Preliminary Cost-Benefit Analysis

Transcript

1 LIFE08 ENV/GR/ INTEGRASTE «Development of integrated agroindustrial waste management politics maximizing materials recovery and energy exploitation» Preliminary Cost-Benefit Analysis Author: Dr. Aikaterini Vavouraki Scientific Responsible for the project : Assist. Professor Michael Kornaros Responsible Partner: University of Patras PATRAS, 30 JUΝΕ, 2010

2 LIFE08 ENV/GR/ INTEGRASTE «Ανάπτυξη ολοκληρωμένης πολιτικής για τη διαχείριση αγροτοβιομηχανικών αποβλήτων με στόχο τη μεγιστοποίηση της ανάκτησης υλικών και ενέργειας» Προκαταρκτική Ανάλυση Κόστους - Oφέλους Συντάκτης: Dr. Αικατερίνη Ι. Βαβουράκη Επιστημονικός Υπεύθυνος Εργου : Επίκ. Καθηγητής Μιχάλης Κορνάρος Υπεύθυνος δικαιούχος: Πανεπιστήμιο Πατρών ΠΑΤΡΑ, 30 ΙΟΥΝΙΟΥ, 2010

3 LIFE PROJECT NAME INTEGRASTE Project location Data Project Patras, Greece Project start date: 01/01/2010 Project end date: 31/12/2012 Total Project duration (in months) 36 months Total budget Eligible EC contribution: (%) of total costs 47 (%) of eligible costs 50 Name Beneficiary Data Beneficiary University of Patras Contact person Dr. Michael Kornaros Postal address 1 Karatheodori Str., 26500, Patras, GR Visit address 1 Karatheodori Str., 26500, Patras, GR Telephone Fax: Project Website kornaros@chemeng.upatras.gr Under construction

4 Περιεχόμενα 1. Εισαγωγή Τεχνικά χαρακτηριστικά της μονάδας ΑΧ: Γενικά Οικονομικά μεγέθη της ΑΧ: Γενικά Προκαταρκτική ανάλυση κόστους Στόχοι της παρούσας μελέτης Αγροτοβιομηχανικές μονάδες στο Ν. Αχαΐας Μονάδα Αναερόβιας Χώνευσης Κομποστοποίηση Παραδοχές Οικονομική ανάλυση Κόστος κατασκευών Κόστος εξοπλισμού Κόστος συντήρησης & λειτουργίας Έσοδα ολοκληρωμένης διαχείρισης των ΑΑΥ της μονάδας ΑΧ Οικονομικοί δείκτες της επένδυσης Συμπεράσματα Χαρακτηριστικά επενδυτή

5 ΔΡΑΣΗ 1.4: Προκαταρκτική Ανάλυση Κόστους - Οφέλους 1. Εισαγωγή Η συλλογή των πληροφοριών και καταγραφή των πηγών πρώτων υλών για την αναερόβια χώνευση (AX) γεννά σημαντικά ερωτήματα που απαιτούν απαντήσεις ενώ παράλληλα προκύπτουν εμπόδια που πρέπει να ξεπεραστούν ώστε να κατασκευαστεί μία μονάδα ΑΧ σε πλήρη αγροτοβιομηχανική κλίμακα. Η αγροτοβιομηχανική κλίμακα αναπτύσσεται σε μέγεθος, εμπειρία και γνώση σε βάθος χρόνου. Παράλληλα οι διεθνείς και εθνικές πολιτικές αλλάζουν ανάλογα με τα δεδομένα της εποχής περιλαμβάνοντας οικονομικά κίνητρα, περιβαλλοντικές απαιτήσεις και ποιότητα ασφάλειας καθώς και νέους υπό διαπραγμάτευση βελτιωμένους περιβαλλοντικούς και σχεδιαστικούς κανονισμούς. Η ΑΧ είναι η μετατροπή της πρώτης ύλης (κάθε οργανικού μη ξυλώδους υλικού) από μικροοργανισμούς απουσία οξυγόνου σε βιοαέριο και χωνευμένη απορροή (στερεό και υγρό). Αποτελεί μία φυσική διεργασία η οποία έχει μελετηθεί σημαντικά τα τελευταία χρόνια. Τα πιθανά πλεονεκτήματα της διεργασίας ΑΧ αφορούν αρκετούς τομείς της κοινωνίας όπως τους αγρότες, τους επιχειρηματίες, τον τομέα επεξεργασίας τροφίμων, την τοπική κοινωνία, το περιβάλλον και την κυβέρνηση (Πίνακας 1). Η ΑΧ αποτελεί μία ορθή διεργασία διαχείρισης αποβλήτων καθώς παράγει πράσινη ενέργεια και δίνει λύσεις σε περιβαλλοντικά ζητήματα. Πίνακας 1. Οφέλη από την ΑΧ σε διαφορετικές ομάδες Αγρότες Κέρδος Διαθέσιμες θρεπτικές ουσίες Αντιμετώπιση παθογόνων οργανισμών Διαφοροποίηση επιχειρηματικότητας Αντιμετώπιση αγριόχορτων/ ζιζανίων στους αγρούς Επιχειρήσεις επεξεργασίας τροφών Επεξεργασία των αποβλήτων τροφίμων Φθηνότερη λύση Καλή εικόνα Τοπική κοινωνία Περιβάλλον Κυβέρνηση Λιγότερες οσμές Τοπική ανανεώσιμη πηγή ενέργειας Τοπική παροχή θερμότητας -- Καινούργιες θέσεις εργασίας -- Καθαρότερο περιβάλλον Λιγότερη μόλυνση από νιτρικά Εξοικονόμηση άνθρακα Αποφυγή ταφής οργανικών στους ΧΥΤΑ Αποφυγή καύσης οργανικών Συμμόρφωση με Οδηγία για ΧΥΤΑ Υποχρέωση Πολιτικής ανανεώσιμων πηγών Ασφάλεια καυσίμων Υποχρέωση Ανανεώσιμων καυσίμων μεταφορών -- Αποκέντρωση ηλεκτρισμού Η διεργασία της ΑΧ μπορεί να οφεληθεί από κυβερνητικές Πολιτικές όπως: Υποχρέωση Πολιτικής προς Ανανεώσιμες Πηγές Ενέργειας Φόρος κλιματικών αλλαγών Υποχρέωση χρήσης ανανεώσιμων καυσίμων για μεταφορές 2

6 Συμμόρφωση με Οδηγία ΧΥΤΑ Το περισσότερο παραγόμενο βιοαέριο από τη διεργασία της ΑΧ χρησιμοποιείται για την παραγωγή ηλεκτρισμού. Αυτή θεωρείται η συχνά απαντώμενη χρήση σε αυτήν την μελέτη. Η υποχρέωση Πολιτικής χρήσης Ανανεώσιμων Πηγών (ΠΑΠ) και ο φόρος κλιματικών αλλαγών υποστηρίζουν τις τεχνολογίες χρήσης ανανεώσιμων πηγών για παραγωγή ηλεκτρισμού. Η υποχρέωση Ανανεώσιμων καυσίμων μεταφορών έχει παρόμοια πολιτική με την ΠΑΠ όπου προτρέπει τη χρήση ανανεώσιμων καυσίμων για τις οδικές μεταφορές. Η Οδηγία για τους ΧΥΤΑ προτρέπει στη μείωση της ποσότητας του οργανικού φορτίου το οποίο πρόκειται να ενταφιαστεί στο έδαφος. Υποστηρίζεται λοιπόν μία εναλλακτική και ασφαλή απόμακρυνση των οργανικών αποβλήτων, η οποία πραγματοποιείται μέσω της διεργασίας της ΑΧ. Υφίστανται και άλλες Πολιτικές στην Ευρώπη και στον υπόλοιπο κόσμο σχετικά με την ΑΧ όπου περιορίζουν ή ακόμα απαγορεύουν τον ενταφιασμό και την αποτέφρωση των οργανικών αποβλήτων. Τέτοιες Πολιτικές όμως περιλαμβάνουν εγγυημένες, ελάχιστες τιμές για την ηλεκτρική ενέργεια μέσω της διεργασίας της ΑΧ, μέτρια δάνεια καθώς και μέριμνα για κεφάλαια επιδοτήσεων για πιθανές επενδύσεις σε μονάδα ΑΧ. Ο αριθμός των μονάδων παραγωγής βιοαερίου παγκοσμίως ποικίλλει σημαντικά μεταξύ των χωρών. Για παράδειγμα το Ηνωμένο Βασίλειο έχει περίπου 30 μονάδες (με εξαίρεση τις εταιρίες νερού και μερικές μη αγροτικές). Η Γερμανία έχει μονάδες ενώ η Κίνα διαθέτει πάνω από 30 εκατομμύρια μονάδες μερικές από τις οποίες αποτελούν μικρούς οικιακούς χωνευτήρες. Οι ΑΧ σε μικρά χωριά με ελάχιστα έργα υποδομής είναι έργα χρήσιμα για την υγιεινή καθώς και για διάθεση για λίπασμα και καύσιμη ύλη (μαγείρεμα ή θέρμανση). Ο αριθμός των μονάδων για εναλλακτικές μορφές ενέργειας και παραγωγής βιοαερίου αναμένεται να αυξηθεί τα επόμενα χρόνια. Στην Ελλάδα η χρήση της ΑΧ είναι ακόμα σε εμβρυικό στάδιο καθώς εκτός από ελάχιστες εφαρμογές σε μονάδες εκτροφής χοίρων και επεξεργασίας αποβλήτων σφαγείου η μόνη της ουσιαστική εφαρμογή είναι στην επεξεργασία της παραγόμενης λυματολάσπης σε Μονάδες Επεξεργασίας Αστικών Λυμάτων (π.χ. Ηράκλειο, Πάτρα, κ.λ.π.). 1.1 Τεχνικά χαρακτηριστικά της μονάδας ΑΧ: Γενικά Η μικροβιακή διεργασία της ΑΧ απαιτεί προσεκτική μεταχείριση για μεγιστοποίηση των δυνατοτήτων άρα και της απόδοσης της διεργασίας. Υπάρχουν διάφορες επιλογές για τη βελτιστοποίηση της λειτουργίας μίας τέτοιας μονάδας ΑΧ. Μερικές από τις οποίες είναι η λειτουργία της μονάδας ΑΧ υπό σταθερή θερμοκρασία (π.χ. 37 ο C, μεσόφιλη περιοχή) και σταθερά επίπεδα οργανικής φόρτισης, συνεχούς και σταθερής ροής, μονών ή πολλαπλών χωνευτήρων καθώς επίσης και παράλληλη ή κάθετη διάταξη μονάδας. Η πληθώρα των εξοπλιστικών επιλογών έχει διαφορετικό οικονομικό κόστος εγκατάστασης καθώς επίσης και ειδικές απαιτήσεις σε πρωτότυπο εξοπλισμό (π.χ. ειδική κατασκευή ανοξείδωτου διπλότοιχου αντιδραστήρα χώνευσης). Γι αυτό το λόγο πρέπει να λαμβάνονται υπόψη όλες οι πιθανές επιλογές, ώστε να περιορίζεται το κόστος εγκατάστασης και να αξιοποιούνται όσο το δυνατόν περισσότερο οι διαθέσιμοι οικονομικοί πόροι. Μερικές πρώτες ύλες είναι καταλληλότερες συγκριτικά με άλλους πιθανούς συνδυασμούς από τις παραπάνω επιλογές. Επιπλέον τα 3

7 χαρακτηριστικά των πρώτων υλών επηρεάζουν σημαντικά τη διεργασία (όπως ο τεμαχισμός, η ανάμιξη, η ζύγιση, η απομάκρυνση συσκευασίας της πρώτης ύλης). Η μεγιστοποίηση της απόδοσης του βιοαερίου εξαρτάται από τη σωστή διευθέτηση όλων των μεταβλητών όπως το ποσοστό υγρασίας, η τιμή ph, ο λόγος άνθρακα προς άζωτο, τα ποσοστά ανάμιξης διαφορετικών υποστρωμάτων καθώς και χρόνος παραμονής στους ΑΧ. Ο Πίνακας 2 αποτυπώνει το ποσοστό ξηρής και οργανικής ύλης τυπικών αποβλήτων από βουστάσια, τυροκομεία και ελαιοτριβεία καθώς και την απόδοση παραγωγής μεθανίου ανά kg πτητικών στερεών τροφοδοτούμενων στην ΑΧ. Πίνακας 2. Παραγόμενο βιοαέριο από διάφορες πρώτες ύλες. Πρώτη ύλη/ Απόβλητα Ξηρή ύλη (TS) (%) Πτητικά στερεά (VS) (%) Απόδοση παραγωγής μεθανίου (m 3 CH 4 /kg VS) Βουστάσιο ,20-0,25 Τυροκομείο (εποχιακό) ,50-0,75 Ελαιοτριβείο (εποχιακό) ,33-0,50 Μερικές μονάδες ΑΧ στην Ευρώπη είναι κεντρικές και διαχειρίζονται τα απόβλητα από τις περιφερειακές αγροτοβιομηχανικές μονάδες. Αυτό μπορεί να είναι αρκετό και ικανό να αποδώσει σημαντικά ποσά βιοαερίου. Παρολαυτά προκύπτουν αυξημένα μεταφορικά κόστη, απαιτείται σωστός συντονισμός και πλάνο συνεργασίας και συναίνεσης μεταξύ των φορέων διαχείρισης (όπως οι επενδυτές και οι αγροτοβιομηχανίες). Γι αυτό το λόγο καθίσταται επιτακτική η ανάγκη κατάστρωσης σχεδίου διαχείρισης της αλυσίδας προμηθειών. Το στερεό υπόλειμμα μετά τη διεργασία της ΑΧ αποτελεί διαπραγματεύσιμο υλικό ως προς την οικονομική του εκμετάλλευση. Μπορεί και είναι καλό λίπασμα (ΚΝΟ 3 : ~450 /ton, φωσφορικό: 130 /ton). Περιέχει υψηλά επίπεδα ποσοστού αζώτου, φωσφόρου και καλίου λόγω της περιεκτικότητάς του στην αρχικό μάζα του ανεξέργαστου αποβλήτου. Λόγω της αναερόβιας επεξεργασίας, τα θρεπτικά συστατικά του αποβλήτου είναι περισσότερο διαθέσιμα για ανάκτησή τους από τα φυτά, ειδικότερα σε υγρή μορφή (η υγρή απορροή της ΑΧ μπορεί να αποτελέσει και υγρό λίπασμα). Το μειονέκτημα βρίσκεται στη σταθερή αναλογία των θρεπτικών οπότε και η εφαρμογή του λιπάσματος στο έδαφος είναι περιορισμένη και πρέπει να περιοριστεί σε μία χρήση εφόσον συμπληρωθούν τα υπολειπόμενα θρεπτικά συστατικά του εδάφους. Ο διαχωρισμός του υγρού από τα λοιπά στερεά κλάσματα διευκολύνει την αποθήκευση και επέκταση των διαδικασιών της διεργασίας της ΑΧ. 1.2 Οικονομικά μεγέθη της ΑΧ: Γενικά 4

8 Το οικονομικό όφελος από την επένδυση στη διεργασία της ΑΧ μπορεί να επιτευχθεί από την παραγωγή ηλεκτρικής και θερμικής ενέργειας, την αξιοποίηση της στερεής και υγρής απορροής ως λίπασμα καθώς και των πολιτικών κινήτρων για τις εναλλακτικές μορφές ενέργειας όπως η φυσική διεργασία της ΑΧ. Στην περίπτωση της εγκατάστασης μίας μονάδας ΑΧ πλήρους κλίμακας στην εκάστοτε αγροτοβιομηχανία, τα προϋπάρχοντα κόστη όπως οι λογαριασμοί ηλεκτρικής και θερμικής ενέργειας καθώς και οι απαιτήσεις σε λίπασμα θα αντισταθμιστούν (αν όχι θα περιοριστούν) με τις θετικές εισροές από τη διεργασία της ΑΧ. Σε άλλη περίπτωση η προσκόμιση του λιπάσματος πίσω στις αγροτοβιομηχανίες θα αποτελούσε σημαντικό εδαφοβελτιωτικό περιβάλλοντα χώρου. Η μεγαλύτερη πρόκληση για την επένδυση της διεργασίας της ΑΧ είναι η συνεχή και πλήρη λειτουργία σε βάθος χρόνου. Οι μεταπτώσεις στη λειτουργία της μονάδας θα έχει ως αποτέλεσμα τον περιορισμό και μείωση της απόδοσης της μονάδας με αποτέλεσμα τη μείωση των προβλεπόμενων κερδών. Τα κυριότερα κόστη αναφορικά με την επένδυση της διεργασίας της ΑΧ είναι ο ακριβός βασικός εξοπλισμός και η εξασφάλιση των πρώτων υλών/ αποβλήτων. Η λειτουργία και η συντήρηση της μονάδας (ασφάλεια, εργασία, μηχανήματα) είναι συνήθως σχετικά χαμηλά κόστη. Το ακριβό κόστος εγκατάστασης τέτοιας μονάδας θα πρέπει να αποτελέσει μία επένδυση μακράς λειτουργίας. Όσο η λειτουργία τέτοιας μονάδας διαρκεί, τόσο το συνολικό όφελος θα είναι αποδοτικότερο. Διαθέσιμες κρατικές και ευρωπαϊκές επιδοτήσεις μπορεί να περιορίσουν το βασικό κόστος. Επιπλέον ιδιωτικές επενδυτικές επιχειρήσεις είναι διατεθειμένες να χρηματοδοτήσουν μία επιχείρηση όπως αυτής της διεργασίας της ΑΧ. 2. Προκαταρκτική ανάλυση κόστους Η Δράση 1.4 περιλαμβάνει την Προκαταρκτική Ανάλυση Κόστους (CBA). Πραγματοποιήθηκε αρχική μελέτη της οικονομικής δυνατότητας της απόδοσης της μονάδας ΑΧ αγροτοβιομηχανικών αποβλήτων. Πιο συγκεκριμένα η προκαταρκτική Ανάλυση Κόστους περιλαμβάνει τα οικονομικά οφέλη από την ηλεκτρική ενέργεια μέσω της καύσης του μεθανίου διαμέσου εγκατεστημένης μονάδας συμπαραγωγής ηλεκτρισμού και θερμότητας (ΣΗΘ) καθώς και από την παραγωγή και διάθεση κομπόστ (λίπασμα) από την επεξεργασία στερεών αγροτοβιομηχανικών αποβλήτων. Η ανάλυση CBA συμπληρώνει την αξία των πλεονεκτημάτων της προτεινόμενης διεργασίας και αφαιρεί τα κόστη που τη συνοδεύουν. Τα έξοδα είναι είτε ένα είτε προκύπτουν στη συνέχεια. Τα οφέλη είναι περισσότερα κάθε φορά. Δίνεται επίσης και η επίδραση του χρόνου στην περίοδο λειτουργίας και αποζημίωσης. Υπολογίζεται δε, ο απαιτούμενος χρόνος ώστε να επιτυγχάνονται τα οφέλη της επένδυσης και εξόφλησης του κόστους. Η ανάλυση κόστους πραγματοποιήθηκε χρησιμοποιώντας μόνο το οικονομικό κόστος και τα οικονομικά οφέλη. Απαιτούμενα κόστη είναι οι κτιριακές υποδομές και ο εξοπλισμός καθώς και το κόστος μεταφοράς των πρώτων υλών/ αποβλήτων. Στην παρούσα αναφορά δεν περιλαμβάνεται η περιβαλλοντική μελέτη (προσεχής Δράση 1.5: Προκαταρκτική Μελέτη Περιβαλλοντικής Επίδρασης) της διεργασίας της ΑΧ όπως επίσης δεν προσδιορίστηκε η γρηγορότερη και ευκολότερη διαδρομή ταξιδίου. Ο προσδιορισμός των μεμονομένων τιμών κόστους και οφελών είναι αρκετά σημαντικό. 5

9 Η δυσκολία του προσδιορισμού των διαφόρων τύπων κόστους και των οφελών της διεργασίας έγκειται στην πιθανότητα των αποτελεσμάτων της μελέτης καθώς επίσης και στην αβεβαιότητα όταν καμία πιθανότητα δεν είναι γνωστή. Σε κάθε περίπτωση οι περιορισμοί και οι υποθέσεις που γίνονται για την πραγματοποίηση της παρούσας Προκαταρκτικής μελέτης κόστους οφέλους πρέπει να λαμβάνονται σοβαρά υπόψη. 2.1 Στόχοι της παρούσας μελέτης Ο στόχος της παρούσας μελέτης είναι η προκαταρκτική μελέτη κόστους μίας ολοκληρωμένης μονάδας διαχείρισης και επεξεργασίας αγροτοβιομηχανικών αποβλήτων και υπολειμμάτων (ΑΑΥ) από μονάδες βουστασίων, τυροκομείων και ελαιοτριβείων που είναι εγκατεστειμένες στην ευρύτερη περιοχή του Νομού Αχαΐας. Η Αχαΐα βρίσκεται στην βόρεια Πελοπόννησο και ανήκει στην περιφέρεια Δυτικής Ελλάδας. Περιλαμβάνει 21 δήμους και 2 κοινότητες (1) με πληθυσμό ~ (απογραφή 2005). Σε συνεργασία με τις Διευθύνσεις Κτηνιατρικής, Ανάπτυξης και Αγροτικής Ανάπτυξης του Δ. Αχαϊας κατέστη δυνατόν η καταγραφή των εγκεκριμένων αγροτοβιομηχανικών μονάδων της ευρύτερης περιοχής για το τρέχον έτος Λεπτομερή στοιχεία δίνονται παρακάτω ( 2.2). Στοχεύοντας πρωτίστως στην καταγραφή των αγροτοβιομηχανικών μονάδων της ευρύτερης περιοχής πραγματοποιήθηκε προκαταρκτική μελέτη κόστους για πιθανή εγκατάσταση μονάδας επεξεργασίας αγροτοβιομηχανικών αποβλήτων μέσω της διεργασίας της ΑΧ. Δίνονται τα δεδομένα της αγοράς που αφορούν πιθανά σενάρια επενδύσεων μίας πραγματικής κλίμακας κατασκευής διαχείρισης τέτοιων αποβλήτων. Η ολοκληρωμένη μονάδα διαχείρισης αγροτοβιομηχανικών αποβλήτων και υπολειμμάτων περιλαμβάνει πρωτίστως τη διεργασία της αναερόβιας χώνευσης και την μετέπειτα κομποστοποίηση της στερεής ή/ και υγρής απορροής. Η παραγωγή βιοαερίου μέσω της διεργασίας της αναερόβιας χώνευσης συντελεί στην περαιτέρω εκμετάλλευσή του για την παραγωγή ηλεκτρικής και θερμικής ενέργειας μέσω της μονάδας συμπαραγωγής ηλεκτρικής ενέργειας και θερμότητας (2). Η απορροή των αναερόβια επεξεργασμένων αποβλήτων μπορεί να αξιοποιηθεί ως κομπόστ. Η αξιοποίηση των κομποστοποιημένων προϊόντων μπορεί να αποτελέσει εδαφοβελτιωτικό στις γεωργικές καλλιέργειες, υλικό κάλυψης στους χώρους υγειονομικής ταφής αποβλήτων και υπολειμμάτων (ΧΥΤΑ και ΧΥΤΥ, αντίστοιχα) καθώς επίσης και σε χώρους ανάπλασης περιβαλλοντικού ενδιαφέροντος. Αρχικά παρατίθονται τα συνολικά νούμερα καταγραφής των αγροτοβιομηχανικών αποβλήτων από μονάδες βουστασίων, τυροκομείων και ελαιοτριβείων για την ευρύτερη περιοχή του Ν. Αχαΐας καθώς επίσης και τα φυσικοχημικά χαρακτηριστικά των αποβλήτων. Στη συνέχεια επιδεικνύονται τα κόστη των κτιριακών υποδομών και εγκαταστάσεων καθώς και του εξοπλισμού μιας μονάδας της διεργασίας ΑΧ. Κατόπιν γίνεται προσπάθεια εκτίμησης του ύψους των επενδύσεων, του λειτουργικού κόστους καθώς και συνεκτίμηση του οφέλους από την παραγωγή ηλεκτρικής και (1) Δήμοι: 1) Αιγείρας, 2) Αιγίου, 3) Ακράτας, 4) Αροανίας, 5) Βραχναιϊκων, 6) Διακοπτού, 7) Δύμης, 8) Ερινεού, 9) Καλαβρύτων, 10) Λαρισσού, 11) Λευκασίου, 12) Μεσσάτιδος, 13) Μόβρης, 14) Παΐων, 15) Παραλίας, 16) Πατρέων, 17) Ρίου, 18) Συμπολιτείας, 19) Τριταίας, 20) Φαρρών, 21) Ωλενίας και κοινότητες 22) Καλεντζίου, 23) Λεοντίου 2 Το σύστημα Συμπαραγωγής Ηλεκτρισμού και Θερμότητας (ΣΗΘ) παράγει ταυτόχρονα αξιοποιήσιμη ηλεκτρική και θερμική ενέργεια μέσω ενός ενιαίου συστήματος. Η παραγόμενη θερμότητα μπορεί να χρησιμοποιηθεί τόσο για θερμική χρήση όσο και για ψύξη ή κλιματισμό. 6

10 θερμικής ενέργειας και πώλησης κομπόστ (λίπασμα). Ολοκληρώνοντας αυτήν την προκαταρκτική μελέτη κόστους προσδιορίζονται τα βασικά χαρακτηριστικά που θα πρέπει να έχει μία επένδυση εγκατάστασης μονάδας επεξεργασίας αγροτοβιομηχανικών αποβλήτων μέσω της διεργασίας ΑΧ. 2.2 Αγροτοβιομηχανικές μονάδες στο Ν. Αχαΐας Στον Πίνακα 3 παρατίθονται συνολικά οι εγκεκριμένες αγροτοβιομηχανικές μονάδες της ευρύτερης περιοχής του Ν. Αχαΐας για το τρέχον έτος Πρέπει να τονιστεί η εποχιακή παραγωγή για τις μονάδες των τυροκομείων και των ελαιοτριβείων. Οι μονάδες των τυροκομείων λειτουργούν για τους μήνες Νοέμβρη μέχρι και Ιούνη ενώ οι μονάδες των ελαιοτριβείων μεταξύ των μηνών Νοέμβρη και Φλεβάρη. Οι μονάδες των βουστασίων βρίσκονται σε συνεχή λειτουργία καθόλη τη διάρκεια του έτους. Πίνακας 3. Συνολικός αριθμός και δυναμικότητα των αγροτοβιομηχανικών μονάδων του Ν. Αχαΐας. Αγροτοβιομηχανικές Μονάδες Βουστάσια Συνολικά 811 α ( βοοειδή) Δυναμικότητα ton/ χρόνο Τυροκομεία 12 β ton/ εποχή Ελαιοτριβεία 93 γ ton ελαιόκαρπος/εποχή ton απόβλητα/ εποχή Διευθύνσεις α Κτηνιατρικής, β Ανάπτυξης και γ Αγροτικής Ανάπτυξης του Δ. Αχαϊας Οι αγροτοβιομηχανικές μονάδες βρίσκονται συγκεντρωμένες στην ευρύτερη περιοχή του Ν. Αχαΐας. Η επιλογή της πιθανής περιοχής εγκατάστασης συνεπάγεται την απαίτηση για υπολογισμό της χιλιομετρικής απόστασης από τις εκάστοτε αγροτοβιομηχανικές μονάδες των αποβλήτων για την ακριβή εκτίμηση του κόστους μεταφοράς των αποβλήτων. Η μέση ετήσια παραγωγή αποβλήτων από κάθε μονάδα βουστασίου εκτιμάται στους 8 τόννους (~m 3 )/ χρόνο ανά ενήλικο βοοειδές. Τα εποχιακά απόβλητα των τυροκομείων αποδίδουν τόννους/ εποχή ενώ του ελαιοτριβείου τόνους/ εποχή (κατά μέσο όρο). Στον Πίνακα 4 παρατίθονται τα φυσικοχημικά χαρακτηριστικά των τριών τύπων αποβλήτων. Τα απόβλητα των βουστασίων περιέχουν σχετικά υψηλό οργανικό φορτίο και συγκέντρωση στερεών καθώς και υψηλή περιεκτικότητα σε άζωτο. Η τιμή του ph είναι ουδέτερη και η τιμή του φωσφόρου χαμηλή. Τα απόβλητα των τυροκομείων περιέχουν αρκετά υψηλό οργανικό φορτίο καθώς και υψηλή συγκέντρωση υδατανθράκων. Η περιεκτικότητα σε άζωτο είναι μικρή ενώ τα συνολικά στερεά και η τιμή του ph είναι χαμηλή. Τέλος τα απόβλητα των ελαιοτριβείων περιέχουν αρκετά υψηλό οργανικό φορτίο ενώ επίσης συγκεντρώνουν υψηλές ποσότητες τοξικών φαινολικών. Αντιθέτως έχουν χαμηλή περιεκτικότητα σε άζωτο, η τιμή ph είναι χαμηλή και η συγκέντρωση στερεών μέτρια. Γενικά τα αγροτοβιομηχανικά απόβλητα των μονάδων των βουστασίων, τυροκομείων και ελαιοτριβείων περιέχουν υψηλό οργανικό φορτίο το οποίο είναι δύσκολα βιοαποδομήσιμο, ακόμα και με τη χρήση ΑΧ, ιδιαίτερα για καθένα χωριστά τύπο αποβλήτου. Οι δύο τελευταίοι τύποι μονάδων (τυροκομεία και ελαιοτριβεία) λειτουργούν εποχιακά ενώ βρίσκονται 7

11 διασκορπισμένες στην ευρύτερη περιοχή του Ν. Αχαΐας. Τέλος επισημαίνεται η έλλειψη αρκετών θρεπτικών συστατικών για τη βιολογική αποικοδόμηση καθενός χωριστά τύπου αποβλήτου μέσω της διεργασίας της ΑΧ. Ενώ όμως η χωριστή επεξεργασία καθενός τύπου αποβλήτου (εκτός των αποβλήτων βουστασίου) είναι εν γένει επισφαλής, η επεξεργασία κατάλληλων μιγμάτων αποβλήτων παρουσιάζει σημαντικά πλεονεκτήματα (μείωση τοξικότητας λόγω της παρουσίας φαινολικών, εξισορρόπηση της συγκέντρωσης θρεπτικών στο μίγμα κ.ά) και διασφαλίζει τη λειτουργία της μονάδας σε διαρκή ετήσια βάση. Η συνεχής λειτουργία της μονάδας της ΑΧ θα μπορούσε να εξασφαλιστεί από τρία πιθανά σενάρια. Τα σενάρια αυτά αποτυπώνονται στον Πίνακα 5. Το κόστος γης για την εγκατάσταση της μονάδας εκτιμάται σε μια περιοχή μικρού αναπτυξιακού ενδιαφέροντος, όπως για παράδειγμα σε βιομηχανική ζώνη έξω από τα όρια αστικής περιοχής (τουλάχιστον m) και με τιμή ~2.5 / m 2. Η εγκατάσταση των κτιριακών υποδομών της μονάδας προτείνεται να πραγματοποιηθεί κοντά στις κοντινότερες και μεγαλύτερες αγροτοβιομηχανικές μονάδες (μεταξύ των τριών) ώστε να περιοριστεί το κόστος συλλογής των υπολειμμάτων και αποβλήτων. Το κόστος αποκομιδής των αποβλήτων επιβαρύνει τον ανάδοχο του έργου όπως και το κόστος τελικής διάθεσης του παραγόμενου κόμποστ. Σημειώνεται ότι η μονάδα της ΑΧ μπορεί να επεξεργάζεται και άλλα υπολείμματα όπως π.χ. στερεά υπολείμματα από σφαγεία ή αγροτικά υπολείμματα. Πίνακας 4. Φυσικοχημικά χαρακτηριστικά των αγροτοβιομηχανικών αποβλήτων του Ν. Αχαΐας. ΠΑΡΑΜΕΤΡΟΣ ΑΠΟΒΛΗΤΑ ΒΟΥΣΤΑΣΙΟΥ (g/l) ΑΠΟΒΛΗΤΑ ΤΥΡΟΚΟΜΕΙΟΥ (g/l) ΑΠΟΒΛΗΤΑ ΕΛΑΙΟΤΡΙΒΕΙΟΥ (g/l) ph TSS VSS ΔΙΑΛΥΤΟ C.O.D ΟΛΙΚΟ C.O.D B.O.D ΟΛΙΚΟΙ ΥΔΑΤΑΝΘΡΑΚΕΣ ΔΙΑΛΥΤΟΙ ΥΔΑΤΑΝΘΡΑΚΕΣ ΟΛΙΚΟ ΑΖΩΤΟ ΑΜΜΩΝΙΑΚΟ ΑΖΩΤΟ ΟΛΙΚΟΣ ΦΩΣΦΟΡΟΣ ΔΙΑΛΥΤΟΣ ΦΩΣΦΟΡΟΣ δ.α ΛΙΠΗ-ΕΛΑΙΑ ΦΑΙΝΟΛΙΚΑ

12 9

13 Πίνακας 5. Τρία πιθανά σενάρια για τη συνεχή λειτουργία κεντρικής μονάδας επεξεργασίας αγροτοβιομηχανικών αποβλήτων του Ν. Αχαΐας. Είδος αποβλήτου Σενάριο Α Νοεμ.- Φεβρ. Σενάριο Β Μαρτ.- Ιουν. Σενάριο Γ Ιουλ.- Οκτ. Βουστάσιο 5% 10% 100% Τυροκομείο 40% 90% - Ελαιοτριβείο 55% Μονάδα Αναερόβιας Χώνευσης Η Αναερόβια Χώνευση είναι μία από τις σημαντικότερες διεργασίες βιοχημικής επεξεργασίας δύο η περισσότερων τύπων αποβλήτων. Η συνολική αντίδραση αποτυπώνεται ως: Οργανική ύλη + Η 2 Ο CH 4 + CO 2 + NH 3 + νέα κύτταρα Παρατηρείται ταυτόχρονη παραγωγή μεθανίου (CH 4 ) και διοξειδίου του άνθρακα (CO 2 ) από οργανική ύλη με συνδυασμένη δράση μικτού μικροβιακού πληθυσμού, απουσία οξυγόνου. Η εν λόγω διεργασία επεξεργάζεται απόβλητα υψηλού οργανικού φορτίου καθώς επιτυγχάνεται παραγωγή ηλεκτρικής και θερμικής ενέργειας με σχετικά μικρές ενεργειακές απαιτήσεις. Οι απορροές της διεργασίας ΑΧ μπορούν με κατάλληλες προσμίξεις να αποτελέσουν ένα κατάλληλο εδαφοβελτιωτικό υλικό (λίπασμα). Τα (τρία) διαθέσιμα αγροτοβιομηχανικά απόβλητα προτού αναμειχθούν πρέπει να υποβληθούν σε εσχαρισμό ώστε να απομακρυνθούν τυχόν μεγάλα σωματίδια. Κατόπιν τα απόβλητα οδηγούνται στους αναερόβιους βιοαντιδραστήρες. Η συγκέντρωση των στερεών τους πρέπει να είναι >15%. Το απαραίτητο νερό για τη διεργασία, στην περίπτωση χώνευσης στερεών υποστρωμάτων, θα προέρχεται από την ανακυκλωμένη απορροή μετά την κομποστοποίηση και θα επαναχρησιμοποιείται. Ο μέσος χρόνος παραμονής στους αναερόβιους βιοαντιδραστήρες εκτιμάται στις ημέρες. Το Διάγραμμα 1 δίνει το ισοζύγιο μάζας που αφορά τους αντιδραστήρες αλλά και την αξιοποίηση του παραγόμενου βιοαερίου. Οι εκτιμήσεις σχετίζονται με την ηλεκτρική και θερμική ενέργεια, με βάση μια προσέγγιση ασφαλείας και με βάση συστήματα συμπαραγωγής (ΣΗΘ). 10

14 Είσοδος t DS t H 2 O t Σύνολο Αναερόβιοι Αντιδραστήρες Έξοδος t DS t H 2 O t Σύνολο Βιοαέριο t CH t CO t H 2 O t Σύνολο Ηλεκτρισμός Μεικτή MWh Καθαρή ΜWh Σ.Η.Θ. Θέρμανση Μεικτή MWh Καθαρή MWh Διάγραμμα 1. Ισοζύγια μάζας και ενέργειας της αναερόβιας μονάδας. 2.4 Κομποστοποίηση Η φυσική διαδικασία της κομποστοποίησης περιλαμβάνει μια αερόβια (παρουσία αέρα/ οξυγόνου) μικροβιακή βιοσταθεροποιητική διεργασία, όπου τα οργανικά απόβλητα της απορροής της ΑΧ μετατρέπονται σε ένα πλούσιο οργανικό μίγμα που μπορεί να αποτελέσει εδαφοβελτιωτικό και λίπασμα. Η κομποστοποίηση μπορεί να περιλαμβάνει και τη χρήση σκωλήκων (vermicomposting) στο προς λιπασματοποίηση μίγμα. Το κόστος τέτοιου είδους κομποστοποίησης δεν περιλαμβάνεται στην παρούσα μελέτη. Ωστόσο μία τέτοιου είδους επένδυση μπορεί να είναι ιδιαίτερα συμφέρουσα αφού το παραγόμενο τελικό προϊόν αποτελεί λίπασμα με μεγαλύτερη αξία από το σύνηθες κομπόστ. Η διαδικασία της κομποστοποίησης περιλαμβάνει τις κάτωθι φάσεις: 1) Φάση Ι: Θερμόφιλη φάση σε κλειστό χώρο για έλεγχο των εκλυόμενων οσμών με διάρκεια τέσσερις με πέντε εβδομάδες. 2) Φάση ΙΙ: Θερμόφιλη φάση σε ανοικτό χώρο με διάρκεια πέντε με έξι εβδομάδες. 3) Φάση ΙΙΙ: Μεσόφιλη και ψυχρόφιλη φάση ωρίμανσης με διάρκεια 10 με 12 εβδομάδες. Η απορροή από τους αντιδραστήρες ΑΧ είναι μια ημίρρευστη λάσπη συγκέντρωσης ~6% DS και θα πρέπει να βιοσταθεροποιηθεί ώστε να είναι δυνατή η πιθανότερη και προτεινόμενη λύση της γεωργικής αξιοποίησης της. Η χειρότερη περίπτωση αποτελεί η ταφή της απορροής σε ΧΥΤΥ ή ΧΥΤΑ με σημαντικά χαμηλό οργανικό φορτίο. Το πρώτο στάδιο της επεξεργασίας περιλαμβάνει τη διαδικασία της αφύγρανσης μέσω φυγοκεντρικού διαχωριστή. Με αυτόν τον τρόπο θα επιτευχθεί αφυδάτωση της παραγόμενης περίσσειας ιλύος από το σύστημα ΑΧ αγροτοκτηνοτροφικών αποβλήτων. Η αφυδάτωση αυτή θα δώσει μια λάσπη της τάξης των t / έτος. 11

15 Το παραγόμενο νερό από τον φυγόκεντρο διαχωριστή είτε θα επαναχρησιμοποιηθεί στον ΑΧ είτε θα αποτελέσει υλικό για τη σωστή ανάμιξη του κομπόστ. Ενδείκνυται λοιπόν η κατασκευή μίας ανοιχτής δεξαμενή χωρητικότητας κυβικών όπου θα συγκεντρώνονται οι απορροές από τη διεργασία της ΑΧ και της κομποστοποίησης. Απαραίτητα υλικά για την ολοκλήρωση της κομποστοποίησης της λάσπης (7.900 t/έτος) αποτελούν τα διογκωτικά υλικά (~2.400 t/έτος). Τέτοια υλικά είναι τα υπολείμματα από καλλιέργειες (π.χ. καλάμια από καλαμπόκι, στάχια, κ.ά.), τεμαχισμένα κλαδιά και γλυκό σόργο (3). Το τελικό κόμποστ μετά το τέλος της θερμόφιλης φάσης θα πρέπει να εκτιμάται στους t με υγρασία που κυμαίνεται μεταξύ 45 και 55 %. Σε περίπτωση που προχωρήσει η μονάδα σε περαιτέρω ραφινάρισμα με τη χρήση κόσκινου τότε εκτιμάται ότι περίπου t θα περάσουν το κόσκινο δίνοντας ένα υλικό αξιοποιήσιμο ως εδαφοβελτιωτικό (κόμποστ), ενώ οι υπόλοιποι 1000 t θα μπορούν να χρησιμοποιηθούν και πάλι ως διογκωτικά υλικά καθώς θα αποτελούνται ως επί το πλείστον από μεγάλα τεμαχίδια ξύλου 2.5 Παραδοχές Η παρούσα προμελέτη στηρίζεται σε μια σειρά από παραδοχές που παρουσιάζονται εδώ επιγραμματικά και οι οποίες με τη σειρά τους βασίζονται στα στοιχεία που έχουν συλλεχθεί για την περιοχή της Αχαΐας: Η α ύλη που θα χρησιμοποιηθεί στη μονάδα είναι υγρή κοπριά από ενήλικα βοοειδή χοίρους και άλλα κτηνοτροφικά ζώα και κυρίως αιγοπρόβατα Ανάλογα με τη διαθεσιμότητα άλλων τύπων αποβλήτων (τυρόγαλο, κατσίγαρος κ.ά) αυτά μπορούν να τροφοδοτούνται στη μονάδα σε κατάλληλη πάντα αναλογία μεταξύ τους ώστε να μην διαταραχθεί η βιολογική ισορροπία της μονάδας και κατά συνέπεια η παραγωγή βιοαερίου Η ημερήσια τροφοδοσία της μονάδας ανέρχεται σε 290 m3/d από κοπριά βοοειδών ή ισοδύναμη οργανική ύλη με τα εξής χαρακτηριστικά: o Ξηρά στερεά (DS) κατ ελάχιστο 14 % o Πτητικά στερεά (VS) επί ξηρού βάρους των στερεών: 75 % Το κόστος γης για την εγκατάσταση της μονάδας θα εκτιμηθεί σε ένα μέσο επίπεδο μιας περιοχής μικρού αναπτυξιακού ενδιαφέροντος έξω από τα όρια του αστικού ιστού (τουλάχιστον m) και με μια τιμή κοντά στα 2 με 3 / m 2. Το κόστος αποκομιδής των αποβλήτων θα επιβαρύνει τον ανάδοχο του έργου όπως και το κόστος (και όφελος) από την τελική διάθεση του παραγόμενου κόμποστ. Θεωρείται ως τιμή πώλησης του παραγόμενου compost τα 50 /τόνο. Η μονάδα θα μπορεί να δέχεται και άλλα στερεά υπολείμματα όπως πχ υπολείμματα από γλυκό σόργο ή καλαμπόκι ή ενσιρωμένο γλυκό σόργο και καλαμπόκι και να τα επεξεργάζεται κατάλληλα με ιδιαίτερα αυξημένη απόδοση. (3) Το γλυκό σόργο είναι μονοετές φυτό, με μεγάλη φωτοσυνθετική ικανότητα, υψηλές αποδόσεις σε βιομάζα, υψηλό ποσοστό σε διαλυτά σάκχαρα και κυτταρίνες, και σχετικά χαμηλές απαιτήσεις σε άρδευση και λίπανση. Προσαρμόζεται εύκολα σε διάφορα είδη εδαφών και σε ποικίλες κλιματικές συνθήκες. 12

16 Σημειώνεται ότι στην καταγραφή των παραδοχών αυτών έχουν ληφθεί υπόψη όλες εκείνες οι παράμετροι που σχετίζονται με τη μέση Ελληνική πραγματικότητα και ειδικότερα με την κατάσταση στην Αχαΐα. 3. Οικονομική Ανάλυση Στόχος της συγκεκριμένης οικονομικής ανάλυσης είναι να εκτιμήσει με ασφάλεια τα παρακάτω μεγέθη: i. Το συνολικό ύψος της επένδυσης ii. Το συνολικό λειτουργικό κόστος σε ετήσια βάση iii. Τις εισροές από την πώληση ηλεκτρικής ενέργειας και εδαφοβελτιωτικού iv. Τα βασικά οικονομικά στοιχεία 3.1. Κόστος κατασκευών Οι Πίνακες 6, 7 και 8, που ακολουθούν, παρουσιάζουν τις εκτιμήσεις που σχετίζονται με τις κτηριακές υποδομές της ολοκληρωμένης μονάδας διαχείρισης των αγροτοκτηνοτροφικών αποβλήτων και υπολειμμάτων που περιγράφηκε παραπάνω. Στο σύνολο των υποδομών αυτών θα πρέπει να προστεθεί και το ποσό αγοράς της γης που όπως αναφέρθηκε νωρίτερα εκτιμάται κατά μια μέση τιμή στα 2,5 / m 2. Πίνακας 6. Βασικός τεχνολογικός εξοπλισμός μονάδας αναερόβιας χώνευσης Περιγραφή Μονάδες Επιφάνεια σε m 2 Αναερόβιοι βιοαντιδραστήρες INOX με ενσωματωμένα αεριοφυλάκια Σύστημα τροφοδοσίας βιοαντιδραστήρων με υγρά απόβλητα (δεξαμενές + αντλιοστάσια) 2 934, ,2 Σύστημα τροφοδοσίας βιοαντιδραστήρων με 2 20,0 στερεά υποστρώματα (δεξαμενές + αντλιοστάσια) Μονάδες συμπαραγωγής 500 ΚW 2 80,0 Πυρσός καύσης βιοαερίου 1 10,0 Αυτοματισμοί ελέγχου, ασφάλειας & 1 τηλεμετρίας Σύστημα ηλεκτρονικής διαχείρισης της εγκατάστασης 1 Κτίριο ηλεκτρονικής διαχείρισης της 1 60,0 εγκατάστασης Δεξαμενή τελικής απορροής (1000 m 3 ) 1 250,0 Πρόσθετη επιφάνεια 3469,0 Μερικό Σύνολο ,

17 Πίνακας 7. Βασικές υποδομές για την μονάδα τεχνητού υγροβιότοπου (διάθεση υγρής απορροής) Περιγραφή Κόστος Μονάδας (σε ) Μονάδες Επιφάνεια (σε m 2 ) Σύνολα κόστους (σε ) Τεχνητός Υγροβιότοπος επεξεργασίας και , διάθεσης υγρής απορροής Μερικό Σύνολο , Πίνακας 8. Βασικές υποδομές για την μονάδα κομποστοποίησης Περιγραφή Κόστος Μονάδας (σε ) Μονάδες Επιφάνεια (σε m 2 ) Σύνολα κόστους (σε ) Χωματουργικά (ανά / m 3 ) Προσωρινή Αποθήκευση Διογκωτικών (ανά m 2 ) Χώρος Προσωρινής Αποθήκευσης Λάσπης (ανά m 2 ) Χώρος τεμαχισμού κλαδοκάθαρων (ανά m 2 ) Μονάδα πλήρης "κλειστής" κομποστοποίησης (ανά m 2 ) Βιόφιλτρο (ανά m 2 ) (2 μονάδες) Ανοικτός χώρος ωρίμανσης (ανά m 2 ) Χώρος κοσκινίσματος (ανά m 2 ) Χώρος φύλαξης εξοπλισμού (ανά m 2 ) Απρόβλεπτα Μερικό Σύνολο Κόστος εξοπλισμού Αντίστοιχα ο Πίνακας 9 παρουσιάζει το συνολικό κόστος αγοράς του εξοπλισμού που σχετίζεται κυρίως με τη μονάδα της κομποστοποίησης καθώς και με βοηθητικό εξοπλισμό της μονάδας. Με βάση τους Πίνακες 6, 7, 8 και 9 το ΣΥΝΟΛΙΚΟ ΚΟΣΤΟΣ της επένδυσης για την ολοκληρωμένη μονάδα εκτιμάται στα Αν συνυπολογιστεί και κόστος κτήσης γης τότε απαιτούνται εππλέον: = m 2 με κόστος m 2 x 2,5 / m 2 =