Σχήµα 1. Παράλληλη αεριοποίηση λιγνίτη και απορριµµάτων



Σχετικά έγγραφα
Ανάπτυξη νέας γενιάς σταθµών Ηλεκτροπαραγωγής


Εισαγωγή στην αεριοποίηση βιομάζας

ΣΥΜΠΑΡΑΓΩΓΗ ΘΕΡΜΟΤΗΤΑΣ ΚΑΙ ΜΗΧΑΝΙΚΟΥ ΕΡΓΟΥ

Αποτελέσματα μετρήσεων σε βιοκαύσιμα και λέβητες Παρουσίαση στα πλαίσια της ιηµερίδας «Παραγωγή, Επεξεργασία και Εφοδιασµός Βιοµάζας»

Συνδυασµός Θερµοχηµικής και Βιοχηµικής

ΑΤΜΟΛΕΒΗΤΕΣ-ΑΤΜΟΣΤΡΟΒΙΛΟΙ ΑΣΚΗΣΕΙΣ ΠΡΑΞΗΣ

Μικρές Μονάδες Αεριοποίησης σε Επίπεδο Παραγωγού και Κοινότητας

ΑΕΡΙΟΠΟΙΗΣΗ ΒΙΟΜΑΖΑΣ - Προοπτικές συµπαραγωγής θερµότητας / ηλεκτρισµού

ΤΕΙ ΙΟΝΙΩΝ ΝΗΣΩΝ. ΤΜΗΜΑ ΟΙΚΟΛΟΓΙΑΣ & ΠΕΡΙΒΑΛΛΟΝΤΟΣ. ΖΑΚΥΝΘΟΣ 2007

Η ενεργειακή αξιοποίηση αποβλήτων ως μοχλός ανάπτυξης: Η περίπτωση της Αττικής

ΕΝΕΡΓΕΙΑΚΗΣ ΑΞΙΟΠΟΙΗΣΗΣ ΒΙΟΜΑΖΑΣ ΦΙΛΙΠΠΟΠΟΥΛΟΣ ΕΝΕΡΓΕΙΑΚΗ Α.Τ.Ε. 1ο ΧΛΜ ΝΕΟΧΩΡΟΥΔΑΣ ΘΕΣΣΑΛΟΝΙΚΗΣ

ΠΑΡΑΡΤΗΜΑ VΙ ΤΕΧΝΙΚΕΣ ΔΙΑΤΑΞΕΙΣ ΣΧΕΤΙΚΑ ΜΕ ΤΙΣ ΕΓΚΑΤΑΣΤΑΣΕΙΣ ΚΑΥΣΗΣ. Μέρος 1

Δρ. Ευστράτιος Καλογήρου Πρόεδρος

Βελτίωση βαθμού απόδοσης συμβατικών σταθμών

Προοπτικές ηλεκτροπαραγωγής και χρησιμοποίησης εναλλακτικών καυσίμων στη Δυτική Μακεδονία

Boudouard) C + CO 2 2CO Η = 173 kj/mol. C + H 2 O CO + H 2 Η = 136 kj/mol. CO + H 2 O CO 2 + H 2 Η = -41 kj/mol

ΕΙΣΑΓΩΓΗ ΣΤΙΣ ΑΠΕ. Βισκαδούρος Γ. Ι. Φραγκιαδάκης Φ. Μαυροματάκης

Gasification TECHNOLOGY

ΗΜΥ 445/681 Διάλεξη 2 Ατμοηλεκτρικές και υδροηλεκτρικές μονάδες

«Σύγχρονες Τεχνολογίες Καύσης Εισηγητής: Γκατζούλης Αθανάσιος

η βελτίωση της ποιότητας του αέρα στα κράτη µέλη της ΕΕ και, ως εκ τούτου, η ενεργός προστασία των πολιτών έναντι των κινδύνων για την υγεία που

ΑΣΚΗΣΕΙΣ ΣΕΜΙΝΑΡΙΟΥ ΣΑΗΣ ΣΤΟ ΚΑΠΕ 23/1/2015 ΑΝΑΝΙΑΣ ΤΟΜΠΟΥΛΙΔΗΣ

ΣΥΝΕΡΓΕΙΑ WTERT. Πρόεδρος. Συμβούλιο Ενεργειακής Αξιοποίησης Αποβλήτων. 22 Μαρτίου 2010, Αμφιθέατρο ΤΕΕ/ΤΚΜ. (

Ε Μ Π NTUA /3662 Fax: ΟΜΑΔΑ 3: Δοκιμή 1

BIOENERGY CONFERENCE 2013

Μικρές Μονάδες Συµπαραγωγής Ηλεκτρισµού & Θερµότητας από Wood Chip

Μελέτη, σχεδιασµός και κατασκευή

Οργανικά απόβλητα στην Κρήτη

«Συστήματα Συμπαραγωγής και Κλιματική Αλλαγή»

Επενδύσεις στην Ενεργειακή Αξιοποίηση Αστικών Απορριμμάτων: Δύο Προτάσεις για την Αττική

ΒΕΛΤΙΩΣΗ ΒΑΘΜΟΥ ΑΠΟΔΟΣΗΣ & ΕΞΟΙΚΟΝΟΜΗΣΗ ΕΝΕΡΓΕΙΑΣ ΣΕ ΛΙΓΝΙΤΙΚΟ ΑΤΜΟΗΛΕΚΤΡΙΚΟ ΣΤΑΘΜΟ

ΠΑΝΕΠΙΣΤΗΜΙΟ ΥΤΙΚΗΣ ΜΑΚΕ ΟΝΙΑΣ ΤΜΗΜΑ ΜΗΧΑΝΟΛΟΓΩΝ ΜΗΧΑΝΙΚΩΝ

'Απόβλητα, πρόβληµα της σύγχρονης κοινωνίας : Μπορεί η τεχνολογία να δώσει βιώσιµες λύσεις;'

04-04: «Ιδιαίτερα» κλάσματα βιομάζας Ιδιότητες και διεργασίες

ΒΙΟΚΑΥΣΙΜΑ 2 ΗΣ ΓΕΝΙΑΣ : MΟΝΟΔΡΟΜΟΣ ΓΙΑ ΤΟ 2020

ανάπτυξης Αμάρυνθος 25/2/2013 Αναπλ. Καθηγητής Τ.Ε.Ι. Πειραιά ΣΥΝΕΡΓΕΙΑ WTERT (

Παραγωγή, χαρακτηρισμός και αξιοποίηση στερεών εναλλακτικών καυσίμων RDF-SRF

Μηχανική Αποκοµιδή. Μεταφόρτωση. Ανάκτηση και Ανακύκλωση. Μηχανική Επεξεργασία & Αξιοποίηση Υγειονοµική Ταφή. ιαχείριση Ειδικών Απορριµµάτων

Προοπτική εξέλιξης της διείσδυσης του Φυσικού Αερίου στην Ηλεκτροπαραγωγή στο Ελληνικό Διασυνδεδεμένο Σύστημα. Ι. Κοπανάκης Διευθυντής ΔΣΔΑΜΠ

ρ Παρουσίαση τεχνοοικονομικών χαρακτηριστικών και λειτουργιών υφιστάμενου σταθμού βιοαερίου Γιώργος Αντρέου

Ενεργειακή Αξιοποίηση Βιομάζας. Δρ Θρασύβουλος Μανιός Αναπληρωτής Καθηγητής ΤΕΙ Κρήτης ΣΕΠ στην ΠΣΕ50

ΕΛΛΗΝΙΚΑ ΠΕΤΡΕΛΑΙΑ ΚΑΙ ΒΙΩΣΙΜΗ ΑΝΑΠΤΥΞΗ. Πηνελόπη Παγώνη ιευθύντρια Υγιεινής, Ασφάλειας & Περιβάλλοντος Οµίλου ΕΛΠΕ

Αφού διαπιστώθηκε απαρτία διότι σε σύνολο 15 μελών ήταν παρόντα τα 8 μέλη άρχισε η συζήτηση των θεμάτων της ημερήσιας διάταξης.


Ατομικό Θέμα: Συμπαραγωγή ηλεκτρισμού και θερμότητας από ελαιοπυρηνόξυλο μέσω θερμοχημικής ή βιοχημικής μετατροπής

ΤΕΧΝΙΚΟ ΕΠΙΜΕΛΗΤΗΡΙΟ ΕΛΛΑΔΑΣ Περιφερειακό Τμήμα Νομού Αιτωλοακαρνανίας

Περιβαλλοντική Διάσταση των Τεχνολογιών ΑΠΕ

Ημερίδα 21/11/2014 «Ενεργειακή Αξιοποίηση Κλάσματος Μη Ανακυκλώσιμων Αστικών Απορριμμάτων σε μία Βιώσιμη Αγορά Παραγωγής Ενέργειας από Απορρίμματα»

εναλλακτικές τεχνικές βελτίωσης της ενεργειακής και περιβαλλοντικής ρβ απόδοσης

Οικολογική Εταιρεία Ανακύκλωσης. τηλ Αθήνα, 16 Φεβρουαρίου 2009

Είδος Συνθήκες Προϊόν υγρό/ Χρήση αέριο/ στερεό wt%

Παραγωγή Βιοκαυσίµων Εξεργειακή Προσέγγιση. Κορωναίος Χριστοφής Σπυρίδης Χρήστος Ρόβας ηµήτριος

ιασφάλιση Περιβαλλοντικών Απαιτήσεων σε Σύγχρονες Εγκαταστάσεις Αξιοποίησης Στερεής Βιομάζας

Ενεργειακός Σχεδιασμός της χώρας και η ανταγωνιστικότητα του λιγνίτη

Αναερόβιες Μονάδες για την παραγωγή βιο-αερίου από βιοµάζα

ΠΑΝΕΠΙΣΤΗΜΙΟ ΔΥΤΙΚΗΣ ΜΑΚΕΔΟΝΙΑΣ ΠΟΛΥΤΕΧΝΙΚΗ ΣΧΟΛΗ ΤΜΗΜΑ ΜΗΧΑΝΟΛΟΓΩΝ ΜΗΧΑΝΙΚΩΝ ΤΕΧΝΟΛΟΓΙΑ ΑΕΡΙΟΣΤΡΟΒΙΛΩΝ 10 Ο ΕΞΑΜΗΝΟ

Ειδικά Κεφάλαια Παραγωγής Ενέργειας

Μάθημα Επιλογής 8 ου εξαμήνου

Παραγωγή ενέργειας σε μονάδες παραγωγής βιοαερίου από την αξιοποίηση οργανικών αποβλήτων

ΙΩΑΝΝΗΣ ΓΡΗΓΟΡΙΑ ΗΣ 1.ΕΙΣΑΓΩΓΗ

Ενεργειακή συν-αξιοποίηση. Γ. Κουφοδήμος, Μηχ-Μηχ Ι. Μπούκης, Χημ-Μηχ Τμήμα Έρευνας & Ανάπτυξης

ΕΦΑΡΜΟΓΗ ΕΓΚΑΤΑΣΤΑΣΗΣ ΒΙΟΑΕΡΙΟΥ ΑΠΟ ΒΙΟΜΑΖΑ ΑΓΡΟΤΙΚΗΣ ΠΡΟΕΛΕΥΣΗΣ

ΕΦΑΡΜΟΓΗ ΜΟΝΑ Α ΑΝΑΚΥΚΛΩΣΗΣ ΝΕΡΟΥ ΚΑΙ ΜΗ ΕΝΙΚΗΣ ΑΠΟΡΡΙΨΗΣ ΥΓΡΩΝ ΑΠΟΒΛΗΤΩΝ

Πολιτική και προτεραιότητες στην ενεργειακή αξιοποίηση βιομάζας στην Ευρώπη και στην Ελλάδα

Διπλ. Μηχανικός Βασιλειάδης Μιχαήλ ΑΟΥΤΕΒ ΜΗΧΑΝΙΚΗ Α.Ε. 04 Φεβρουαρίου 2011 Hotel King George II Palace Πλατεία Συντάγματος Αθήνα

Η ΧΡΗΣΗ ΒΙΟΜΑΖΑΣ ΓΙΑ ΘΕΡΜΑΝΣΗ ΚΤΙΡΙΩΝ

Σίσκος Ιωάννης, Μηχανολόγος Μηχανικός

Βιολογικές Επεξεργασίες Στερεών Αποβλήτων

1. ΙΑΠΙΣΤΩΣΕΙΣ. 1.1 Γενικά

ΣΥΝΟΛΟ ΕΓΚΑΤΕΣΤΗΜΕΝΗΣ ΙΣΧΥΟΣ ΣΗΜΕΡΑ ΦΥΣΙΚΟ ΑΕΡΙΟ 24% ΥΔΡΟΗΛΕΚΤΡΙΚΑ 25% ΠΕΤΡΕΛΑΙΟ 6% ΛΙΓΝΙΤΗΣ 45%

Σκοπιμότητα της θερμικής επεξεργασίας στερεών αποβλήτων στην Ελλάδα. Νικόλαος Μουσιόπουλος

ΕΣΜΕΥΣΗ CO 2 ΣΤΟΝ ΤΟΜΕΑ ΗΛΕΚΤΡΟΠΑΡΑΓΩΓΗΣ ΑΠΟ ΛΙΓΝΙΤΗ ΚΑΙ ΦΥΣΙΚΟ ΑΕΡΙΟ

ΤΕΧΝΙΚΟ ΕΠΙΜΕΛΗΤΗΡΙΟ ΕΛΛΑΔΑΣ ΤΜΗΜΑ ΚΕΝΤΡΙΚΗΣ ΜΑΚΕΔΟΝΙΑΣ

Οικονομική και Περιβαλλοντική σύγκριση συστημάτων θέρμανσης

Συστήματα Βιομηχανικών Διεργασιών 6ο εξάμηνο

Βασικό παράδειγµα εφαρµογής

Τεχνολογία Παραγωγής Τσιμέντου και Σκυροδέματος

Εισήγηση: Η εκµετάλλευση του λιγνίτη στην Ελλάδα µε οικονοµικά και περιβαλλοντικά κριτήρια. Σηµερινή κατάσταση-προοπτικές


Τεχνολογίες επεξεργασίας απορριμμάτων: η περίπτωση της Αττικής

Ξενία

ΒΙΟΓΡΑΦΙΚΟ ΣΗΜΕΙΩΜΑ. Tηλέφωνο: / /

ΕΡΓΑΣΙΑ ΣΤΑ ΠΛΑΣΙΑ ΤΟΥ PROJECT

Η ΕΝΕΡΓΕΙΑΚΗ ΑΞΙΟΠΟΙΗΣΗ ΩΣ ΒΑΣΙΚΟΣ ΠΥΛΩΝΑΣ ΣΤΗ ΣΥΓΧΡΟΝΗ ΔΙΑΧΕΙΡΙΣΗ ΑΠΟΡΡΙΜΜΑΤΩΝ

14/12/ URL: LSBTP. Assoc. Prof. Dr.-Ing. Sotirios Karellas

ΘέτονταςτοπλαίσιογιατηνεδραίωσητουΥΦΑως ναυτιλιακό καύσιµο στην Ανατολική Μεσόγειο. .-Ε. Π. Μάργαρης, Καθηγητής

& αντιµετώπισή τους. Aβραάµ Καραγιαννίδης, Αναπληρωτής Καθηγητής ΑΠΘ

Εργ.Αεροδυναμικής,ΕΜΠ. Καθ. Γ.Μπεργελές

Αντιμετώπιση ενεργειακού προβλήματος. Περιορισμός ενεργειακών αναγκών (εξοικονόμηση ενέργειας)

Gasification TECHNOLOGY

ΕΝΤΑΞΗ ΜΟΝΑ ΩΝ ΦΥΣΙΚΟΥ ΑΕΡΙΟΥ ΣΤΟ ΕΛΛΗΝΙΚΟ ΣΥΣΤΗΜΑ ΗΛΕΚΤΡΟΠΑΡΑΓΩΓΗΣ: ΑΝΑ ΡΟΜΗ ΤΕΧΝΟΛΟΓΙΕΣ. Χ. Αργυριάδης, Ε. Μπονατάκη, ΜΚΘ/ ΕΗ Α.Ε.

4ο Εργαστήριο: ΣΥΣΤΗΜΑΤΑ ΘΕΡΜΑΝΣΗΣ

Πετρέλαιο Κίνησης 21% Μαζούτ 18% Πετρέλαιο Θέρµανσης

Για την αντιμετώπιση του προβλήματος της διάθεσης των παραπάνω αποβλήτων, τα Ελληνικά τυροκομεία ως επί το πλείστον:

Energy resources: Technologies & Management

Case Stady Boutique Hotel Ονειρόπετρα Καρπενήσι Hydro 200kw. Αποτελέσματα ενεργειακής αναβάθμισης Ξενοδοχείου στο Καρπενήσι

ΕΚΔΗΛΩΣΗ ΤΟ ΕΜΠ ΣΤΗΝ ΠΡΩΤΟΠΟΡΙΑ ΤΗΣ ΕΡΕΥΝΑΣ ΚΑΙ ΤΕΧΝΟΛΟΓΙΑΣ

Μονάδες Παραγωγής Καθαρής Ενέργειας

Transcript:

ΣΥΝ ΥΑΣΜΕΝΗ ΑΕΡΙΟΠΟΙΗΣΗ ΣΤΕΡΕΩΝ ΑΠΟΡΡΙΜΜΑΤΩΝ ΚΑΙ ΛΙΓΝΙΤΗ-ΜΕΛΕΤΗ ΕΦΑΡΜΟΓΗΣ ΓΙΑ ΤΗ. ΜΑΚΕ ΟΝΙΑ Ε. Καρλόπουλος, Ε. Κακαράς, Ν. Κούκουζας Εθνικό Κέντρο Έρευνας &Τεχνολογικής Ανάπτυξης (ΕΚΕΤΑ)/ Ινστιτούτο Τεχνολογίας & Εφαρµογών Στερεών Καυσίµων (ΙΤΕΣΚ) 4 o χλµ. εθνικής οδού Πτολεµαίδας-Κοζάνης, GR-50200 Πτολεµαίδα Τηλ.: +30 2463053842, Φαξ.: +30 2463053843, e-mail: karlopoulos@lignite.gr KEYWORDS: αεριοποίηση, λιγνίτης, απορρίµµατα, συνδυασµένος κύκλος, IGCC ΠΕΡΙΛΗΨΗ Tα συγκριτικά πλεονεκτήµατα των ενεργειακών συστηµάτων αεριοποίησης προσδιορίζονται στην ευελιξία της τροφοδοσίας και της παραγωγής αλλά κυρίως στην πολύ φιλική περιβαλλοντική συµπεριφορά. Συνδυασµένη αεριοποίηση άνθρακα και απορριµµάτων µπορεί να πραγµατοποιηθεί µε παράλληλη ή µε άµεση αεριοποίηση. Άµεση αεριοποίηση αποτελεί βιώσιµη επιλογή για εγκαταστάσεις µεγέθους µεγαλυτέρου των 350 MW ηλ. Παράλληλη αεριοποίηση, χωρίς περαιτέρω επεξεργασία του παραγόµενου αερίου σύνθεσης, ενδείκνυται για αεριογόνα µικρού ή µεσαίου µεγέθους εγκατεστηµένα σε περιοχές στις οποίες λειτουργούν ανθρακικοί θερµικοί σταθµοί. GO-GASIFICATION OF SOLID WASTE AND LIGNITE - A CASE STUDY FOR W. MACEDONIAN Ε. Karlopoulos, E. Kakaras, Ν. Κoukouzas Centre for Research and Technology Hellas (CERTH)/ Institute for Solid Fuels Technology and Applications (ΙSFTA) 4 th km N.R. Ptolemaida-Kozani, GR-50200 Ptolemaida Tel.: +30 2463053842, Fax. +302463053843, e-mail: karlopoulos@lignite.gr KEYWORDS: gasification, lignite, waste, combined cycle, IGCC ABSTRACT The competitive advantages of gasification systems are determined both in the fuel flexibility and production but also in their very friendly environmental behaviour. Co-gasification of coal and waste can be determined with parallel or direct gasification. Direct gasification constitutes a viable choice for installations bigger than 350 MW el. Parallel gasification, without further treatment of produced gas, is advisable for gasifiers of small or medium size installed in regions where coal-fired power plants operate. 1

1. ΕΙΣΑΓΩΓΗ Με τον όρο αεριοποίηση χαρακτηρίζεται η διαδικασία κατά την οποία κάθε στερεή η υγρή ουσία οργανικής προέλευσης, µε προσθήκη ατµού και αέρα, µετατρέπεται σε αέριο. Η διεργασία πραγµατοποιείται σε ειδικούς αντιδραστήρες οι οποίοι καλούνται αεριογόνα. Η τροφοδοσία του αεριογόνου µπορεί να αποτελείται από οτιδήποτε υλικό οργανικής βάσης όπως άνθρακας, απορρίµµατα, πετρελαϊκό κώκ, βιοµάζα, πίσσες, αλλά και βαριά κλάσµατα πετρελαίου. Το παραγόµενο αέριο σύνθεσης, γνωστό διεθνώς ως synthesis gas, αποτελείται κυρίως από υδρογόνο (Η 2 ) και µονοξείδιο του άνθρακα (CO) και χρησιµοποιείται ως καύσιµο για παραγωγή ισχύος αλλά και ως πρώτη ύλη στη χηµική βιοµηχανία. Ο συνδυασµός ενός αεριογόνου, µίας µονάδας επεξεργασίας αερίων και ενός συστήµατος παραγωγής ενέργειας συνδυασµένου κύκλου αποτελεί τη βάση για τα Ολοκληρωµένα Συστήµατα Αεριοποίησης Συνδυασµένου Κύκλου (Integrated Gasification Combined Cycle, IGCC). Tα προτερήµατα των συστηµάτων αυτών προσδιορίζονται στην ευελιξία της τροφοδοσίας και της παραγωγής αλλά και στην πολύ φιλική περιβαλλοντική συµπεριφορά τους. Στόχο της εργασίας αποτελεί η παρουσίαση των τεχνολογιών συνδυασµένης αεριοποίησης άνθρακα και απορριµµάτων καθώς και η εξέταση της τεχνοοικονοµικής δυνατότητας εγκατάστασης και λειτουργίας µονάδας αεριοποίησης, µε καύσιµο λιγνίτη και αστικά απορρίµµατα, στην περιοχή της. Μακεδονίας. 2. ΤΕΧΝΟΛΟΓΙΕΣ ΣΥΝ ΥΑΣΜΕΝΗΣ ΑΕΡΙΟΠΟΙΗΣΗΣ Συνδυασµένη αεριοποίηση άνθρακα και απορριµµάτων µπορεί να πραγµατοποιηθεί µε παράλληλη ή µε άµεση αεριοποίηση. Και οι δύο τεχνολογίες βρίσκονται σε επιδεικτικό στάδιο, εµφανίζοντας το µεγαλύτερο δυναµικό βελτίωσης από κάθε άλλη τεχνολογία παραγωγής ενέργειας µε βάση τα στερεά καύσιµα [1]. 2.1 Παράλληλη Αεριοποίηση Στην µέθοδο αυτή το παραγόµενο αέριο σύνθεσης εξέρχεται από το αεριογόνο και οδηγείται σε συµβατικούς λέβητες κονιοποιηµένου καυσίµου όπου καίγεται ακατέργαστο ως συµπληρωµατικό καύσιµο σε συνδυασµό µε άνθρακα. Στο σχήµα 1 παρουσιάζεται απλοποιηµένο διάγραµµα ροής της τεχνολογίας παράλληλης αεριοποίησης [2]. Σχήµα 1. Παράλληλη αεριοποίηση λιγνίτη και απορριµµάτων Η τεχνολογία της παράλληλης αεριοποίησης δεν παρέχει τη δυνατότητα χρήσης του παραγόµενου αερίου σύνθεσης για άµεση παραγωγή ενέργειας, λόγω απουσίας µονάδας 2

επεξεργασίας του. Σε αντιδιαστολή, απαιτείται χαµηλό κόστος επένδυσης ενώ ενδεχόµενες διακοπές στην διαδικασία αεριοποίησης δεν αναγκάζουν σε καθολική διακοπή ολόκληρης της µονάδας παραγωγής ενέργειας. Η ενέργεια των απορριµµάτων µεταφέρεται από το αεριογόνο στο λέβητα ως αισθητή θερµότητα, µε τη µορφή χαµηλής θερµογόνου ικανότητας αέριο και ως λεπτοµερές καύσιµο σωµατιδίων κώκ. Εκτός της µείωσης των εκποµπών CO 2 λόγω υποκατάστασης ορυκτών καυσίµων, σηµαντικό περιβαλλοντικό πλεονέκτηµα αποτελεί η µείωση των εκποµπών NO x κατά 10 mg/mj και του SO 2 κατά 20-25 mg/mj [3]. Η µέθοδος της παράλληλης αεριοποίησης βρίσκεται σε επιδεικτικό στάδιο στο Zeltweg της Αυστρίας καθώς και στο θερµικό σταθµό Kymijarvi στη Φινλανδία. Και οι δύο µονάδες λειτουργούν µε την τεχνολογία της συµπαραγωγής και χρησιµοποιούν άνθρακα ως καύσιµο βάσης ο οποίος υποκαθίσταται έως και 30% από βιοµάζα και αστικά απορρίµµατα [2],[3]. 2.2 Άµεση Αεριοποίηση Στην άµεση αεριοποίηση τα απορρίµµατα αναµειγνύονται µε τον άνθρακα και στη συνέχεια τροφοδοτούνται στο αεριογόνο. Η όλη διεργασία αποτελεί την ενσωµάτωση τριών ώριµων τεχνολογιών: αεριοποίηση, επεξεργασία ρευστών, παραγωγή ισχύος σε συνδυασµένο κύκλο. Η λειτουργική διασύνδεση των τεχνολογιών αυτών αποτελεί τα Ολοκληρωµένα Συστήµατα Αεριοποίησης Συνδυασµένου Κύκλου, όπως παρουσιάζεται στο σχήµα 2. Σχήµα 2. Ολοκληρωµένο σύστηµα αεριοποίησης λιγνίτη και απορριµµάτων Η συνδυασµένη αεριοποίηση µε δύο κύριους κύκλους παραγωγής ενέργειας, τον κύκλο Brayton και τον κύκλο ατµού Rankine, έχει αποδειχθεί πολύ αποτελεσµατική στην παραγωγή ισχύος. Επιπλέον, το αέριο σύνθεσης µπορεί να µετατραπεί σε χηµικά προϊόντα υψηλής προστιθέµενης αξίας όπως υδρογόνο, µεθανόλη, αµµωνία, συνθετικό φυσικό αέριο ή λιπάσµατα [4]. Παράλληλα, δίδεται η δυνατότητα ενσωµάτωσης στην παραγωγική διαδικασία προηγµένων τεχνολογιών ενεργειακών τεχνολογιών όπως για παράδειγµα τα κελιά καυσίµου (fuel cells). Σε παγκόσµιο επίπεδο, συνδυασµένη αεριοποίηση άνθρακα και απορριµµάτων πραγµατοποιείται στις εγκαταστάσεις της Schwarze Pumpe GmbH στη Γερµανία, στο Westfield Development Center της Σκωτίας και στο Kentucky της Β. Αµερικής [5]. Και οι τρεις παραπάνω µονάδες χρησιµοποιούν αεριογόνο κινούµενης κλίνης υγρής τέφρας της British Gas Lurgi (BGL). Το συγκεκριµένο αεριογόνο σχεδιάσθηκε και εξελίχθηκε για αεριοποίηση χονδρόκοκκων στερεών υλικών, χωρίς περιορισµό στην περιεκτικότητα τέφρας και υγρασίας, ενώ η παραγόµενη τέφρα υαλώδους δοµής ικανοποιεί 3

απόλυτα τα κριτήρια των γερµανικών κανονισµών που αφορούν τη διαχείριση αποβλήτων [6]. 3. ΜΕΛΕΤΗ ΕΦΑΡΜΟΓΗΣ ΓΙΑ ΤΗ. ΜΑΚΕ ΟΝΙΑ Λαµβάνοντας υπ όψη τις παραπάνω τεχνολογικές δυνατότητες, πραγµατοποιήθηκε προκαταρκτική µελέτη για την δυνατότητα εγκατάστασης και λειτουργίας µονάδας συνδυασµένης αεριοποίησης λιγνίτη και αστικών απορριµµάτων στην περιφέρεια. Μακεδονίας. Η επιλογή του συγκεκριµένου γεωγραφικού διαµερίσµατος έγινε αφ ενός λόγω της ύπαρξης σηµαντικών αποθεµάτων λιγνίτη στην περιοχή και αφ εταίρου, λόγω της λειτουργίας ολοκληρωµένου συστήµατος διαχείρισης των απορριµµάτων σε επίπεδο περιφέρειας. Τα κύρια στάδια της παραγωγικής διαδικασίας στην περίπτωση της άµεσης αεριοποίησης περιλαµβάνουν την προετοιµασία του καυσίµου, την αεριοποίηση, την επεξεργασία του παραγόµενου αερίου σύνθεσης και τέλος την παραγωγή ενέργειας. 3.1 Προετοιµασία καυσίµου και αεριοποίηση Η συνολική ποσότητα των αστικών απορριµµάτων στη. Μακεδονία ανέρχεται σε 100.000 τόνους ετησίως [7]. Το 20% της ποσότητας αυτής αντιστοιχεί σε µη καύσιµα υλικά τα οποία θα αποµακρύνονται κατά την παραγωγή Refuse Derived Fuel (RDF). Η τροφοδοσία του αεριογόνου αποτελείτε από µείγµα RDF και λιγνίτη σε ποσοστιαία αναλογία µάζας 75:25 και η εγκατεστηµένη ισχύς της µονάδας υπολογίσθηκε στα 30 MW ηλ. Ο υπολογισµός της συγκεκριµένης ισχύος πραγµατοποιήθηκε µε βάση τις θερµογόνους ικανότητες των καυσίµων και τις αποδόσεις των διεργασιών. Το µείγµα της τροφοδοσίας, πελλέτες λιγνίτη/rdf, οδηγείται στην κορυφή του αεριογόνου όπου συµπιέζεται στην πίεση λειτουργίας η οποία κυµαίνεται από 27-30 bar. Το µέσο αεριοποίησης, ατµός και οξυγόνο, εισέρχεται στον πυθµένα του αεριογόνου ενώ το παραγόµενο αέριο σύνθεσης εξέρχεται από την κορυφή σε θερµοκρασία περίπου 500 0 C. Η συνολική διεργασία παρουσιάζεται στο σχήµα 3. 3.2 Επεξεργασία αερίου σύνθεσης και παραγωγή ενέργειας Άµεση ψύξη του παραγόµενου αερίου σύνθεσης µε νερό συµπυκνώνει τους βαρείς υδρογονάνθρακες, τις πίσσες, τα έλαια και τη νάφθα, τα οποία αφού ανακτηθούν σε σύστηµα διαχωρισµού αερίων-ρευστών, ανακυκλώνονται στο αεριογόνο. Στη συνέχεια, µετά από πρόσθετη ψύξη, το αέριο σύνθεσης οδηγείται στην µονάδα επεξεργασίας όπου µε διαδοχική χρήση των µεθόδων Methyl Diethanol Amine (MDEA), και Shell Claus Off-gas (SCOT), αποµακρύνονται οι θειούχες ενώσεις και η αµµωνία, ενώ παράλληλα ανακτάται εµπορεύσιµο στοιχειακό θείο. Το καθαρό πλέον αέριο σύνθεσης προθερµαίνεται, κορύνεται και µετά την προσθήκη αζώτου, προερχόµενο από την µονάδα παραγωγής οξυγόνου, οδηγείται στον αεροστρόβιλο. Το θερµό κορεσµένο µείγµα καίγεται στον θάλαµο καύσης του αεροστρόβιλου ενώ τα θερµά καυσαέρια οδηγούνται στο σύστηµα ανάκτησης θερµότητας όπου παράγεται υπέρθερµος ατµός. Ο παραγόµενος ατµός χρησιµοποιείται για την παραγωγή Η/Ε σε σύστηµα ατµοστροβίλου αλλά και για την κάλυψη των ενεργειακών αναγκών της συνολικής διεργασίας. Η παραγωγή ηλεκτρικής ενέργειας πραγµατοποιείται σε ποσοστό 67 % στον αεροστρόβιλο και 33 % στον ατµοστρόβιλο. Ο βαθµός απόδοσης της µονάδας ανέρχεται στο 45% και η ιδιοκατανάλωση Η/Ε στο 7,5% [8]. Η παραγόµενη τέφρα η οποία περιέχει τα µη καύσιµα συστατικά της τροφοδοσίας εξέρχεται σε υαλώδη µορφή και οδηγείται σε χώρους ταφής ή αποθηκεύεται µε στόχο την περαιτέρω αξιοποίηση. 4

Σχήµα 3. ιάγραµµα ροής ολοκληρωµένης αεριοποίησης λιγνίτη και απορριµµάτων 1: Προετοιµασία καυσίµου 2: Αεριογόνο BGL 3: ιαχωρισµός αερίων-υγρών 4: Ψύξη αερίου- Υδρόλυση COS 5: Κορεσµός καυσίµου & αναθέρµανση 6: MDEA 7: CLAUS 8: SCOT 9: Καυστήρας 1O: Αεροστρόβιλος 11: Ανάκτηση θερµότητας 12: Ατµοστρόβιλος 13: Συµπιεστής αέρα 14: Μονάδα διαχωρισµού αέρα 15: Πλύση αερίου σύνθεσης 16: BFW 17: Επεξεργασία τέφρας 5

3.3 Ειδικό κόστος επένδυσης Εκτιµώντας το κόστος του µηχανολογικού εξοπλισµού, υπολογίσθηκε το συνολικό κόστος επένδυσης και στη συνέχεια το ειδικό κόστος επένδυσης ανά εγκαταστηµένο MW ηλ. όπως παρουσιάζεται στο σχήµα 4. Για την περίπτωση της. Μακεδονίας, το ειδικό κόστος επένδυσης για την µονάδα των 30 MW ηλ ανέρχεται σε 3.700. 400 MW 300 MW 200 MW 100 MW 50 MW 0 1000 2000 3000 4000 Ειδικό κόστος επένδυσης (Euro/kW) Σχήµα 4. Ειδικό κόστος επένδυσης ανά εγκατεστηµένο MW Όπως προκύπτει από το σχήµα 4, το ειδικό κόστος επένδυσης για µονάδες µικρότερες των 350 MW δεν είναι ανταγωνιστικό συγκριτικά µε το κόστος των συµβατικών σταθµών παραγωγής Η/Ε από στερεά καύσιµα, το οποίο ανέρχεται σε 1.000-1.200 /kw ηλ. [9]. 3.4 Κόστος παραγωγής ηλεκτρικής ενέργειας Το κόστος παραγωγής της ηλεκτρικής kwh προσδιορίσθηκε τη µέθοδο του οικονοµικά ισοδύναµου µέσου κόστους [10]. Με βάση την µέθοδο αυτή προκύπτει κόστος παραγωγής της ηλεκτρικής ενέργειας, για µονάδα ισχύος 30 MW ηλ, ίσο µε 0,0827/kWh. Η κατανοµή των δαπανών παραγωγής παρουσιάζεται στο σχήµα 5. Πρόσθετα Εξοδα 5,54% Επιστασία 1,33% Κόστος Καυσίµου 0,97% Αναλώσιµα 0,34% ιαχείριση Τέφρας 0,62% Μισθοδοσία 13,30% Συντήρηση 12,10% Κόστος Κεφαλαίου 65,81% Σχήµα 5. Κατανοµή δαπανών στο κόστος παραγωγής ηλεκτρικής ενέργειας 6

Η µέση τιµή πώλησης της ηλεκτρικής kwh από τη ΕΗ ανέρχεται σε 0,0625 για χαµηλή, µέση και υψηλή τάση. Με κόστος παραγωγής 0,0827/kWh η λειτουργία της µονάδας µας χαρακτηρίζεται εξ αρχής µη συµφέρουσα χωρίς να απαιτείται περαιτέρω οικονοµική αξιολόγηση. Ο σηµαντικότερος παράγοντας που καθιστά αντιοικονοµική την µονάδα των 30 ΜW ηλ. είναι το υψηλό ειδικό κόστος επένδυσης. Σηµαντική διαφοροποίηση στην οικονοµική συµπεριφορά εµφανίζεται µε την αύξηση της εγκατεστηµένης ισχύος, όπως παρουσιάζεται στο σχήµα 6. Kόστος Παραγωγής (Euro/kWh) 0,08 0,07 0,06 0,05 0,04 0,03 0,02 0,01 0 0 100 200 300 400 500 Εγκατεστηµένη Ισχύς (ΜWηλ.) Σχήµα 6. Κόστος παραγωγής συναρτήσει της εγκατεστηµένης ισχύος Για µονάδα εγκατεστηµένης ισχύος µεγαλύτερης των 200 MW ηλ. προκύπτει κόστος παραγωγής περίπου 0,0366/kWh, ενώ για δυναµικότητα 400 MW ηλ. το κόστος παραγωγής γίνεται ίσο µε το κόστος παραγωγής των λιγνιτικών σταθµών της ΕΗ. Εάν βεβαίως στο κόστος αυτό ληφθούν υπόψη τα περιβαλλοντικά οφέλη, µε κατάλληλο αλγόριθµο εσωτερικοποίησης του περιβαλλοντικού κόστους, η παραγόµενη ηλεκτρική kwh θα προκύπτει φθηνότερη ακόµη και από τη λιγνιτική. 4. ΣΥΜΠΕΡΑΣΜΑΤΑ-ΠΡΟΤΑΣΕΙΣ Στην περίπτωση της. Μακεδονίας, το πρόβληµα του υψηλού κόστους επένδυσης των ολοκληρωµένων συστηµάτων αεριοποίησης µπορεί να αντιµετωπισθεί αξιοποιώντας τη δυνατότητα βαθµωτής (modular) κατασκευής των µονάδων αυτών, στηριζόµενοι στην τεχνολογία της παράλληλης αεριοποίησης. Αρχικά κατασκευάζεται µόνο το αεριογόνο τροφοδοτούµενο µε αστικά απορρίµµατα και λιγνίτη. Το παραγόµενο αέριο σύνθεσης, χωρίς περαιτέρω επεξεργασία, τροφοδοτείται στους θερµικούς σταθµούς της ΕΗ ως υποστηρικτικό καύσιµο κατά την διάρκεια χαµηλής ζήτησης φορτίου, ως καύσιµο εκκίνησης των µονάδων αλλά και στην περίπτωση που η ποιότητα του λιγνίτη δεν είναι µέσα στα όρια των προδιαγραφών. Με τον τρόπο αυτό εξοικονοµούνται ή υποκαθίστανται ολοκληρωτικά σηµαντικές ποσότητες πετρελαίου, η προµήθεια του οποίου στοιχίζει ετησίως σηµαντικά ποσά σε συνάλλαγµα. Στη συνέχεια, βελτιστοποιώντας και αποκτώντας σηµαντική τεχνογνωσία και εµπειρία στην λειτουργία του αεριογόνου, προστίθεται η µονάδα επεξεργασίας του αερίου σύνθεσης. Με τον τρόπο αυτό παρέχεται η δυνατότητα χρήσης του αερίου σύνθεσης ως καύσιµο σε σύστηµα συνδυασµένου κύκλου, για την παραγωγή προϊόντων υψηλής προστιθέµενης αξίας όπως υδρογόνο, µεθανόλη, λιπάσµατα, καθώς και για παραγωγή ηλεκτρικής ενέργειας από κελιά καυσίµου. Όσον αφορά το περιβαλλοντικό όφελος, η λειτουργία µονάδας ολοκληρωµένης αεριοποίησης στη. 7

Μακεδονία θα συµβάλει στη µείωση των εκποµπών SO 2 και NO χ σε ποσοστό 95% και 85% αντίστοιχα, συγκριτικά µε συµβατικό σταθµό καύσης της ίδιας ποιότητας λιγνίτη [8]. Σε µεσοσπρόθεσµο ορίζοντα, ο άνθρακας, η βιοµάζα, τα απορρίµµατα και κυρίως ο συνδυασµός αυτών θα αποτελούν τα κύρια καύσιµα των συστηµάτων αεριοποίησης. Η ανάγκη εκτεταµένης ανακύκλωσης, οι συνεχώς αυστηρότεροι περιβαλλοντικοί περιορισµοί, η σχετικά υψηλή διαθεσιµότητα άνθρακα σε συνάρτηση µε τη στενότητα των πετρελαϊκών αποθεµάτων, δεν αφήνουν περιθώρια επιλογής. Ιδιαίτερα για την Ελλάδα, στηριζόµενοι στον εγχώριο λιγνίτη, οι ενεργειακές τεχνολογίες του 21 ου αιώνα µπορούν να ενσωµατωθούν άµεσα και αποτελεσµατικά στο ενεργειακό σύστηµα της χώρας µας. ΒΙΒΛΙΟΓΡΑΦΙΑ 1. Karg J., G. Haupt, and G Zimmerman (2000) Optimized IGCC Cycles for Future Applications 2000 Gasification Technology Conference, San Francisco, USA 2. Mory J., K. Tauschitz, (2000) BioCoComb-Gasification of Biomass and Co- Combustion of the Gas in a PF Boiler in Zeltweg Power Plant, The use of Coal in Mixture with Waste and Residues II, conference proceedings, pp. 145-157, Gottbus/Germany, 19-20 October 2000 3. Biomass CFB Gasifier-Demonstration Project (1999) Kymijaervi Power Station at Lathi, Finland, Foster Wheeler Review, 1999. 4. U.S Department of Energy (2001) Clean Coal Technology, Report No. 21, Washington DC, September 2001 5. U.S Department of Energy (1999) Kentucky Pioneer Energy IGCC, Program Update 1999, 6. Karlopoulos E., (2001) Exploitation of Gasification Slags-Regulations & Potential Uses εκδόσεις ΕΚΕΤΑ/ΙΤΕΣΚ, Πτολεµαίδα, Νοέµβριος 2001 7. ιαχείριση Απορριµµάτων υτικής Μακεδονίας Α.Ε (2001) Γενικά στοιχεία Εφαρµογής του ολοκληρωµένου Συστήµατος ιαχείρισης Απορριµµάτων. Μακεδονίας, Κοζάνη, Νοέµβριος 2001. 8. Καρλόπουλος E., E. Κακαράς (2002) Συνδυασµένη Αεριοποίηση Ανθρακα και Απορριµµάτων για Παραγωγή Ενέργειας, THERMIE-SF/08/98/D, Final Report, ΕΚΕΤΑ/ΙΤΕΣΚ, Πτολεµαίδα 9. McMullan J.T., B.C. Williams and S. McCahey (2000) Strategic considerations for clean coal R&D, Energy Policy 29, pp. 441-452, October 2000 10. Ντελκής K., (2000) Κόστος Παραγωγής Ηλεκτρικής Ενέργειας, Ε.Μ.Π/ τοµέας Ηλεκτρικής Ισχύος, Αθήνα 2000 8