ΙΚΤΥΟ ΑΞΙΟΠΟΙΗΣΗΣ ΑΠΟΒΛΗΤΩΝ WASTEVALOR. Γ.Ν. Αγγελόπουλος, Κ.Ε. Μαραζιώτη ίκτυο WateValor, Τµήµα Χηµικών Μηχανικών, Πανεπιστήµιο Πατρών

Transcript

1 ΙΚΤΥΟ ΑΞΙΟΠΟΙΗΣΗΣ ΑΠΟΒΛΗΤΩΝ WASTEVALOR Γ.Ν. Αγγελόπουλος, Κ.Ε. Μαραζιώτη ίκτυο WateValor, Τµήµα Χηµικών Μηχανικών, Πανεπιστήµιο Πατρών ΕΙΣΑΓΩΓΗ Το ίκτυο Αειφόρου ιαχείρισης Φυσικών Πόρων και Αξιοποίησης Αποβλήτων ιδρύθηκε το 2009 στο Πανεπιστήµιο Πατρών, Ελλάδα. Είναι ένα διεπιστηµονικό κέντρο µε στόχο την αξιοποίηση υφιστάµενων ανθρώπινων πόρων και υποδοµών, προκειµένου να επιτύχει αποτελεσµατικότερη προσέγγιση, µέσω συνεργιών, σε θέµατα που αφορούν ή σχετίζονται µε την αξιοποίηση αποβλήτων και αειφόρου διαχείρισης φυσικών πόρων. Το ίκτυο στοχεύει στο να λειτουργήσει ως κέντρο ανάπτυξης καινοτόµων ιδεών και να παρέχει υψηλής ποιότητας υπηρεσίες στην κοινωνία και τη βιοµηχανία ως µέρος αυτής µέσα από την διεξαγωγή έρευνας αιχµής και τη ρεαλιστική και επιτυχή αντιµετώπιση των περιβαλλοντικών προκλήσεων. Ο πυρήνας του ικτύου εδράζεται στην εφαρµογή ολιστικών και βέλτιστων µεθόδων στην ανάλυση και επίλυση των θεµάτων που πραγµατεύεται, µε τη βοήθεια ενός ικανού αριθµού ερευνητών από διαφόρους επιστηµονικούς, τεχνολογικούς και διοικητικούς τοµείς. Η προσέγγιση αυτή απορρέει από το γεγονός ότι η εφαρµογή επιστηµονικά και τεχνολογικά τεκµηριωµένων λύσεων δεν είναι αρκετή από µόνη της να επιφέρει την αξιοποίηση των αποβλήτων. Ο απώτερος στόχος του κέντρου είναι να βοηθήσει την µεταµόρφωση της κοινωνίας και να συµβάλλει στην ανάπτυξη της. Το ίκτυο αποτελείται από µέλη ΕΠ και ερευνητές των τµηµάτων των Χηµικών Μηχανικών, των Μηχανολόγων και Αεροναυπηγών Μηχανικών και της Βιολογίας. Αυτή η πληθώρα των ειδικών επιτρέπει την συνύπαρξη εµπειρίας και επιστηµονικού υπόβαθρου ενώ προσφέρει πρόσβαση σε εξοπλισµό αιχµής. ΜΕΛΗ ΙΚΤΥΟΥ Τµήµα Μέλη ΕΠ ΧΗΜΙΚΩΝ ΜΗΧΑΝΙΚΩΝ Καθ. ΓΕΩΡΓΙΟΣ ΑΓΓΕΛΟΠΟΥΛΟΣ, Καθ. ΓΕΡΑΣΙΜΟΣ ΛΥΜΠΕΡΑΤΟΣ, Επ. Καθ. ΙΩΑΝΝΗΣ ΚΟΥΚΟΣ, Επ. Καθ. ΜΙΧΑΛΗΣ ΚΟΡΝΑΡΟΣ, Καθ. ΠΕΤΡΟΣ ΚΟΥΤΣΟΥΚΟΣ, Καθ. ΠΑΝΑΓΙΩΤΗΣ ΝΙΚΟΛΟΠΟΥΛΟΣ, Καθ. ΣΠΥΡΟΣ ΠΑΝ ΗΣ, Επικ. Καθ. ΧΡΙΣΤΑΚΗΣ ΠΑΡΑΣΚΕΥΑ, Λεκτ. ΒΙΚΤΩΡ ΣΤΙΒΑΝΑΚΗΣ ΜΗΧΑΝΟΛΟΓΩΝ ΚΑΙ Καθ. ΒΑΣΙΛΕΙΟΣ ΚΩΣΤΟΠΟΥΛΟΣ ΑΕΡΟΝΑΥΠΗΓΩΝ ΜΗΧΑΝΙΚΩΝ ΒΙΟΛΟΓΙΑΣ Καθ. ΓΕΩΡΓΙΟΣ ΑΓΓΕΛΗΣ Ερευνητές που έχουν γίνει µέλη του δικτύου και έχουν ενεργό συµµετοχή στις δράσεις του είναι ο ρ. Ιωάννης Ποντίκης, η ρ. Κωνσταντίνα Μαραζιώτη, η ρ. Αγγελική Χριστογέρου, ο ρ. Αποστόλης Κουτίνας, η ρ. Ελένη Αρβανίτη, ο ρ. Σπύρος Παπαευθυµίου, η ρ. Κατερίνα Σταµατελάτου και ο ρ. Ευάγγελος Μαραζιώτης. ΡΑΣΤΗΡΙΟΤΗΤΕΣ ΤΟΥ ΙΚΤΥΟΥ Οι δραστηριότητες του ικτύου ξεκινούν από το Πανεπιστήµιο και στοχεύουν στην κοινωνία. Μέσα στο Πανεπιστήµιο, ο στόχος του ικτύου είναι να προάγει την επιστήµη, την

2 τεχνολογία και την εκπαίδευση µεταφέροντας την γνώση. Αυτές οι τρεις κατευθύνσεις συνυπάρχουν και συν-εξελίσσονται. Το ίκτυο δραστηριοποιείται στα παρακάτω: * Αποτροπή παραγωγής/µείωση αποβλήτων * ιαχείριση αποβλήτων και διάθεση * Περιβαλλοντικές επιπτώσεις της διάθεσης των αποβλήτων * Ανακύκλωση αποβλήτων-βιοµηχανικών παραπροϊόντων * Αξιοποίηση αποβλήτων-βιοµηχανικών παραπροϊόντων * Επεξεργασία ρυπασµένης γης * Πολιτική και νοµοθεσία της διαχείρισης των αποβλήτων ΟΜΗ Το δίκτυο απαρτίζεται από πέντε (5) τοµείς. Αυτή η δοµή ακολουθεί τη φύση των απόβλητων ρευµάτων: αέριο, υγρό και στερεό. ύο άλλοι "κάθετοι" τοµείς ολοκληρώνουν το διάγραµµα: τεχνοοικονοµικές συνιστώσες και αλληλεπίδραση µε την κοινωνία (πολιτική, νοµοθεσία, κοινωνική αντίληψη και ζητήµατα δηµόσιων σχέσεων). Ο διαχωρισµός επιτρέπει την ταχύτατη αναγνώριση των πιο σχετικών ερευνών στον κάθε τοµέα. Προφανώς, αυτές οι δοµές αποτελούν ένα συνολικό σχήµα και η εργασία πραγµατοποιείται µε την συνεργασία όλων. ΜΕΘΟ ΟΛΟΓΙΑ Η µεθοδολογία που ακολουθεί το ίκτυο για την αντιµετώπιση των προβληµάτων βασίζεται στην ακόλουθη ανάλυση: Βήµα 1: Χαρακτηρισµός του αποβλήτου και κατάταξή του κατά την Ευρωπαϊκή νοµοθεσία. Το απόβλητο χαρακτηρίζεται µε βάση διάφορες τεχνικές, ανάλογα µε την φυσική του κατάσταση (στερεό, υγρό, αέριο), και τη φύση του (ανόργανο, οργανικό). Σε αυτό το στάδιο πραγµατοποιούνται τυπικά αναλύσεις όπως: χηµική ανάλυση (κύρια στοιχεία, ιχνοστοιχεία και προσδιορισµός C/S/N/O), επίπεδα ραδιενέργειας αν κρίνεται αναγκαίο, ανάλυση ορυκτολογικών φάσεων, κατανοµή µεγέθους κόκκων, θερµική ανάλυση (DTA/DSC, TG). Τέλος, το απόβλητο κατατάσσεται µε βάση την Ευρωπαϊκή νοµοθεσία. Βήµα 2: Πλέον πιθανές χρήσεις του αποβλήτου Σε αυτό το στάδιο, οι ερευνητές έχουν ένα καλά χαρακτηρισµένο απόβλητο. Πραγµατοποιείται διερεύνηση των πιθανών χρήσεων µε στόχο τη µείωση της παραγόµενης ποσότητας ("µείωση"), την πρωταρχική ανακύκλωση ("επαναχρησιµοποίηση") ή την ανακύκλωση ("ανακύκλωση"). Εάν η επαναχρησιµοποίηση και η ανακύκλωση δεν είναι εφικτές, δίνεται έµφαση στην εξεύρεση χρήσεων που θα πετύχουν αξιοποίηση των

3 αποβλήτων. Τέτοιες χρήσεις του µπορεί να είναι είτε προς παραγωγή υλικών είτε προς παραγωγή ενέργειας. Παραδείγµατα είναι η παραγωγή δοµικών υλικών, αδρανών, ως πρώτη ύλη σε διάφορες διεργασίες χρήση σαν καύσιµα σε διάφορες εφαρµογές όπως π.χ. στην τσιµεντοβιοµηχανία κτλ. Θα καθοριστούν τα κύρια σηµεία, τεχνικά, οικονοµικά, περιβαλλοντικά και αγοράς που επηρεάζουν την επιτυχία της κάθε διαδικασίας, όπως είναι η κοινωνική γνώµη για το απόβλητο, η υπάρχουσα βιοµηχανική υποδοµή, η νοµοθεσία, η δυνατότητα διείσδυσης στην υπάρχουσα αγορά του τελικού προϊόντος κλπ. Σε περίπτωση που η χρήση του αποβλήτου δεν είναι εφικτή, τότε θα ερευνηθούν πιθανά σενάρια για την ασφαλή εναπόθεσή του. Βήµα 3: Πειραµατική µελέτη σε εργαστηριακή κλίµακα. Οι ερευνητές σε αυτό το στάδιο θα καθορίσουν το πειραµατικό τµήµα της µελέτης που δυνητικά είναι και το βασικότερο µέρος. Στόχος είναι να αποδείξουν το σκεπτικό που αναπτύχθηκε στο βήµα 2. Προφανώς, οι λεπτοµέρειες της κάθε εφαρµογής εξαρτώνται από το κάθε είδος αποβλήτου και το στόχο που έχει καθοριστεί. Τυπικά, η έρευνα περιλαµβάνει την µελέτη της διεργασίας παραγωγής καθώς και τον χαρακτηρισµό των τελικών προϊόντων. Από ένα εύρος συνθηκών που θα µελετηθούν και από τα αποτελέσµατα, οι ερευνητές θα καθορίσουν τις βέλτιστες συνθήκες. Επιπλέον, πληροφορίες από τους ερευνητές θα δοθούν στη βιοµηχανία/ υπηρεσία που παράγει το απόβλητο για τα µέτρα που µπορούν να εφαρµόσουν έτσι ώστε να βοηθήσουν στην αξιοποίησή του. Βήµα 4: Τεχνοοικονοµική εκτίµηση. Ακολουθώντας τον κύκλο της βελτιστοποίησης των βηµάτων 1-3, και µε στόχο την εύρεση των ρεαλιστικών και βέλτιστων συνθηκών, σε αυτό το στάδιο οι ερευνητές θα διεξάγουν την τεχνοοικονοµική µελέτη. Βήµα 5: Βέλτιστη διαθέσιµη διεργασία/προιόν. Λαµβάνοντας υπόψη τα αποτελέσµατα από την πειραµατική εργασία και τεχνοοικονοµική εκτίµηση, των βηµάτων 4 και 5 αντίστοιχα, η βέλτιστη διαθέσιµη διεργασία/προϊόν θα καθοριστεί στο στάδιο αυτό. Σκοπός είναι να καθοριστεί η διεργασία/προϊόν που θα προσφέρει τα πιο ανταγωνιστικά πλεονεκτήµατα σε σχέση µε τις άλλες εφαρµογές. Βήµα 6: Νοµοθεσία. Σε αυτή τη φάση θα οριστούν οι τελικές αποφάσεις, αν και τα νοµοθετικά θέµατα έχουν ήδη συνοπτικά εξεταστεί στα βήµατα 2 και 4. Η προσέγγιση συνοψίζεται στον απόλυτο σεβασµό της υπάρχουσας κατάστασης, χωρίς αυτό να αναιρεί τη δυνατότητα γνωµοδότησης, µε δεδοµένη την τεχνολογική και επιστηµονική πρόοδο. Έτσι, µε βάση τα ευρήµατα (βήµατα 1-4), η τωρινή νοµοθεσία εξετάζεται και κατατίθενται πιθανές προτάσεις. Σε αυτό το σηµείο, προβλέπονται ενέργειες διάχυσης των αποτελεσµάτων και συναντήσεις µε οµάδες λήψης αποφάσεων. Βήµα 7: Πιλοτικές δοκιµές Ο στόχος αυτής της φάσης είναι ο σχεδιασµός της διεργασίας από πειραµατική σε βιοµηχανική κλίµακα. Αυτό περιλαµβάνει το σχεδιασµό της διεργασίας και τις δοκιµές σε πιλοτική κλίµακα. Εάν θα απαιτηθούν νέες υποδοµές, οι ερευνητές θα επιλέξουν την καλύτερη διαθέσιµη τεχνολογία. Βήµα 8: Νέο προϊόν/διεργασία µε απόβλητο Σε αυτό το στάδιο, πραγµατοποιείται η εµπορευµατοποίηση του επιστηµονικού και τεχνολογικού αποτελέσµατος. Οι ερευνητές έχουν αναπτύξει µία διεργασία από το απόβλητο

4 στο προϊόν (φυσικό προϊόν ή διεργασία), αποδεδειγµένη σε εργαστηριακό και πιλοτικό επίπεδο. Ο σκοπός τώρα είναι να βρεθούν επενδυτές, κοινοπραξίες και αγορά για το νέο προϊόν. Αν αυτά είναι εφικτά, τότε οι ερευνητές θα συµβάλλουν στην εφαρµογή της διεργασίας σε µεγάλη κλίµακα. ΡΑΣΕΙΣ ΗΜΟΣΙΟΤΗΤΑΣ ΤΟΥ ΙΚΤΥΟΥ ιοργανώθηκε ηµερίδα την ευτέρα 21 Ιουνίου 2010 στην Πάτρα παρουσία των Πρυτανικών αρχών, των φορέων της πόλης και εκπροσώπων της τοπικής βιοµηχανίας µε τίτλο «Προοπτικές Αξιοποίησης Αποβλήτων» (>100 συµµετέχοντες). Στην ηµερίδα παρουσιάστηκαν οι τελευταίες επιστηµονικές εξελίξεις σε θέµατα που αφορούν τα απόβλητα και την αξιοποίηση τους αλλά και σηµαντικές επενδύσεις που πραγµατοποιούνται στην ευρύτερη περιοχή και βασίζονται σε αποτελέσµατα συνεργασιών µε µέλη του ενδοπανεπιστηµιακού δικτύου. Την εκδήλωση υποστήριξαν σαν χορηγοί οι εταιρίες: ΑΛΟΥΜΙΝΙΟΝ ΕΛΛΑ ΟΣ, ΠΕΤΤΑΣ Π.Ν. Biodiesel, ΤΙΤΑΝ Α.Ε. και ΣΥΡΜΕΤ ΕΠΕ. Για την ενηµέρωση και την πληροφόρηση για τις δυνατότητες του δικτύου αναπτύχθηκε επικοινωνιακό πακέτο µε ενηµερωτικό δίφυλλο φυλλάδιο και έντυπο υλικό µε παραδείγµατα των εφαρµογών της έρευνας που διεξάγεται από τα µέλη του δικτύου (case studies).

5 Συµµετοχή του ικτύου και παρουσίαση των δραστηριοτήτων του στο Money Show της Πάτρας Σχόλια/συνεντεύξεις για το ατύχηµα µε την ερυθρά ιλύ στην Ουγγαρία στις 4/10/2010. Στα πλαίσια της ενηµέρωσης και της εκπαίδευσης πραγµατοποιήθηκε προσκεκληµένη οµιλία - σεµινάριο από τον Καθηγητή An-Ping Zeng (Institute of Bioprocess and Biosystems Engineering, Hamburg University of Technology, Hamburg, Germany) στις , µε τίτλο «From system biology to bio-systems engineering for the conversion of glycerol». Στις 25/01/2011 πραγµατοποιήθηκε συνάντηση µεταξύ των µελών του δικτύου WasteValor και του καθηγητή James H. Clark του τµήµατος Χηµείας του Πανεπιστηµίου του York (UK). Ο καθηγητής Clark είναι διευθυντής του κέντρου Πράσινης Χηµείας του Πανεπιστηµίου του York και πρόεδρος του δικτύου Πράσινης Χηµείας. Οι πιθανότητες µελλοντικής συνεργασίας συζητήθηκαν µετά από σύντοµη παρουσίαση των ερευνητικών ενδιαφερόντων του προσκεκληµµένου καθηγητή. Ανάρτηση ενηµερωτικού poster του ενδοπανεπιστηµιακού δικτύου στο 8ο Πανελλήνιο Επιστηµονικό Συνέδριο Χηµικής Μηχανικής (26-28 Μαίου 2011, Θεσσαλονίκη). ιοργανώθηκε ηµερίδα τη Πέµπτη 18 Οκτωβρίου 2012 στην Πάτρα µε τίτλο «Resources and Wastes». Στην ηµερίδα παρουσιάστηκαν νέες τεχνολογικές τάσεις για την αξιοποίηση των αποβλήτων και των παρπροιόντων από νέα µέλη του δικτύου και από επιλεγµένους προσκεκληµένους οµιλητές. Οι οµιλητές ήταν ο καθηγητής Marcel Schlaf (Department of Chemistry, University of Guelhp, Ontario, Canada), ο λέκτορας ρ. Αποστόλης Κουτίνας (Γεωπονικό Πανεπιστήµιο Αθηνών), ο καθηγητής ιονύσιος Μαντζαβίνος (Technical University of Crete) και ο ρ. Ιωάννης Ποντίκης (MTM, KULeuven, Belgium). ραστηριότητες στην Εκπαίδευση: Συνέδρια: οργάνωση του 2nd WasteEng Conference στην Πάτρα, 2008 ( MSc και PhDs ΣΥΝΕΡΓΑΣΙΑ ΜΕ ΑΛΛΑ ΙΚΤΥΑ ΚΑΙ ΦΟΡΕΙΣ - Συνυπογραφή του µνηµονίου συνεργασίας µε το WaterTech cluster υτικής Ελλάδας - Knowledge Platform: SMaRT-PRO2, K.U. Leuven - The Earth Engineering Center (EEC), Earth Institute Columbia University, Ν.Υ. - Centre for Environmental Control and Waste Management, Imperial College - Εδραιωµένη συνεργασία µε ΤΙΤΑΝ ΑΕ, ΑΛΟΥΜΙΝΙΟΝ ΕΛΛΑ ΟΣ, ΣΥΡΜΕΤ ΕΠΕ, ΠΕΤΤΑΣ ΠΝ Biodiesel, ΕΝΒΙΟ ΕΠΕ, NANOTHINX. - Συνεργασία µε την ΑΛΟΥΜΙΝΙΟ ΕΛΛΑ ΟΣ σε πρόγραµµα µε τίτλο «Μελέτη ρόφησης και προσρόφησης θείου από ενεργό ιλύ και αξιοποίηση της στην παραγωγή πράσινων τσιµέντων θειο-φερριτικού τύπου».

6 Προετοιµάστηκαν και υποβλήθηκαν ερευνητικές προτάσεις από το ίκτυο στα πλαίσια των προγραµµάτων: - Cost - Interreg IV ( Development of Integrated Strategies for the Valorisation of By-Products and Residues from Industrial and Agricultural Activities in the Regionas of Western Greece, Epirus and Apulia ) - Lead Era ( Design of an intersectorial waste valorisation plan ).