ΚΑΛΛΙΕΡΓΕΙΑ ΜΙΚΡΟΦΥΚΟΥΣ, ΠΑΡΑΓΩΓΗ ΕΛΑΙΟΥ ΚΑΙ ΠΟΙΟΤΙΚΟΣ ΕΛΕΓΧΟΣ ΤΟΥ ΠΑΡΑΓΩΜΕΝΟΥ ΒΙΟΝΤΙΖΕΛ

ΤΕΧΝΟΛΟΓΙΚΟ ΕΚΠΑΙΔΕΥΤΙΚΟ ΙΔΡΥΜΑ ΑΝΑΤΟΛΙΚΗΣ ΜΑΚΕΔΟΝΙΑΣ ΚΑΙ ΘΡΑΚΗΣ ΣΧΟΛΗ ΤΕΧΝΟΛΟΓΙΚΩΝ ΕΦΑΡΜΟΓΩΝ ΤΜΗΜΑ ΜΗΧΑΝΙΚΩΝ ΤΕΧΝΟΛΟΓΙΑΣ ΠΕΤΡΕΛΑΙΟΥ ΚΑΙ ΦΥΣΙΚΟΥ ΑΕΡΙΟΥ ΚΑΙ ΜΗΧΑΝΟΛΟΓΩΝ ΜΗΧΑΝΙΚΩΝ ΠΤΥΧΙΑΚΗ ΕΡΓΑΣΙΑ ΚΑΛΛΙΕΡΓΕΙΑ ΜΙΚΡΟΦΥΚΟΥΣ, ΠΑΡΑΓΩΓΗ ΕΛΑΙΟΥ ΚΑΙ ΠΟΙΟΤΙΚΟΣ ΕΛΕΓΧΟΣ ΤΟΥ ΠΑΡΑΓΩΜΕΝΟΥ ΒΙΟΝΤΙΖΕΛ ΜΠΑΛΙΑ ΓΕΩΡΓΙΟΣ ΧΡΥΣΟΧΟΣ ΓΕΩΡΓΙΟΣ ΕΠΙΒΛΕΠΩΝ: ΛΑΖΑΡΙΔΟΥ ΑΝΑΣΤΑΣΙΑ ΚΑΘ.ΕΦΑΡΜΟΓΩΝ ΤΕΙ ΑΜΘ ΚΑΒΑΛΑ 2015

ΕΓΚΡΙΝΕΤΑΙ Ο ΕΠΙΒΛΕΠΩΝ ΛΑΖΑΡΙΔΟΥ ΑΝΑΣΤΑΣΙΑ 2

ΤΕΧΝΟΛΟΓΙΚΟ ΕΚΠΑΙΔΕΥΤΙΚΟ ΙΔΡΥΜΑ ΑΝΑΤΟΛΙΚΗΣ ΜΑΚΕΔΟΝΙΑΣ ΚΑΙ ΘΡΑΚΗΣ ΣΧΟΛΗ ΤΕΧΝΟΛΟΓΙΚΩΝ ΕΦΑΡΜΟΓΩΝ ΤΜΗΜΑ ΜΗΧΑΝΙΚΩΝ ΤΕΧΝΟΛΟΓΙΑΣ ΠΕΤΡΕΛΑΙΟΥ ΚΑΙ ΦΥΣΙΚΟΥ ΑΕΡΙΟΥ ΚΑΙ ΜΗΧΑΝΟΛΟΓΩΝ ΜΗΧΑΝΙΚΩΝ ΠΤΥΧΙΑΚΗ ΕΡΓΑΣΙΑ ΚΑΛΛΙΕΡΓΕΙΑ ΜΙΚΡΟΦΥΚΟΥΣ, ΠΑΡΑΓΩΓΗ ΕΛΑΙΟΥ ΚΑΙ ΠΟΙΟΤΙΚΟΣ ΕΛΕΓΧΟΣ ΤΟΥ ΠΑΡΑΓΩΜΕΝΟΥ ΒΙΟΝΤΙΖΕΛ ΜΠΑΛΙΑ ΓΕΩΡΓΙΟΣ ΧΡΥΣΟΧΟΣ ΓΕΩΡΓΙΟΣ ΕΠΙΒΛΕΠΩΝ: ΛΑΖΑΡΙΔΟΥ ΑΝΑΣΤΑΣΙΑ ΚΑΘ.ΕΦΑΡΜΟΓΩΝ ΤΕΙ ΑΜΘ ΚΑΒΑΛΑ 2015 3

Τ.Ε.Ι. ΑΝΑΤΟΛΙΚΗΣ ΜΑΚΕΔΟΝΙΑΣ ΚΑΙ ΘΡΑΚΗΣ ΣΧΟΛΗ ΤΕΧΝΟΛΟΓΙΚΩΝ ΕΦΑΡΜΟΓΩΝ ΤΜΗΜΑ ΤΕΧΝΟΛΟΓΙΑΣ ΠΕΤΡΕΛΑΙΟΥ ΚΑΙ ΦΥΣΙΚΟΥ ΑΕΡΙΟΥ 2015 Η παρούσα Πτυχιακή Εργασία και τα συμπεράσματα της σε οποιαδήποτε μορφή αποτελούν συνιδιοκτησία του Τμήματος Τεχνολογίας Πετρελαίου και Φυσικού Αερίου του ΤΕΙ Καβάλας και του φοιτητικοί προαναφερόμενοι διατηρούν το δικαίωμα ανεξάρτητης χρήσης και αναπαραγωγής (τμηματικά ή συνολικά) για διδακτικούς και ερευνητικούς σκοπούσε κάθε περίπτωση πρέπει να αναφέρεται ο τίτλος, ο συγγραφέας, ο επιβλέπων και το εν λόγω τμήμα του ΤΕΙ Καβάλας. Η έγκριση της παρούσας Πτυχιακής Εργασίας από το Τμήμα Τεχνολογίας Πετρελαίου και Φυσικού Αερίου δεν υποδηλώνει απαραιτήτως και αποδοχή των απόψεων του συγγραφέα εκ μέρους του Τμήματος. Ο υποφαινόμενος δηλώνω υπεύθυνα ότι η παρούσα Πτυχιακή Εργασία είναι εξ' ολοκλήρου δικό μου έργο και συγγράφηκε ειδικά για τις απαιτήσεις του προγράμματος σπουδών του Τμήματος Τεχνολογίας Πετρελαίου και Φυσικού Αερίου. Δηλώνω υπεύθυνα ότι κατά τη συγγραφή ακολούθησα την πρέπουσα ακαδημαϊκή δεοντολογία αποφυγής λογοκλοπής. Έχω επίσης αποφύγει οποιαδήποτε ενέργεια που συνιστά παράπτωμα λογοκλοπής. Γνωρίζω ότι η λογοκλοπή μπορεί να επισύρει ποινή ανάκλησης του πτυχίου μου. Υπογραφή Υπογραφή Μπάλια Γεώργιος ΜΠΑΛΙΑ ΓΕΩΡΓΙΟΣ - ΧΡΥΣΟΧΟΣ ΓΕΩΡΓΙΟΣ 4 Χρυσοχός Γεώργιος ΚΑΒΑΛΑ 2015

ΠΕΡΙΛΗΨΗ Η αύξηση της παγκόσμιας ζήτησης για καύσιμα μεταφσρών, σι ανησυχίες για τσ "peak oil, σι αυξανόμενες επιπτώσεις τσυ CO2 στην ατμόσφαιρα, η ανάγκη τσυ ανθρώπσυ για ενεργειακή ασφάλεια έχσυν δώσει νέα πρσσπτική στην παραγωγή βισκαυσίμων γενικά και ειδικότερα των βισκαυσίμων από τα φύκια. Η ικανότητα παραγωγής μεγάλων πσσστήτων φυκών έχει γίνει με την πρόσδσ στη βιστεχνσλσγία και τα γενετικά τρσπσπσιημένα φύκια. Σήμερα γίνεται μεγάλη έρευνα για παραγωγή βισκαυσίμων από φύκη σε όλσ τσν κόσμσ, τόσσ στις αναπτυγμένες όσσ και αναπτυσσόμενες χώρες σε Ευρώπη, Ασία, ΗΠΑ αλλά και στσν υπόλσιπσ κόσμσ. Τα φύκη είναι εύκσλσ να καλλιεργηθσύν και η καλλιέργεια τσυς δεν απστελεί απειλή για την καλλιέργεια τρσφίμων. Είναι μια πσλλά υπσσχόμενη πρώτη ύλη για την παραγωγή βισντήζελ. Τσ παραγόμενσ έλαισ με απλή χημική διαδικασία πσυ σνσμάζετε μετεστερσπσίηση μετατρέπετε σε βισντήζελ και ως παραπρσϊόν της διαδικασίας αυτής λαμβάνεται η γλυκερίνη. Τσ βισντήζελ δεν διαφέρει πσλύ από τσ σρυκτό ντήζελ, αλλά δεν μπσρεί να χρησιμσπσιηθεί αυτσύσισ σε κινητήρες πσυ χρησιμσπσισύν σρυκτό ντήζελ διότι δημισυργεί πρσβλήματα στσν κινητήρα. Σε κάπσιες χώρες της Ευρώπης κυκλσφσρσύν αυτσκίνητα κατάλληλα διαμσρφωμένα τα σπσία χρησιμσπσισύν αυτσύσισ βισντήζελ. Στην Ελλάδα η χρήση τσυ, περισρίζεται σε μίγματα βισντήζελ και σρυκτσύ ντήζελ. Ο πσιστικός τσυ έλεγχσς δεν διαφέρει πσλύ από αυτόν τσυ σρυκτσύ ντήζελ. ΘΕΜΑΤΙΚΗ ΠΕΡΙΟΧΗ: Παραγωγή βισντήζελ από φύκια ΛΕΞΕΙΣ ΚΛΕΙΔΙΑ: Ανανεώσιμες πηγές ενέργειας, βισκαύσιμα, φύκια, παραγωγή βισντήζελ, πσιστικός έλεγχσς βισντήζελ. 5

ABSTRACT The increase in global demand for transport fuels, concerns about the "peak oil, the growing impact of CO2 in the atmosphere, the man's need for energy security have given a new perspective to the production of biofuels in general and biofuels from algae specifically. The ability to produce large quantities of algae have been made with progress in biotechnology and genetically modified algae. Today there is a lot of research to produce biofuel from algae around the world, both in developed and developing countries in Europe, Asia, USA and in the rest of the world. Algae are easy to cultivate and their culture is not a threat for the food crops. It is a promising feedstock for the production of biodiesel. The produced oil with a simple chemical process called transesterification is converted to biodiesel and as a byproduct of this process is glycerin. Biodiesel is not very different from the fossil diesel, but can not be used raw in engines using fossil diesel because it creates problems in the engine. In some European countries cars are properly configured to use raw biodiesel. In Greece its use is limited to blends of biodiesel and fossil diesel. Quality control is not very different than mineral diesel. SUBJECT AREA: Biodiesel production from algae KEYWORDS: Renewable energy sources, biofuels, algae, biodiesel production, quality control of biodiesel. 6

ΠΕΡΙΕΧΟΜΕΝΑ Κ Ε Φ Α Λ Α ΙΟ 1... 15 1. Α Ν Α Ν Ε Ω Σ ΙΜ Ε Σ ΠΗΓΕΣ Ε Ν Ε Ρ ΓΕ ΙΑ Σ...15 1.1 Γ Ε Ν ΙΚ Α... 16 1.2 Π Λ Ε Ο Ν Ε Κ Τ Η Μ Α Τ Α Α Π Ε... 18 1.3 Μ Ε ΙΟ Ν Ε Κ Τ Η Μ Α Τ Α Α Π Ε... 19 1.4 ΙΣ Τ Ο Ρ ΙΑ... 19 1.5 Κ ΥΡΙΕΣ ΤΕΧΝΟΛ Ο ΓΙΕ Σ Α Ν Α Ν Ε Ω ΣΙΜ Ω Ν Π Η ΓΩ Ν...20 1.5.1 Α ΙΟ Λ ΙΚ Η Ε Ν Ε Ρ Γ Ε ΙΑ... 20 1.5.2 ΗΛΙΑΚΗ Ε Ν Ε Ρ ΓΕ ΙΑ... 20 1.5.3 Υ Δ Ρ Α Υ Λ ΙΚ Η Ε Ν Ε Ρ Γ Ε ΙΑ...21 1.5.4 ΓΕΩ Θ ΕΡΜ ΙΚΗ Ε Ν Ε Ρ Γ Ε ΙΑ... 21 1.5.5 Β ΙΟ Μ Α Ζ Α... 22 1.5.5.1 Φ Υ ΤΙΚ Α Ε Λ Α ΙΑ...23 1.5.5.2 ΖΩ ΙΚ Α Λ ΙΠ Η... 23 1.5.5.3 ΖΩ ΙΚ Α Υ Π Ο Π Ρ Ο ΪΟ Ν Τ Α... 23 1.5.5.4 ΣΤΕΡΕΗ Β ΙΟ Μ Α Ζ Α... 24 1.5.5.5 Α Σ Τ ΙΚ Α Υ Π Ο Λ Ε ΙΜ Μ Α Τ Α... 24 1.6 Π Η ΓΕΣ Β ΙΟ Μ Α Ζ Α Σ...24 1.7 Δ ΙΑ Δ ΙΚ Α Σ ΙΕ Σ Μ Ε Τ Α Τ Ρ Ο Π Η Σ ΤΗ Σ Β ΙΟ Μ Α ΖΑΣ ΣΕ Χ Ρ Η ΣΙΜ Η Ε Ν ΕΡΓΕ ΙΑ. 25 1.8 Ο Φ ΕΛΗ ΚΑΙ Π ΙΘ Α Ν Ε Σ Ε Π ΙΠ ΤΩ ΣΕΙΣ ΤΗ Σ Β ΙΟ Μ Α Ζ Α Σ... 26 Κ Ε Φ Α Λ Α ΙΟ 2... 29 2. Β ΙΟ Κ Α Υ Σ ΙΜ Α...29 2.1 ΒΙΟ ΛΟ ΓΙΚΗ Δ Ε Σ Μ Ε Υ Σ Η Τ Ο Υ Α Ν Θ Ρ Α Κ Α... 29 2.2 Κ Α Υ ΣΙΜ Α... 29 2.3 Β ΙΟ Κ Α Υ ΣΙΜ Α Ε Ν ΑΝΤΙΟ Ν Ο Ρ Υ Κ ΤΩ Ν Κ Α Υ Σ ΙΜ Ω Ν... 30 2.4 Η ΕΞΙΣΩ ΣΗ Τ Ο Υ Α Ν Θ Ρ Α Κ Α : Τ Α Β ΙΟ Κ Α Υ ΣΙΜ Α ΣΥΜ Β Α Λ Λ Ο Υ Ν ΣΤΗΝ Υ Π Ε Ρ Θ Ε Ρ Μ Α Ν Σ Η Τ Ο Υ Π Λ Α Ν Η Τ Η ;...31 2.5 Β ΙΟ Π Ο ΙΚ ΙΛ Ο Τ Η Τ Α ΚΑΙ Τ Α Β ΙΟ Κ Α Υ Σ ΙΜ Α... 32 2.6 ΤΥΠ Ο Ι Β ΙΟ Κ Α Υ Σ ΙΜ Ω Ν... 33 2.7 ΙΣΤΟ Ρ ΙΑ ΤΩ Ν Β ΙΟ Κ Α Υ Σ ΙΜ Ω Ν... 35 2.8 ΤΑΞΙΝ Ο Μ Η Σ Η ΤΩΝ Β ΙΟ Κ Α Υ Σ ΙΜ Ω Ν... 35 2.9 Ε Ν Ε Ρ ΓΕ ΙΑ Κ Ο Π Ε Ρ ΙΕ Χ Ο Μ Ε Ν Ο ΤΩ Ν Β ΙΟ Κ Α Υ Σ ΙΜ Ω Ν...36 7

2.10 ΠΡΩΤΗ Υ Λ Η...37 2.11 ΟΙ ΣΗ Μ Ε Ρ ΙΝ Ε Σ Τ Α Σ Ε ΙΣ...37 2.12 Π Λ Ε Ο Ν Ε Κ Τ Η Μ Α Τ Α ΚΑΙ Μ Ε ΙΟ Ν Ε Κ Τ Η Μ Α Τ Α ΤΩ Ν Ο Ρ Υ Κ ΤΩ Ν ΚΑΥΣΙΜ Ω Ν. 38 2.13 Π Λ Ε Ο Ν Ε Κ Τ Η Μ Α Τ Α ΤΩ Ν Β ΙΟ Κ Α Υ Σ ΙΜ Ω Ν... 39 2.13.1 Δ ΙΑ Θ Ε Σ ΙΜ Ο Τ Η Τ Α ΚΑΙ ΠΑΡΑΓΩ ΓΗ Β ΙΟ Κ Α Υ Σ ΙΜ Ω Ν...39 2.13.2 Μ Ε ΤΑΦ Ο Ρ Α ΤΩΝ Β ΙΟ Κ Α Υ Σ ΙΜ Ω Ν... 39 2.13.3 Δ ΙΑ Ρ Ρ Ο Ε Σ ΚΑΙ ΕΠΙΦ Α Ν Ε ΙΑ Κ Η Μ Ο Λ Υ Ν Σ Η... 40 2.13.4 Θ Ε ΙΟ ΚΑΙ Α Τ Μ Ο Σ Φ Α ΙΡ ΙΚ Η Ρ Υ Π Α Ν Σ Η... 40 2.13.5 ΤΑ Α Ε Ρ ΙΑ Τ Ο Υ Θ Ε Ρ Μ Ο Κ Η Π ΙΟ Υ (G H G ) ΚΑΙ Η Υ Π Ε Ρ Θ Ε Ρ Μ Α Ν Σ Η Τ Ο Υ Π Λ Α Ν Η Τ Η...40 2.13.6 Η ΕΝΕΡΓΕ ΙΑΚΗ Α Ν Ε Ξ Α Ρ Τ Η Σ ΙΑ... 42 2.14 Μ Ε ΙΟ Ν Ε Κ Τ Η Μ Α Τ Α ΤΩΝ Β ΙΟ Κ Α Υ Σ ΙΜ Ω Ν... 43 2.14.1 Π Ε Ρ ΙΦ Ε Ρ Ε ΙΑ Κ Η Κ Α Τ Α Λ Λ Η Λ Ο Τ Η Τ Α... 44 2.14.2 Α Σ Φ Α Λ Ε ΙΑ ΤΩΝ Τ Ρ Ο Φ ΙΜ Ω Ν...45 2.14.3 Α Λ Λ Α Γ Ε Σ ΣΤΗ Χ Ρ Η Σ Η Σ ΤΗ Σ Γ Η Σ...46 2.14.4 Μ Ο Ν Ο Κ Α Λ Λ ΙΕ Ρ ΓΕΙΑ, ΓΕΝ ΕΤΙΚΗ Μ Η Χ Α Ν ΙΚ Η ΚΑΙ Β ΙΟ Π Ο ΙΚ ΙΛ Ο Τ Η Τ Α 47 2.14.5 Ν ΕΡΟ ΚΑΙ Β ΙΟ Κ Α Υ Σ ΙΜ Α...48 2.14.6 Ε Κ Τ ΙΜ Η Σ Ε ΙΣ...49 2.14.7 ΤΑ Β ΙΟ Κ Α Υ ΣΙΜ Α ΚΑΙ Η Χ Ρ Η Σ Η Λ ΙΠ Α Σ Μ Α Τ Ω Ν...50 2.14.8 Ε Κ Π Ο Μ Π Ε Σ Α Ε Ρ ΙΩ Ν Τ Ο Υ Θ Ε Ρ Μ Ο Κ Η Π ΙΟ Υ... 50 2.14.9 Π Ρ Ο Μ Η Θ Ε ΙΕ Σ...51 2.14.10 Η ΡΥΠΑΝΣΗ ΤΩΝ Υ Δ Α ΤΩ Ν ΚΑΙ Α Λ Λ Α Ζ Η Τ Η Μ Α Τ Α...51 2.15 Η Χ Η Μ Ε ΙΑ ΤΩ Ν Β ΙΟ Κ Α Υ Σ ΙΜ Ω Ν... 51 2.15.1 Π Ο ΙΚ ΙΛ ΙΑ... 52 2.15.2 Β ΙΟ ΛΟ ΓΙΑ ΚΑΙ Σ Υ Ν Θ Ε Σ Η... 52 2.15.3 Ν ΤΙΖΕΛ ΚΑΙ Β ΙΟ Ν Τ ΙΖ Ε Λ...53 2.15.4 ΓΙΑΤΙ Υ Π Α Ρ Χ Ε Ι ΤΟ Ο Ξ Υ ΓΟ Ν Ο ΣΤΑ Β ΙΟ Κ Α Υ Σ ΙΜ Α...54 2.15.5 Δ ΙΑ Φ Ο Ρ Ε Σ Μ Ε ΤΑΞΥ Β ΙΟ Ν ΤΙΖΕΛ ΚΑΙ Σ Υ Μ Β Α Τ ΙΚ Ο Υ Ν Τ ΙΖ Ε Λ...55 2.15.6 Η ΚΑΥΣΗ Τ Ο Υ Β ΙΟ Ν Τ ΙΖ Ε Λ... 56 2.15.7 Σ Υ Μ Π Ε Ρ Α Σ Μ Α Τ Α...57 2.16 Π Ρ Ο ΤΕ ΙΝ Ο Μ Ε Ν Ε Σ Π ΡΩ ΤΕΣ Υ Λ Ε Σ...58 Κ Ε Φ Α Λ Α ΙΟ 3... 59 3. Φ Υ Κ Ο Σ... 59 8

3.1 ΙΣ Τ Ο Ρ ΙΑ... 60 3.2 ΤΑΞΙΝ Ο Μ Η Σ Η Φ Υ Κ Ω Ν... 61 3.3 ΤΑΞΙΝ Ο Μ Η Σ Η Μ ΙΚ Ρ Ο Φ Υ Κ Ο Υ Σ...69 3.4 ΚΥΚΛΟ Σ Ζ Ω Η Σ...70 3.5 Κ ΥΡΙΑ ΣΥΣΤΑΣΗ ΤΗ Σ Β ΙΟ Μ Α ΖΑΣ Α Π Ο Μ ΙΚ Ρ Ο Φ Υ Κ Ο Σ...71 3.6 Κ Α Λ Λ ΙΕ Ρ ΓΕΙΑ Φ Υ Κ Ο Υ Σ... 72 3.6.1 ΣΥΣΤΗ Μ Α ΤΑ Μ Α ΖΙΚ Η Σ Κ Α Λ Λ ΙΕ Ρ ΓΕΙΑ Σ Φ Υ Κ ΙΩ Ν...72 3.6.2 Α Ν Ο ΙΚ Τ Ε Σ Μ Α Κ Ρ Ο Σ Τ Ε Ν Ε Σ Δ Ε Ξ Α Μ Ε Ν Ε Σ... 73 3.6.3 Κ Λ Ε ΙΣΤΕΣ Δ Ε Ξ Α Μ Ε Ν Ε Σ... 74 3.6.4 Φ Ω Τ Ο Β ΙΟ Α Ν Τ ΙΔ Ρ Α Σ Τ Η Ρ Ε Σ...75 3.6.5 Ε Τ Ε Ρ Ο Τ Ρ Ο Φ ΙΚ Α ΣΥΣΤΗ Μ Α Τ Α Κ Α Λ Λ ΙΕ Ρ Γ Ε ΙΑ Σ... 76 3.6.6 Κ Α Θ Α Ρ ΙΣ Τ Η Ρ Ε Σ Χ Λ Ο Η Σ Φ Υ Κ ΙΩ Ν...77 3.6.7 Κ Α Λ Λ ΙΕ Ρ ΓΕΙΑ Φ ΥΚΙΩ Ν ΣΤΗΝ Ε Ρ Η Μ Ο...78 3.6.8 Κ Α Λ Λ ΙΕ Ρ ΓΕΙΑ Φ ΥΚΙΩ Ν ΓΙΑ Δ Ε Σ Μ Ε Υ Σ Η C O 2... 79 3.6.9 Κ Α Λ Λ ΙΕ Ρ ΓΕΙΑ Φ Υ Κ Ο Υ Σ ΣΕ Θ Α Λ Α Σ Σ ΙΟ Π Ε Ρ ΙΒ Α Λ Λ Ο Ν...80 3.6.10 Κ Α Λ Λ ΙΕ Ρ ΓΕΙΑ Φ ΥΚΙΩ Ν ΣΕ Α Ν Ο ΙΚ Τ Ο Υ Σ Ω Κ Ε Α Ν Ο Υ Σ...81 3.7 Ο ΣΜ Η ΚΑΙ Ο Ξ Υ Γ Ο Ν Ο...82 3.8 Θ Ρ Ε Π Τ ΙΚ Α Σ Υ Σ Τ Α Τ ΙΚ Α... 82 3.9 Κ Α Μ Π Υ Λ Ε Σ Α Ν Α Π Τ Υ Ξ Η Σ...83 3.9.1 Φ ΑΣΗ Κ Α Θ Υ Σ Τ Ε Ρ Η Σ Η Σ -Π Ρ Ο Σ Α Ρ Μ Ο ΓΗ Σ (LAG P H A S E )... 83 3.9.2 Φ Α Σ Η Ε Κ Θ Ε Τ ΙΚ Η Σ Α Ν Α Π Τ Υ Ξ Η Σ (E X P O N E N T IA L G R O W TH PHASE)... 83 3.9.3 Φ ΑΣΗ ΣΤΑΣΙΜ Ο Τ Η Τ Α Σ (S T A T IO N A R Y P H A S E )... 84 3.9.4 Φ ΑΣΗ Θ Α Ν Α Τ Ο Υ (D EATH P H A S E )... 85 3.10 Η ΓΕΝ ΕΤΙΚΗ Τ Ρ Ο Π Ο Π Ο ΙΗ Σ Η ΤΩΝ Φ Υ Κ ΙΩ Ν... 86 3.10.1 ΓΕ Ν Ε ΤΙΚ Α ΤΡ Ο Π Ο Π Ο ΙΗ Μ Ε Ν Α ΕΙΔΗ Φ ΥΚΙΩ Ν ΚΑΙ Η Σ Τ Α Θ Ε Ρ Ο ΤΗ ΤΑ ΤΟ Υ Σ... 86 3.10.2 Μ ΕΘ Ο ΔΟ Ι ΓΙΑ ΤΗΝ Π ΑΡΑΔΟ ΣΗ Τ Ο Υ D N A...87 3.10.3 ΣΤΟ ΧΟ Ι ΤΗ Σ ΓΕ Ν Ε ΤΙΚ Η Σ Τ Ρ Ο Π Ο Π Ο ΙΗ Σ Η Σ ΤΩ Ν Φ Υ Κ ΙΩ Ν...88 3.11 Η Α Ν Α Κ Τ Η Σ Η ΤΗ Σ Β ΙΟ Μ Α ΖΑΣ ΤΩ Ν Μ ΙΚ Ρ Ο Φ Υ Κ ΙΩ Ν...90 3.12 Μ ΕΘ Ο ΔΟ Ι ΣΥΓΚ Ο Μ ΙΔ Η Σ Μ ΙΚ Ρ Ο Φ Υ Κ Ο Υ Σ...90 3.12.1 Η ΚΡΟ ΚΙΔΩ ΣΗ ΚΑΙ Η ΣΥΣΣΩ Μ Α ΤΩ ΣΗ ΤΩΝ Υ Π Ε Ρ Η Χ Ω Ν... 91 3.12.2 ΣΥΓΚΟ Μ ΙΔΗ Μ Ε Ε Π ΙΠ Λ Ε Υ Σ Η... 92 3.12.3 Β Α Ρ Υ ΤΗ ΤΑ ΚΑΙ Φ Υ ΓΟ Κ Ε Ν ΤΡΗ Κ Α Θ ΙΖ Η Σ Η...92 9

3.12.4 Η Δ ΙΗ Θ Η ΣΗ ΤΗ Σ Β ΙΟ Μ Α Ζ Α Σ...93 3.13 ΣΥΓΚΟ Μ ΙΔΗ Μ Α Κ Ρ Ο Φ Υ Κ Ο Υ Σ... 93 3.14 ΕΞΑΓΩΓΗ ΚΑΙ Κ Α Θ Α Ρ ΙΣΜ Ο Σ ΤΗ Σ Β ΙΟ Μ Α ΖΑΣ ΤΩ Ν Μ ΙΚ Ρ Ο Φ Υ Κ ΙΩ Ν...94 3.14.1 Κ Α ΤΕΡΓΑ ΣΙΕ Σ Α Φ Υ Δ Α Τ Ω Σ Ε Ω Σ... 94 3.14.2 Α Π Ο Ξ Η Ρ Α Ν Σ Η ΣΤΟΝ Η Λ ΙΟ... 94 3.14.3 Ε Κ ΧΥΛΙΣΗ ΚΑΙ Κ Α Θ Α Ρ ΙΣΜ Ο Σ ΤΩΝ Β ΙΟ Κ Α Υ Σ ΙΜ Ω Ν...95 3.15 Τ Ε Χ Ν Ο Λ Ο ΓΙΑ Μ Ε Τ Α ΤΡΟ Π Η Σ ΒΙΟ Κ Α Υ ΣΙΜ Ω Ν Α Π Ο Φ Υ Κ ΙΑ... 95 3.15.1 Θ Ε Ρ Μ Ο Χ Η Μ ΙΚ Η Μ Ε Τ Α Τ Ρ Ο Π Η... 95 3.15.1.1 Α Ε Ρ ΙΟ Π Ο ΙΗ Σ Η... 96 3.15.1.2 Θ Ε Ρ Μ Ο Χ Η Μ ΙΚ Η Υ Γ Ρ Ο Π Ο ΙΗ Σ Η... 96 3.15.1.3 Π Υ Ρ Ο Λ Υ Σ Η...97 3.15.1.4 Η Α Μ Ε ΣΗ Κ Α Υ Σ Η...98 3.15.2 ΒΙΟ ΧΗΜ ΙΚΗ Μ Ε Τ Α Τ Ρ Ο Π Η... 99 3.15.2.1 Α Ν Α Ε Ρ Ο Β ΙΑ Χ Ω Ν Ε Υ Σ Η... 99 3.15.2.2 Α Λ Κ Ο Ο Λ ΙΚ Η Ζ Υ Μ Ω Σ Η...100 3.16 Χ Ρ Η Σ Ε ΙΣ ΤΩΝ Μ ΙΚ Ρ Ο Φ Υ Κ ΙΩ Ν... 101 3.16.1 ΤΡ Ο Φ ΙΜ Α ΚΑΙ Ε Ξ Ε ΙΔ ΙΚ Ε Υ Μ Ε Ν Α Π Ρ Ο ΪΟ Ν Τ Α...101 3.16.2 Α Π Ο Μ Α Κ Ρ Υ Ν Σ Η Θ Ρ Ε Π ΤΙΚ Ω Ν ΣΥΣΤΑΤΙΚ Ω Ν ΚΑΙ Λ ΙΠ Α Σ Μ Α Τ Α...101 3.16.3 Ε Π Ε Ξ Ε Ρ ΓΑΣΙΑ Λ Υ Μ Α ΤΩ Ν ΚΑΙ Α Π Ο Τ Ο Ξ ΙΝ Ω Σ Η... 102 3.16.4 Ε Κ Π Ο Μ Π Ε Σ C O 2... 102 3.16.5 Β ΙΟ Κ Α Υ Σ ΙΜ Α...103 3.17 ΕΞΟ ΡΥΞΗ Ε Λ Α ΙΟ Υ Α Π Ο Φ Υ Κ ΙΑ... 103 3.17.1 ΕΞΟ ΡΥΞΗ Ε Λ Α ΙΟ Υ Α Π Ο Φ Υ Κ ΙΑ Μ Ε Μ Η Χ Α Ν ΙΚ Ε Σ Μ Ε Θ Ο Δ Ο Υ Σ...103 3.17.2 ΕΞΟ ΡΥΞΗ Ε Λ Α ΙΟ Υ Α Π Ο Φ Υ Κ ΙΑ Μ Ε Χ Η Μ ΙΚ Ε Σ Μ Ε Θ Ο Δ Ο Υ Σ...104 3.17.3 Κ Ε ΙΚ (Π ΙΤΑ) Φ Υ Κ Ο Υ Σ... 106 3.18 Μ Ε ΤΑΤΡΟ Π Η Τ Η Σ Β ΙΟ Μ Α ΖΑ ΤΩ Ν Φ ΥΚΙΩ Ν ΣΕ Β ΙΟ Ν Τ ΙΖ Ε Λ...107 3.18.1 Λ ΙΠ Α Ρ Α Ο Ξ Ε Α...108 3.18.2 Ε ΣΤΕ Ρ Ε Σ Λ ΙΠ ΑΡΩ Ν Ο ΞΕΩ Ν (Ε Λ Ο )...109 3.18.3 Ε Σ Τ Ε Ρ Ο Π Ο ΙΗ Σ Η...110 3.18.4 Μ Ε Τ Ε Σ Τ Ε Ρ Ο Π Ο ΙΗ Σ Η... 112 3.18.5 Υ Δ Ρ Ο Λ Υ Σ Η -Σ Α Π Ω Ν Ο Π Ο ΙΗ Σ Η Ε Σ Τ Ε Ρ Ω Ν...112 3.18.6 ΠΑΡΑΓΩ ΓΗ Β ΙΟ Ν Τ ΙΖ Ε Λ...113 10

3.18.7 Α Π Α ΙΤ Η Σ Ε ΙΣ Φ Υ Τ ΙΚ Ο Υ Ε Λ Α ΙΟ Υ... 115 3.18.8 Δ Ε Υ Τ Ε Ρ Ε Υ Ο Ν Τ Α Π Ρ Ο ΪΟ Ν Τ Α...116 Κ Ε Φ Α Λ Α ΙΟ 4... 117 4. Π Ο ΙΟ ΤΙΚ Ο Σ ΕΛΕΓΧ Ο Σ Β ΙΟ Ν Τ ΙΖ Ε Λ... 117 4.1 Π Ρ Ο Σ Δ ΙΟ Ρ ΙΣ Μ Ο Σ ΤΗ Σ Π Ε Ρ ΙΕ Κ Τ ΙΚ Ο Τ Η Τ Α Σ Ε Σ Τ Ε Ρ Ω Ν -Μ Ε Θ Υ Λ Ε Σ ΤΕ Ρ Ω Ν ΛΙΠ Α Ρ Ω Ν Ο ΞΕΩ Ν (Μ Ε Λ Ο -FAM E ) ΚΑΙ Λ ΙΝ Ε Λ Α ΪΝ ΙΚ Ο Υ Ο Ξ Ε Ο Σ ΜΕ ΤΗ Μ ΕΘ Ο Δ Ο ΤΗ Σ Α Ε Ρ ΙΑ Σ Χ Ρ Ω Μ Α Τ Ο ΓΡ Α Φ ΙΑ Σ (Ε Ν 14103)...117 4.1.1 ΣΚΟ Π Ο Σ ΤΗ Σ Μ Ε Θ Ο Δ Ο Υ...117 4.2 Π Ρ Ο Σ Δ ΙΟ Ρ ΙΣ Μ Ο Σ Ο Ξ Ε ΙΔ Ω ΤΙΚ Η Σ ΣΤΑ Θ Ε Ρ Ο Τ Η Τ Α Σ Β ΙΟ Κ Α Υ ΣΙΜ Ο Υ (Ε Ν 14112)...118 4.2.1 Η Ο ΞΕΙΔ Ω ΤΙΚ Η Σ Τ Α Θ Ε Ρ Ο Τ Η Τ Α... 118 4.2.2 Σ Τ Α Θ Ε Ρ Ο Τ Η Τ Α Α Π Ο Θ Η Κ Ε Υ Σ Η Σ... 118 4.2.3 Ο Α Τ Μ Ο Σ Φ Α ΙΡ ΙΚ Ο Σ Α Ε Ρ Α Σ ΚΑΙ Τ Ο Ο Ξ Υ Γ Ο Ν Ο...118 4.2.4 Η Θ Ε Ρ Μ Ο Κ Ρ Α Σ ΙΑ... 118 4.2.5 Τ Α Ε Λ Ε Υ Θ Ε Ρ Α Λ ΙΠ Α Ρ Α Ο Ξ Ε Α (Ε.Λ.Ο )... 119 4.2.6 Τ Ο Φ Ω Σ... 119 4.2.7 Μ Ε Τ Α Λ Λ Α...119 4.2.8Η Π Ε Ρ ΙΕ Κ Τ ΙΚ Ο Τ Η Τ Α ΣΕ Ν Ε Ρ Ο...119 4.2.9 Η Α Κ Ο Ρ Ε Σ Τ Ο Τ Η Τ Α... 119 4.3 Π Ρ Ο Σ Δ ΙΟ Ρ ΙΣ Μ Ο Σ ΤΟ Υ Α Ρ ΙΘ Μ Ο Υ ΙΩ ΔΙΟ Υ (ΕΝ 1 4 1 1 1 )... 119 4.3.1 Α Ρ ΙΘ Μ Ο Σ ΙΩ Δ ΙΟ Υ... 119 4.3.2 ΓΕΝΙΚΟ Σ Ο Ρ ΙΣ Μ Ο Σ...120 4.4 Π Ρ Ο Σ Δ ΙΟ Ρ ΙΣ Μ Ο Σ ΤΟ Υ Α Ρ ΙΘ Μ Ο Υ Ο Ξ Υ Τ Η Τ Α Σ (ΕΝ 1 4 1 0 4 )... 120 4.5 Π Ρ Ο Σ Δ ΙΟ Ρ ΙΣ Μ Ο Σ Π Υ Κ Ν Ο Τ Η Τ Α Σ...122 4.5.1 Ο Ρ ΙΣ Μ Ο Ι...122 4.6 Π Ρ Ο Σ Δ ΙΟ Ρ ΙΣ Μ Ο Σ ΣΗ Μ Ε ΙΟ Υ Φ ΡΑΓΗ Σ Ψ Υ Χ Ρ Ο Υ Φ ΙΛ Τ Ρ Ο Υ (ΕΝ 116-ΙΡ 309)(cold filte r plugging point, C F P P )... 123 4.6.1 ΣΥΜ Π Ε Ρ ΙΦ Ο Ρ Α Τ Ο Υ Β ΙΟ Ν ΤΗ ΖΕΛ ΣΕ Χ Α Μ Η Λ Ε Σ Θ Ε Ρ Μ Ο Κ Ρ Α Σ ΙΕ Σ... 123 4.7 Π Ρ Ο Σ Δ ΙΟ Ρ ΙΣ Μ Ο Σ Υ ΓΡ Α Σ ΙΑ Σ ΣΕ Μ Ε Θ Υ Λ Ε Σ Τ Ε Ρ Ε Σ Λ ΙΠ ΑΡΩ Ν Ο ΞΕΩ Ν (FAM E ) M E TH N Μ Ε Θ Ο Δ Ο Κ Ο Υ Λ Ο Μ Ε ΤΡ ΙΚ Η Σ Τ ΙΤ Λ Ο Δ Ο Τ Η Σ Η Σ KAR L- FIS C H E R (ISO 12937)... 124 4.7.1 Π Ε Ρ ΙΕ Χ Ο Μ Ε Ν Η Υ Γ Ρ Α Σ ΙΑ ΣΤΟ Β ΙΟ Ν Τ ΙΖ Ε Λ... 124 4.7.2 Ο Ρ ΙΣ Μ Ο Ι...124 11

4.8 Π Ρ Ο Σ Δ ΙΟ Ρ ΙΣ Μ Ο Σ ΣΗ Μ ΕΙΟ Α Ν Α Φ Λ Ε Ξ Η Σ Β ΙΟ Ν Τ ΙΖ Ε Λ (FLASH PO IN T C) Μ Ε Μ ΙΚ Ρ Ζ Σ Κ Λ ΙΜ Α Κ Α Σ ΚΛΕΙΣΤΗ Σ Υ Σ Κ Δ Υ Ζ (E N -IS O 3679, ASTM D -9 3 )... 125 4.9 Υ Δ Ρ Ο ΓΟ Ν Ω ΣΗ Μ Ε Θ Υ Λ Ε ΣΤΕΡΩ Ν Φ ΥΤΙΚΩ Ν ΕΛΑΙΩ Ν (FAM E) Κ Α ΤΑ Λ Υ Ο Μ Ε Ν Η Α Π Ο ΣΥΣΤΗ Μ Α Ρ Ο Δ ΙΟ Υ... 125 4.9.1 Κ Α Τ Α Λ Υ ΤΙΚ Ε Σ Α Ν Τ ΙΔ Ρ Α Σ Ε ΙΣ...126 Κ Ε Φ Α Λ Α ΙΟ 5 Ε Ρ ΓΑ Σ ΤΗ Ρ ΙΑ Κ Ο Μ Ε Ρ Ο Σ... 128 5. ΠΑΡΑΓΩ ΓΗ Β ΙΟ Ν Τ Η Ζ Ε Λ... 128 7. Γ Λ Ω Σ Σ Α Ρ ΙΟ...135 7. Α Ν Α Φ Ο Ρ Ε Σ...137 ΚΑΤΑΛΟΓΟΣ ΕΙΚΟΝΩΝ Εικόνα 1: ΑΝΑΝΕΩΣΙΜΕΣ-ΜΗ ΑΝΑΝΕΩΣΙΜΕΣ ΠΗΓΕΣ ΕΝΕΡΓΕΙΑΣ...16 Εικόνα 2: ΑΙΟΛΙΚΗ ΕΝΕΡΓΕΙΑ...20 Εικόνα 3: ΗΛΙΑΚΗ ΕΝΕΡΓΕΙΑ...21 Εικόνα 4: ΥΔΡΑΥΛΙΚΗ ΕΝΕΡΓΕΙΑ... 21 Εικόνα 5: ΓΕΩΘΕΡΜΙΚΗ ΕΝΕΡΓΕΙΑ...22 Εικόνα 6: ΒΙΟΜΑΖΑ... 22 Εικόνα 7: ΦΥΤΙΚΑ ΕΛΑΙΑ... 23 Εικόνα 8: ΖΩΙΚΑ ΛΙΠΗ...23 Εικόνα 9: ΖΩΙΚΑ ΥΠΟΠΡΟΪΟΝΤΑ... 23 Εικόνα 10: ΣΤΕΡΕΗ ΒΙΟΜΑΖΑ...24 Εικόνα 11: ΑΣΤΙΚΑ ΥΠΟΛΕΙΜΜΑΤΑ...24 Εικόνα 12: ΒΙΟΚΑΥΣΙΜΑ... 29 Εικόνα 13: ΒΙΟΚΑΥΣΙΜΑ ΕΝΑΝΤΙΟΝ ΟΡΥΚΤΩΝ ΚΑΥΣΙΜΩΝ...30 Εικόνα 14: ΑΙΘΑΝΟΛΗ...33 Εικόνα 15: ΒΙΟΝΤΙΖΕΛ...34 Εικόνα 16: ΜΕΘΑΝΟΛΗ... 34 Εικόνα 17: ΒΙΟΒΟΥΤΑΝΟΛΗ...34 Εικόνα 18: ΓΕΝΙΕΣ ΒΙΟΚΑΥΣΙΜΩΝ...36 Εικόνα 19: ΣΗΜΑΝΤΙΚΕΣ ΠΕΤΡΕΛΑΙΟΠΑΑΡΑΓΩΓΕΣ ΠΕΡΙΟΧΕΣ (ΑΠΟ CIAWORLDFACTBOOK) 43 Εικόνα 20: ΣΗΜΑΝΤΙΚΕΣ ΠΕΤΡΕΛΑΙΟΠΑΑΡΑΓΩΓΕΣ ΠΕΡΙΟΧΕΣ (ΑΠΟ CIAWORLDFACTBOOK) 43 Εικόνα 21: CHARA... 59 12

Εικόνα 22: ΜΙΚΡΟΦΥΚΟΣ ΣΕ ΜΕΓΕΝΘΥΣΗ... 60 Εικόνα 23: CHLOROPHYTES...62 Εικόνα 24: A)EUGLENA ACUS. B,D)E. GASTEROSTEUS. C)E. GAUMEI. E)E. PROXIMA. F,G)E. SPATHIRHYNCHA. H)E. RUSTICA. I)TRACHELOMONAS OVALIS. J)STROMBOMONAS NAPIFORMIS. K)T. PISCATORIS VAR. SPARSESPINOSA. L)T. SUPERBA. M)T. ACANTHOPHORA VAR. SPECIOSA.(SCALE=20 Μ M )...63 Εικόνα 25: ΦΑΙΟΦΥΚΗ (PHAEOPHYTA)...64 Εικόνα 26: ΧΡΥΣΟΦΥΚΗ (DIATOMS AND GOLD-BROWN ALGAE)...65 Εικόνα 27: ΧΡΥΣΟΦΥΚΗ (DIATOMS AND GOLD-BROWN ALGAE)...65 Εικόνα 28: ΡΟΔΟΦΥΚΗ (RHODOPHYTA)...66 Εικόνα 29: ΠΥΡΟΦΥΤΑ Η ΔΙΝΟμΑΣΤΙΓΩΤΑ (PYRRHOPHYTA Η DINOFLAGELLATES)...67 Εικόνα 30: ΚΥΚΛΟΣ ΖΩΗΣ... 71 Εικόνα 31: ΚΑΛΛΙΕΡΓΕΙΑ ΦΥΚΟΥΣ ΣΤΗΝ ΕΡΗΜΟ... 79 Εικόνα 32: ΚΑΜΠΥΛΕΣ ΑΝΑΠΤΥΞΗΣ ΜΙΚΡΟΦΥΚΟΥΣ...86 Εικόνα 33: ΓΕΝΕΤΙΚΑ ΤΡΟΠΟΠΟΙΗΜΕΝΑ ΦΥΚΙΑ... 87 Εικόνα 34: ΣΥΓΚΟΜΙΔΗ ΜΑΚΡΟΦΥΚΟΥΣ...91 Εικόνα 35: ΒΙΟΚΑΥΣΙΜΑ ΚΑΙ ΕΚΠΟΜΕΣ CO2... 103 Εικόνα 36: ΜΗΧΑΝΙΜΑ ΕΚΛΘΙΨΗΣ...104 Εικόνα 37: ΕΚΛΥΛΙΣΗ SOXHLET... 106 Εικόνα 38: ΠΙΤΑ ΦΥΚΟΥΣ... 107 Εικόνα 39; ΣΥΣΚΕΥΗ ΥΔΡΟΛΥΣΗΣ...128 Εικόνα 40: ΧΩΝΗ BUCHNER...128 Εικόνα 41: ΥΠΟΛΛΕΙΜΑ ΔΙΗΘΗΣΗΣ... 129 Εικόνα 42: ΦΟΥΡΝΟΣ ΞΥΡΑΝΣΗΣ...129 Εικόνα 43: ΦΥΚΟΣ ΚΑΤΑ ΤΗΝ ΔΙΑΡΚΕΙΑ ΤΗΣ ΞΗΡΑΝΣΗΣ... 130 Εικόνα 44: ΣΥΣΚΕΥΗ ΕΚΧΥΛΙΣΗΣ SOXHLET... 130 Εικόνα 45: ΕΛΑΙΟ ΚΑΙ ΔΙΑΛΥΤΗΣ ΣΤΗ ΣΥΣΚΕΥΗ SOXHLET... 131 Εικόνα 46: ΠΕΡΙΣΤΡΟΦΙΚΟΣ ΕΞΑΤΜΗΣΤΗΣΡΑΣ HEIDOLPH...131 Εικόνα 47: ΑΠΟΜΑΚΡΥΝΣΗ ΔΙΑΛΥΤΗ ΜΕ ΑΡΓΟ... 132 Εικόνα 48: ΣΥΣΚΕΥΗ ΜΕΤΕΣΤΕΡΟΠΟΙΗΣΗΣ... 132 Εικόνα 49: ΒΙΟΝΤΗΖΕΛ ΚΑΙ ΓΛΥΚΕΡΙΝΗ...133 Εικόνα 50: ΠΛΥΣΗ ΒΙΟΝΤΙΖΕΛ ΜΕ ΝΕΡΟ...122 Εικόνα 51: ΒΙΟΝΤΙΖΕΛ ΜΕ ΑΦΥΓΡΑΝΤΙΚΗ ΟΥΣΙΑ...122 13

ΚΑΤΑΛΟΓΟΣ ΠΙΝΑΚΩΝ ΠΙΝΑΚΑΣ 1: ΠΑΡΑΓΩΓΗ ΒΙΟΚΑΥΣΙΜΩΝ ΑΝΑ ΠΕΡΙΟΧΗ... 45 ΠΙΝΑΚΑΣ 2: ΑΠΑΙΤΗΣΕΙΣ ΝΕΡΟΥ ΔΙΑΦΟΡΩΝ ΠΡΩΤΩΝ ΥΛΩΝ... 49 ΠΙΝΑΚΑΣ 3: ΧΡΗΣΗ ΝΕΡΟΥ ΑΝΑ Μ ΙΛΙ...49 ΠΙΝΑΚΑΣ 4: ΔΙΑΦΟΡΕΣ ΒΙΟΝΤΙΖΕΛ ΚΑΙ ΣΥΜΒΑΤΙΚΟΥ ΝΤΙΖΕΛ... 55 ΠΙΝΑΚΑΣ 5:ΣΥΣΤΑΤΙΚΑ ΠΟΥ ΠΕΡΙΕΧΟΝΤΑΙ ΣΤΑ ΜΙΚΡΟΦΥΚΙΑ... 72 ΠΙΝΑΚΑΣ 6: ΣΥΣΤΑΣΗ ΘΑΛΑΣΣΙΝΟΥ ΝΕΡΟΥ...80 ΠΙΝΑΚΑΣ 7 : ΛΙΠΑΡΑ ΟΞΕΑ ΣΤΑ ΦΥΤΙΚΑ ΕΛΑΙΑ... 109 ΠΙΝΑΚΑΣ 8: ΦΥΣΙΚΟΧΗΜΙΚΑ ΧΑΡΑΚΤΗΡΙΣΤΙΚΑ ΜΕΛΟ...110 ΠΙΝΑΚΑΣ 9:ΜΕΘΥΛΕΣΤΕΡΕΣ ΛΙΠΑΡΩΝ ΟΞΕΩΝ-ΦΥΣΙΚΑ ΧΑΡΑΚΤΗΡΙΣΤΙΚΑ ΤΟΥΣ...117 ΠΙΝΑΚΑΣ 10: ΑΡΙΘΜΟΙ ΙΟΔΙΟΥ ΝΤΙΖΕΛ...120 ΠΙΝΑΚΑΣ 11: ΠΟΣΟΣΤΟ ΕΛΟ...122 ΠΙΝΑΚΑΣ 12: ΣΗΜΕΙΟ ΑΝΑΦΛΕΞΗΣ/ΑΥΤΑΝΑΦΛΕΞΗΣ...125 ΚΑΤΑΛΟΓΟΣ ΣΧΗΜΑΤΩΝ ΣΧΗΜΑ 1: ΣΥΜΒΑΤΙΚΟ ΝΤΙΖΕΛ ΜΕ 16 ΑΤΟΜΑ ΑΝΘΡΑΚΑ...53 ΣΧΗΜΑ 2: ΒΙΟΝΤΙΖΕΛ ΜΕ 17 ΑΤΟΜΑ ΑΝΘΡΑΚΑ... 53 ΣΧΗΜΑ 3: ΜΕΤΕΣΤΕΡΟΠΟΙΗΣΗ ΛΙΠΑΡΟΥ ΟΞΕΟΣ... 54 ΣΧΗΜΑ 4: ΙΔΑΝΙΚΗ ΚΑΥΣΗ ΤΟΥ ΒΙΟΝΤΙΖΕΛ...57 ΣΧΗΜΑ 5: ΓΡΑΦΙΚΗ ΑΠΕΙΚΟΝΙΣΗ ΜΙΑΣ ΔΕΞΑΜΕΝΗΣ ΥΨΗΛΟΥ ΠΟΣΟΣΤΟΥ(HRP)... 74 ΣΧΗΜΑ 6: ΓΡΑΦΙΚΗ ΑΠΕΙΚΟΝΙΣΗ ΕΝΟΣ ΚΛΕΙΣΤΟΥ ΦΩΤΟΒΙΟΑΝΤΙΔΡΑΣΤΗΡΑ... 76 ΣΧΗΜΑ 7: ΠΑΡΑΓΩΓΗ ΒΙΟΝΤΙΖΕΛ...114 14

ΚΕΦΑΛΑΙΟ 1 1. ΑΝΑΝΕΩΣΙΜΕΣ ΠΗΓΕΣ ΕΝΕΡΓΕΙΑΣ Η ανανεώσιμη ενέργεια είναι η ενέργεια που προέρχεται από πόρους που ανανεώνονται συνέχεια, δηλαδή από ανανεώσιμες πηγές ενέργειας. Τέτοιοι πόροι είναι η ηλιακή ακτινοβολία, ο άνεμος, η βροχή, οι παλίρροιες, τα κύματα και η γεωθερμία. Το 16% περίπου της παγκόσμιας κατανάλωσης ενέργειας προέρχεται από ανανεώσιμες πηγές, με το 10% της συνολικής ενέργειας από την βιομάζα (που χρησιμοποιείται κυρίως για τη θέρμανση), και το 3,4% από την υδροηλεκτρική ενέργεια. Το ποσοστό συμμετοχής των ανανεώσιμων πηγών ενέργειας στην παραγωγή ηλεκτρικής ενέργειας είναι περίπου 19%, με το 16% της ηλεκτρικής ενέργειας που προέρχεται από υδροηλεκτρική ενέργεια και το 3% από τις νέες ανανεώσιμες πηγές ενέργειας. Οι μορφές εκμεταλλεύσιμης ενέργειας που προέρχονται από διάφορες φυσικές διαδικασίες δηλαδή από τον άνεμο, τη γεωθερμία, τη κυκλοφορία του νερού και άλλες ονομάζονται ανανεώσιμες πηγές ενέργειας (ΑΠΕ) ή ήπιες μορφές ενέργειας, ή νέες πηγές ενέργειας, ή πράσινη ενέργεια. Ο όρος «ήπιες» αναφέρεται σε δυο βασικά χαρακτηριστικά τους: 1. για την εκμετάλλευσή τους δεν απαιτείται κάποια ενεργητική παρέμβαση, (εξόρυξη, άντληση ή καύση), όπως με τις άλλες πηγές ενέργειας που χρησιμοποιούσαμε μέχρι τώρα. Εκμεταλλευόμαστε την ήδη υπάρχουσα ροή ενέργειας στη φύση. 2. πρόκειται για «καθαρές» μορφές ενέργειας, «φιλικές» προς το περιβάλλον, που δεν αποδεσμεύουν ρύπους (υδρογονάνθρακες, διοξείδιο του άνθρακα ή τοξικά και ραδιενεργά απόβλητα). Έτσι οι ΑΠΕ θεωρούνται από πολλούς η αρχή για την επίλυση των οικολογικών προβλημάτων που αντιμετωπίζει η Γη. Ως «ανανεώσιμες πηγές» θεωρούνται γενικά οι εναλλακτικές των παραδοσιακών πηγών ενέργειας (π.χ. του πετρελαίου ή του άνθρακα), όπως η ηλιακή και η αιολική. Ο χαρακτηρισμός «ανανεώσιμες» είναι κάπως καταχρηστικός, μιας και ορισμένες από αυτές τις πηγές, όπως η γεωθερμική ενέργεια δεν ανανεώνονται σε κλίμακα χιλιετιών. Σε κάθε περίπτωση οι ΑΠΕ έχουν μελετηθεί ως λύση στο πρόβλημα της αναμενόμενης εξάντλησης των (μη ανανεώσιμων) αποθεμάτων ορυκτών καυσίμων. Τελευταία από την Ευρωπαϊκή Ένωση, αλλά και από πολλά μεμονωμένα κράτη, υιοθετούνται νέες πολιτικές για τη χρήση ανανεώσιμων πηγών ενέργειας, που προάγουν τέτοιες εσωτερικές πολιτικές και για τα κράτη μέλη. Οι ΑΠΕ αποτελούν τη βάση του μοντέλου οικονομικής ανάπτυξης της πράσινης 15

οικονομίας και κεντρικό σημείο εστίασης της σχολής των οικολογικών οικονομικών, η οποία έχει κάποια επιρροή στο οικολογικό κίνημα. Εικόνα 1: ΑΝΑΝΕΩΣΙΜΕΣ-ΜΗ ΑΝΑΝΕΩΣΙΜΕΣ ΠΗΓΕΣ ΕΝΕΡΓΕΙΑΣ 1.1 ΓΕΝΙΚΑ Τα συμβατικά καύσιμα αντικαθιστώνται από τις ανανεώσιμες πηγές ενέργειας σε τέσσερεις τομείς: την παραγωγή ηλεκτρικής ενέργειας, καύσιμα, την παραγωγή ζεστού νερού / θέρμανσης χώρου και τις αγροτικές ενεργειακές υπηρεσίες: Παραγωγή ηλεκτρικής ενέργειας. Οι ανανεώσιμες πηγές ενέργειας παρέχουν το 19% της παγκόσμιας παραγωγής ηλεκτρικής ενέργειας. Πολλές χώρες χρησιμοποιούν γεννήτριες που παράγουν ενέργεια από ανανεώσιμες πηγές. Η αιολική ενέργεια αποτελεί ήδη σημαντικό ποσοστό στην παραγωγή της ηλεκτρικής ενέργειας σε ορισμένα κράτη για παράδειγμα: o το 14% στην αμερικανική πολιτεία της Αϊόβα, o το 40% στο βόρειο γερμανικό κρατίδιο του Schleswig-Holstein o και το 20 % στη Δανία. Ορισμένες χώρες παίρνουν την περισσότερη ενέργεια τους από ανανεώσιμες πηγές, κάποιες από αυτές είναι: o η Ισλανδία (100%), o η Νορβηγία (98%), o η Βραζιλία (86%), o η Αυστρία (62%), o η Νέα Ζηλανδία (65%) o και η Σουηδία (54%). 16

Καύσιμα για τις μεταφορές. Στις Ηνωμένες Πολιτείες τα βιοκαύσιμα από ανανεώσιμες πηγές έχουν συμβάλει σημαντικά για τη μείωση της κατανάλωσης πετρελαίου από το 2006. Σε όλο τον κόσμο το 2009 η παραγωγή βιοκαυσίμων ήταν 93 δισ. λίτρα, τα οποία ισοδυναμούν περίπου με 68 δισεκατομμύρια λίτρα βενζίνης, δηλαδή σχεδόν το 5% της παγκόσμιας παραγωγή βενζίνης. Θέρμανση. Το νερό που ζεσταίνεται από τον ήλιο συμβάλει σημαντικά ως ανανεώσιμη πηγή θερμότητας σε πολλές χώρες. Η Κίνα έχει πλέον το 70% του παγκόσμιου συνόλου (180 GWth). Τα περισσότερα συστήματα θέρμανσης του νερού από τον ήλιο έχουν εγκατασταθεί σε πολυκατοικίες. Περίπου 50 έως 60 εκατομμύρια νοικοκυριά στην Κίνα και πάνω από 70 εκατομμύρια νοικοκυριά παγκοσμίως χρησιμοποιούν τέτοια συστήματα. Ωστόσο συνεχίζει να αυξάνεται και η καύση της βιομάζας για την παραγωγή θερμότητας. Για την παραγωγή ενέργειας στη Σουηδία χρησιμοποιείτε περισσότερο η βιομάζα από ότι το πετρέλαιο. Επίσης αυξάνεται με γρήγορους ρυθμούς η χρήση της γεωθερμικής ενέργειας ως πηγή θέρμανσης. Τουλάχιστον 30 χώρες σε όλο τον κόσμο χρησιμοποιούν ανανεώσιμες πηγές ενέργειας σε ποσοστό μεγαλύτερο από το 20% της συνολικής τους παροχής σε ενέργεια. Τα επόμενα χρόνια αναμένεται αύξηση των εθνικών αγορών ανανεώσιμης ενέργειας. Περίπου 120 χώρες έχουν διάφορους μακροπρόθεσμους στόχους για το ποσοστό συμμετοχής των ανανεώσιμων πηγών ενέργειας στην παραγωγή ενέργειας, συμπεριλαμβανομένου του στόχου της Ευρωπαϊκής Ένωσης για τη χρήση των ανανεώσιμων πηγών ενέργειας σε ποσοστό 20% για την παραγωγή ηλεκτρικής ενέργειας μέχρι το 2020. Κάποιες χώρες έχουν πολύ υψηλότερους μακροπρόθεσμους στόχους μέχρι και 100% χρήση των ανανεώσιμων πηγών ενέργειας για την παροχή ενέργειας τους. Μέχρι το 2020-2030, εκτός από την Ευρώπη, περισσότερες από 20 χώρες στοχεύουν στη συμμετοχή των ανανεώσιμων πηγών ενέργειας στην παροχή ενέργειας σε ποσοστά που κυμαίνονται από 10% έως 50%. Οι ανανεώσιμες μορφές ενέργειας βασίζονται κυρίως στην ηλιακή ακτινοβολία, εκτός από τη γεωθερμική ενέργεια, η οποία είναι η ενέργειας που προέρχεται από το εσωτερικό της γης, και την ενέργεια απ' τις παλίρροιες η οποία δημιουργείτε από τη βαρύτητα. Οι ανανεώσιμες πηγές ενέργειας που χρησιμοποιούν τον ήλιο είναι ανανεώσιμες, επειδή δεν θα εξαντληθούν όσο υπάρχει ο ήλιος, δηλαδή για αρκετά ακόμα χρόνια. Στην πραγματικότητα είναι ηλιακή ενέργεια αποθηκευμένη με διάφορους τρόπους: η βιομάζα είναι ηλιακή ενέργεια που δεσμεύεται στους ιστούς των φυτών μέσω μιας διαδικασίας που ονομάζεται φωτοσύνθεση, η αιολική ενέργεια χρησιμοποιεί τους ανέμους που δημιουργούνται από τη θέρμανση του αέρα από τις ακτίνες του ήλιου, 17

ενώ αυτές που βασίζονται στο νερό χρησιμοποιούν τον κύκλο εξάτμισης-συμπύκνωσης του νερού (η εξάτμιση του νερού δημιουργείτε από τον ήλιο) και την κυκλοφορία του. Η γεωθερμική ενέργεια δεν είναι ανανεώσιμη επειδή τα γεωθερμικά πεδία κάποια στιγμή εξαντλούνται. Οι ανανεώσιμες πηγές ενέργειας μπορούν να χρησιμοποιηθούν άμεσα (κυρίως για θέρμανση) ή να μετατραπούν σε άλλες μορφές ενέργειας (κυρίως ηλεκτρισμό ή μηχανική ενέργεια). Υπολογίζεται ότι η ενέργεια που μπορούμε να εκμεταλλευτούμε από τις ανανεώσιμες πηγές ενέργειας είναι αρκετά περισσότερη από την παγκόσμια συνολική κατανάλωση ενέργειας. Όμως η υψηλή τιμή των νέων ενεργειακών εφαρμογών, τα τεχνικά προβλήματα εφαρμογής και οι πολιτικές και οικονομικές σκοπιμότητες που έχουν να κάνουν με τη διατήρηση της υπάρχουσας κατάστασης στον ενεργειακό τομέα εμποδίζουν την εκμετάλλευση έστω και ενός μέρους αυτού του δυναμικού. Το ενδιαφέρον για τις ανανεώσιμες πηγές ενέργειας ξεκίνησε τη δεκαετία του 1970, ως αποτέλεσμα κυρίως των πολλών πετρελαϊκών κρίσεων της εποχής, αλλά και της αλλοίωσης του περιβάλλοντος και της ποιότητας ζωής που δημιούργησε η χρήση κλασικών πηγών ενέργειας. Στην αρχή ήταν πολύ ακριβές και ξεκίνησαν σαν πειραματικές εφαρμογές, σήμερα όμως παίζουν ρόλο στους επίσημους σχεδιασμούς για την ενέργεια των ανεπτυγμένων κρατών. Το κόστος εφαρμογής των ανανεώσιμων πηγών ενέργειας πέφτει συνέχεια τα τελευταία είκοσι χρόνια. Η αιολική, η υδροηλεκτρική ενέργεια, και η βιομάζα, έχουν φτάσει σε σημείο να μπορούν να ανταγωνίζονται τις άλλες πηγές ενέργειας όπω ς ο άνθρακας και η πυρηνική ενέργεια. 1.2 ΠΛΕΟΝΕΚΤΗΜΑΤΑ ΑΠΕ Είναι φιλικές προς το περιβάλλον επειδή έχουν σχεδόν μηδενικά κατάλοιπα και απόβλητα. Δεν πρόκειται να εξαντληθούν ποτέ επειδή ανανεώνονται συνεχώς, σε αντίθεση με τα ορυκτά καύσιμα που χρειάζονται εκατομμύρια χρόνια για να ανανεωθούν. Μπορούν να βοηθήσουν την ενεργειακή αυτονομία των μικρών και αναπτυσσόμενων χωρών. Αποτελούν μία εναλλακτική πρόταση για την οικονομία του πετρελαίου. Είναι ευέλικτα συστήματα που μπορούν να παράγουν ενέργεια ανάλογα με τις ανάγκες του πληθυσμού της εκάστοτε περιοχής, καταργώντας έτσι την ανάγκη για τεράστιες μονάδες παραγωγής ενέργειας αλλά και για τη μεταφορά της ενέργειας σε μεγάλες αποστάσεις. Ο εξοπλισμός είναι απλός στην κατασκευή και στη συντήρηση του και έχει πολύ μεγάλη διάρκεια ζωής. Είναι επιδοτούμενα από τις περισσότερες κυβερνήσεις. 18

1.3 ΜΕΙΟΝΕΚΤΗΜΑΤΑ ΑΠΕ Έχουν αρκετά μικρό συντελεστή απόδοσης, περίπου 30% ή και χαμηλότερο. Συνεπώς απαιτείται μεγάλο αρχικό κόστος για την εγκατάσταση και μεγάλη επιφάνεια γης. Γι' αυτό το λόγο ακόμα χρησιμοποιούνται σαν συμπληρωματικές πηγές ενέργειας. Για τον παραπάνω τα μεγάλα αστικά κέντρα δεν μπορούν να καλύψουν τις ανάγκες τους προς το παρόν από ανανεώσιμες πηγές ενέργειας. Η παροχή και η απόδοση της αιολικής, της υδροηλεκτρικής και της ηλιακής ενέργειας εξαρτώνται από την εποχή, από το γεωγραφικό πλάτος και το κλίμα της περιοχής στην οποία εγκαθίστανται οι μονάδες. Κάποιοι υποστηρίζουν ότι τα αιολικά συστήματα δεν είναι κομψά από αισθητική άποψη κι ότι προκαλούν θόρυβο και θανάτους πουλιών. Όμως αυτά τα προβλήματα έχουν σχεδόν λυθεί με την εξέλιξη της τεχνολογίας τους και την προσεκτικότερη επιλογή των χώρων εγκατάστασης (π.χ. σε πλατφόρμες στην ανοιχτή θάλασσα). Για τα υδροηλεκτρικά συστήματα λέγεται ότι εκλύουν μεθάνιο από την αποσύνθεση των φυτών που βρίσκονται κάτω απ' το νερό κι έτσι συντελούν στο φαινόμενο του θερμοκηπίου. 1.4 ΙΣΤΟΡΙΑ Πριν από την ανάπτυξη του άνθρακα στα μέσα του 19ου αιώνα, σχεδόν όλη η χρησιμοποιούμενη ενέργεια προερχόταν από ανανεώσιμες πηγές. Η παλαιότερη γνωστή χρήση των ανανεώσιμων πηγών ενέργειας είναι με τη καύση της παραδοσιακής βιομάζας πριν από 790000 χρόνια. Η καύση της βιομάζας ανακαλύφθηκε κάποια στιγμή μεταξύ 200.000 και 400.000 χρόνια πριν. Η δεύτερη αρχαιότερη χρήση των ανανεώσιμων πηγών ενέργειας είναι η χρήση της αιολικής ενέργειας, ώστε να κινεί τα πλοία. Η πρακτική αυτή εμφανίστηκε πριν από περίπου 7000 χρόνια, στα πλοία στο Νείλο. Προχωρώντας στο χρόνο της καταγεγραμμένης ιστορίας, οι κύριες πηγές της ανανεώσιμης ενέργειας ήταν η ανθρώπινη εργασία, η ζωική δύναμη, η δύναμη του νερού, η δύναμη του ανέμου και τα καυσόξυλα (παραδοσιακή βιομάζα). Ένα γράφημα για τη χρήση της ενέργειας στις Ηνωμένες Πολιτείες μέχρι το 1900 δείχνει ότι το πετρέλαιο και το φυσικό αέριο το 1900 έπαιξαν περίπου τον ίδιο ρόλο που έπαιξαν η αιολική και η ηλιακή ενέργεια το 2010. Μέχρι το 1873, οι ανησυχίες για την εξάντληση του άνθρακα οδήγησαν σε πειράματα της χρήσης της ηλιακής ενέργειας. Η ανάπτυξη των ηλιακών συστημάτων συνεχίστηκε μέχρι το ξέσπασμα του Β 'Παγκοσμίου Πολέμου. Η ενδεχόμενη σημασία της ηλιακής ενέργειας, όμως, αναγνωρίστηκε το 1911 σε Επιστημονικό αμερικανικό άρθρο: στο πολύ μακρινό μέλλον, όταν τα φυσικά καύσιμα θα έχουν εξαντληθεί, η ηλιακή ενέργεια θα παραμείνει ως το μόνο μέσο για την ύπαρξη της ανθρώπινης φυλής. 19

Η θεωρία του peakoil δημοσιεύθηκε το 1956.Οι πρώτες ανεμογεννήτριες εμφανίστηκαν τη δεκαετία του 1970 όταν περιβαλλοντολόγοι προώθησαν τις ανανεώσιμες πηγές ενέργειας ως αντικαταστάτες για την ενδεχόμενη εξάντληση του πετρελαίου, καθώς και για την απεξάρτηση μας από το πετρέλαιο. Οι ηλιακοί χρησιμοποιούνται εδώ και πολύ καιρό για θέρμανση και ψύξη, αλλά τα ηλιακά πάνελ ήταν πολύ ακριβά για την κατασκευή φωτοβολταϊκών πάρκω ν μέχρι το 1980. Μέχρι το 2008 ανανεώσιμες πηγές ενέργειας είχαν παύσει να είναι μια εναλλακτική λύση, και μεγαλύτερη ικανότητα των ανανεώσιμων πηγών ενέργειας προστέθηκαν από άλλες πηγές, τόσο στις Ηνωμένες Πολιτείες όσο και στην Ευρώπη. 1.5 ΚΥΡΙΕΣ ΤΕΧΝΟΛΟΓΙΕΣ ΑΝΑΝΕΩΣΙΜΩΝ ΠΗΓΩΝ 1.5.1 ΑΙΟΛΙΚΗ ΕΝΕΡΓΕΙΑ Αιολική ενέργεια ονομάζεται η ενέργεια που παράγεται από την εκμετάλλευση των ανέμων. Η ενέργεια αυτή χαρακτηρίζεται ως "ήπια μορφή ενέργειας και περιλαμβάνεται στις "καθαρές" πηγές (όπως συνηθίζονται να λέγονται οι πηγές ενέργειας που δεν εκπέμπουν ή δεν παράγουν ρύπους). Εικόνα 2: ΑΙΟΛΙΚΗ ΕΝΕΡΓΕΙΑ 1.5.2 ΗΛΙΑΚΗ ΕΝΕΡΓΕΙΑ Είναι το σύνολο των διαφόρων μορφών ενέργειας που προέρχονται από τον Ήλιο κάποιες από αυτές τις μορφές είναι: το φως ή φωτεινή ενέργεια, η θερμότητα ή θερμική ενέργεια, και διάφορες ακτινοβολίες ή ενέργεια ακτινοβολίας. Αυτές οι μορφές ενέργειας είναι θεωρητικά ανεξάντλητες επειδή προέρχονται από τον ήλιο, και δεν υπάρχουν περιορισμοί ως προς το χώρο και το χρόνο εκμετάλλευσής τους. 20

Εικόνα 3: ΗΛΙΑΚΗ ΕΝΕΡΓΕΙΑ 1.5.3 ΥΔΡΑΥΛΙΚΗ ΕΝΕΡΓΕΙΑ Είναι η ενέργεια που αποθηκεύεται ως δυναμική μέσα σε βαρυτικό πεδίο με τη συσσώρευση μεγάλων ποσοτήτων νερού σε υψομετρική διαφορά από τη συνέχιση της ροής του ελεύθερου νερού, και αποδίδεται ως κινητική μέσω της υδατόπτωσης. Η κινητική ενέργεια μπορεί να χρησιμοποιείται αυτούσια (π.χ. νερόμυλοι), ή να μετατραπεί σε ηλεκτρική ή σε κάποια άλλη μορφή ώστε να μπορεί να αποθηκευτεί και τελικά να μεταφερθεί σε μεγάλες αποστάσεις. Εικόνα 4: ΥΔΡΑΥΛΙΚΗ ΕΝΕΡΓΕΙΑ 1.5.4 ΓΕΩΘΕΡΜΙΚΗ ΕΝΕΡΓΕΙΑ Είναι η φυσική θερμική ενέργεια της Γης που διαρρέει από το θερμό εσωτερικό της προς την επιφάνεια. Η μετάδοση θερμότητας πραγματοποιείται με δύο τρόπους: Με αγωγή από το εσωτερικό προς την επιφάνεια με ρυθμό 0,04-0,06 W/m2 Με ρεύματα μεταφοράς, που περιορίζονται όμως στις ζώνες κοντά στα όρια των λιθοσφαιρικών πλακών, λόγω ηφαιστειακών και υδροθερμικών φαινομένων. 21

Εικόνα 5: ΓΕΩΘΕΡΜΙΚΗ ΕΝΕΡΓΕΙΑ 1.5.5 ΒΙΟΜΑΖΑ Η βιομάζα είναι βιολογικό υλικό από ζωντανούς, ή πρόσφατα ζωντανούς οργανισμούς, συνήθως είναι φυτά ή φυτικής προέλευσης υλικά. Η βιομάζα μπορεί να χρησιμοποιηθεί άμεσα, έμμεσα ή να μετατραπεί σε κάποιο άλλο προϊόν που χρησιμοποιείτε για την παραγωγή ενέργειας, όπως τα βιοκαύσιμα. Η βιομάζα μπορεί να μετατραπεί σε ενέργεια με τρεις τρόπους: θερμική μετατροπή, χημική μετατροπή και βιοχημική μετατροπή. Εικόνα 6: ΒΙΟΜΑΖΑ Σήμερα, οι κύριες εφαρμογές της βιομάζας ως ανανεώσιμη πηγή ενέργειας είναι: Θέρμανση θερμοκηπίων Θέρμανση κτιρίων με καύση της βιομάζας σε ατομικούς/κεντρικούς λέβητες Παραγωγή ενέργειας σε γεωργικές βιομηχανίες Παραγωγή ενέργειας σε βιομηχανίες ξύλου Τηλεθέρμανση Παραγωγή ενέργειας σε μονάδες βιολογικού καθαρισμού και Χώρους Υγειονομικής Ταφής Απορριμμάτων (ΧΥΤΑ) Παραγωγή ενέργειας από βιοαέριο Παραγωγή βιοκαυσίμων 22

Παρακάτω αναφέρονται οι διάφορες μορφές βιομάζας. 1.5.5.1 ΦΥΤΙΚΑ ΕΛΑΙΑ Εικόνα 7: ΦΥΤΙΚΑ ΕΛΑΙΑ Διάφορες μελέτες έχει δείξει ότι τα τριγλυκερίδια θα μπορούσαν να είναι ένα εναλλακτικό καύσιμο. 1.5.5.2 ΖΩΙΚΑ ΛΙΠΗ Εικόνα 8: ΖΩΙΚΑ ΛΙΠΗ 1.5.5.3 ΖΩΙΚΑ ΥΠΟΠΡΟΪΟΝΤΑ Εικόνα 9: ΖΩΙΚΑ ΥΠΟΠΡΟΪΟΝΤΑ Τα ζωικά υποπροϊόντα προέρχονται κυρίως από τη σφαγή ζώων για κατανάλωση από τον άνθρωπο, από την παραγωγή προϊόντων ζωικής προέλευσης όπως τα γαλακτοκομικά, καθώς και από τη διαδικασία απόρριψης των νεκρών ζώων. 23

1.5.5.4 ΣΤΕΡΕΗ ΒΙΟΜΑΖΑ Εικόνα 10: ΣΤΕΡΕΗ ΒΙΟΜΑΖΑ Η πιο συνηθισμένη ενεργειακά εκμεταλλεύσιμη μορφή της βιομάζας είναι η στερεή βιομάζα. 1.5.5.5 ΑΣΤΙΚΑ ΥΠΟΛΕΙΜΜΑΤΑ Εικόνα 11: ΑΣΤΙΚΑ ΥΠΟΛΕΙΜΜΑΤΑ Σήμερα στην Ελλάδα παράγονται περίπου 4,6 εκατομμύρια τόνοι αστικών απορριμμάτων. 1.6 ΠΗΓΕΣ ΒΙΟΜΑΖΑΣ Βιομάζα είναι η βιολογικά παραγόμενη ύλη με βάση τον άνθρακα, το υδρογόνο και το οξυγόνο. Η εκτιμώμενη παραγωγή βιομάζας στον κόσμο είναι 146 δισεκατομμύρια τόνους ανά έτος, που αποτελείται ως επί το πλείστον από την ανάπτυξη φυτών. Η ενέργειας από το ξύλο προέρχεται από τη χρήση της λιγνοκυτταρινούρας βιομάζας (βιοκαύσιμα δεύτερης γενιάς), ως καύσιμο. Χρησιμοποιείτε υλοτομημένη ξυλεία απευθείας ως καύσιμο, ή η συλλογή από τις ροές αποβλήτων ξύλου. Η μεγαλύτερη πηγή ενέργειας από το ξύλο είναι το πολτοποιημένο υγρό ή "μαύρο υγρό, ένα προϊόν αποβλήτων από τις διεργασίες της βιομηχανίας χαρτοπολτού, χαρτιού και χαρτονιού. Η δεύτερη μεγαλύτερη πηγή ενέργειας από βιομάζα είναι τα απόβλητα. Οι κύριοι συντελεστές της ενέργειας από τα απόβλητα είναι τα αστικά στερεά απόβλητα (ΑΣΑ), τα κατάλοιπα παρασκευής, και το αέριο χωματερής. Η ενέργεια που παράγεται από τη βιομάζα προβλέπεται να είναι η μεγαλύτερη 24

μη υδροηλεκτρική ανανεώσιμη πηγή ηλεκτρικής ενέργειας στις ΗΠΑ μεταξύ των ετών 2000 και 2020 Η φυτική ενέργεια παράγεται από φυτά που προσφέρουν υψηλή παραγωγή βιομάζας ανά εκτάριο με χαμηλή ενέργεια εισόδου, που καλλιεργηθήκαν ειδικά για να χρησιμοποιηθούν ως καύσιμα. Τέτοια φυτά είναι το σιτάρι, το οποία παράγει 7,5-8 τόνους σπόρους ανά εκτάριο, και το άχυρο, που παράγει 3,5-5 τόνους ανά εκτάριο. Οι σπόροι μπορούν να χρησιμοποιηθούν για τη μεταφορά υγρών καυσίμων, ενώ το άχυρο μπορεί να καεί για την παραγωγή θερμότητας ή ηλεκτρικής ενέργειας. Η φυτική βιομάζα μπορεί επίσης να αποικοδομηθεί από την κυτταρίνη σε γλυκόζη μέσω μιας σειράς χημικών κατεργασιών, και στο τέλος θα προκύψουν σάκχαρα που μπορούν στη συνέχεια να χρησιμοποιηθούν ως πρώτη γενιά βιοκαυσίμων. Η χρήση των φυτών ως πρώτη ύλη για την παραγωγή βιοκαυσίμων δεν παρέχει μόνο βιωσιμότητα, αλλά και έναν τρόπο για να μειωθεί το διοξείδιο του άνθρακα, που είναι το κύριο αέριο του θερμοκηπίου. Υπάρχουν πολλές έρευνες για την βιομάζα των φυκιών λόγω του γεγονότος ότι δεν πρόκειται για εδώδιμους πόρους και μπορούν να παραχθούν σε ποσότητες 5 με 10 φορές μεγαλύτερα από αυτά των άλλων χερσαίων φυτών. Μετά τη συγκομιδή, μπορούν να υποστούν ζύμωση και να παράγουν βιοκαύσιμα όπως η αιθανόλη, η βουτανόλη, το μεθάνιο, το βιοντήζελ και το υδρογόνο. Η βιομάζα από φύκια παράγεται για συγκεκριμένους εμπορικούς σκοπούς ή ως παραπροϊόν των συστημάτων αφαίρεσης των θρεπτικών συστατικών όπως οι καθαριστήρες χλόης φυκιών. Αυτά τα συστήματα χρησιμοποιούνται για την εκ νέου οξυγόνωση υδάτινων νεκρών ζωνών και την επεξεργασία των λυμάτων. Γίνονται προσπάθειες για να προσδιορισθεί ποια είδη φυκιών είναι κατάλληλα για την παραγωγή ενέργειας. Επίσης προσεγγίσεις της γενετικής μηχανικής θα μπορούσαν να χρησιμοποιηθούν για τη βελτίωση των μικροφυκιών ως πηγή βιοκαυσίμου. 1.7 ΔΙΑΔΙΚΑΣΙΕΣ ΜΕΤΑΤΡΟΠΗΣ ΤΗΣ ΒΙΟΜΑΖΑΣ ΣΕ ΧΡΗΣΙΜΗ ΕΝΕΡΓΕΙΑ 1. Θερμική μετατροπή Οι θερμικές διεργασίες χρησιμοποιούν τη θερμότητα ως κύριο παράγοντα για τη μετατροπή της βιομάζας σε άλλη χημική μορφή. Οι βασικές εναλλακτικές διεργασίες (καύσης, φρύξης, πυρόλυση και αεριοποίηση) διαχωρίζονται κυρίως από το βαθμό εξέλιξης των χημικών αντιδράσεων που εμπλέκονται (ελέγχονται κυρίως από το διαθέσιμο οξυγόνο και τη θερμοκρασία μετατροπής). Η ενέργεια που δημιουργείται από την καύση βιομάζας (καυσόξυλα), είναι γνωστή και ως δενδροθερμική ενέργεια και είναι κατάλληλη για χώρες όπου τα ξύλα που χρησιμοποιούνται ως καύσιμα αναπτύσσονται γρήγορα, π.χ. σε τροπικές χώρες. Υπάρχουν και άλλες λιγότερο συνηθισμένες, περισσότερο πειραματικές ή αποκλειστικά θερμικές διεργασίες που μπορούν να προσφέρουν οφέλη, όπως η υδροθερμική αναβάθμιση (hydrothermal upgrading) και η υδροεπεξεργασίας. Μερικές διεργασίες έχουν αναπτυχθεί για 25

να χρησιμοποιούνται σε βιομάζα με υψηλή περιεκτικότητα σε υγρασία, όπως οι υδατικοί πολτοί, που τους επιτρέπουν να μετατραπούν σε πιο εύχρηστες μορφές. 2. Χημική μετατροπή Διάφορες χημικές διεργασίες μπορούν να χρησιμοποιηθούν για τη μετατροπή της βιομάζας σε άλλες μορφές. Ό πως για παράδειγμα για την παραγωγή καυσίμων που είναι πιο εύκολα στη χρήση, τη μεταφορά και την αποθήκευση, ή να αξιοποιήσουν κάποια ιδιότητα αυτών των διαδικασιών. 3. Βιοχημική μετατροπή Επειδή η βιομάζα είναι ένα φυσικό υλικό, πολλές εξαιρετικά αποτελεσματικές βιοχημικές διεργασίες έχουν αναπτυχθεί στη φύση για να διασπάσουν τα μόρια της βιομάζας. Η βιοχημική μετατροπή χρησιμοποιεί τα ένζυμα των βακτηρίων και άλλους μικροοργανισμούς για να διασπάσουν τα μόρια τη βιομάζα. Στις περισσότερες περιπτώσεις, οι μικροοργανισμοί χρησιμοποιούνται για τις παρακάτω διαδικασίες μετατροπής: αναερόβια ζύμωση μερική ζύμωση λιπασματοποίηση. 1.8 ΟΦΕΛΗ ΚΑΙ ΠΙΘΑΝΕΣ ΕΠΙΠΤΩΣΕΙΣ ΤΗΣ ΒΙΟΜΑΖΑΣ 1. Οφέλη στην κοινωνία Η βιομάζα παράγεται από πολλές πηγές και επ 'αόριστον, για αυτό θα συμβάλλει στην ασφάλεια της ενεργειακής τροφοδοσίας. η παραγωγή και η επεξεργασία της βιομάζας μπορούν να δημιουργήσουν τοπικές επιχειρήσεις, ευκαιρίες απασχόλησης και να στηρίξουν την αγροτική οικονομία. Με τη χρήση της βιομάζας για την παραγωγή ενέργειας, δεν χρησιμοποιείτε η υγειονομική ταφή και έτσι αποφεύγεται ο φόρος υγειονομικής ταφής. Σε σύγκριση με άλλες ανανεώσιμες πήγες ενέργειας, όπως τα δάση, η δασοκομία και η γεωργία, γενικά θεωρείται ότι είναι μία περιβαλλοντικά και κοινωνικά ελκυστική παροχή. Προσφέρει ευκαιρίες για αναψυχή και ψυχαγωγικές δραστηριότητες. 2. Επιπτώσεις στην κοινωνία από τη χρήση της βιομάζας Οι ενεργειακές καλλιέργειες θα μπορούσαν να ανταγωνιστούν τις καλλιέργειες τροφίμων για τη χρήση της γης, καθώς αυξάνεται η ζήτηση της βιομάζας. 26

Αυτοί που χρησιμοποιούν την βιομάζα μπορούν να υπογράψουν μακροπρόθεσμες συμβάσεις προμήθειας με έναν μόνο προμηθευτή κάτι που καθιστά δύσκολο την ύπαρξη της ανταγωνιστικής τιμολόγησης στο μέλλον. 3. Περιβαλλοντικά οφέλη Η δημιουργία τοπικών δικτύων παραγωγής και χρήσης μειώνει τις οικονομικές δαπάνες και τις περιβαλλοντικές επιπτώσεις των μεταφορών. Για παράδειγμα σχεδόν όλες οι περιοχές στο Ηνωμένο Βασίλειο μπορούν να παράγουν βιομάζα, αν και ορισμένες έχουν μεγαλύτερες δυνατότητες παραγωγικότητας από άλλες. Πολλά καύσιμα που προέρχονται από βιομάζα παράγουν χαμηλά επίπεδα ατμοσφαιρικών ρύπων, όπως το διοξείδιο του θείου και το CO2. Τα σύγχρονα συστήματα καύσης βιομάζας είναι ιδιαίτερα εξελιγμένα και προσφέρουν μεγαλύτερη απόδοση καύσης και οι εκπομπές είναι λιγότερες σε σύγκριση με λέβητες ορυκτών καυσίμων. Η χρήση της βιομάζας (συμπεριλαμβανομένων των γεωργικών και εγχώριων παραγόμενων αποβλήτων) για την παραγωγή ενέργειας, αποσ πά τα υλικά αυτά από τους χώρους υγειονομικής ταφής. 4. Επιπτώσεις στο περιβάλλον από τη χρήση βιομάζα Υπάρχει η δυνατότητα βιομάζα να ληφθεί από τις μη βιώσιμα και μη πιστοποιημένα δάση. Υπάρχουν κάποιες αρνητικές επιπτώσεις, από την διαχείριση των δασών και την καλλιέργεια φυτών που παράγουν βιομάζα, στα οικοσυστήματα και τους οικοτόπους για αυτό απαιτείται η εκτίμηση των περιβαλλοντικών επιπτώσεων. Επιπλέον, η RSPB (Βασιλική Εταιρεία για την Προστασία των Πτηνών), έχει αναπτύξει κατευθυντήριες γραμμές για την τοποθεσία των καλλιεργειών βιομάζας με σκοπό να μειωθούν οι επιπτώσεις στα πτηνά. Η μεταφορά της βιομάζας έχει ως συνέπεια ηχορύπανση και εκπομπές αερίων. Υπάρχουν επιπτώσεις στην ποιότητα του ατμοσφαιρικού αέρα, ανάλογα με τον τύπο της χρησιμοποιούμενης βιομάζας. Υπάρχει μεγάλη κατανάλωση νερού για την καλλιέργεια βιομάζας που μπορεί να δημιουργήσει προβλήματα σε περιοχές όπου η πρόσβαση στο νερό είναι περιορισμένη. Μειονεκτήματα βιομάζας Η καύση της βιομάζας για την παραγωγή ενέργειας εκπέμπει αρκετούς ατμοσφαιρικούς ρύπους, και θέτει σε κίνδυνο την ανθρώπινη υγεία. 27

Η χρήση της βιομάζας δεν είναι ουδέτερη σε άνθρακα με αποτέλεσμα να αυξηθούν δραματικά τα αέρια του θερμοκηπίου. Η συγκομιδή της βιομάζας υπερ-εκμεταλλεύεται τα δάση και υποβαθμίζει την ζωτική τους ικανότητα για τη δέσμευση του άνθρακα. Η ενέργεια από βιομάζα χρησιμοποιεί αρκετό νερό και μολύνει τα ποτάμια. 28

ΚΕΦΑΛΑΙΟ 2 2. ΒΙΟΚΑΥΣΙΜΑ Εικόνα 12: ΒΙΟΚΑΥΣΙΜΑ Βιοκαύσιμο είναι ένα είδος καυσίμου του οποίου η ενέργεια προέρχεται από τη βιολογική δέσμευση του άνθρακα. Τα βιοκαύσιμα περιλαμβάνουν τα καύσιμα που προέρχονται από τη μετατροπή της βιομάζας, καθώς και τη στερεή βιομάζα, τα υγρά καύσιμα και διάφορα βιοαέρια. Τα βιοκαύσιμα κερδίζουν αύξηση του δημόσιου και επιστημονικού ενδιαφέροντος, που οφείλεται σε παράγοντες όπως η αύξηση της τιμής του πετρελαίου και την ανάγκη για αυξημένη ενεργειακή ασφάλεια. 2.1 ΒΙΟΛΟΓΙΚΗ ΔΕΣΜΕΥΣΗ ΤΟΥ ΑΝΘΡΑΚΑ Η δέσμευση του άνθρακα είναι μια διαδικασία που παίρνει ανόργανο άνθρακα (σε διάφορες μορφές όπως CO2) και το μετατρέπει σε οργανικές ενώσεις. Με άλλα λόγια, οποιαδήποτε διαδικασία που μετατρέπει το διοξείδιο του άνθρακα σε ένα μόριο που θα μπορούσε να βρεθεί σε ένα ζωντανό οργανισμό είναι δέσμευση του άνθρακα. Εάν αυτή η διαδικασία λαμβάνει χώρα σε ένα ζωντανό οργανισμό, αναφέρεται ως «βιολογική δέσμευση του διοξειδίου του άνθρακα». 2.2 ΚΑΥΣΙΜΑ 29

Το επόμενο μέρος του ορισμού των βιοκαυσίμων περιλαμβάνει τα καύσιμα. Ένα καύσιμο δελ είλαι ηίποηα περισσότερο απφ κάτι απφ το οποίο εμείο οι άνθρωποι μπορούμε να πάρουμε ενέργεια. Η δέσμευση του άνθρακα μπορεί να οδηγήσει σε μια σειρά διαφορετικών ενώσεων, όπως πρωτεΐνες, λίπη, και αλκοόλες. Οποιαδήποτε από εκείνα τα μόρια μπορεί να χρησιμοποιηθεί για την παροχή ενέργειας σε μηχανικό περιβάλλον το ονομάζουμε καύσιμο. 2.3 ΒΙΟΚΑΥΣΙΜΑ ΕΝΑΝΤΙΟΝ ΟΡΥΚΤΩΝ ΚΑΥΣΙΜΩΝ Εικόνα 13: ΒΙΟΚΑΥΣΙΜΑ ΕΝΑΝΤΙΟΝ ΟΡΥΚΤΩΝ ΚΑΥΣΙΜΩΝ Τα βιοκαύσιμα δεν είναι κάτι καινούριο. Στην πραγματικότητα, ο Henry Ford είχε σχεδιαστεί αρχικά το Model T για να κινείται με αιθανόλη. Υπάρχουν διάφοροι παράγοντες που καθορίζουν την ισορροπία μεταξύ της χρήσης των βιοκαυσίμων και των ορυκτών καυσίμων σε όλο τον κόσμο. Οι παράγοντες αυτοί είναι το κόστος, η διαθεσιμότητα, και η προμήθεια τροφίμων. Και οι τρεις παράγοντες που αναφέρονται παραπάνω είναι στην πραγματικότητα αλληλένδετοι. Κατ 'αρχάς, η διαθεσιμότητα των ορυκτών καυσίμων έγινε αντικείμενο προβληματισμού σχεδόν από την πρώτη ημέρα της ανακάλυψής τους. Η άντληση καυσίμου από το έδαφος είναι μια δύσκολη και δαπανηρή διαδικασία, η οποία αυξάνει σημαντικά το κόστος των καυσίμων αυτών. Επιπλέον, τα ορυκτά καύσιμα δεν είναι ανανεώσιμες πηγές, πράγμα που σημαίνει ότι θα εξαντληθούν κάποια στιγμή. Δεδομένου ότι η ικανότητά μας για άντληση ορυκτών καυσίμων από το έδαφος μειώνεται, το διαθέσιμο απόθεμα θα μειωθεί, το οποίο αναπόφευκτα θα οδηγήσει σε αύξηση των τιμών. Αρχικά θεωρήθηκε ότι τα βιοκαύσιμα μπορούν να παραχθούν σχεδόν σε απεριόριστη ποσότητα επειδή είναι από ανανεώσιμες πηγές. Δυστυχώς, οι 30

ενεργειακές μας ανάγκες ξεπερνούν κατά πολύ την ικανότητά μας για καλλιέργεια βιομάζας για την παραγωγή βιοκαυσίμων για έναν απλό λόγο, η διαθέσιμη έκταση για καλλιέργεια δεν αρκεί. Καθώς ο πληθυσμός αυξάνεται, αυξάνονται οι απαιτήσεις μας τόσο για την ενέργεια όσο και για τα τρόφιμα. Σε αυτό το σημείο, δεν έχουμε αρκετή γη ώστε να καλλιεργήσουμε αρκετά βιοκαύσιμα και τρόφιμα για να καλύψουν τις ανάγκες μας. Το αποτέλεσμα αυτού του ορίου έχει επιπτώσεις τόσο στο κόστος των βιοκαυσίμων και το κόστος των τροφίμων. Για τις πλουσιότερες χώρες, το κόστος των τροφίμων είναι μικρότερο πρόβλημα. Ωστόσο, για τα φτωχότερα έθνη, η χρήση της γης για την παραγωγή βιοκαυσίμων, η οποία οδηγεί σε αύξηση του κόστους των τροφίμων, μπορεί να έχει τεράστιο αντίκτυπο. Η ισορροπία μεταξύ τροφίμων και βιοκαυσίμων είναι ο λόγος που τα βιοκαύσιμα δεν είναι φθηνότερα από τα ορυκτά καύσιμα, αν και η διαδικασία καλλιέργειας και παραγωγής τους είναι απλή. Όταν αυτός ο παράγοντας συνδυάζεται με την αυξημένη ικανότητα (χάρη στην πρόοδο της τεχνολογίας) για την εξόρυξη πετρελαίου από το έδαφος, η τιμή των ορυκτών καυσίμων είναι στην πραγματικότητα χαμηλότερη από εκείνη των βιοκαυσίμων. 2.4 Η ΕΞΙΣΩΣΗ ΤΟΥ ΑΝΘΡΑΚΑ: ΤΑ ΒΙΟΚΑΥΣΙΜΑ ΣΥΜΒΑΛΛΟΥΝ ΣΤΗΝ ΥΠΕΡΘΕΡΜΑΝΣΗ ΤΟΥ ΠΛΑΝΗΤΗ; Υποθέτοντας ότι μπορούμε να ξεπεράσουμε το πρόβλημα της διακοπής της παραγωγής τροφίμων από τα βιοκαύσιμα (για παράδειγμα με την καλλιέργεια φυκιών στον ωκεανό), μπορούμε να αντιμετωπίσουμε και το πρόβλημα της υπερθέρμανσης του πλανήτη από τα βιοκαύσιμα; Η απάντηση, παραδόξως, μπορεί να είναι ναι. Είναι αλήθεια ότι τα βιοκαύσιμα παράγουν διοξείδιο του άνθρακα, το οποίο είναι ένα ισχυρό αέριο του θερμοκηπίου που ευθύνεται για υπερθέρμανση του πλανήτη. Επίσης είναι αλήθεια ότι η καλλιέργεια φυτών καταναλώνει διοξείδιο του άνθρακα. Έτσι, η εξίσωση γίνεται μια απλή πράξη εξισορρόπησης. Αν τα φυτά που αναπτύσσονται χρησιμοποιούν την ίδια ποσότητα διοξειδίου του άνθρακα που παράγουμε, τότε θα έχουμε μηδενική αύξηση του διοξειδίου του άνθρακα και όχι υπερθέρμανση του πλανήτη. Πόσο ρεαλιστική είναι αυτή η άποψη; Μπορεί να φαίνεται απλό να παράγουμε μόνο όσο διοξείδιο του άνθρακα, χρησιμοποιούν τα φυτά. Ύστερα, δεν θα μπορούσαμε να καίμε μόνο βιοκαύσιμα ώστε να διατηρούμε την εξίσωση ισορροπημένη; Έρευνες έχουν δείξει ότι πρέπει να επενδυθεί ένα ποσό ενέργειας στην παραγωγή καλλιεργειών και στην μετατροπή τους σε βιοκαύσιμα πριν ληφθεί οποιαδήποτε άλλη μορφή ενέργειας. Μια μελέτη του 2005 από το Cornell University διαπίστωσε ότι η παραγωγή αιθανόλης από καλαμπόκι χρησιμοποιεί σχεδόν 30% περισσότερη ενέργεια από ό, τι παρήγαγε κατά την 31

καύση της. Με άλλα λόγια, δεν μπορούμε να παράγουμε μια διαρκή κίνηση μηχανής χρησιμοποιώντας βιοκαύσιμα γιατί θα χάσουμε την ενέργεια που επενδύσαμε αρχικά στη δημιουργία τους. Το άλλο πρόβλημα που έχουμε να αντιμετωπίσουμε με τα βιοκαύσιμα είναι ότι το διοξείδιο του άνθρακα δεν είναι το μόνο αέριο του θερμοκηπίου που πρέπει να ανησυχούμε. Άλλες χημικές ουσίες, όπως τα οξείδια του αζώτου, είναι επίσης αέρια του θερμοκηπίου και κατά την καλλιέργεια φυτών χρησιμοποιούνται λιπάσματα που παράγουν πολλά οξείδια του αζώτου. Βασικά, τα λιπάσματα περιέχουν άζωτο, το οποίο χρειάζονται τα φυτά για να αναπτυχθούν. Ωστόσο, τα περισσότερα φυτά δεν μπορούν να μετατρέψουν το μοριακό άζωτο σε στοιχειακό άζωτο που χρειάζονται. Για τη διαδικασία αυτή, τα φυτά στηρίζονται στα βακτήρια. Ό πως αποδεικνύεται, όχι μόνο τα βακτήρια παράγουν άζωτο που τα φυτά μπορούν να χρησιμοποιούν, παράγουν επίσης τα προϊόντα του αζώτου όπως τα οξείδια, και ίσως περισσότερο από ό, τι πιστεύαμε παλαιότερα. Το αποτέλεσμα είναι ότι ίσως εξισορροπούμε την ισορροπία του CO2 με τη χρήση βιοκαυσίμων, αλλά κινδυνεύει η ισορροπία του N2O και εξακολουθούν να προκαλούν υπερθέρμανση του πλανήτη. 2.5 ΒΙΟΠΟΙΚΙΛΟΤΗΤΑ ΚΑΙ ΤΑ ΒΙΟΚΑΥΣΙΜΑ Υπάρχει ένα τελευταίο πρόβλημα που παρουσιάστηκε από τα βιοκαύσιμα το οποίο πρέπει να αντιμετωπίσουμε και είναι η βιοποικιλότητα. Η βιοποικιλότητα αναφέρεται στην ποικιλία των διαφορετικών πραγμάτων που ζουν σε ένα περιβάλλον. Για παράδειγμα, αν καλλιεργείται μόνο το γλυκό καλαμπόκι σε έναν τομέα, θα έχουμε χαμηλή βιοποικιλότητα. Εάν, ωστόσο, αυξηθεί το γλυκό το καλαμπόκι, το καλαμπόκι βαθούλωμα, το πυριτόλιθο καλαμπόκι, το καλαμπόκι που χρησιμοποιείτε για την παραγωγή αλευριού και π ο π κορν, τότε θα έχουμε υψηλή βιοποικιλότητα. Γιατί πρέπει να μας νοιάζει; Καλλιεργώντας μόνο ένα είδος καλαμποκιού είναι πιο εύκολο για την παραγωγή βιοκαυσίμων, διότι μπορούμε να επιλέξουμε τον τύπο που παράγει το καλύτερο ακατέργαστο προϊόν, που είναι πιο εύκολο να αναπτυχθεί, και αυτό που απαιτεί ελάχιστη ποσότητα νερού και λοιπών πόρων. Αυτό ακούγεται καλό, αλλά στη συνέχεια η αρνητική πλευρά είναι ότι τα παράσιτα που τρώνε αυτό το είδος του καλαμποκιού θα αρχίσουν να πολλαπλασιάζονται, αν τα ψεκάσουμε με φυτοφάρμακα σκοτώνοντας τα, κάποια θα γίνουν αναπόφευκτα ανθεκτικά στα φυτοφάρμακα. Με την πάροδο του χρόνου, θα αυξηθούν σε αριθμό και θα βρεθούμε αντιμέτωποι με παράσιτα που είναι ανθεκτικά στις χημικές άμυνες μας. Στο τέλος, θα έχουμε ένα μεγαλύτερο πρόβλημα από αυτό που ξεκινήσαμε και πιθανώς να μην έχουμε καλαμπόκι, γιατί το νέο "υπέρ παράσιτο θα το έχει φάει όλο. 32

Η βιοποικιλότητα είναι σημαντική για να διασφαλίσει ότι τα παράσιτα δεν αναπτύσσσνται ανεξέλεγκτα. Το είδος της καλλιέργειας που απαιτείται για την παραγωγή μεγάλων ποσοτήτων βιοκαυσίμων, δεν μπορεί να τροποποιηθεί σε υψηλά επίπεδα βιοποικιλότητας. Αυτό παρουσιάζει ένα θεμελιώδες πρόβλημα στην παραγωγή βιοκαυσίμων, που ενισχύεται από το γεγονός ότι τα "υπέρ παράσιτα που παράγονται στην προσπάθεια να αναπτυχθούν τα βιοκαύσιμα μπορούν επίσης να απειλήσουν τις άλλες καλλιέργειες τροφίμων. 2.6 ΤΥΠΟΙ ΒΙΟΚΑΥΣΙΜΩΝ Η χημική δομή των βιοκαυσίμων μπορεί να διαφέρει κατά τον ίδιο τρόπο που διαφέρει και η χημική δομή των ορυκτών καυσίμων. Ως επί το πλείστον, ενδιαφερόμαστε για τα υγρά βιοκαύσιμα, δεδομένου ότι είναι εύκολη η μεταφορά τους. Ο παρακάτω πίνακας συγκρίνει τις διάφορες των βιοκαυσίμων με τα αντίστοιχα ορυκτά καύσιμα. Αιθανόλη - Βενζίνη / αιθάνιο Η αιθανόλη έχει περίπου τη μισή ενέργεια ανά μονάδα μάζας της βενζίνης. Οι κινητήρες πρέπει να τροποποιηθούν για να λειτουργήσουν με αιθανόλη. Εικόνα 14: ΑΙΘΑΝΟΛΗ Βιοντήζελ - ντήζελ Έχει ελαφρώς λιγότερη ενέργεια από ότι το συμβατικό ντήζελ. Είναι πιο διαβρωτικό για διάφορα τμήματα του κινητήρα, το οποίο σημαίνει ότι οι κινητήρες πρέπει να σχεδιαστούν για βιοντήζελ. 33

Εικόνα 15: ΒΙΟΝΤΙΖΕΛ Μεθανόλη - κεθάνιο Η μεθανόλη έχει περίπου το ένα τρίτο έως το ήμισυ της ενέργειας του μεθανίου. Η μεθανόλη είναι υγρή και μεταφέρετε εύκολα, ενώ το μεθάνιο είναι αέριο και πρέπει να συμπιεστεί για τη μεταφορά του. Εικόνα 16: ΜΕΘΑΝΟΛΗ Βιοβουτανόλη - Βενζίνη / βουτάνιο Η βιοβουτανόλη έχει ελαφρώς λιγότερη ενέργεια από τη βενζίνη, αλλά μπορεί να λειτουργεί σε οποιοδήποτε αυτοκίνητο που χρησιμοποιεί βενζίνη χωρίς να χρειάζεται τροποποίηση ο κινητήρας. Εικόνα 17: ΒΙΟΒΟΥΤΑΝΟΛΗ 34

2.7 ΙΣΤΟΡΙΑ ΤΩΝ ΒΙΟΚΑΥΣΙΜΩΝ Οι άνθρωποι χρησιμοποιούν κινητήρες ντήζελ με φυτικά έλαια πολύ περισσότερο από ό, τι χρησιμοποιούν κινητήρες ντήζελ με βάση το ορυκτό ντήζελ. Ο Rudolf Diesel, εφευρέτης του κινητήρα ντήζελ, τον σχεδίασε αρχικά για να λειτουργεί με φυτικά έλαια. Στην πραγματικότητα, σε μία από τις πρώτες του επιδείξεις, στην Παγκόσμια Έκθεση στο Παρίσι το 1897, είχε έναν κινητήρα ντήζελ που τροφοδοτούταν με φυστικέλαιο. Τα καύσιμα με βάση το ορυκτό πετρέλαιο αρχικά κέρδισαν τα βιοκαύσιμα λόγω του κόστους. Η κατάσταση όμως σιγά σιγά αναστρέφεται καθώς τα ορυκτά καύσιμα γίνονται πιο ακριβά. Κατά τη διάρκεια του Β 'Παγκοσμίου Πολέμου, η ζήτηση για βιοκαύσιμα αυξήθηκε και πάλι καθώς τα ορυκτά καύσιμα έγιναν λιγότερο άφθονα. Το ενδιαφέρον για τα βιοκαύσιμα αυξήθηκε κατά τη διάρκεια της ενεργειακής κρίσης τη δεκαετία του 1970. Η πιο πρόσφατη αύξηση του ενδιαφέροντος για τα βιοκαύσιμα συνέβη στη δεκαετία του 1990 ως απάντηση στις αυστηρότερες προδιαγραφές των εκπομπών και στις υψηλές απαιτήσεις για αυξημένη οικονομία καυσίμου. 2.8 ΤΑΞΙΝΟΜΗΣΗ ΤΩΝ ΒΙΟΚΑΥΣΙΜΩΝ Τα βιοκαύσιμα συνήθως χωρίζονται σε τρεις γενιές. Τα βιοκαύσιμα 1ης γενιάς που ονομάζεται επίσης συμβατικά βιοκαύσιμα. Είναι κατασκευασμένα από ύλες όπως η ζάχαρη, το άμυλο, ή τα φυτικά έλαια. Σημειώστε ότι όλα αυτά είναι προϊόντα διατροφής. Οποιαδήποτε βιοκαύσιμο είναι κατασκευασμένο από πρώτη ύλη η οποία μπορεί επίσης να καταναλωθεί ως ανθρώπινη τροφή ανήκει στην πρώτη γενιά βιοκαυσίμων. Τα βιοκαύσιμα 2ης γενιάς παράγονται από βιώσιμες πρώτες ύλες. Η βιωσιμότητα μιας πρώτης ύλης καθορίζεται από τη διαθεσιμότητα της, τις επιπτώσεις της στις εκπομπές αερίων θερμοκηπίου, τις επιπτώσεις της στη χρήση της γης, καθώς και από τη δυνατότητά της να απειλήσει την παραγωγή τροφίμων. Τα βιοκαύσιμα δεύτερης γενιάς δεν αποτελούν καλλιέργεια τροφίμων, αν και ορισμένα προϊόντα διατροφής μπορούν να γίνουν βιοκαύσιμα δεύτερης γενιάς, όταν δεν είναι πλέον χρήσιμα για την κατανάλωση. Τα βιοκαύσιμα δεύτερης γενιάς συχνά αποκαλούνται "προηγμένα βιοκαύσιμα. Αν και δεν είναι μια παραδοσιακή κατηγορία βιοκαυσίμων, μερικοί άνθρωποι αναφέρονται στην 3η γενιά βιοκαυσίμων. Σε γενικές γραμμές, ο όρος εφαρμόζεται σε οποιοδήποτε βιοκαύσιμο προέρχεται 35