προβλήματα και προκλήσεις των βιοκαυσίμων Εφοδιαστική: Μεταφορά πολλών τόνων βιομάζας! Κόστος & αποδοτικότητα εφοδιαστικής αλυσίδας: μείωση κόστους, λιγότερα στάδια, νέες τεχνολογίες, νέα μοντέλα επιχειρηματικότητας, βελτίωση ποιότητας για την παραλαβή περισσότερων ξηρών τόνων Βιωσιμότητα: θέσπιση απαιτήσεων για διαφορετικές αλυσίδες και διαφορετικές συνθήκες Διασφάλιση παροχής: ιδιαίτερα σε μεγάλης κλίμακας μονάδες, συμπεριλαμβανομένων των βιοδιυλιστηρίων

14 Βιοεμπορεύματα για διαφορετικούς τομείς εμπορίας Βιομηχανικές χρήσεις Πρώτες ύλες βιομάζας -ξυλώδεις -ποώδεις -φρουτώδεις -μίγματα (EN ) Χαμηλής ποιότητας βιοκαύσιμα Θερμικά επεξεργασμένα βιοκαύσιμα Βιοκαύσιμα από υψηλής ποιότητας πρώτες ύλες Πρέπει να επιλυθούν τα προβλήματα λόγω αλκαλίων ή να προωθηθεί η καύση σε ειδικούς λέβητες Αντικατάσταση άνθρακα σε λέβητες κονιοποιημένου καυσίμου και σε συμπαραγωγή Χρήση σε μικρή και μεσαία κλίμακα Προϊόντα από ξυλώδη βιομάζα (EN to 5) ή υψηλής ποιότητας αγροτική βιομάζα (EN or 6) ή βιοέλαια

15 Ανεπτυγμένες αγορές, προηγμένα προϊόντα πρωτογενής θέρμανση δευτερογενής θέρμανση διακοσμητικά στοιχεία (ενεργειακά τζάκια, θερμαντικά σώματα χώρου) Οικιακή θέρμανση και ψύξη & & 15

16 Μειονεκτήματα χρήσης βιομάζας σε εφαρμογές οικιακές θέρμανσης Απουσία πανευρωπαϊκής διάχυσης των βέλτιστων τεχνολογιών Επενδυτικές δαπάνες Ανταγωνισμός με τις εφαρμογές φυσικού αερίου Χάσμα μεταξύ δοκιμών και λειτουργίας σε πραγματικές συνθήκες Κακή φήμη σχετικά με τις επιπτώσεις στην υγεία Νομοθεσία (όρια εκπομπών, ποιότητα αέρα, διαφοροποίηση ορίων ανά κράτος-μέλος) Απαίτηση ηλεκτρισμού για τεχνολογίες αυτοματισμού Απουσία λύσεων για εφαρμογές ψύξης 16

17 Βιομηχανική θέρμανση & ψύξη Παροχή θερμικού φορτίου : Μερικές εκατοντάδες kw (πολλές μονάδες) έως μερικές εκατοντάδες MW (λίγες μονάδες) Είδη εγκαταστάσεων: Χαρακτηριστικά Αποκλειστική παροχή θερμότητας / Συμπαραγωγή ή μικτή καύση με άνθρακα Συμπαραγωγή και Πολυπαραγωγή: Συχνά η θερμότητα αποτελεί το κύριο προϊόν Παραπροϊόντα (π.χ. ηλεκτρική ενέργεια) που υποστηρίζουν την τιμή θερμότητας βιομηχανία λίγες πολλές Μικρή κλίμακα / τοπικό δίκτυο Μεσαία κλίμακα / δίκτυο πόλεων Δίκτυων μεγάλων πόλεων / μικτή καύση Βιοαέριο στο δίκτυο Φ.Α.

18 Βιομηχανική θέρμανση & ψύξη Από τα καθαρά στα «προβληματικά» βιοκαύσιμα Καθαρά «Προβληματικά» Ακριβό καύσιμο Φθηνό καύσιμο Μικρότερο κόστος επένδυσης Μεγαλύτερο κόστος επένδυσης Πελλέτες ξύλου Φλοιός δέντρων Άχυρο Υπολείμματα ξύλου Τεμαχισμένο ξύλο Ελαιοπυρήνας Φλοιός ρυζιού Οστεάλευρα (MBΜ)

19 Καύση / Μικτή καύση Διαδεδομένη και δοκιμασμένη τεχνολογία Λέβητες κονιοποιημένου καύσιμου (κυρίως σε μικτή καύση), ρευστοποιημένες κλίνες (ανακυκλοφορίας ή αναβράζουσες), εσχάρες Μεγάλη ως μικρή κλίμακα Αεριοποίηση + Συμπαραγωγή Λίγες εγκαταστάσεις και εμπειρία Μικρή ως μεσαία κλίμακα Πυρόλυση + Συμπαραγωγή R&D Διαθέσιμες τεχνολογίες Αναερόβια ζύμωση + Συμπαραγωγή Επαρχιακή τηλεθέρμανση ή ευέλικτη χρήση με τροφοδοσία του βιοαερίου στο δίκτυο Φ.Α. «Χωριό βιοαερίου» Συμπαραγωγή για βιοαέριο / Syngas ΜΕΚ, Μικροαεροστρόβιλος, Κελιά καυσίμου

20 Περιορισμοί στη χρήση βιομάζας Πολλά λειτουργικά προβλήματα Φθορά Εμφράξεις Διάβρωση Επικαθίσεις Κίνδυνος έκρηξης Αυτανάφλεξη Λειτουργικότητα/ Διαθεσιμότητα Διαταραχές της διαδικασίας ζύμωσης Διακοπή λειτουργίας τα Σαββατοκύριακα (για τη βιομηχανία) Απότομη και δύσκολη αλλαγή φορτίου Στόχος: υψηλή διαθεσιμότητα, χαμηλό κόστος λειτουργίας και συντήρησης

21 Προοπτικές εφαρμογής Καινοτόμες και προστιθέμενης αξίας αλυσίδες βιοθέρμανσης & ψύξης 1. Συμπαραγωγή μικρής κλίμακας για οικιακές, βιομηχανικές ή περιφερειακές εφαρμογές 2. Τρι-παραγωγή 3. Προηγμένα καύσιμα (θερμικά κατεργασμένη βιομάζα, βιοκάρβουνο, έλαιο πυρόλυσης) προς αντικατάσταση άνθρακα και πετρελαίου σε εφαρμογές συμπαραγωγής 4. Εφαρμογές υψηλής απόδοσης για τη συμπαραγωγή ατμού αυξημένης θερμοκρασίας ( C) σε μεγάλη ή βιομηχανική κλίμακα

22 Κατάσταση στην Ελλάδα Η παραγωγή ενέργειας από βιομάζα στην Ελλάδα παρουσιάζει σημαντικές προοπτικές ανάπτυξης, οι οποίες όμως δεν έχουν ακόμα αρχίσει να υλοποιούνται: 1.Υψηλές εγγυημένες τιμές για ηλεκτροπαραγωγή από βιομάζα, σημαντικό επενδυτικό ενδιαφέρον (αιτήσεις αδειών παραγωγής) αλλά στασιμότητα στην εγκατεστημένη ισχύ / Απουσία κινήτρων για εφαρμογές θέρμανσης μεσαίας / μεγάλης κλίμακας 2.Η μικτή καύση βιομάζας σε λιγνιτικούς σταθμούς αποτελεί την πιο ώριμη και με μικρότερο κόστος τεχνολογική λύση 3.Ο τομέας οικιακής θέρμανσης με βιομάζα γνωρίζει άνθηση λόγω του χαμηλότερου κόστους καυσίμου σε σχέση με το πετρέλαιο θέρμανσης, αλλά και λόγω της πρόσφατης άρσης της απαγόρευσης για χρήση βιομάζας σε Αθήνα και Θεσσαλονίκη 4.Η οργάνωση εφοδιαστικών αλυσίδων, οι αβεβαιότητες / διακυμάνσεις στην ποιότητα του καυσίμου και οι πιθανές επιπτώσεις του στις λειτουργικές και περιβαλλοντικές επιδόσεις μονάδων καύσης αποτελούν τροχοπέδη στις επενδύσεις βιομάζας και βασικός λόγος καθυστέρησης σε σχέση με άλλες ΑΠΕ

23 Μικτή καύση βιομάζας / λιγνίτη Υψηλός βαθμός απόδοσης (> 30%) για ηλεκτροπαραγωγή από βιομάζα Δυνατότητα χρήσης καυσίμων με «προβληματικά» χαρακτηριστικά για καύση σε οικιακές μονάδες Μείωση εκπομπών CO 2,SO x και ενδεχομένως NO x από λιγνιτικές μονάδες FP7 DEBCO Αξιολόγηση εφοδιαστικής αλυσίδας αγριαγκινάρας από πιλοτικές καλλιέργειες 4000 στρεμμάτων Παρακολούθηση ποιοτικών χαρακτηριστικών καυσίμου Δοκιμές μικτής καύσης αγριαγκινάρας / λιγνίτη σε πιλοτικές εγκαταστάσεις και στον ΑΗΣ Καρδιάς Εμπειρία από δοκιμές μικτής καύσης σε Ευρώπη Προϋπολογισμός: ~ 7 Μ (1.5 Μ ελληνική συμμετοχή ) ΕΠΑΝ ΕΝΕΡ-ΒΙΟ Συνέχιση δραστηριοτήτων μικτής καύσης στον ΑΗΣ Μελίτης, την πλέον σύγχρονη λιγνιτική μονάδα της ΔΕΗ Πραγματοποίηση δοκιμών μικτής καύσης και εξέταση εφοδιαστικής αλυσίδας αγροτικής βιομάζας Εξέταση δυνατότητας χρήσης υγρών βιοκαυσίμων για ηλεκτροπαραγωγή Προϋπολογισμός:

24 BIOCLUS (FP7: Regions) Ενίσχυση βιώσιμης ανάπτυξης και ανταγωνιστικότητας σε πέντε Ευρωπαϊκές περιφέρειες στον τομέα των βιοκαυσίμων Διαμόρφωση Στρατηγικής Ερευνητικής Ατζέντας Ταυτοποίηση δυναμικού βιομάζας Κατάστρωση Κοινών Σχεδίων Δράσης Ανταλλαγή τεχνογνωσίας και εμπειρίας Βελτιστοποίηση Περιφερειακής Καινοτομίας Ελληνικό Cluster: ΕΚΕΤΑ / ΙΤΕΣΚ Περιφέρεια Δυτικής Μακεδονίας Πανεπιστήμιο Δυτικής Μακεδονίας Ζιώγας Α.Ε. Προϋπολογισμός: 3.6mi (731k Ελληνική συμμετοχή)

25 ΒioMaxEff (FP7: Research for SMEs) Στόχος: η εισαγωγή στην αγορά νέων συστημάτων οικιακής θέρμανσης με βιομάζα για χρήση σε υφιστάμενες και νέες οικίες Η σχεδίαση λεβήτων βιομάζας συμπεριλαμβαμένων των περιφερειακών συστημάτων Σύνδεση των επιμέρους τμημάτων και βελτιστοποίηση του συστήματος Δοκιμές της απόδοσης των προτεινόμενων συστημάτων σε εργαστηριακές και πραγματικές συνθήκες Αξιολόγηση επίπτωσης στους στόχους του Στρατηγικές διείσδυσης στην αγορά Συνεργασία με Windhager (Αυστριακός κατασκευαστής λεβήτων) και άλλους 11 ερευνητικούς φορείς και επιχειρήσεις Προϋπολογισμός: 4.2 mi (251 k ΕΚΕΤΑ / ΙΤΕΣΚ)

26 Προτυποποίηση RDF από τον ΕΜΑΚ Λιοσίων Παραγωγή 470 tn / ημέρα ανακτηθέντος καυσίμου RDF από τον ΕΜΑΚ Λιοσίων Παρούσα κατάσταση: απόρριψη σε χωματερή λόγω έλλειψης προτυποποίησης και τελικών χρήσεων Στόχος: η προτυποποίηση του καυσίμου σύμφωνα με το Ευρωπαϊκά Πρότυπα της Τεχνικής Επιτροπής CEN/TC 343, ο χαρακτηρισμός του ως SRF, η κατηγοριοποίηση του και η αναγνώριση των βέλτιστων εφαρμογών για παραγωγή ενέργειας Περιεχόμενο και σκοπός της CEN/TC 343

27 Σας ευχαριστώ για την προσοχή σας!