ΠΣΤΥΗΑΚΖ ΔΡΓΑΗΑ ΑΤΣΟΝΟΜΟ ΣΑΘΜΟ ΠΑΡΑΓΧΓΖ ΖΛΔΚΣΡΗΚΖ ΔΝΔΡΓΔΗΑ ΗΥΤΟ 3 MW ΑΠΟ ΒΗΟΜΑΕΑ AYTONOMOUS STATION 3 MW POWER FOR ELECTRICITY PRODUCTION FROM BIOMASS

Transcript

1 ΑΤΣΟΝΟΜΟ ΣΑΘΜΟ ΠΑΡΑΓΧΓΖ ΖΛΔΚΣΡΗΚΖ ΔΝΔΡΓΔΗΑ ΗΥΤΟ 3ΜW ΑΠΟ ΒΗΟΜΑΕΑ ΥΟΛΖ ΣΔΥΝΟΛΟΓΗΚΧΝ ΔΦΑΡΜΟΓΧΝ ΣΜΖΜΑ ΖΛΔΚΣΡΟΛΟΓΧΝ ΜΖΥΑΝΗΚΧΝ Σ.Δ. ΠΣΤΥΗΑΚΖ ΔΡΓΑΗΑ ΑΤΣΟΝΟΜΟ ΣΑΘΜΟ ΠΑΡΑΓΧΓΖ ΖΛΔΚΣΡΗΚΖ ΔΝΔΡΓΔΗΑ ΗΥΤΟ 3 MW ΑΠΟ ΒΗΟΜΑΕΑ AYTONOMOUS STATION 3 MW POWER FOR ELECTRICITY PRODUCTION FROM BIOMASS Καξαθαζλάθεο Ησάλλεο - Αλαζηάζηνο A.E.M.: 4975 Δπηβιέπνπζα θαζεγήηξηα: Κόγηα Φσηεηλή ΚΑΒΑΛΑ, ΜΑΨΟ

2 ΑΤΣΟΝΟΜΟ ΣΑΘΜΟ ΠΑΡΑΓΧΓΖ ΖΛΔΚΣΡΗΚΖ ΔΝΔΡΓΔΗΑ ΗΥΤΟ 3ΜW ΑΠΟ ΒΗΟΜΑΕΑ ΥΟΛΖ ΣΔΥΝΟΛΟΓΗΚΧΝ ΔΦΑΡΜΟΓΧΝ ΣΜΖΜΑ ΖΛΔΚΣΡΟΛΟΓΧΝ ΜΖΥΑΝΗΚΧΝ Σ.Δ. ΠΣΤΥΗΑΚΖ ΔΡΓΑΗΑ ΑΤΣΟΝΟΜΟ ΣΑΘΜΟ ΠΑΡΑΓΧΓΖ ΖΛΔΚΣΡΗΚΖ ΔΝΔΡΓΔΗΑ ΗΥΤΟ 3 MW ΑΠΟ ΒΗΟΜΑΕΑ AYTONOMOUS STATION 3 MW POWER FOR ELECTRICITY PRODUCTION FROM BIOMASS Καξαθαζλάθεο Ησάλλεο - Αλαζηάζηνο A.E.M.: 4975 Δπηβιέπνπζα θαζεγήηξηα: Κόγηα Φσηεηλή ΚΑΒΑΛΑ, ΜΑΨΟ

3 ΔΤΥΑΡΗΣΗΔ ΑΤΣΟΝΟΜΟ ΣΑΘΜΟ ΠΑΡΑΓΧΓΖ ΖΛΔΚΣΡΗΚΖ ΔΝΔΡΓΔΗΑ ΗΥΤΟ 3ΜW ΑΠΟ ΒΗΟΜΑΕΑ ΔΤΥΑΡΗΣΗΔ Θα ήζεια λα επραξηζηήζσ ζεξκά ηελ θαζεγήηξηά κνπ θα. Κόγηα Φσηεηλή θπξίσο γηα ηελ εκπηζηνζύλε πνπ κνπ έδεημε θαη ηελ ππνκνλή πνπ έθαλε θαηά ηε δηάξθεηα πινπνίεζεο ηεο πηπρηαθήο εξγαζίαο. Όπσο επίζεο θαη γηα ηελ πνιύηηκε βνήζεηα θαη θαζνδήγεζε ηεο, γηα ηελ επίιπζε δηάθνξσλ ζεκάησλ. Θα ήζεια επίζεο λα απεπζύλσ ηηο επραξηζηίεο κνπ ζηνπο γνλείο κνπ, νη νπνίνη κε ζηήξημαλ θαη κε ζηεξίδνπλ όια απηά ηα ρξόληα. Σέινο, ζέισ λα επραξηζηήζσ ζεξκά ηελ Έλσζε Αγξνηηθώλ πλεηαηξηζκώλ Οξεζηηάδαο, θαζώο επίζεο θαη ηελ εηαηξία Βηναέξην Θξάθεο Α.Δ. θαη ηδηαίηεξα ηνλ δηεπζύλνληα ζύκβνπιν απηήο θ. Παξαζθεπά Π. Πέηηα γηα ηηο πνιύηηκεο πιεξνθνξίεο θαη ηα ζεκαληηθά ζηνηρεία πνπ κνπ παξαρώξεζαλ ώζηε λα πινπνηεζεί ε εξγαζία. 2

4 ΠΡΟΛΟΓΟ ΑΤΣΟΝΟΜΟ ΣΑΘΜΟ ΠΑΡΑΓΧΓΖ ΖΛΔΚΣΡΗΚΖ ΔΝΔΡΓΔΗΑ ΗΥΤΟ 3ΜW ΑΠΟ ΒΗΟΜΑΕΑ ΠΡΟΛΟΓΟ Ζ πηπρηαθή απηή εξγαζία απνηειεί ηελ θνξύθσζε ησλ ζπνπδώλ κνπ ζην Σ.Δ.Η Αλαηνιηθήο Μαθεδνλίαο θαη Θξάθεο ζηελ πόιε ηεο Καβάιαο, ηκήκα Ζιεθηξνιόγσλ Μεραληθώλ Σ.Δ. Αλαθέξεηαη ζηε κειέηε θαη κειινληηθή θαηαζθεπή ελόο Αλεμάξηεηνπ ηαζκνύ Παξαγσγήο Ζιεθηξηθήο Δλέξγεηαο από Α.Π.Δ, ηζρύνο 2,956 MW (βηναέξην από βηνκάδα) ζηελ πεξηνρή ηνπ Γήκνπ Οξεζηηάδαο. Με ηε βνήζεηα θαη ηελ ππνζηήξημε ηεο θαζεγήηξηαο κνπ θα. Κόγηα Φσηεηλή, θαη εδώ ζα ήζεια λα ηελ επραξηζηήζσ αθόκε κηα θνξά, κνπ δόζεθε ε επθαηξία λα αζρνιεζώ κε έλα ηόζν ζεκαληηθό θαη ελδηαθέξνλ έξγν θαη λα θαηαλνήζσ ηε ζεκαζία ηνπ ζηελ επξύηεξε πεξηνρή ηνπ Γήκνπ Οξεζηηάδαο. Σέινο ζα ήζεια λα αλαθεξζώ ζηελ νηθνλνκηθή αλάπηπμε ηεο πεξηνρήο ζε πεξίπησζε θαηαζθεπήο ελόο ηέηνηνπ έξγνπ αιιά θαη ζηε ζπκκεηνρή ηνπ ζηελ κείσζε ηνπ πξνβιήκαηνο ηεο παξαγσγήο ειεθηξηθήο ελέξγεηαο ζηελ Διιάδα. 3

5 ΠΔΡΗΛΖΦΖ ΑΤΣΟΝΟΜΟ ΣΑΘΜΟ ΠΑΡΑΓΧΓΖ ΖΛΔΚΣΡΗΚΖ ΔΝΔΡΓΔΗΑ ΗΥΤΟ 3ΜW ΑΠΟ ΒΗΟΜΑΕΑ ΠΔΡΗΛΖΦΖ Ζ εξγαζία αλαθέξεηαη ζηελ θαηαζθεπή ελόο αλεμάξηεηνπ ζηαζκνύ παξαγσγήο ειεθηξηθήο ελέξγεηαο από Α.Π.Δ, ηζρύνο 2,956 MW (βηναέξην από βηνκάδα), ζηελ πεξηνρή ηνπ δήκνπ Οξεζηηάδαο. ην πξώην θεθάιαην γίλεηαη αλαθνξά ζηε βηνκάδα, ηη είλαη, από πνπ πξνέξρεηαη, ηα πιενλεθηήκαηά ηεο αιιά γεληθόηεξα θαη ηα πιενλεθηήκαηα ησλ Αλαλεώζηκσλ Πεγώλ Δλέξγεηαο. Σν δεύηεξν θεθάιαην αλαθέξεηαη ζηελ πθηζηάκελε θαηάζηαζε ηεο πεξηνρήο, δειαδή αξηζκόο θαιιηεξγνύκελσλ ζηξεκκάησλ, βαζηθέο θαιιηέξγεηεο, πνζόηεηεο πξντόλησλ πνπ παξάγνληαη θαη ηελ ηνπνζεζία εγθαηάζηαζεο ηνπ ζηαζκνύ. Δπίζεο, γίλεηαη κηα κηθξή αλαθνξά ζηελ παξαγσγή ηπξόγαινπ, ειηάιεπξνπ, γιπθεξίλεο θαη ιηπαξώλ νμέσλ. Σέινο, ππνγξακκίδεηαη ε δπλαηόηεηα ελεξγεηαθήο αμηνπνίεζεο νξγαληθώλ απνβιήησλ θαη ιπκάησλ ζηελ πεξηνρή όπσο θαη ελεξγεηαθέο απνδόζεηο ηεο βηνκάδαο πνπ ζα ρξεζηκνπνηεζεί. Σν ηξίην θεθάιαην αξρίδεη κε κία κηθξή εηζαγσγή γηα ηελ Αλαεξόβηα Υώλεπζε (ΑΥ) θαη ηηο δπλαηόηεηεο ηνπ βηναεξίνπ. Δπίζεο, αλαθέξεηαη ζηελ νηθνλνκηθόηεηα ηεο κνλάδαο, ηα πιενλεθηήκαηα ηεο ζέζεο θαηαζθεπήο όπσο θαη ζε ζεκαληηθά νηθνλνκηθά θαη πεξηβαιινληηθά νθέιε ηεο κνλάδαο. ηε ζπλέρεηα, πεξηγξάθεηαη αλαιπηηθά ε δηαδηθαζία ηεο ΑΥ. Αξρίδεη κε ηε ρεκηθή ζύζηαζε ηνπ βηναεξίνπ θαη ηα ζηάδηα ηεο βηνινγηθήο δηεξγαζίαο ηεο βηναπνδόκεζεο ηεο ΑΥ. Έπεηηα, αλαθέξνληαη νη θπζηθέο θαη ρεκηθέο παξάκεηξνη ηεο ΑΥ θαη ηα ζπζηήκαηά ηεο. Σν ηέηαξην θεθάιαην αλαθέξεηαη ζηηο πεξηβαιινληηθέο επηπηώζεηο θαη ζηελ αληηκεηώπηζή ηνπο. Αξρηθά, παξνπζηάδνληαη νη θάζεηο θαηαζθεπήο θαη ιεηηνπξγίαο ησλ θιηκαηνινγηθώλ θαη βηνθιηκαηηθώλ ραξαθηεξηζηηθώλ, ησλ κνξθνινγηθώλ θαη ηππνινγηθώλ ραξαθηεξηζηηθώλ, ησλ εδαθνινγηθώλ, γεσινγηθώλ θαη ηεθηνληθώλ ραξαθηεξηζηηθώλ. ηε ζπλέρεηα, αλαγξάθνληαη νη θάζεηο θαηαζθεπήο θαη ιεηηνπξγίαο ησλ επηπηώζεσλ ζε ρισξίδα, παλίδα θαη βιάζηεζε, επίζεο γίλεηαη αλαθνξά ζε ζηεξεά απόβιεηα, νξγαληθό ιίπαζκα θαη ζηηο αέξηεο εθπνκπέο. Σέινο, αλαιύεηαη ην αλζξσπνγελέο πεξηβάιινλ: ρξήζεηο γεο, δνκεκέλν πεξηβάιινλ, ηζηνξηθό θαη πνιηηηζηηθό πεξηβάιινλ, θνηλσληθό θαη 4

6 ΠΔΡΗΛΖΦΖ ΑΤΣΟΝΟΜΟ ΣΑΘΜΟ ΠΑΡΑΓΧΓΖ ΖΛΔΚΣΡΗΚΖ ΔΝΔΡΓΔΗΑ ΗΥΤΟ 3ΜW ΑΠΟ ΒΗΟΜΑΕΑ νηθνλνκηθό πεξηβάιινλ, αηκνζθαηξηθό πεξηβάιινλ, αθνπζηηθό πεξηβάιινλ, επηθαλεηαθά θαη ππόγεηα λεξά θαη ρξήζε λεξνύ-ελέξγεηαο. ην θεθάιαην πέληε παξνπζηάδεηαη θαη πεξηγξάθεηαη ε ρξεζηκνπνηνύκελε ηερλνινγία. Πεξηγξαθή δηεξγαζίαο, εγθαηάζηαζεο θαη ιεηηνπξγίαο: Λεηηνπξγηθή κνλάδα 1: Τπνδνρή, απνζήθεπζε, ηξνθνδνζία ππνζηξώκαηνο Λεηηνπξγηθή κνλάδα 2: Αλαθπθινθνξία πιηθώλ ηξνθνδνζίαο Λεηηνπξγηθή κνλάδα 3: Κύθισκα ζπκππθλσκάησλ Λεηηνπξγηθή κνλάδα 4: Απνζήθεπζε ππνιεηκκάησλ δύκσζεο Λεηηνπξγηθή κνλάδα 5: Δθκεηάιιεπζε αεξίνπ θαη ζηαζκόο ιίπαλζεο ειαίνπ Λεηηνπξγηθή κνλάδα 6: Άιιεο ππεξεζίεο Λεηηνπξγηθή κνλάδα 7: Ζιεθηξνινγηθό ζύζηεκα θαη κνλάδα ειέγρνπ Σέινο αλαιύεηαη ε δηαδηθαζία ζπληήξεζεο ηνπ εμνπιηζκνύ θαη αλαθέξεηαη ε πξνθαηαξθηηθή εθηίκεζε ηνπ ηξόπνπ ζύλδεζεο κε ην δίθηπν. 5

7 ABSTRACT ΑΤΣΟΝΟΜΟ ΣΑΘΜΟ ΠΑΡΑΓΧΓΖ ΖΛΔΚΣΡΗΚΖ ΔΝΔΡΓΔΗΑ ΗΥΤΟ 3ΜW ΑΠΟ ΒΗΟΜΑΕΑ ABSTRACT The purpose of this project is the construction of an independent electricity production station based on renewable sources, producing an overall power of 2,956 MW (biogas and biomass), in the municipality of Orestiada. In the first chapter, the author refers to the nature of the biomass; what is it, where it comes from and its advantages. Furthermore, the advantages of the various renewable energy sources are also discussed. The second chapter refers to the current situation of the area; the number of the yields being cultivated along with their species, the amount of products being produced and the location the power station. In addition, the author identifies the production of whey, sunflower seed flour, glycerine and fatty acids. Finally, it is suggested that the organic waste in the area may be further processed, resulting in the production of energy. Along with the organic waste, the utility of the biomass that will be used is also commented. The third chapter starts with an introduction of the Anaerobic Digestion (AX) and the various abilities of the biogas. Moreover, the author describes the economic advantages of the station, the numerous advantages of the construction site and the environmental benefits offered to the area. Furthermore, the process of the Anaerobic Digestion (AX) is described in detail. The process starts with the chemical composition of the biogas and the steps followed for the bio- decomposition of the AX. Lastly, the physical and chemical parameters of the AX, along with its various systems, are mentioned. The fourth chapter is taking into consideration the environmental consequences of the station, and further suggests several ways to overcome them. Firstly, the various phases of the construction and operation of the climatological and bioclimatological characteristics are presented, along with the morphological, typological, geological and tectonic features. The author then identifies the constructional and functional phases of these consequences in the flora and fauna. Solid waste, organic fertilizers and gaseous emissions are also mentioned. Finally, the human environment is also analysed: the numerous land uses, the structured environment, the historical and cultural environment, the social and economical environment, the atmospheric environment, acoustic environment along with the overground and underground waters and the usage of water-energy. In the final, fifth chapter, the technology that may be used is presented and described in detail. A brief description of the process, setup and function is further presented: Functional unit 1: Reception, storage, substrate feeding 6

8 ABSTRACT ΑΤΣΟΝΟΜΟ ΣΑΘΜΟ ΠΑΡΑΓΧΓΖ ΖΛΔΚΣΡΗΚΖ ΔΝΔΡΓΔΗΑ ΗΥΤΟ 3ΜW ΑΠΟ ΒΗΟΜΑΕΑ Functional unit 2: Feedstock recirculation Functional unit 3: Condensate circuit Functional unit 4: Brewing residue storage Functional unit 5: Gas usage and oil lubrication station Functional unit 6: Other services Functional unit 7: Electrical system and control unit Finally, the maintenance procedure of the equipment is analysed and the preliminary assessment of the connection type to the network is also discussed. 7

9 ΠΔΡΗΔΥΟΜΔΝΑ ΑΤΣΟΝΟΜΟ ΣΑΘΜΟ ΠΑΡΑΓΧΓΖ ΖΛΔΚΣΡΗΚΖ ΔΝΔΡΓΔΗΑ ΗΥΤΟ 3ΜW ΑΠΟ ΒΗΟΜΑΕΑ ΠΔΡΗΔΥΟΜΔΝΑ ΔΤΥΑΡΗΣΗΔ... 2 ΠΡΟΛΟΓΟ... 3 ΠΔΡΗΛΖΦΖ... 4 ABSTRACT... 6 ΚΔΦΑΛΑΗΟ 1: ΔΗΑΓΧΓΖ ΚΔΦΑΛΑΗΟ 2: ΤΦΗΣΑΜΔΝΖ ΚΑΣΑΣΑΖ ΠΔΡΗΟΥΖ (Γ. ΟΡΔΣΗΑΓΑ) ΔΗΑΓΧΓΖ ΠΑΡΑΓΧΓΖ ΣΤΡΟΓΑΛΟΤ ΠΑΡΑΓΧΓΖ ΖΛΗΑΛΔΤΡΟΤ ΓΤΝΑΣΟΣΖΣΔ ΔΝΔΡΓΔΗΑΚΖ ΑΞΗΟΠΟΗΖΖ ΟΡΓΑΝΗΚΧΝ ΑΠΟΒΛΖΣΧΝ ΚΑΗ ΛΤΜΑΣΧΝ ΣΖΝ ΠΔΡΗΟΥΖ Γ.ΟΡΔΣΗΑΓΑ ΚΑΣΖΓΟΡΗΔ ΚΑΗ ΔΝΔΡΓΔΗΑΚΔ ΑΠΟΓΟΔΗ ΒΗΟΜΑΕΑ ΚΔΦΑΛΑΗΟ 3: ΔΝΔΡΓΔΗΑΚΖ ΜΔΛΔΣΖ ΔΗΑΓΧΓΖ ΚΔΝΣΡΗΚΖ ΜΟΝΑΓΑ ΒΗΟΑΔΡΗΟΤ ΣΟΝ Γ. ΟΡΔΣΗΑΓΑ ΠΔΡΗΓΡΑΦΖ ΣΖ ΣΔΥΝΟΛΟΓΗΑ ΣΖ ΑΝΑΔΡΟΒΗΑ ΥΧΝΔΤΖ ΠΑΡΑΜΔΣΡΟΗ ΣΖ ΑΝΑΔΡΟΒΗΑ ΥΧΝΔΤΖ ΤΣΖΜΑΣΑ ΑΝΑΔΡΟΒΗΑ ΥΧΝΔΤΖ ΓΗΑΓΗΚΑΗΔ ΚΑΗ ΤΝΘΖΚΔ ΛΔΗΣΟΤΡΓΗΑ ΣΖ ΑΥ ΠΑΡΑΓΧΓΖ ΒΗΟΑΔΡΗΟΤ ΚΔΦΑΛΑΗΟ 4: ΠΔΡΗΒΑΛΛΟΝΣΗΚΔ ΔΠΗΠΣΧΔΗ ΑΝΣΗΜΔΣΧΠΗΖ ΚΑΣΑΚΔΤΑΣΗΚΔ ΔΡΓΑΗΔ ΜΖ ΒΗΟΣΗΚΑ ΥΑΡΑΚΣΖΡΗΣΗΚΑ ΚΛΗΜΑΣΟΛΟΓΗΚΑ ΚΑΗ ΒΗΟΚΛΗΜΑΣΗΚΑ ΥΑΡΑΚΣΖΡΗΣΗΚΑ ΜΟΡΦΟΛΟΓΗΚΑ ΚΑΗ ΣΤΠΟΛΟΓΗΚΑ ΥΑΡΑΚΣΖΡΗΣΗΚΑ ΔΓΑΦΟΛΟΓΗΚΑ, ΓΔΧΛΟΓΗΚΑ ΚΑΗ ΣΔΚΣΟΝΗΚΑ ΥΑΡΑΚΣΖΡΗΣΗΚΑ ΦΤΗΚΟ ΠΔΡΗΒΑΛΛΟΝ ΔΠΗΠΣΧΔΗ Δ ΥΛΧΡΗΓΑ,ΒΛΑΣΖΖ ΚΑΗ ΒΗΟΣΟΠΟΤ ΔΠΗΠΣΧΔΗ ΣΖΝ ΠΑΝΗΓΑ ΠΑΡΑΓΧΓΖ ΑΠΟΒΛΖΣΧΝ ΣΔΡΔΑ ΑΠΟΒΛΖΣΑ

10 ΠΔΡΗΔΥΟΜΔΝΑ ΑΤΣΟΝΟΜΟ ΣΑΘΜΟ ΠΑΡΑΓΧΓΖ ΖΛΔΚΣΡΗΚΖ ΔΝΔΡΓΔΗΑ ΗΥΤΟ 3ΜW ΑΠΟ ΒΗΟΜΑΕΑ ΟΡΓΑΝΗΚΟ ΛΗΠΑΜΑ ΑΔΡΗΔ ΔΚΠΟΜΠΔ ΤΓΡΑ ΑΠΟΒΛΖΣΑ ΑΝΘΡΧΠΟΓΔΝΔ ΠΔΡΗΒΑΛΛΟΝ ΥΡΖΔΗ ΓΖ ΓΟΜΖΜΔΝΟ ΠΔΡΗΒΑΛΛΟΝ ΗΣΟΡΗΚΟ ΚΑΗ ΠΟΛΗΣΗΣΗΚΟ ΠΔΡΗΒΑΛΛΟΝ ΚΟΗΝΧΝΗΚΟ-ΟΗΚΟΝΟΜΗΚΟ ΠΔΡΗΒΑΛΛΟΝ-ΣΔΥΝΗΚΔ ΤΠΟΓΟΜΖ ΑΣΜΟΦΑΗΡΗΚΟ ΠΔΡΗΒΑΛΛΟΝ ΑΚΟΤΣΗΚΟ ΠΔΡΗΒΑΛΛΟΝ ΔΠΗΦΑΝΔΗΑΚΑ ΚΑΗ ΤΠΟΓΔΗΑ ΝΔΡΑ ΥΡΖΖ ΝΔΡΟΤ-ΔΝΔΡΓΔΗΑ ΚΔΦΑΛΑΗΟ 5: ΠΔΡΗΓΡΑΦΖ ΥΡΖΗΜΟΠΟΗΟΤΜΔΝΖ ΣΔΥΝΟΛΟΓΗΑ ΚΑΗ ΣΧΝ ΔΓΚΑΣΑΣΑΔΧΝ ΠΟΤ ΘΑ ΑΠΑΗΣΖΘΟΤΝ ΔΗΑΓΧΓΖ ΠΔΡΗΓΡΑΦΖ ΥΡΖΗΜΟΠΟΗΟΤΜΔΝΖ ΣΔΥΝΟΛΟΓΗΑ ΠΔΡΗΓΡΑΦΖ ΓΗΔΡΓΑΗΑ, ΔΓΚΑΣΑΣΑΖ ΚΑΗ ΛΔΗΣΟΤΡΓΗΑ ΛΔΗΣΟΤΡΓΗΚΖ ΜΟΝΑΓΑ 1:ΤΠΟΓΟΥΖ, ΑΠΟΘΖΚΔΤΖ ΚΑΗ ΣΡΟΦΟΓΟΗΑ ΤΠΟΣΡΧΜΑΣΟ ΛΔΗΣΟΤΡΓΗΚΖ ΜΟΝΑΓΑ 2: ΑΝΑΚΤΚΛΟΦΟΡΗΑ ΤΛΗΚΧΝ ΣΡΟΦΟΓΟΗΑ ΛΔΗΣΟΤΡΓΗΚΖ ΜΟΝΑΓΑ 3: ΚΤΚΛΧΜΑ ΤΜΠΤΚΝΧΜΑΣΧΝ ΛΔΗΣΟΤΡΓΗΚΖ ΜΟΝΑΓΑ 4: ΑΠΟΘHΚΔΤΖ ΤΠΟΛΔΗΜΜΑΣΧΝ ΕΤΜΧΖ ΛΔΗΣΟΤΡΓΗΚΖ ΜΟΝΑΓΑ 5: ΔΚΜΔΣΑΛΛΔΤΖ ΑΔΡΗΟΤ ΛΔΗΣΟΤΡΓΗΚΖ ΜΟΝΑΓΑ 6: ΑΛΛΔ ΤΠΖΡΔΗΔ ΛΔΗΣΟΤΡΓΗΚΖ ΜΟΝΑΓΑ 7: ΖΛΔΚΣΡΟΛΟΓΗΚΟ ΤΣΖΜΑ ΚΑΗ ΜΟΝΑΓΑ ΔΛΔΓΥΟΤ ΓΗΑΓΗΚΑΗΔ ΤΝΣΖΡΖΖ ΣΟΤ ΔΞΟΠΛΗΜΟΤ ΠΡΟΓΡΑΜΜΑΣΗΜΟ ΛΔΗΣΟΤΡΓΗΑ ΣΑΘΜΟΤ ΠΡΟΚΑΣΑΡΚΣΗΚΖ ΔΚΣΗΜΖΖ ΣΟΤ ΣΡΟΠΟΤ ΤΝΓΔΖ ΜΔ ΣΟ ΓΗΚΣΤΟ Ή ΣΟ ΤΣΖΜΑ ΚΔΦΑΛΑΗΟ 6: ΤΜΠΔΡΑΜΑΣΑ ΒΗΒΛΗΟΓΡΑΦΗΑ ΠΑΡΑΡΣΖΜΑ Α ΠΑΡΑΡΣΖΜΑ Β ΠΑΡΑΡΣΖΜΑ Γ

11 ΑΤΣΟΝΟΜΟ ΣΑΘΜΟ ΠΑΡΑΓΧΓΖ ΚΕΦΑΛΑΙΟ ΖΛΔΚΣΡΗΚΖ 1: ΕΙΣΑΓΩΓΗ ΔΝΔΡΓΔΗΑ ΗΥΤΟ 3ΜW ΑΠΟ ΒΗΟΜΑΕΑ ΚΔΦΑΛΑΗΟ 1: ΔΗΑΓΧΓΖ Ζ βηνκάδα είλαη ειηαθή ελέξγεηα απνζεθεπκέλε ζε νξγαληθή ύιε. Ο όξνο βηνκάδα πεξηιακβάλεη θάζε αλαλεώζηκε νξγαληθή ύιε πνπ πξνέξρεηαη από θπηηθνύο ή δσηθνύο νξγαληζκνύο θαη κπνξεί λα ρξεζηκνπνηεζεί σο πξώηε ύιε ζηε βηνκεραλία ή γηα παξαγσγή ελέξγεηαο. Ζ βηνκάδα πξνέξρεηαη από: Γεσξγηθά ππνιείκκαηα, πνπ πξνθύπηνπλ από ηηο γεσξγηθέο θαιιηέξγεηεο, όπσο ηα ζηηεξά, ην θαιακπόθη, ην βακβάθη θ.α Γαζηθά ππνιείκκαηα, δειαδή ηα ππνιείκκαηα δαζηθώλ πινηνκηώλ αιιά θαη επεμεξγαζίαο μύινπ Δλεξγεηαθέο θαιιηέξγεηεο, δειαδή θπηά πνπ θαιιηεξγνύληαη πξνθεηκέλνπ λα ρξεζηκνπνηεζνύλ σο πξώηε ύιε γηα ηελ παξαγσγή ελέξγεηαο Εσηθά απόβιεηα Αζηηθά απόβιεηα Τδξόβηα θπηά Ζ πξνέιεπζε ηεο βηνκάδαο, γηα ηνλ απηόλνκν ζηαζκό παξαγσγήο ειεθηξηθήο ελέξγεηαο ηζρύνο 3ΜW πνπ ζα κειεηεζεί θαη ζα αλαιπζεί παξαθάησ, ζα είλαη θπξίσο από γεσξγηθά ππνιείκκαηα, ελεξγεηαθέο θαιιηέξγεηεο θαη δσηθά απόβιεηα. Δπίζεο, ε βηνκάδα δηαζέηεη θάπνηα πιενλεθηήκαηα ηα νπνία ζπληεινύλ ζηελ απόθαζε γηα αμηνπνίεζή ηεο όπσο όηη δελ ζπλεηζθέξεη ζηελ αύμεζε ηεο ζπγθέληξσζεο ηνπ CO2, απνθεύγεηαη ε επηβάξπλζε ηεο αηκόζθαηξαο κε δηνμείδην ηνπ ζείνπ θαη ε κείσζε ηεο ελεξγεηαθήο εμάξηεζεο. Αθόκε, ζπκβάιεη ζηελ πεξηθεξεηαθή αλάπηπμε ηεο ρώξαο, ζηελ ζπγθξάηεζε ηνπ αγξνηηθνύ πιεζπζκνύ ζηελ πεξηθέξεηα θαη ηέινο εμαζθαιίδνληαη ζέζεηο εξγαζίαο. Σα θπξηόηεξα πιενλεθηήκαηα ησλ Αλαλεώζηκσλ Πεγώλ Δλέξγεηαο γεληθόηεξα, ηα νπνία ηηο θαζηζηνύλ ειθπζηηθέο γηα ηελ ζπκκεηνρή ηνπο ζην ελεξγεηαθό ηζνδύγην κηαο ρώξαο είλαη ηα παξαθάησ: Δίλαη πξαθηηθά αλεμάληιεηεο θαη ζπκβάιινπλ ζηε κείσζε ηεο εμάξηεζεο από ηνπο ζπκβαηηθνύο πόξνπο, νη νπνίνη ηείλνπλ λα εμαληιεζνύλ. 10

12 ΚΕΦΑΛΑΙΟ 1: ΕΙΣΑΓΩΓΗ ΑΤΣΟΝΟΜΟ ΣΑΘΜΟ ΠΑΡΑΓΧΓΖ ΖΛΔΚΣΡΗΚΖ ΔΝΔΡΓΔΗΑ ΗΥΤΟ 3ΜW ΑΠΟ ΒΗΟΜΑΕΑ Δίλαη θηιηθέο πξνο ην πεξηβάιινλ θαη δελ ξππαίλνπλ όπσο ηα ζπκβαηηθά θαύζηκα Δίλαη γεσγξαθηθά δηεζπαξκέλεο θαη νδεγνύλ ζηελ απνθέληξσζε ηνπ ελεξγεηαθνύ ζπζηήκαηνο, δίλνληαο ηε δπλαηόηεηα λα θαιύπηεηαη ε δήηεζε ζε ηνπηθό επίπεδν θαη λα κεηώλεηαη ν ελεξγεηαθόο ζπγθεληξσηηζκόο παξαγσγήο θαη νη κεγάιεο απώιεηεο πνπ απηόο ζπλεπάγεηαη. Δίλαη εγρώξηεο πεγέο ελέξγεηαο θαη ζπλεηζθέξνπλ ζηελ ελίζρπζε ηεο ελεξγεηαθήο αλεμαξηεζίαο από εηζαγόκελα ζπκβαηηθά θαύζηκα. Έρνπλ ζε πνιιέο πεξηπηώζεηο ρακειό ιεηηνπξγηθό θόζηνο, ελώ ε ηηκή ηεο ελέξγεηαο δελ είλαη επαίζζεηε ζηηο δηαθπκάλζεηο ηεο δηεζλνύο νηθνλνκίαο, δεδνκέλεο ηεο αλεμαξηεζίαο ηεο από ηελ ηηκή ησλ θαπζίκσλ. 11

13 ΑΤΣΟΝΟΜΟ ΚΔΦΑΛΑΗΟ ΣΑΘΜΟ 2: ΤΦΗΣΑΜΔΝΖ ΠΑΡΑΓΧΓΖ ΖΛΔΚΣΡΗΚΖ ΚΑΣΑΣΑΖ ΔΝΔΡΓΔΗΑ ΠΔΡΗΟΥΖ ΗΥΤΟ (Γ.ΟΡΔΣΗΑΓΑ) 3ΜW ΑΠΟ ΒΗΟΜΑΕΑ ΚΔΦΑΛΑΗΟ 2: ΤΦΗΣΑΜΔΝΖ ΚΑΣΑΣΑΖ ΠΔΡΗΟΥΖ (Γ. ΟΡΔΣΗΑΓΑ) 2.1 ΔΗΑΓΧΓΖ Ζ ζπλνιηθή γεσξγηθή γε ηεο Πεξηθεξεηαθήο Δλόηεηαο Έβξνπ (Ννκόο Έβξνπ) ζύκθσλα κε ζηνηρεία ηεο ΔΤΔ (2006) είλαη ζηξέκκαηα. Οη βαζηθόηεξεο θαιιηέξγεηεο ηνπ Ννκνύ είλαη ηα ρεηκεξηλά ζηηεξά, πνπ θαηαιακβάλνπλ ζηξέκκαηα, πνζνζηό 49% επί ηνπ ζπλόινπ ηεο γεσξγηθήο γεο. Ζ θαιιηέξγεηα αξαβόζηηνπ (θαιακπόθη) θαηαιακβάλεη ζηξέκκαηα, κε παξαγσγή ηόλσλ εηεζίσο ζε θαξπό θαη ηόλνπο εηεζίσο δπλαηόηεηα παξαγσγήο ελζηξσκέλνπ αξαβόζηηνπ. Από ηα αλσηέξσ είλαη πξνθαλέο όηη είλαη εθηθηή ε παξαγσγή ηόλσλ εηεζίσο ελζηξώκαηνο αξαβνζίηνπ πνπ ζα θαιιηεξγεζνύλ απνθιεηζηηθά γηα ηηο αλάγθεο ηξνθνδνζίαο ηεο κνλάδαο. Δίλαη αμηνζεκείσην όηη νη θαιιηεξγεηέο ηνπ αξαβνζίηνπ ζα παξαδίδνπλ όιε ηελ θαιιηέξγεηα ζηελ είζνδν ηνπ εξγνζηαζίνπ, ζπκπεξηιακβαλνκέλνπ θαη ηνπ ζπάδηθα (θαξπόο) θαη όρη κόλν ηα ππνιείκκαηα ηνπ αξαβνζίηνπ πνπ παξακέλνπλ ζηνλ αγξό, δειαδή ζηειέρε, θύιια θαη ξόθεο. Ζ θεληξηθή κνλάδα ζα εγθαηαζηαζεί ζηελ πεξηνρή ηνπ Γήκνπ Οξεζηηάδαο, ιόγσ ηνπ πςεινύ δπλακηθνύ απνβιήησλ πνπ ππάξρεη ζηελ επξύηεξε πεξηνρή, αιιά θαη ιόγσ ηνπ κεησκέλνπ θόζηνπο κεηαθνξάο ηνπο, θαζώο ην ζύλνιν ησλ θηελνηξνθηθώλ κνλάδσλ βξίζθνληαη ζε αθηίλα km από ηελ θεληξηθή κνλάδα, ελώ απηέο πνπ ζα ηηο ηξνθνδνηνύλ βξίζθνληαη εγθαηεζηεκέλεο ζε νηθηζκνύο κε αθηίλα 10 km από ηε ζέζε απηή. Ζ θηελνηξνθία είλαη αλεπηπγκέλε ζηελ Π.Δ. Έβξνπ θαη ηδηαίηεξα ζηελ επξύηεξε πεξηνρή ηνπ Γ. Οξεζηηάδαο, κία θαη εμνρήλ θηελνηξνθηθή πεξηνρή, κε θύξην θιάδν δσηθήο παξαγσγήο ηηο κνλάδεο εθηξνθήο αγειάδσλ θαη ρνίξσλ Παξαγωγή ηπξόγαινπ Ζ ζπλερώο απμαλόκελε παξαγσγή γαιαθηνθνκηθώλ θαη ηπξνθνκηθώλ πξντόλησλ ζηελ Π.Δ. Έβξνπ, έρεη ζαλ απνηέιεζκα ηελ πςειή παξαγσγή νξνύ ηπξνγάιαθηνο (ηπξόγαιν), πνπ εθηηκάηαη ζε tn/y. Σν ηπξόγαιν απνηειεί έλαλ ζεκαληηθό ξππαληή γηα ην πεξηβάιινλ. Γηα λα γίλεη θαηαλνεηόο ν ξόινο ηνπ ηπξόγαινπ σο απνβιήηνπ είλαη αλαγθαία κηα πην ιεπηνκεξήο αλαθνξά ζηε ζύζηαζή ηνπ. Σν ηπξόγαιν είλαη ην πγξό 12

14 ΑΤΣΟΝΟΜΟ ΚΔΦΑΛΑΗΟ ΣΑΘΜΟ 2: ΠΑΡΑΓΧΓΖ ΤΦΗΣΑΜΔΝΖ ΖΛΔΚΣΡΗΚΖ ΚΑΣΑΣΑΖ ΔΝΔΡΓΔΗΑ ΠΔΡΗΟΥΖ ΗΥΤΟ (Γ.ΟΡΔΣΗΑΓΑ) 3ΜW ΑΠΟ ΒΗΟΜΑΕΑ ππόινηπν πνπ αθνινπζεί ηελ θαζίδεζε θαη ηελ απνκάθξπλζε ηεο θαδεΐλεο ηνπ γάιαθηνο θαηά ηε δηαδηθαζία παξαγσγήο ηπξηνύ. Σν παξαπξντόλ απηό, αληηπξνζσπεύεη πεξίπνπ ην 85-95% ηνπ όγθνπ ηνπ γάιαθηνο θαη ζπγθξαηεί πεξίπνπ ην 55% από ηα ζξεπηηθά ηνπ ζπζηαηηθά. Σν είδνο ηνπ ηπξόγαινπ πνπ πξνθύπηεη θάζε θνξά, εμαξηάηαη από ηελ παξαγσγηθή δηαδηθαζία θαη ηελ θαζίδεζε ηεο θαδεΐλεο θαη δηαθξίλεηαη είηε ζε όμηλν ( ph <5) είηε ζε βαζηθό (ph 6-7). Σν όμηλν ζπλήζσο πεξηέρεη ιηγόηεξεο πξσηεΐλεο θαη ρξεζηκνπνηείηαη πνιύ πεξηνξηζκέλα γηα βξώζε ιόγσ ηεο όμηλεο γεύζεο ηνπ θαη ηεο πςειήο πεξηεθηηθόηεηαο ζε άιαηα Παξαγωγή ειηάιεπξνπ Σν ειηάιεπξν είλαη έλα παξαπξντόλ ηεο θαιιηέξγεηαο ελεξγεηαθώλ θπηώλ Ζιίαλζνπ πνπ πξαγκαηνπνηείηαη ζηελ Π.Δ. Έβξνπ ζε έθηαζε πεξίπνπ ζηξεκκάησλ. Ο ζπόξνο κεηά ηε ζπιινγή νδεγείηαη ζηηο εγθαηαζηάζεηο κεηαηξνπήο όπνπ πθίζηαηαη κεραληθή πξνπίεζε έθζιηςε θαη αθνινύζσο εθρείιηζε κε εμάλην. Με ηηο δύν απηέο δηαδηθαζίεο παξαιακβάλνπκε ην ζύλνιν ηνπ ιαδηνύ πνπ ππάξρεη ζην ζπόξν ζε πνζνζηό 40-45% θαη ην ππόιεηκκα κε ηελ απνκάθξπλζε ηνπ μαλίνπ απνηειεί ην Ζιηάιεπξν Παξαγωγή γιπθεξίλεο θαη ιηπαξώλ νμέωλ ύκθσλα κε ηνλ Ν. 3468/2006 ΦΔΚ 129/Α / Παξαγσγή Ζιεθηξηθήο Δλέξγεηαο από Αλαλεώζηκεο Πεγέο Δλέξγεηαο θαη πκπαξαγσγή Ζιεθηξηζκνύ θαη Θεξκόηεηαο Τςειήο Απόδνζεο θαη ινηπέο δηαηάμεηο αλαθέξεηαη ζην Άξζξν 2, παξ 7 ν νξηζκόο Βηάζηκν θαη Ηνληίδεη, Καύζηκν: Σν πγξό ή ην αέξην θαύζηκν πνπ παξάγεηαη από βηνκάδα θαη εηδηθόηεξα: Βηνληίδει (πεηξέιαην βηνινγηθήο πξνέιεπζεο): Οη κεζπιεζηέξεο ιηπαξώλ νμέσλ πνπ παξάγνληαη από θπηηθά ή θαη δσηθά έιαηα θαη ιίπε θαη είλαη πνηόηεηαο πεηξειαίνπ ληίδει, γηα ρξήζε σο βηνθαύζηκν. Με δεδνκέλν ην γεγνλόο όηη ε γιπθεξίλε είλαη παξαπξντόλ ηεο παξαγσγήο βηνληίδει πνπ πξνέξρεηαη 100% από πξώηε ύιε ηελ ειαηνθξάκβε ή ηνλ ειίαλζν είλαη απηνλόεην όηη ε γιπθεξίλε είλαη βηνκάδα. 13

15 ΚΔΦΑΛΑΗΟ 2: ΤΦΗΣΑΜΔΝΖ ΚΑΣΑΣΑΖ ΠΔΡΗΟΥΖ (Γ.ΟΡΔΣΗΑΓΑ) ΑΤΣΟΝΟΜΟ ΣΑΘΜΟ ΠΑΡΑΓΧΓΖ ΖΛΔΚΣΡΗΚΖ ΔΝΔΡΓΔΗΑ ΗΥΤΟ 3ΜW ΑΠΟ ΒΗΟΜΑΕΑ 2.2 ΓΤΝΑΣΟΣΖΣΔ ΔΝΔΡΓΔΗΑΚΖ ΑΞΗΟΠΟΗΖΖ ΟΡΓΑΝΗΚΧΝ ΑΠΟΒΛΖΣΧΝ ΚΑΗ ΛΤΜΑΣΧΝ ΣΖΝ ΠΔΡΗΟΥΖ Γ. ΟΡΔΣΗΑΓΑ Ζ απμαλόκελε ζπλεηδεηνπνίεζε ησλ πεξηβαιινληηθώλ πξνβιεκάησλ ηεο πεξηνρήο ηνπ Γ. Οξεζηηάδαο πνπ ζρεηίδνληαη κε ηελ αλεπαξθή δηαρείξηζε ηεο θνπξηάο θαη ησλ νξγαληθώλ απνβιήησλ θαη ιπκάησλ, εληείλεη ηελ αλάγθε γηα θαηάιιειεο πξαθηηθέο πνπ αθνξνύλ ηελ επίιπζε ηνπ πξνβιήκαηνο. ην πιαίζην απηό, ε αλάπηπμε θαη εγθαηάζηαζε ηερλνινγηώλ επεμεξγαζίαο ησλ νξγαληθώλ απνβιήησλ θαη ηεο ελεξγεηαθήο ηνπο αμηνπνίεζεο απνηειεί κία επηζπκεηή ελαιιαθηηθή ιύζε. Ζ θεληξηθή κνλάδα πνπ ζα θαηαζθεπαζζεί, δελ ζα παξέρεη κόλν ηε δπλαηόηεηα αμηνπνίεζεο ηνπ ελεξγεηαθνύ δπλακηθνύ ηνπ βηναεξίνπ, αιιά ζα εμαζθαιίζεη παξάιιεια θαη ηε ζπλνιηθή επεμεξγαζία ησλ ηεξάζηησλ πνζνηήησλ ησλ παξαγόκελσλ απνβιήησλ από ηελ εθηεηακέλε γεσξγν-θηελνηξνθηθή δξαζηεξηόηεηα ζηελ πεξηνρή, κεηώλνληαο ην ξππαληηθό ηνπο θνξηίν θαη κάιηζηα ηνπ πην βεβαξεκέλνπ θιάζκαηόο ηνπο, ζε πνζνζηό πάλσ από 50%. 2.3 ΚΑΣΖΓΟΡΗΔ ΚΑΗ ΔΝΔΡΓΔΗΑΚΔ ΑΠΟΓΟΔΗ ΒΗΟΜΑΕΑ ηελ παξνύζα πεξίπησζε εμεηάζηεθαλ κόλν εθείλεο νη θαηεγνξίεο βηνκάδαο πνπ πξαθηηθά παξνπζηάδνπλ επελδπηηθό ελδηαθέξνλ γηα ηε ηξνθνδνζία ηεο κνλάδαο βηναεξίνπ, κε βαζηθό θξηηήξην ηελ παξαγσγή πξώηεο ύιεο, ηελ δηαζεζηκόηεηά ηνπο θαη ηελ απόζηαζε κεηαθνξάο ηνπο ζηελ κνλάδα. Πίνακαρ 2.1: Καηεγνξίεο βηνκάδαο ζηελ Π.Δ. Έβξνπ α/α Καηεγνξία βηνκάδαο Δίδνο βηνκάδαο 1 Δλεξγεηαθά θπηά Αξαβόζηηνο-Ζιηάιεπξν 2 Κηελνηξνθηθά απόβιεηα Κνπξηά Αγειάδσλ 3 Μνλάδεο κεηαπνίεζεο γάιαθηνο Σπξόγαιν 4 Παξαπξντόλ βηνληίδει Γιπθεξίλε-ιηπαξά νμέα Δίλαη αμηνζεκείσην ην γεγνλόο όηη κειινληηθά ε κνλάδα κπνξεί λα ηξνθνδνηεζεί κε επηπιένλ νξγαληθά απόβιεηα, δηόηη ζηελ επξύηεξε πεξηνρή ηνπ Ν. Έβξνπ ππάξρεη 14

16 ΑΤΣΟΝΟΜΟ ΚΔΦΑΛΑΗΟ ΣΑΘΜΟ 2: ΤΦΗΣΑΜΔΝΖ ΠΑΡΑΓΧΓΖ ΖΛΔΚΣΡΗΚΖ ΚΑΣΑΣΑΖ ΔΝΔΡΓΔΗΑ ΠΔΡΗΟΥΖ (Γ.ΟΡΔΣΗΑΓΑ) ΗΥΤΟ 3ΜW ΑΠΟ ΒΗΟΜΑΕΑ δπλακηθό νξγαληθώλ απνβιήησλ πνπ εθηηκάηαη ζε ηόλνπο εηεζίσο κε απνδηδόκελε ηζρύ θαπζίκνπ 7,4 MW. Πίνακαρ 2.2: Θεωξεηηθό δπλακηθό απνβιήηωλ ζην Ν. Έβξνπ Πεγέο Αξηζκόο Γπλακηθόηεηα Απόβιεηα Ηζρύο θαπζίκνπ εθκεηαιιεύζεωλ (tn/y) (MW) Βνπζηάζηα βννεηδή ,5 Υνηξνηξνθία ρνηξνκεηέξεο ,5 Σπξνθνκεία ,4 ύλνιν ,4 ˋ Πεγή Τπνπξγείν Αγξνηηθήο Αλάπηπμεο Μία αξθεηά θαιή πξαθηηθή πνπ ρξεζηκνπνηείηαη επξέσο ζηηο ρώξεο ηεο Δ.Δ θαη ηδηαίηεξα ζηελ Γεξκαλία είλαη ζηηο πξώηεο ύιεο γηα ηελ παξαγσγή βηναεξίνπ λα πξνζηίζεηαη θαη ν αξαβόζηηνο, ιόγσ ηεο πςειήο απόδνζήο ηνπ ζε παξαγσγή κεζαλίνπ αιιά θαη γηα ηελ αύμεζε ησλ βαζηθώλ ζξεπηηθώλ ζπζηαηηθώλ ζην ιίπαζκα πνπ παξάγεηαη από ην ρσλεπκέλν ππόιεηκκα. Αλ αλαινγηζηεί θαλείο όηη κόλν ην 0,37% ηεο ζπλνιηθήο θαιιηεξγνύκελεο γεο ζπκπεξηιακβαλνκέλσλ θαη ησλ αγξαλαπαύζεσλ ηεο Π.Δ. Έβξνπ αλ θαιιηεξγεζεί κε αξαβόζηην ζα ηξνθνδνηεί ηελ κνλάδα κε ηόλνπο εηεζίωο, πνζόηεηα πνπ αληηζηνηρεί ζε 2 MWe εγθαηεζηεκέλεο ηζρύνο. Από ηελ παξαπάλσ αλάιπζε ζπλάγεηαη όηη ζηελ επξύηεξε πεξηνρή ηνπ Γ. Οξεζηηάδαο ππάξρνπλ ζεκαληηθέο πνζόηεηεο νξγαληθώλ απνβιήησλ θαη νξγαληθώλ ιπκάησλ, πνπ ζα κπνξνύζαλ λα αμηνπνηεζνύλ άκεζα ή κειινληηθά ζηελ ππό εμέηαζε κνλάδα παξαγσγήο ειεθηξηθήο ελέξγεηαο ε νπνία βαζίδεηαη ζηελ ηερλνινγία ηεο κεηθηήο αλαεξόβηαο ρώλεπζεο. Με ην πξνηεηλόκελν έξγν, επηηπγράλεηαη: Ζ νξζνινγηθή πεξηβαιινληηθή δηαρείξηζε ηεο ηειηθήο δηάζεζεο ησλ πγξώλ απνβιήησλ θαη νξγαληθώλ ιπκάησλ ηεο πεξηνρήο κε πξνθαλή πεξηβαιινληηθά θαη γεσξγηθά πιενλεθηήκαηα. 15

17 ΚΔΦΑΛΑΗΟ 2: ΤΦΗΣΑΜΔΝΖ ΚΑΣΑΣΑΖ ΠΔΡΗΟΥΖ (Γ. ΟΡΔΣΗΑΓΑ) ΑΤΣΟΝΟΜΟ ΣΑΘΜΟ ΠΑΡΑΓΧΓΖ ΖΛΔΚΣΡΗΚΖ ΔΝΔΡΓΔΗΑ ΗΥΤΟ 3ΜW ΑΠΟ ΒΗΟΜΑΕΑ Ζ παξαγσγή ειεθηξηθήο ελέξγεηαο από κία αλαλεώζηκε πεγή όπσο ην βηναέξην. Ζ παξαγσγή ελόο πγεηνλνκηθά θαηάιιεινπ ιηπάζκαηνο πνπ ζα ππνθαηαζηήζεη αλόξγαλα ιηπάζκαηα. (βι. ΠΑΡΑΡΣΖΜΑ Β) Οη ζπλνιηθά δηαζέζηκεο πνζόηεηεο ησλ νξγαληθώλ απνβιήησλ θαη ελεξγεηαθώλ θαιιηεξγεηώλ ζηνλ Γ. Οξεζηηάδαο θαη ζπγθεθξηκέλα ζηελ πεξηνρή πνπ ζα θαηαζθεπαζζεί ην εξγνζηάζην παξαηίζεληαη ζπλνπηηθά ζηνλ παξαθάησ πίλαθα. Όπσο θαίλεηαη από ηνλ πίλαθα, πξόθεηηαη γηα πνζόηεηεο πνπ εθηηκώληαη ζε ηόλνπο/έηνο, εθ ησλ νπνίσλ νη ηόλνη/έηνο αθνξνύλ θηελνηξνθηθά απόβιεηα (θνπξηά) θαη ηπξόγαιν, ηόλνη/έηνο γιπθεξίλε, ιηπαξά νμέα θαη ειηάιεπξν, ηόλνη/έηνο από θαιιηέξγεηεο αξαβνζίηνπ θαη ηόλνη/έηνο από ηελ αλαθπθινθνξία ηνπ ρσλεκέλνπ ππνιείκκαηνο. Ζ ελεξγεηαθή αμηνπνίεζε ησλ αλσηέξσ νξγαληθώλ απνβιήησλ κε ηελ ηερλνινγία ηεο αλαεξόβηαο ρώλεπζεο απνδίδεη εγθαηεζηεκέλε ειεθηξηθή ηζρύ 2686 kwe. Δπηπιένλ, ε δεπηεξνγελήο ρώλεπζε ησλ νξγαληθώλ απνβιήησλ ζπλεηζθέξεη ζηελ κνλάδα κε m3/y CH4 επηπιένλ πνπ αληηζηνηρεί ζε 270 kwe, θζάλνληαο έηζη ζε ζπλνιηθή εγθαηεζηεκέλε ειεθηξηθή ηζρύ 2956 kwe. Πίνακαρ 2.3: Σπλνιηθά δηαζέζηκεο πνζόηεηεο ηωλ νξγαληθώλ απνβιήηωλ θαη ελεξγεηαθώλ θαιιηεξγεηώλ ζηελ επξύηεξε πεξηνρή ηνπ Γ. Οξεζηηάδαο Βηνκάδα Δίδνο απνβιήηωλ Οξγαληθά απόβιεηα Δγθαηεζηεκέλε Ζιεθηξηθή Ηζρύο (kwe) (tn/y) Aξαβόζηηνο (θαιακπόθη) Κνπξηά αγειάδωλ Σπξόγαιν Γιπθεξίλε Ληπαξά νμέα Ζιηάιεπξν Αλαθπθινθνξία ππνιεηκάηωλ Γεπηεξνγελήο Υώλεπζε 270 ύλνιν

18 ΚΕΦΑΛΑΗΟ 3: ΔΝΔΡΓΔΗΑΚΖ ΜΔΛΔΣΖ ΑΤΣΟΝΟΜΟ ΣΑΘΜΟ ΠΑΡΑΓΧΓΖ ΖΛΔΚΣΡΗΚΖ ΔΝΔΡΓΔΗΑ ΗΥΤΟ 3ΜW ΑΠΟ ΒΗΟΜΑΕΑ ΚΔΦΑΛΑΗΟ 3: ΔΝΔΡΓΔΗΑΚΖ ΜΔΛΔΣΖ 3.1 ΔΗΑΓΧΓΖ Ζ αμηνπνίεζε ηεο ελέξγεηαο ησλ νξγαληθώλ απνβιήησλ έρεη δνθηκαζηεί κε επηηπρία ζηηο ρώξεο ηεο Δπξσπατθήο Έλσζεο κε ηελ ηερλνινγία ηεο Αλαεξόβηαο Υώλεπζεο (ΑΥ), ρξεζηκνπνηώληαο ζαλ πξώηε ύιε έλα επξύ θάζκα νξγαληθώλ απνβιήησλ θαη ελεξγεηαθώλ θπηώλ, κε θύξηα πξντόληα ην βηναέξην θαη ην νξγαληθό ιίπαζκα. Σν βηναέξην παξάγεηαη ζε θαηάιιεινπο ρσλεπηέο από ηελ αλαεξόβηα ρώλεπζε θηελνηξνθηθώλ θπξίσο απνβιήησλ, όπσο είλαη ηα ιύκαηα ησλ ρνηξνζηαζίσλ, πηελνηξνθείσλ, βνπζηαζίσλ, κνλάδσλ εθηξνθήο αηγν-πξνβάησλ θαζώο θαη άιισλ αγξνηνβηνκεραληθώλ κνλάδσλ ( ειαηνπξγείσλ, ζθαγείσλ, ηπξνθνκείσλ, ηρζπνηξνθείσλ θ.α.) ιύκαηα ησλ βηνινγηθώλ θαζαξηζκώλ θαζώο θαη από ηελ απνζύλζεζε ηνπ νξγαληθνύ θιάζκαηνο απνξξηκκάησλ ζηνπο Υώξνπο Τγεηνλνκηθήο Σαθήο Απνξξηκκάησλ (ΥΤΣΑ). Ηδηαίηεξν ελδηαθέξνλ παξνπζηάδεη ηα ηειεπηαία ρξόληα ε δπλαηόηεηα παξαγσγήο βηναεξίνπ από ελεξγεηαθά θπηά όπσο ην θαιακπόθη, ην ζόξγν θ.α. Σν βηναέξην απνηειείηαη θπξίσο από κεζάλην (CH4) 55-70% θαη δηνμείδην ηνπ άλζξαθα (CO2) 30-45%. Δπίζεο πεξηέρεη ειάρηζηεο πνζόηεηεο άιισλ αεξίσλ, όπσο άδσην, πδξνγόλν, ακκσλία, πδξόζεην θαη ε ζεξκνγόλνο δύλακε ηνπ θπκαίλεηαη από 20 έσο 25 ΜJ/m3. Σν βηναέξην κπνξεί λα ηξνθνδνηήζεη κεραλέο εζσηεξηθήο θαύζεο (ΜΔΚ), θαπζηήξεο αεξίνπ ή αεξηνζηξόβηινπο (micro gas turbine) δπλακηθόηεηαο 25 έσο 100 kw γηα παξαγσγή ελέξγεηαο. Σν βηναέξην κπνξεί επίζεο λα ρξεζηκνπνηεζεί σο θαύζηκν κεηαθνξώλ, κεηά ηε δηαδηθαζία ηνπ θαζαξηζκνύ κε ηελ απνκάθξπλζε ησλ ζσκαηηδίσλ H₂S, NH₃, H₂O ηελ αλαβάζκηζε ηνπ ( απνκάθξπλζε CO₂) θαη πξνζζήθε πξνπαλίνπ) θαη ηελ απόζκεμε ηνπ, όπσο επίζεο θαη λα δηνρεηεπζεί ζην δίθηπν θπζηθνύ αεξίνπ. Αθόκε ην αλαβαζκηζκέλν βηναέξην κε αλακόξθσζε παξάγεη βην-πδξνγόλν γηα ρξήζε ζε θπςέιε θαπζίκνπ γηα παξαγσγή ελέξγεηαο. 17

19 ΑΤΣΟΝΟΜΟ ΣΑΘΜΟ ΠΑΡΑΓΧΓΖ ΚΕΦΑΛΑΗΟ ΖΛΔΚΣΡΗΚΖ 3: ΔΝΔΡΓΔΗΑΚΖ ΔΝΔΡΓΔΗΑ ΜΔΛΔΣΖ ΗΥΤΟ 3ΜW ΑΠΟ ΒΗΟΜΑΕΑ Σν ρσλεκέλν ππόιεηκκα πνπ βξίζθεηαη ζηνλ ρσλεπηή κεηά ηε δηαδηθαζία ηεο ΑΥ είλαη δπλαηό λα ρξεζηκνπνηεζεί ζαλ απηνύζην νξγαληθό ιίπαζκα ή κε θαηάιιειεο ηερληθέο όπσο δηαρσξηζκό, ηδεκαηνγέλεζε, ππεξδηήζεζε, αληίζηξνθε όζκσζε λα ηξνπνπνηεζεί ζε πγξό, ζηεξεό ιίπαζκα αξίζηεο πνηόηεηαο θαη ζε λεξό άξδεπζεο Κεληξηθή κνλάδα βηναεξίνπ ζηνλ Γ. Οξεζηηάδαο Ζ νδεγία ηεο Δπξσπατθήο Κνηλόηεηαο 1999/31/EC, ε νπνία κεηαθέξζεθε ζην εζληθό δίθαην ηεο Διιάδαο σο <<Μέηξα θαη όξνη γηα ηελ πγεηνλνκηθή ηαθή ησλ απνβιήησλ>> ΚΤΑ 29407/3508/2002 (ΦΔΚ 1572/2002) ζέηεη μεθάζαξνπο ζηόρνπο κείσζεο ησλ απνβιήησλ πνπ νδεγνύληαη ζηνπο ΥΤΣΑ ελώ απαγνξεύεη ηελ ελαπόζεζε ζε απηνύο απνβιήησλ όπσο ειαηνηξηβείσλ, ζθαγείσλ, ηπξνθνκείσλ θ.α. Με βάζε ηελ εζληθή λνκνζεζία ηα βηναπνηθνδνκήζηκα απόβιεηα πξέπεη λα κεησζνύλ ζην 35% κέρξη ην Ζ πνζόηεηα απηή πνπ δελ ζα νδεγείηαη ζηνπο ΥΤΣΑ είλαη ζαθέο όηη ζα πξέπεη λα αμηνπνηεζεί ελεξγεηαθά θαη ζηελ ζπγθεθξηκέλε πεξίπησζε ε θεληξηθή κνλάδα βηναεξίνπ είλαη ε πην απνηειεζκαηηθή ιύζε. Ζ αμηνπνίεζε ηεο ελέξγεηαο ησλ νξγαληθώλ απνβιήησλ ζηελ επξύηεξε πεξηνρή ηνπ Γήκνπ Οξεζηηάδαο, Π.Δ. Έβξνπ θαη ζπγθεθξηκέλα ελεξγεηαθώλ θπηώλ αξαβνζίηνπ, θνπξηάο αγειάδσλ από βννηξνθηθέο εθκεηαιιεύζεηο, ηπξόγαινπ από εγθαηαζηάζεηο κεηαπνίεζεο γάιαθηνο, γιπθεξίλεο, ιηπαξώλ νμέσλ θαη ειηάιεπξνπ, κπνξεί λα γίλεη ζε θεληξηθή κνλάδα βηναεξίνπ, κε ηελ ηερλνινγία ηεο Αλαεξόβηαο Υώλεπζεο (ΑΥ) ζηε ζέζε όπνπ κειεηάκε ζηνλ Γήκν Οξεζηηάδαο, κε θύξηα πξντόληα ην βηναέξην θαη ην νξγαληθό ιίπαζκα. Ζ νηθνλνκηθόηεηα ηεο κνλάδαο βαζίδεηαη θαη αξράο ζην γεγνλόο όηη ην 43% ηεο πξώηεο ύιεο, απνηειείηαη από ηελ θνπξηά δώσλ, ην ηπξόγαιν θαη από ηελ αλαθπθινθνξία ηνπ ρσλεκέλνπ ππνιείκκαηνο πνπ έρνπλ κεδεληθή ή αξλεηηθή αμία θαη θαηά δεύηεξν ιόγν ζην γεγνλόο όηη ηα πξντόληα ηεο κνλάδαο έρνπλ αλακθηζβήηεηα εκπνξηθή αμία, αθνύ εκπίπηνπλ ζηηο δηαηάμεηο ηνπ Νόκνπ 3851, ΦΔΚ Α 85, 04/06/10 γηα ηελ επηηάρπλζε ηεο αλάπηπμεο ησλ Αλαλεώζηκσλ Πεγώλ Δλέξγεηαο γηα ηελ αληηκεηώπηζε ηεο θιηκαηηθήο αιιαγήο θαη άιιεο δηαηάμεηο ζε ζέκαηα αξκνδηόηεηαο ηνπ Τπνπξγείνπ Πεξηβάιινληνο, Δλέξγεηαο θαη Κιηκαηηθήο Αιιαγήο. Μέξνο ηεο παξαγόκελεο ζεξκηθήο ελέξγεηαο ζα ρξεζηκνπνηεζεί ζηελ κνλάδα ζαλ ηδηνθαηαλάισζε ζηηο ζεξκηθέο θαηεξγαζίεο, ελώ ην πιεόλαζκα ηεο ζεξκόηεηαο κειινληηθά κπνξεί λα απνδώζεη επηπξόζζεηα έζνδα, αλ πσιεζεί ζε παξαθείκελεο βηνκεραλίεο. Δπηπιένλ, ην ρσλεκέλν ππόιεηκκα κπνξεί λα 18

20 ΑΤΣΟΝΟΜΟ ΣΑΘΜΟ ΠΑΡΑΓΧΓΖ ΚΕΦΑΛΑΗΟ 3: ΖΛΔΚΣΡΗΚΖ ΔΝΔΡΓΔΗΑΚΖ ΔΝΔΡΓΔΗΑ ΜΔΛΔΣΖ ΗΥΤΟ 3ΜW ΑΠΟ ΒΗΟΜΑΕΑ ζεσξεζεί πεγή εζόδσλ αθνύ ζα πσιεζεί σο νξγαληθό ιίπαζκα, ιόγσ ηεο πςειήο πεξηεθηηθόηεηαο ζε νξγαληθή νπζία, θώζθνξν θαη ΝΖ₄. Ζ θεληξηθή κνλάδα πξνηείλεηαη λα εγθαηαζηαζεί ζηε ζέζε όπνπ κειεηάκε, Α) ε ζπγθεθξηκέλε ζέζε δελ αλήθεη: ε πεξηνρέο απνιύηνπ πξνζηαζίαο ηεο θύζεο βάζε ηνπ άξζξνπ 19 παξ 1,2 Ν. 1650/86(Α 160) ε ππξήλεο εζληθώλ δξπκώλ, θεξπγκέλα κλεκεία ηεο θύζεο, αηζζεηηθά δάζε ε νηθνηόπνπο ζύκθσλα κε ηελ απόθαζε 2006/613/ΔΚ ε αθηέο θνιύκβεζεο κηθξόηεξεο ησλ 1000 m ε πεξηνρέο ΕΔΠ νξληζνπαλίδαο κηθξόηεξεο ησλ 200 m Β) ιόγσ ηνπ πςεινύ δπλακηθνύ απνβιήησλ πνπ ππάξρεη ζηελ επξύηεξε πεξηνρή αιιά θαη Γ) ιόγσ ηνπ κεησκέλνπ θόζηνπο κεηαθνξάο ηνπο, θαζώο ην ζύλνιν ησλ βννηξνθηθώλ εθκεηαιιεύζεσλ, ηα ηπξνθνκεία, ηα αγξνθηήκαηα πνπ θαιιηεξγνύλ ηνλ αξαβόζηην θαη ζα ηξνθνδνηνύλ ηελ θεληξηθή κνλάδα ζα βξίζθνληαη όια ζε αθηίλα km από απηή. εκαληηθό είλαη λα ιεθζεί κέξηκλα ώζηε ην ηειηθό πξντόλ λα είλαη πςειήο πνηόηεηαο θαη αζθαιέο γηα αλαθύθισζε σο ιίπαζκα. Γηα ηνλ ζθνπό απηό, πξηλ ηε κεηαθνξά ηνπο ζηελ θεληξηθή κνλάδα, γηα ην θάζε είδνο από ηα απόβιεηα πνπ ζα ζπγθεληξώλνληαη ζα είλαη γλσζηά ηα ζηνηρεία πνπ αθνξνύλ ηελ πξνέιεπζε ηνπο (ζηνηρεία ηεο εθκεηάιιεπζεο πνπ ζα παξήγαγε, πξώηεο ύιεο θαη ηξόπνη θαηεξγαζίαο, δηαζέζηκεο πνζόηεηεο θιπ). Μειινληηθά ζα ππάξρεη δπλαηόηεηα λα εμεηάδεηαη θαη α) ε πεξηεθηηθόηεηά ηνπο ζε καθξν θαη κηθξνζηνηρεία, ην ph, ε μεξή νπζία, θιπ, β) νξγαλνιεπηηθέο ηδηόηεηεο, όπσο ρώκα, πθή, νζκή, θιπ. Σα θηελνηξνθηθά απόβιεηα θαη ην ηπξόγαιν ζα ζπιιέγνληαη από ηηο δηαθνξεηηθέο κνλάδεο ζε επηιεγκέλα ζεκεία θαη κε θαηάιιεια θνξηεγά-βπηία ζα κεηαθέξνληαη ζηελ θεληξηθή κνλάδα, όπνπ ζα αλακεηγλύνληαη κε ηα άιια νξγαληθά απόβιεηα, ζα νκνγελνπνηνύληαη θαη κε ζύζηεκα αληιηώλ ζα νδεγνύληαη ζηνπο ρσλεπηέο γηα λα μεθηλήζεη ε δηαδηθαζία ηεο ΑΥ δηπινύ ζηαδίνπ πνπ ιακβάλεη ρώξα ζε ζεξκνθξαζία C θάησ από ειεγρόκελεο ζπλζήθεο πγηεηλήο κεηώλνληαο ηε δξαζηεξηόηεηα ησλ παζνγόλσλ νζκώλ θαη ηεο κόιπλζεο ηνπ πεξηβάιινληνο. 19

21 ΑΤΣΟΝΟΜΟ ΣΑΘΜΟ ΠΑΡΑΓΧΓΖ ΚΕΦΑΛΑΗΟ 3: ΖΛΔΚΣΡΗΚΖ ΔΝΔΡΓΔΗΑΚΖ ΔΝΔΡΓΔΗΑ ΜΔΛΔΣΖ ΗΥΤΟ 3ΜW ΑΠΟ ΒΗΟΜΑΕΑ Σα πξντόληα ηεο ΑΥ είλαη: α) ην βηναέξην πνπ νδεγείηαη ζε θαηάιιειν αεξηνθπιάθην θαη αθνύ ππνζηεί δηαδηθαζίεο θαζαξηζκνύ θαη αθύγξαλζεο ηξνθνδνηεί κεραλέο εζσηεξηθήο θαύζεο γηα παξαγσγή ειεθηξηθήο ελέξγεηαο θαη ζεξκόηεηαο θαη β) ην ρσλεκέλν ππόιεηκκα ζα ζπιιέγεηαη ζε θαηάιιειεο δεμακελέο θαη ζα πσιείηαη ζαλ ιίπαζκα. Ζ θεληξηθή κνλάδα ζπλδπαζκέλεο ρώλεπζεο αληηπξνζσπεύεη έλα νινθιεξσκέλν ζύζηεκα δηαρείξηζεο θηελνηξνθηθώλ θαη νξγαληθώλ απνβιήησλ κε παξαγσγή αλαλεώζηκεο ελέξγεηαο (βηναέξην) θαη κε ζεκαληηθά πεξηβαιινληηθά θαη νηθνλνκηθά νθέιε: 1. Παξαγσγή ελέξγεηαο από ΑΠΔ 2. Μείσζε εθπνκπώλ αεξίσλ ηνπ ζεξκνθεπίνπ έηζη ώζηε λα επηηεπρζνύλ νη ζηόρνη γηα ηε κείσζε ησλ εθπνκπώλ ηνπ δηνμεηδίνπ ηνπ άλζξαθα θαη ησλ άιισλ αεξίσλ ηνπ ζεξκνθεπίνπ. Δλδεηθηηθά αλαθέξεηαη όηη γηα θάζε ηόλν επεμεξγαζκέλσλ απνβιήησλ εμνηθνλνκνύληαη 0,090 ηόλνη ηζνδύλακνπ CO₂. 3. Μείσζε ησλ νξγαληθώλ απνβιήησλ θαη ηεο ξύπαλζεο πνπ απηά πξνθαινύλ: δνθηκέο έδεημαλ όηη ηα επεμεξγαζκέλα δσηθά απόβιεηα από ρσλεπηέο πηινηηθήο θιίκαθαο αιιά θαη ζε επίπεδν γεσξγηθήο εθκεηάιιεπζεο παξνπζηάδνπλ BOD₅ κεησκέλν θαηά 55% γηα απόβιεηα βνπζηαζίσλ, 75% γηα απόβιεηα ρνηξνηξνθείσλ θαη θαηά 80% γηα απόβιεηα πηελνηξνθείσλ. 4. Μείσζε νζκώλ θαη νπηηθήο ξύπαλζεο: κε ηελ ΑΥ κεηώλνληαη δξαζηηθά νη νζκέο ησλ θηελνηξνθηθώλ απνβιήησλ έσο θαη 80%. Δλώζεηο πνπ ραξαθηεξίδνληαη από δπζάξεζηεο νζκέο, όπσο ηα πηεηηθά ιηπαξά νμέα θαη νη κεξθαπηάλεο δηαζπώληαη ζε κεζάλην θαη δηνμείδην ηνπ άλζξαθα από αλαεξόβηα βαθηήξηα. 5. Απμεκέλε απόδνζε ιίπαλζεο: κέζσ ηεο ληηξνπνίεζεο πνπ ιακβάλεη ρώξα θαηά ηελ αλαεξόβηα ρώλεπζε ησλ δσηθώλ απνβιήησλ, νξγαληθά ζπζζσκαηώκαηα κε ηζρπξνύο ρεκηθνύο δεζκνύο δηαζπώληαη ζε αλόξγαλεο ελώζεηο πνπ είλαη άκεζα απνιήςηκεο από ηα θπηά. 6. Δμνηθνλόκεζε ρξεκάησλ από ηνπο αγξόηεο: αλάινγα κε ην κίγκα ησλ απνβιήησλ ζε κηα πεξηνρή (βνπζηάζηα, ρνηξνηξνθεία, πηελνηξνθεία) ε πεξηεθηηθόηεηα ησλ επεμεξγαζκέλσλ απνβιήησλ ζε αλόξγαλα ζηνηρεία κπνξεί λα είλαη πεξηζζόηεξν θαηάιιειε γηα ρξήζε ζηε γεσξγία. Κάηη ηέηνην έρεη ζαλ επαθόινπζν ηελ κείσζε ησλ αλαγθώλ ζε ιηπάλζεηο κε ρεκηθά ζθεπάζκαηα θαη επνκέλσο ζηελ εμνηθνλόκεζε ρξεκάησλ ησλ αγξνηώλ. Με 20

22 ΑΤΣΟΝΟΜΟ ΣΑΘΜΟ ΠΑΡΑΓΧΓΖ ΚΕΦΑΛΑΗΟ ΖΛΔΚΣΡΗΚΖ 3: ΔΝΔΡΓΔΗΑΚΖ ΔΝΔΡΓΔΗΑ ΜΔΛΔΣΖ ΗΥΤΟ 3ΜW ΑΠΟ ΒΗΟΜΑΕΑ εθηηκήζεηο ηνπ Γαληθνύ Ηλζηηηνύηνπ Γεσξγηθώλ Δξεπλώλ (Danish Institute of Agricultural Sciences), ε εθαξκνγή επεμεξγαζκέλσλ απνβιήησλ σο ιίπαζκα ζε έλα εθηάξην αγξσζησδώλ εμαζθαιίδεη θέξδνο 20 από ηελ εμνηθνλόκεζε 34 θηιώλ αδσηνύρνπ ιηπάζκαηνο. 3.2 ΠΔΡΗΓΡΑΦΖ ΣΖ ΣΔΥΝΟΛΟΓΗΑ ΣΖ ΑΝΑΔΡΟΒΗΑ ΥΧΝΔΤΖ Ζ δηεξγαζία ηεο Αλαεξόβηαο Υώλεπζεο (ΑΥ) είλαη κία αξθεηά γλσζηή θαη δνθηκαζκέλε ηερλνινγία γηα ηελ επεμεξγαζία ησλ νξγαληθώλ απνβιήησλ. Ζ δηεξγαζία ηεο ΑΥ βαζίδεηαη ζηελ βηναπνδόκεζε ηεο νξγαληθήο ύιεο ησλ απνβιήησλ ζε θαηάιιειν ρσλεπηή (digester), ζε εηδηθέο ζπλζήθεο ζεξκνθξαζίαο, ph θαη ππνζηξώκαηνο, από έλα ζπλδπαζκό βαθηεξίσλ θαη απνπζία νμπγόλνπ, γηα παξαγσγή αεξίνπ κίγκαηνο- πνπ νλνκάδεηαη βηναέξην- θαη ηνπ ρσλεκέλνπ ππνιείκκαηνο (digestate slurry). Πίνακαρ 3.1: Χεκηθή ζύζηαζε βηναεξίνπ ΒΗΟΑΔΡΗΟ % ΚΑΣ ΟΓΚΟ Μεζάλην (Methane) 63,8 Γηνμείδην άλζξαθα (Carbon Dioxide) 33,6 Oμπγόλν (Oxygen) 0,16 Άδσην (Nitrogen) 2,4 Yδξνγόλν (Hydrogen) 0,05 Mνλνμείδην άλζξαθα (Carbon Monoxide) 0,001 Κνξεζκέλνη πδξνγνλάλζξαθεο 0,005 (Saturated Hydrocarbons) Αθόξεζηα ζπζηαηηθά 0,009 (Unsaturated Compounds) Αινγνλνύρα ζπζηαηηθά 0,00002 (Halogenated Compounds) Τδξόζεην (Hydrogen Sulphide) 0,00002 Οξγαλνζεηηθά ζπζηαηηθά (Organosulphur Compounds) 0,

23 ΑΤΣΟΝΟΜΟ ΣΑΘΜΟ ΠΑΡΑΓΧΓΖ ΚΕΦΑΛΑΗΟ ΖΛΔΚΣΡΗΚΖ 3: ΔΝΔΡΓΔΗΑΚΖ ΔΝΔΡΓΔΗΑ ΜΔΛΔΣΖ ΗΥΤΟ 3ΜW ΑΠΟ ΒΗΟΜΑΕΑ ΒΗΟΑΔΡΗΟ % ΚΑΣ ΟΓΚΟ Αιθνόιεο (Alcohols) 0,00001 Άιια (Other) 0,00005 Νεξό (Water) 0,001-0,004 Ζ ζεξκνγόλνο δύλακε ηνπ βηναεξίνπ πνπ παξάγεηαη από θεληξηθή κνλάδα είλαη ζπλήζσο 22 MJ/Nmᶟ = 19,3 MJ/kg ή 23MJ/Nmᶟ = 6,5 kwh/nmᶟ = 20,2 MJ/kg, κε ππθλόηεηα κεζαλίνπ, πδξνγόλνπ θαη δηνμεηδίνπ ηνπ άλζξαθα 0,72 0,09 1,97 αληηζηνίρσο. Έρεη αλαθεξζεί όηη έλαο ηόλνο νξγαληθώλ απνβιήησλ αλάινγα κε ηελ βηνηερλνινγηθή δηαδηθαζία δηαρείξηζεο, δειαδή ηεο BTA, Valorga, WAASA, DRANCO, Linde, Kompogas, παξάγεη 80 έσο 130 mᶟ βηναεξίνπ. Με 40% βαζκό ειεθηξηθήο απόδνζεο θαη κε ζεξκνγόλν δύλακε 6,1 kwh/nmᶟ ή 6,5 kwh/nmᶟ ην 1 mᶟ βηναεξίνπ παξάγεη 2,44 kwh ή 2,60 kwh αληηζηνίρσο. Με ηνλ όξν βηναπνδόκεζε θαινύκε ηελ βηνινγηθά θαηαιπηηθή δηάζπαζε δηαθόξσλ ρεκηθώλ ελώζεσλ ζε απινύζηεξεο δνκέο. Όζνλ αθνξά ηηο νξγαληθέο ελώζεηο, ζε αξθεηέο πεξηπηώζεηο ε βηναπνδόκεζε νδεγεί ζηελ κεηαηξνπή αξθεηώλ από ηα ζηνηρεία ηνπ άλζξαθα, ηνπ αδώηνπ, ηνπ θσζθόξνπ θαη ηνπ ζείνπ ζηηο αξρηθέο νξγαληθέο ελώζεηο, ζε αληίζηνηρα αλόξγαλα πξνїόληα απηώλ. Πην ζπγθεθξηκέλα ε βηνινγηθή δηεξγαζία ηεο βηναπνδόκεζεο ζηελ ΑΥ πεξηιακβάλεη ηα αθόινπζα ζηάδηα: Τδξόιπζε Ομενγέλεζε Ομηθνγέλεζε Μεζαλνγέλεζε Ζ πδξόιπζε είλαη κηα εηδηθή θπηηαξηθή δηαδηθαζία θαηά ηελ νπνία ζύκπινθα αδηάιπηα νξγαληθά πνιπκεξή, όπσο πδαηάλζξαθεο, θπηηαξίλε, πξσηεΐλεο, ιίπε θαη λνπθιετθά νμέα δηαζπώληαη θαη πδξνιύνληαη κε ηε βνήζεηα εμσθπηηαξηθώλ ελδύκσλ, ηα νπνία παξάγνληαη από πδξνιπηηθά βαθηήξηα. ην ζηάδην ηεο νμενγέλεζεο, ηα πξντόληα ηεο πδξόιπζεο δπκώλνληαη ή νμεηδώλνληαη θαη κεηαηξέπνληαη πεξαηηέξσ, κέζσ δηαθόξσλ βαθηεξίσλ, πξνο πηεηηθά ιηπαξά νμέα, αιθνόιεο, πδξνγόλν, δηνμείδην ηνπ άλζξαθα θαη ακκσλία. 22

24 ΑΤΣΟΝΟΜΟ ΣΑΘΜΟ ΠΑΡΑΓΧΓΖ ΚΕΦΑΛΑΗΟ ΖΛΔΚΣΡΗΚΖ 3: ΔΝΔΡΓΔΗΑΚΖ ΔΝΔΡΓΔΗΑ ΜΔΛΔΣΖ ΗΥΤΟ 3ΜW ΑΠΟ ΒΗΟΜΑΕΑ Μεξηθά από ηα πξντόληα ηεο δύκσζεο, όπσο νξηζκέλα πηεηηθά ιηπαξά νμέα θαη αιθνόιεο δελ κπνξνύλ λα ρξεζηκνπνηεζνύλ απηνύζηα ζηελ κεζαλνγέλεζε νπόηε ζην ζηάδην ηεο νμηθνγέλεζεο, απηά νμεηδώλνληαη θπξίσο κε νμηθό νμύ, γαιαθηηθό νμύ θαη πξνπηνληθό νμύ. Δπίζεο παξάγνληαη σο ππνπξντόληα δηνμείδην ηνπ άλζξαθα θαη πδξνγόλν, ζαλ απνηέιεζκα ηνπ θαηαβνιηζκνύ ησλ πδαηαλζξάθσλ, κε επηπιένλ δπλαηόηεηα παξαγσγήο κεζαλόιεο θαη / ή άιισλ απιώλ αιθννιώλ. ην ζηάδην ηεο κεζαλνγέλεζεο γίλεηαη κεηαηξνπή ηνπ νμηθνύ / γαιαθηηθνύ / πξνπηνληθνύ νμένπο θαη ηνπ πδξνγόλνπ / δηνμεηδίνπ ηνπ άλζξαθα, πξντόλησλ ηνπ πξνεγνύκελνπ ζηαδίνπ, ζε κεζάλην θαη δηνμείδην ηνπ άλζξαθα από θαηάιιεια αλαεξόβηα βαθηήξηα. Από ηα παξαπάλσ νμέα, ην νμηθό νμύ είλαη ην ζεκαληηθόηεξν γηαηί από απηό παξάγεηαη ην 75% ηνπ κεζαλίνπ. Καηά ηα κεηαηξνπή ησλ πηεηηθώλ ιηπαξώλ νμέσλ ζε κεζάλην θαη ζπλαθή αέξηα, νπνηαδήπνηε ηάζε γηα αύμεζε ηεο ζπγθέληξσζεο ησλ πηεηηθώλ ιηπαξώλ νμέσλ (θη επνκέλσο κείσζεο ηνπ ph) κεηώλεηαη. Με ηνλ ηξόπν απηό, ε ηζνξξνπία κεηαμύ νμέσλ θαη βάζεσλ ειέγρεηαη από θπζηθνύο κεραληζκνύο, ηνπιάρηζηνλ κεξηθώο, θαη απνθεύγεηαη ε αλακελόκελε πηζαλόηεηα γηα βηνρεκηθή παξεκπόδηζε θαη / ή θαηαζηξνθή ηνπ βαθηεξηδηαθνύ πιεζπζκνύ από ην νμεηδσηηθό πεξηβάιινλ ηνπ ρσλεπηή. Σν ζηάδην ηεο κεζαλνγέλεζεο επεξεάδεηαη από ηελ ζεξκνθξαζία, ην νξγαληθό θνξηίν, ηνλ ρξόλν παξακνλήο θαη ηελ ζύζηαζε ηεο βηνκάδαο. Οη κεζαλνγόλνη είλαη απζηεξώο αλαεξόβηνη κηθξννξγαληζκνί θαη ραξαθηεξηζηηθό ηνπο είλαη ε παξαγσγή κεζαλίνπ θαηά ηελ θαηαλάισζε απιώλ νξγαληθώλ ελώζεσλ ΠΑΡΑΜΔΣΡΟΗ ΣΖ ΑΝΑΔΡΟΒΗΑ ΥΧΝΔΤΖ Ζ απνδνηηθόηεηα ηεο ΑΥ εμαξηάηαη από κεξηθέο θξίζηκεο παξακέηξνπο θπζηθέο θαη ρεκηθέο. ηηο πξώηεο αλήθνπλ ε αλάδεπζε ζηνλ ρσλεπηή (digester mixing), ε ζεξκνθξαζία, ν πδξαπιηθόο ρξόλνο παξακνλήο (Hydraulic Retention Time HRT), ηα ραξαθηεξηζηηθά ηεο πξώηεο ύιεο, ν βαθηεξηαθόο πιεζπζκόο, ν ξόινο ηνπ πδξνγόλνπ, ε ηηκή ηνπ ph, ε αιθαιηθόηεηα, ε παξνπζία θαη ε πνζόηεηα αλαζηαιηηθώλ παξαγόλησλ (π.ρ. ακκσλία) θαη ε ζπγθέληξσζε πηεηηθώλ θαη ιηπαξώλ νμέσλ. Α) Φπζηθέο παξάκεηξνη i) Αλάδεπζε ζηνλ ρσλεπηή Ζ αλάδεπζε ζην ρσλεπηή απνηειεί κηα πνιύ ζεκαληηθή παξάκεηξν γηα δύν θπξίσο ιόγνπο. Πξώηνλ, νκνγελνπνηεί ην ππόζηξσκα (πξώηε ύιε) ηνπ ρσλεπηή, απνθεύγνληαο ην ζρεκαηηζκό θελώλ ή πεξηνρώλ κε πςειέο ζπγθεληξώζεηο πιηθώλ κέζα ζην ρσλεπηή ή ην ζρεκαηηζκό ππνιεηκκάησλ, θαη δεύηεξνλ βειηηώλεη ηελ επαθή ηνπ ππνζηξώκαηνο κε ηα 23

25 ΑΤΣΟΝΟΜΟ ΣΑΘΜΟ ΠΑΡΑΓΧΓΖ ΚΕΦΑΛΑΗΟ ΖΛΔΚΣΡΗΚΖ 3: ΔΝΔΡΓΔΗΑΚΖ ΔΝΔΡΓΔΗΑ ΜΔΛΔΣΖ ΗΥΤΟ 3ΜW ΑΠΟ ΒΗΟΜΑΕΑ ππάξρνληα ζην ρσλεπηή βαθηήξηα, απμάλνληαο έηζη ηελ βην-απνηθνκεζηκόηεηα ηνπ. Δπηπιένλ, ε αλάδεπζε ζην ρσλεπηή εμαζθαιίδεη ζηαζεξή ζεξκνθξαζία κέζα ζην ρσλεπηή. Χζηόζν, ε πνιύ εληαηηθή αλάδεπζε έρεη επίζεο αξλεηηθή επίπησζε ζηε δηεξγαζία. Οη κεγάιεο δπλάκεηο πνπ αλαπηύζζνληαη ζπλδξάκνπλ ζηνλ πεξηνξηζκό ηεο βηνινγηθήο δξάζεο. Έηζη, πξέπεη λα ππάξρεη έλαο ζπκβηβαζκόο κεηαμύ ηεο απνηειεζκαηηθήο αλάδεπζεο θαη ηεο δηαηήξεζεο ηεο απαξαίηεηεο βηνινγηθήο δξάζεο. ii) Θεξκνθξαζία Ζ δηεξγαζία ηεο ΑΥ κπνξεί λα πξαγκαηνπνηεζεί ζε δηαθνξεηηθέο ζεξκνθξαζίεο, πνπ ρσξίδνληαη ζε ηξία ζεξκνθξαζηαθά εύξε: ςπρξόθηιε (θάησ από 25ᵒC), κεζόθηιε (25-40ᵒC) θαη ζεξκόθηιε (45-70ᵒC). Τπάξρεη κηα άκεζε ζπζρέηηζε κεηαμύ ηεο ζεξκνθξαζίαο, ηεο δηεξγαζίαο θαη ηνπ HRT. Πίνακαρ 3.2: Θεξκηθά ζηάδηα θαη ραξαθηεξηζηηθνί ρξόλνη παξακνλήο Θεξκηθό ζρέδην Θεξκνθξαζίεο Υξόλνο παξακνλήο δηεξγαζίαο Φπρξόθηιε 20ᵒC 70 έσο 80 εκέξεο Μεζόθηιε 30-42ᵒC 30 έσο 40 εκέξεο Θεξκόθηιε 43-55ᵒC 15 έσο 20 εκέξεο Ζ ζηαζεξόηεηα ηεο ζεξκνθξαζίαο έρεη θαζνξηζηηθή ζεκαζία γηα ηελ ΑΥ. ηελ πξάμε, ε ζεξκνθξαζία ιεηηνπξγίαο επηιέγεηαη ζε ζπλάξηεζε κε ηε ρξεζηκνπνηνύκελε πξώηε ύιε θαη ε ζεξκνθξαζία δηεξγαζίαο ζπλήζσο παξέρεηαη από ελδνδαπέδηα ή επηηνίρηα ζπζηήκαηα ζέξκαλζεο, κέζα ζηνλ ρσλεπηή. iii) Τδξαπιηθόο ρξόλνο παξακνλήο (Hydraulic retention time) HRT Mηα ζεκαληηθή παξάκεηξνο γηα ηε δηαζηαζηνιόγεζε ηνπ ρσλεπηή είλαη ν πδξαπιηθόο ρξόλνο παξακνλήο (HRT). Ο HRT είλαη ην κέζν ρξνληθό δηάζηεκα θαηά ην νπνίν δηαηεξείηαη ην ππόζηξσκα κέζα ζην ρσλεπηή, έηζη ώζηε λα παξαρζεί ε κέγηζηε πνζόηεηα κεζαλίνπ. Ο HRT είλαη ζεκαληηθόο επεηδή αληηπξνζσπεύεη ηελ πνζόηεηα ηνπ ρξόλνπ πνπ έρνπλ ζηελ δηάζεζε ηνπο ηα βαθηήξηα λα αλαπηπρζνύλ θαη αθνινύζσο λα θαηαλαιώζνπλ ηελ νξγαληθή ύιε παξάγνληαο βηναέξην. Ο HRT ζρεηίδεηαη κε ηνλ όγθν ηνπ ρσλεπηή (VR) 24

26 ΑΤΣΟΝΟΜΟ ΣΑΘΜΟ ΠΑΡΑΓΧΓΖ ΚΕΦΑΛΑΗΟ 3: ΖΛΔΚΣΡΗΚΖ ΔΝΔΡΓΔΗΑΚΖ ΔΝΔΡΓΔΗΑ ΜΔΛΔΣΖ ΗΥΤΟ 3ΜW ΑΠΟ ΒΗΟΜΑΕΑ θαη ηνλ όγθν ηνπ ππνζηξώκαηνο πνπ ηξνθνδνηείηαη ζηε κνλάδα ηνπ ρξόλνπ, ζύκθσλα κε ηελ αθόινπζε εμίζσζε: HRT = VR / V, όπνπ: HRT: πδξαπιηθόο ρξόλνο παξακνλήο (εκέξεο) VR: όγθνο ρσλεπηή (mᶟ) V: όγθνο ηνπ ππνζηξώκαηνο πνπ ηξνθνδνηείηαη ζηε κνλάδα ηνπ ρξόλνπ (mᶟ/d) ύκθσλα κε ηελ παξαπάλσ εμίζσζε, όζν απμάλεηαη ην νξγαληθό θνξηίν ζα κεηώλεηαη ν HRT. Ο ρξόλνο παξακνλήο πξέπεη λα είλαη αξθεηόο ώζηε λα επηηξέπεη ζηα αλαεξόβηα βαθηήξηα λα νινθιεξώζνπλ ηνλ κεηαβνιηζκό ηνπο, λα πνιιαπιαζηαζηνύλ ώζηε λα εμαζθαιηζηεί όηη ε πνζόηεηα ησλ βαθηεξίσλ πνπ αθαηξνύληαη κε ην ρσλεκέλν ππόιεηκκα δελ ζα είλαη πςειόηεξε από ηελ πνζόηεηα ησλ αλαπαξαγόκελσλ βαθηεξίσλ (π.ρ. ν ξπζκόο δηπιαζηαζκνύ ησλ αλαεξόβησλ βαθηεξίσλ είλαη 10 εκέξεο ή πεξηζζόηεξν). Δπίζεο, ππάξρεη ζηελή ζρέζε ζεξκνθξαζίαο HRT θαη παξαγσγήο κεζαλίνπ κε βέιηηζηε παξαγσγή κεζαλίνπ γύξσ ζηνπο 50ᵒC. iv) Οξγαληθό θνξηίν (organic load) Ζ θαηαζθεπή ησλ εγθαηαζηάζεσλ βηναεξίνπ απαηηεί έλα ζπλδπαζκό νηθνλνκηθώλ θαη ηερληθώλ εθηηκήζεσλ. Ζ κέγηζηε παξαγσγή βηναεξίνπ πνπ ιακβάλεηαη από ηελ πιήξε ρώλεπζε ηνπ ππνζηξώκαηνο ζα απαηηνύζε έλα κεγάιν HRT θαη έλα αληίζηνηρν κέγεζνο ρσλεπηή. ηελ πξάμε, ε επηινγή ηνπ ζπζηήκαηνο π.ρ. ην κέγεζνο θαη ν ηύπνο ρσλεπηή βαζίδεηαη ζε έλαλ ζπκβηβαζκό κεηαμύ ηεο κέγηζηεο παξαγσγήο βηναεξίνπ θαη ηεο βησζηκόηεηαο ηεο επέλδπζεο. Από απηήλ ηελ άπνςε, ην νξγαληθό θνξηίν είλαη κηα ζεκαληηθή παξάκεηξνο ιεηηνπξγίαο, ε νπνία δείρλεη πόζν πνιύ νξγαληθή μεξή νπζία κπνξεί λα ηξνθνδνηεζεί ζηνλ ρσλεπηή, αλά mᶟ όγθνπ θαη κνλάδα ρξόλνπ, ζύκθσλα κε ηελ παξαθάησ εμίζσζε: BR = m.c/vr, όπνπ: BR: νξγαληθό θνξηίν (kg/d*mᶟ) m: κάδα ηξνθνδνηνύκελνπ ππνζηξώκαηνο αλά κνλάδα ρξόλνπ (kg/d) c: ζπγθέληξσζε νξγαληθήο νπζίαο (%) VR: όγθνο ηνπ ρσλεπηή (mᶟ) v) Σα ραξαθηεξηζηηθά ηεο πξώηεο ύιεο Μπνξεί λα ρξεζηκνπνηεζεί έλα επξύ θάζκα ηύπσλ βηνκάδαο σο ππόζηξσκα (πξώηε ύιε) γηα ηελ παξαγσγή βηναεξίνπ από ηελ ΑΥ. Εσηθά απόβιεηα 25

27 ΑΤΣΟΝΟΜΟ ΣΑΘΜΟ ΠΑΡΑΓΧΓΖ ΚΕΦΑΛΑΗΟ ΖΛΔΚΣΡΗΚΖ 3: ΔΝΔΡΓΔΗΑΚΖ ΔΝΔΡΓΔΗΑ ΜΔΛΔΣΖ ΗΥΤΟ 3ΜW ΑΠΟ ΒΗΟΜΑΕΑ Γεσξγηθά ππνιείκκαηα θαη ππνπξντόληα Οξγαληθά απόβιεηα πνπ κπνξνύλ λα ππνζηνύλ ρώλεπζε από ηξόθηκα θαη αγξνηνβηνκεραλίεο (θπηηθήο θαη δσηθήο πξνέιεπζεο) Σν νξγαληθό κέξνο ησλ αζηηθώλ απνβιήησλ θαη από ηηο επηρεηξήζεηο εζηίαζεο (θπηηθήο θαη δσηθήο πξνέιεπζεο) Ηιύο βηνινγηθώλ θαζαξηζκώλ Δλεξγεηαθέο θαιιηέξγεηεο (αξαβόζηηνο, ηξηθύιιη θ.α.) vi) Βαθηεξηαθόο πιεζπζκόο Τπάξρνπλ ηέζζεξηο θύξηεο νκάδεο βαθηεξίσλ πνπ εκπιέθνληαη ζηα δηάθνξα ζηάδηα ηεο ΑΥ: Βαθηήξηα πδξόιπζεο, δύκσζεο (Clostridium, Eubacterium, Peptococcus Βαθηήξηα νμπγέλεζεο (Desulfovibrio, Syntrophobacter, Syntrophomonas Βαθηήξηα αζεηνγέλεζεο (Methanosarcina, Methanothrix) Βαθηήξηα κεζαλνγέλεζεο (Methanobacterium, Methanobrevibacterium) Tα θύξηα κεζαλνγελεηηθά βαθηήξηα είλαη ηα εμήο: Μethanobacterium, Methanobrevibacterium, Methanomicrobium, Methanospirillum, Methanothrix, Methanococcus, Methanococoides, Methanogenium, Methanosarcina, Methanothermus, Methanolobus, Methanoplanus. Β) Υεκηθέο παξάκεηξνη i) Ο ξόινο ηνπ πδξνγόλνπ Σν πδξνγόλν παίδεη έλαλ απνθαζηζηηθό ξόιν ζηε δηεξγαζία ηεο ΑΥ, εμαηηίαο ηεο ζπκβίσζεο κηθξννξγαληζκώλ ζηελ νμηθνγέλεζε θαη κεζαλνγέλεζε. Τπάξρεη κηα ζρέζε κεηαμύ ησλ νμενγελεηηθώλ βαθηεξίσλ πνπ παξάγνπλ πδξνγόλν θαη ησλ κεζαλνγελεηηθώλ πνπ ρξεζηκνπνηνύλ πδξνγόλν. ii) Ζ ηηκή ηνπ ph Ζ ηηκή ηνπ ph είλαη ην κέηξν ηεο νμύηεηαο / αιθαιηθόηεηαο ηνπ δηαιύκαηνο (αληίζηνηρα κε ην κίγκα ηνπ ππνζηξώκαηνο, ζηελ πεξίπησζε ηεο ΑΥ) θαη εθθξάδεηαη ζε κέξε αλά εθαηνκκύξην (ppm). Σν ph ηνπ ππνζηξώκαηνο ηεο ΑΥ επεξεάδεη ηελ αύμεζε ησλ κεζαλνγελώλ κηθξννξγαληζκώλ θαη κπνξεί λα έρεη επηπηώζεηο ζην δηαρσξηζκό κεξηθώλ ελώζεσλ πνπ έρνπλ ζεκαζία γηα ηελ δηεξγαζία ηεο ΑΥ (ακκσλία, ζνπιθίδην, νξγαληθά νμέα). iii) Αιθαιηθόηεηα 26

28 ΚΕΦΑΛΑΗΟ 3: ΔΝΔΡΓΔΗΑΚΖ ΜΔΛΔΣΖ ΑΤΣΟΝΟΜΟ ΣΑΘΜΟ ΠΑΡΑΓΧΓΖ ΖΛΔΚΣΡΗΚΖ ΔΝΔΡΓΔΗΑ ΗΥΤΟ 3ΜW ΑΠΟ ΒΗΟΜΑΕΑ Ζ αιθαιηθόηεηα θαζνξίδεη ηε δπλαηόηεηα δεκηνπξγίαο όμηλσλ δεζκώλ ηεο δηεξγαζίαο. Ο βαζκόο αιθαιηθόηεηαο εμαξηάηαη από ηηο πνζόηεηεο αιθαιηθώλ ελεξγώλ ηόλησλ, θπξίσο αλζξαθηθώλ. iv) Πηεηηθά ιηπαξά νμέα (VFA) Αλώηεξα ιηπαξά νμέα Ζ επζηάζεηα ηεο δηεξγαζίαο ηεο ΑΥ επεξεάδεηαη από ηελ ζπγθέληξσζε ησλ ελδηάκεζσλ πξντόλησλ όπσο είλαη ηα πηεηηθά ιηπαξά νμέα (VFA). Σα VFA είλαη ελδηάκεζεο ελώζεηο (νμηθά, πξνπηνληθά, βνπηπξηθά, γαιαθηηθά άιαηα), πνπ παξάγνληαη θαηά ηε δηάξθεηα ηεο νμηθνγέλεζεο, κε κηα αιπζίδα άλζξαθα από έμη ή ιηγόηεξα άηνκα. v) Ακκσλία Ζ ακκσλία (NH3) είλαη κηα ζεκαληηθή έλσζε, κε ηδηαίηεξε ιεηηνπξγία ζηε δηεξγαζία ηεο ΑΥ. Οη πξσηεΐλεο είλαη ε θύξηα πεγή γηα ηελ παξαγσγή ακκσλίαο ζηε δηεξγαζία ηεο ΑΥ. Αλάινγα κε ην ph θαη ηε ζεξκνθξαζία, ε ακκσλία, κπνξεί λα γίλεη ζεκαληηθόο παξάγνληαο παξαθώιπζεο ηεο κεζαλνγέλεζεο. vi) Ηρλνζηνηρεία, ζξεπηηθέο νπζίεο θαη ηνμηθέο ελώζεηο Σα ηρλνζηνηρεία όπσο ην ζίδεξν, ην ληθέιην, ην ζειήλην, ην κνιπβδαίλην ή ην βνιθξάκην είλαη εμίζνπ ζεκαληηθά γηα ηελ αύμεζε θαη ηελ επηβίσζε ησλ κηθξννξγαληζκώλ ηεο ΑΥ όπσο ν άλζξαθαο, ην άδσην, ν θώζθνξνο θαη ην ζείν ΤΣΖΜΑΣΑ ΑΝΑΔΡΟΒΗΑ ΥΧΝΔΤΖ Από ηνπο ζεκαληηθόηεξνπο παξάγνληεο γηα ηελ απνηειεζκαηηθή ιεηηνπξγία ηεο αλαεξόβηαο ρώλεπζεο, είλαη ε επηινγή ηνπ θαηάιιεινπ ζπζηήκαηνο πνπ ζα ρξεζηκνπνηεζεί. Κξηηήξηα γηα ηελ επηινγή ηνπ θαηάιιεινπ ζπζηήκαηνο είλαη ην ηερλννηθνλνκηθό θόζηνο θαη ηα θπζηθά, ρεκηθά, βηνινγηθά ραξαθηεξηζηηθά ηνπ πξνο επεμεξγαζία απνβιήηνπ (ππόζηξσκα-πξώηε ύιε) Ο Lettinge, πξνζδηόξηζε ηηο εμήο πέληε ζπλζήθεο πνπ πξέπεη λα πιεξεί έλα απνδνηηθό αλαεξόβην ζύζηεκα (Lettinge 1995) Τςειή θαηαθξάηεζε ηεο ελεξγνύ βηνκάδαο ζηνλ αληηδξαζηήξα, θαηά ηελ δηάξθεηα ηεο ιεηηνπξγίαο ηνπ. Δπαξθήο επαθή κεηαμύ ηεο βηνκάδαο θαη ηνπ δηαζέζηκνπ πξνο ρώλεπζε απόβιεηνπ Τςεινύο ξπζκνύο αληηδξάζεσλ θαη απνπζία πεξηνξηζκώλ, από θαηλόκελα κεηαθνξάο 27

29 ΑΤΣΟΝΟΜΟ ΣΑΘΜΟ ΠΑΡΑΓΧΓΖ ΚΕΦΑΛΑΗΟ ΖΛΔΚΣΡΗΚΖ 3: ΔΝΔΡΓΔΗΑΚΖ ΔΝΔΡΓΔΗΑ ΜΔΛΔΣΖ ΗΥΤΟ 3ΜW ΑΠΟ ΒΗΟΜΑΕΑ Ηθαλόηεηα πξνζαξκνγήο ηεο βηνκάδαο ζε δηαθνξεηηθνύο ηύπνπο απνβιήησλ Δπηθξάηεζε επλντθώλ πεξηβαιινληηθώλ ζπλζεθώλ γηα όια ηα είδε ησλ κηθξννξγαληζκώλ, ζηηο επηβαιιόκελεο ιεηηνπξγηθέο ζπλζήθεο. Γηαθξίλνπκε ηξεηο θαηεγνξίεο ζπζηεκάησλ αλαεξόβηαο ρώλεπζεο (Sutton 1990) πζηήκαηα πνπ ε ιεηηνπξγία ηνπο βαζίδεηαη ζηελ αλάπηπμε αησξνύκελσλ κηθξννξγαληζκώλ ζε πγξό κέζν (ζπκβαηηθή αλαεξόβηα ρώλεπζε) πζηήκαηα ζηα νπνία νη κηθξννξγαληζκνί πξνζθνιιώληαη ζε θάπνην ζηεξεό πιεξσηηθό πιηθό (ηαρύξξπζκε αλαεξόβηα ρώλεπζε) πλδπαζκόο ησλ δύν πξνεγνύκελσλ πεξηπηώζεσλ ή λα ιεηηνπξγνύλ έηζη ώζηε λα επλνείηαη ν ζρεκαηηζκόο θνθθώδνπο ιάζπεο ζην εζσηεξηθό ηνπο (πβξηδηθνί αλαεξόβηνη ρσλεπηέο). i) πκβαηηθή αλαεξόβηα ρώλεπζε Ζ ζπκβαηηθή ΑΥ βαζίδεηαη ζηελ αλάπηπμε αησξνύκελσλ κηθξννξγαληζκώλ ζε πγξό κέζν θαη παξνπζηάδεη πιενλεθηήκαηα ζηελ επεμεξγαζία ησλ πγξώλ απνβιήησλ κε πςειή ζπγθέληξσζε βηναπνδνκήζηκσλ πηεηηθώλ ζηεξεώλ. Σα ζπκβαηηθά ζπζηήκαηα ΑΥ, δηαθξίλνληαη ζηα ελόο θαη δηπινύ ζηαδίνπ. ην ζύζηεκα ηνπ ελόο ή απινύ ζηαδίνπ, όια ηα πξναλαθεξζέληα ζηάδηα ηεο δηεξγαζίαο επηηεινύληαη ηαπηόρξνλα ηαπηόρξνλα εληόο ελόο ρσλεπηή. ην δηπιό ζύζηεκα ή δύν ζηαδίσλ, ε πδξόιπζε θαη ε δύκσζε ιακβάλνπλ ρώξα ζηνλ πξώην ρσλεπηή, ελώ ν ζρεκαηηζκόο ησλ κεζαληθώλ ελώζεσλ θαζώο θαη ηνπ κεζαλίνπ γίλεηαη ζε δεύηεξν ρσλεπηή. ii) Σαρύξξπζκε αλαεξόβηα ρώλεπζε Ζ ηαρύξξπζκε ΑΥ βαζίδεηαη ζηελ αλάπηπμε κηθξννξγαληζκώλ πξνζθνιιεκέλσλ ζε πιεξσηηθό πιηθό θαη παξνπζηάδεη πιενλεθηήκαηα ζηελ επεμεξγαζία πγξώλ απνβιήησλ κέηξηαο νξγαληθήο ηζρύνο, κε ειάρηζηα αησξνύκελα ζηεξεά. Οη κηθξννξγαληζκνί αλαπηύζζνληαη ζηελ επηθάλεηα ηνπ πιεξσηηθνύ πιηθνύ ζρεκαηίδνληαο έλα βηνινγηθό ζηξώκα θαη έηζη δελ παξαζύξνληαη πξνο ηελ εθξνή ηνπ ρσλεπηή αθόκε θαη γηα πςειέο ηηκέο πδξαπιηθήο θόξηηζεο. πλεπώο, νη ρσλεπηέο κε πιεξσηηθό πιηθό κπνξνύλ λα ιεηηνπξγνύλ ζε πςειέο ηαρύηεηεο ξνήο δηαηεξώληαο ηαπηόρξνλα πςειέο ηηκέο ζπγθέληξσζεο βηνκάδαο θαη ρξόλνπ παξακνλήο ζηεξεώλ, κε απνηέιεζκα ηελ απνδνηηθόηεξε αλαεξόβηα επεμεξγαζία πγξώλ απνβιήησλ. Σν πιεξσηηθό πιηθό κπνξεί είηε λα ζρεκαηίδεη ζηαζεξή θιίλε (αλαεξόβην θίιηξν) ή ζε πνιύ κεγάιεο ηαρύηεηεο ξνήο λα αησξείηαη (δηαζηειιόκελε θαη ξεπζηνπνηεκέλε θιίλε). 28

30 ΑΤΣΟΝΟΜΟ ΣΑΘΜΟ ΠΑΡΑΓΧΓΖ ΚΕΦΑΛΑΗΟ 3: ΖΛΔΚΣΡΗΚΖ ΔΝΔΡΓΔΗΑΚΖ ΔΝΔΡΓΔΗΑ ΜΔΛΔΣΖ ΗΥΤΟ 3ΜW ΑΠΟ ΒΗΟΜΑΕΑ iii) Τβξηδηθνί αλαεξόβηνη ρσλεπηέο Οη κηθξννξγαληζκνί όηαλ βξεζνύλ ζε θαηάιιειεο ζπλζήθεο ζπζζσκαηώλνληαη ζρεκαηίδνληαο ζξόκβνπο πνπ πξνθαλώο έρνπλ κεγαιύηεξε ηαρύηεηα θαζίδεζεο από απηή ελόο κηθξννξγαληζκνύ. Ο ζρεδηαζκόο θαη νη ζπλζήθεο ιεηηνπξγίαο ησλ πβξηδηθώλ αλαεξόβησλ ρσλεπηώλ επλννύλ ηελ θαζίδεζε ησλ κηθξννξγαληζκώλ, κε απνηέιεζκα νη ρσλεπηέο απηνί λα κπνξνύλ λα ιεηηνπξγνύλ ζε ζρεηηθά πςειέο ηηκέο ζπγθέληξσζεο βηνκάδαο θαη ρξόλνπ παξακνλήο ζηεξεώλ. πλήζσο ρξεζηκνπνηνύληαη γηα απόβιεηα κε ρακειή ζπγθέληξσζε ζηεξεώλ θαη ε απόδνζε ηνπο είλαη κεγαιύηεξε όζν κηθξόηεξε είλαη ε ζπγθέληξσζε απηή. iv) πλδπαζκόο ζπζηεκάησλ αλαεξόβηαο ρώλεπζεο Γεληθά ζε κηα κνλάδα αλαεξόβηαο επεμεξγαζίαο απνβιήησλ κπνξεί λα ρξεζηκνπνηεζεί είηε έλαο αληηδξαζηήξαο είηε έλαο ζπλδπαζκόο δύν ή πεξηζζνηέξσλ αληηδξαζηήξσλ. ηε δεύηεξε πεξίπησζε αλάινγα κε ηε δηάηαμε πνπ ρξεζηκνπνηείηαη, δηαθξίλνπκε ηηο εμήο θαηεγνξίεο δηεξγαζηώλ (Κάιθαο 2007): Σηο παξάιιειεο δηεξγαζίεο, νη νπνίεο πεξηιακβάλνπλ δύν ή πεξηζζόηεξνπο αλαεξόβηνπο αληηδξαζηήξεο θαη νη νπνίνη ιεηηνπξγνύλ ζε παξάιιειε δηάηαμε Σηο δηεξγαζίεο δύν ή πεξηζζόηεξσλ ζηαδίσλ, νη νπνίεο πεξηιακβάλνπλ δύν ή πεξηζζόηεξνπο αλαεξόβηνπο αληηδξαζηήξεο θαη νη νπνίνη είλαη δηαηεηαγκέλνη ζε ζεηξά Σηο δηεξγαζίεο δύν θάζεσλ, θαηά ηε δηάξθεηα ησλ νπνίσλ ε δύκσζε θαη ε κεζαλνγέλεζε ζπληεινύληαη ζε δύν ρσξηζηνύο αληηδξαζηήξεο ΓΗΑΓΗΚΑΗΔ ΚΑΗ ΤΝΘΖΚΔ ΛΔΗΣΟΤΡΓΗΑ ΣΖ ΑΥ Οη ζπλζήθεο ιεηηνπξγίαο ηεο ΑΥ δηαθξίλνληαη ζε: Φπζηθέο: Αλάκεημε ζηνλ ρσλεπηή, Οκνγελνπνίεζε, Θεξκνθξαζία, Υξόλνο παξακνλήο, Τγξαζία, Υαξαθηεξηζηηθά πξώηεο ύιεο, Φνξηίν ρσλεπηή, Βαθηεξηαθόο πιεζπζκόο. Υεκηθέο: ph, Αιθαιηθόηεηα, πγθέληξσζε πηεηηθώλ ιηπαξώλ νμέσλ, Σνμηθόηεηα Σα ζπζηήκαηα ΑΥ, όπσο αλαθέξζεθε δηαθξίλνληαη ζηα ελόο θαη δηπινύ ζηαδίνπ, κε απηό ηνλ ηξόπν, είλαη δπλαηό ε αξηζηνπνίεζε ησλ δύν ζηαδίσλ θαη ε απνθπγή ηεο όμπλζεο ηνπ ρσλεπηή παξαγσγήο κεζαλίνπ, πνπ ζα έρεη ζαλ απνηέιεζκα δξαζηηθή κείσζε ζηελ παξαγσγή κεζαλίνπ. Δπηπιένλ έρνπκε ηε δηάθξηζε πγξήο θαη μεξήο ρώλεπζεο πνπ 29

31 ΑΤΣΟΝΟΜΟ ΣΑΘΜΟ ΠΑΡΑΓΧΓΖ ΚΕΦΑΛΑΗΟ ΖΛΔΚΣΡΗΚΖ 3: ΔΝΔΡΓΔΗΑΚΖ ΔΝΔΡΓΔΗΑ ΜΔΛΔΣΖ ΗΥΤΟ 3ΜW ΑΠΟ ΒΗΟΜΑΕΑ εμαξηάηαη θπξίσο από ην πνζνζηό ζε λεξό θαη ησλ νιηθώλ ζηεξεώλ ηεο πξώηεο ύιεο θαζώο θαη ηεο ιεηηνπξγίαο ηνπ ρσλεπηή ζε ζπλερή ή δηαιείπνληνο έξγνπ. Σα βαθηήξηα ηνπ ζηαδίνπ ηεο πδξόιπζεο θαη ηεο δύκσζεο δελ είλαη επαίζζεηα ζηηο επηδξάζεηο ηνπ ph θαη ηεο ζεξκνθξαζίαο. Αληίζεηα ζην ζηάδην ηεο κεζαλνγέλεζεο είλαη πνιύ επαίζζεηα ζηηο κεηαβνιέο ηνπ ph ΠΑΡΑΓΧΓΖ ΒΗΟΑΔΡΗΟΤ ηε ζπγθεθξηκέλε πεξίπησζε ζηελ πεξηνρή ηεο Οξεζηηάδαο, ην πξόηππν θεληξηθώλ κνλάδσλ βηναεξίνπ ζεσξείηαη σο ην πιένλ θαηάιιειν. Ζ ηδέα ηεο θεληξηθήο κνλάδαο ζπλδπαζκέλεο ρώλεπζεο βαζίδεηαη ζηελ παξαγσγή βηναεξίνπ κε ηε δηαδηθαζία ηεο ΑΥ, ρξεζηκνπνηώληαο έλα θάζκα νξγαληθώλ απνβιήησλ, πνπ απνηεινύληαη θαηά 18% από θηελνηξνθηθά απόβιεηα θαη ηπξόγαιν, 53% από ελεξγεηαθά θπηά ελζίξσκα αξαβόζηηνπ, 4% από γιπθεξίλε, ιηπαξά νμέα θαη ειηάιεπξν θαη 25% κε αλαθπθινθνξία ηνπ ρσλεκέλνπ ππνιείκκαηνο. Ζ Π.Δ. Έβξνπ δηαζέηεη ζηαβιηζκέλεο αγειάδεο θαη άιιεο ειεπζέξαο βνζθήο. Σα νξγαληθά απόβιεηα πνπ παξάγνληαη από κνλάδεο πνπ βξίζθνληαη ζε αθηίλα 20 ρηιηνκέηξσλ από ηε ζέζε ηεο πξνηεηλόκελεο θεληξηθήο κνλάδαο,εθηηκώληαη πεξίπνπ ζε tn/y δελ αμηνπνηνύληαη θαη ππόθεηληαη ζπλήζσο ζε κηα πνιπέμνδε πγεηνλνκηθή ηαθή ζπκβάιινληαο θαζνξηζηηθά ζηε ξύπαλζε ηνπ πεξηβάιινληνο. Από ην ππάξρνλ δπλακηθό ησλ απνβιήησλ γηα ιόγνπο αζθαιείαο ζηελ ηξνθνδνζία ε κνλάδα ζα επεμεξγάδεηαη κόλν ηνπο ηόλνπο εηεζίσο (12600 ηόλνπο θνπξηάο αγειάδσλ, ηόλνπο ελζηξσκέλνπ αξαβόζηηνπ, 2000 ηόλνπο ηπξόγαιν, 800 ηόλνπο γιπθεξίλεο, 100 ηόλνπο ιηπαξώλ νμέσλ, 2000 ηόλνπο ειηάιεπξνπ θαη ηόλνπο κε αλαθπθινθνξία ηνπ ρσλεκέλνπ ππνιείκκαηνο) παξάγνληαο mᶟ βηναεξίνπ/εκέξα ή mᶟ βηναεξίνπ/έηνο ην νπνίν αληηζηνηρεί ζε mᶟ CH 4 /εκέξα ή mᶟ CH4/έηνο κε ελεξγεηαθό πεξηερόκελν MWh/έηνο κε ηζρύ θαπζίκνπ 7 ΜW. 30