Επιδεικτική λειτουργία μικρής κλίμακας κινητής μονάδας αεριοποίησης αγροτικών υπολειμμάτων για την αποκεντρωμένη συμπαραγωγή θερμότητας και ηλεκτρισμού Δ. Μερτζής MM, Σ. Τσιακμάκης MM Γ. Μανάρα XM Π. Μητσάκης XM Α. Ζαμπανιώτου XM, Αν. Καθ. ΑΠΘ ΣΥΝΕΔΡΙΟ «ΠΕΡΙΒΑΛΛΟΝ ΚΑΙ ΑΝΑΠΤΥΞΗ» 12 14 Δεκεμβρίου 2012, Αθήνα Ίδρυμα Ευγενίδου (Λ. Συγγρού 387 Π. Φάληρο) Ζ. Σαμαράς MM Καθ. ΑΠΘ http://smartchp.eng.auth.gr
Γενικά για το έργο Διάρκεια: 1/1/2010 31/12/2012 Προϋπολογισμός: 947,287 (συνεισφορά ΕΕ: 47.52%) Τοποθεσία: Θεσ/νίκη & Δ. Μακεδονία Στόχοι Επιδεικτική λειτουργία «νέας» τεχνολογίας στη Δ. Μακεδονία Έναρξη συζητήσεων για εκμετάλλευση βιομάζας & απαντήσεις σε τεχνικά θέματα Αύξηση δημόσιου ενδιαφέροντος σε θέματα βιοενέργειας Αύξηση ευαισθητοποίησης κατοίκων, αγροτών, δημόσιων φορέων και δήμων Υποστήριξη περιοχών της Δ. Μακεδονίας ώστε να γίνουν «πράσινες» Προώθηση «πράσινης επιχειρηματικότητας» Πρόκληση γενικότερου ενδιαφέροντος από άλλες περιοχές της Ελλάδας για εκμετάλλευση της γεωργικής βιομάζας
Αποκεντρωμένη συμπαραγωγή ηλεκτρισμού & θερμότητας Οφέλη αποκεντρωμένης συμπαραγωγής μικρής κλίμακας Στήριξη αγροτικής και δασοκομικής δραστηριότητας Αύξηση μεριδίου βιο-ενέργειας στην αγορά Μείωση χρήσης ορυκτών καυσίμων και εισαγόμενης ενέργειας Εφαρμογές συμπαραγωγής μικρής κλίμακας από βιομάζα είναι από τις πιο ενδιαφέρουσες τεχνολογίες αποκεντρωμένης παραγωγής ενέργειας μείωση κόστους μεταφοράς βιομάζας
Υπολειμματική Βιομάζα στη Δ. Μακεδονία Υπ. βιομάζα στη Δ. Μακεδονία στο 2009 (τόννοι) Δυνατή εξοικονόμηση 2010 1,360,000 ΤΙΠ Δασικά; 2,801,112 Ξυλώδης; 79,052 Αροτραίες; 662,935 Εν. καλλιέργιες; 15,238 Αγρο-βιομηχανικά; 56,165 Αροτραίες Ξυλώδης Δασικά Εν. καλλιέργιες Αγρο-βιομηχανικά
Πού καταλήγει; Απόρριψη καύση στον αγρό Καύση για παραγωγή θερμότητας Προϊόν για θέρμανση Οργανικά λιπάσματα Παραγωγή ενεργού άνθρακα Ζωοτροφές
Αεριοποίηση Πλεονεκτήματα αεριοποίησης Υψηλή απόδοση για ηλεκτροπαραγωγή μικρής κλίμακας Καλές προοπτικές χρήσης για συμπαραγωγή Υψηλές επιδόσεις (μέχρι 30% με ΜΕΚ) CO - H 2 CH 4 - C 2 H ν CO 2 - Ν 2
Σύζευξη αεριοποιητή ΜΕΚ Τεχνολογία αεριοποιητή ΜΕΚ Αντιδραστήρας ρευστοποιημένης κλίνης Θερμική απόδοση 85% Κινητήρας αερίου με δυνατότητα συμπαραγωγής CO - H 2 CH 4 - C 2 H ν CO 2 - Ν 2 CO - H 2 CH 4 - C 2 H ν CO 2 - Ν 2
Γιατί ΜΕΚ; ΜΕΚ ΜΕΚ Στρόβ. PM [mg/m 3 ] <50 <30 Ατμοστρόβιλος Μέγεθος [μm] <10 <5 Πίσσα [mg/m 3 ] <100 -
Προ-πιλοτική μονάδα Σιλό βιομάζας Παγίδα σωματιδίων Κυκλώνιο Κοχλίες τροφοδοσίας Ηλεκτρικός φούρνος Ρυθμιστές αέρα
Η μονάδα των 5 kw Ρευστοποιημένη κλίνη - Υλικό ρευστοαιώρησης = ολιβίνης - Μέσο ρευστ. & οξείδωσης = αέρας ΜΕΚ (Συμπαραγωγή) - Έναυση με σπινθήρα - 1-κύλινδρος 272 cc - 1200 3600 σαλ. - LPG ή NG για pilot - Μεγ. Ισχύς 4.7 kwel & 12.5 kwth
Κυκλώνιο Διαχωρισμός Σιλό βιομάζας 4.6 kg/h Πυρήνας ροδάκινου Εισροή [kw th ] 26 Εκροή [kw th ] 17.2 Απόδοση [%] 66 Φίλτρο Σιλό βιομάζας Εξαγωγή Κοχλίες τρ. ΣΗΘ 4.7 kw 12.5 kw Πλύση Πλύση Ψύξη
Κατασκευή - Βάση
Κατασκευή - αεριοποιητής
Κατασκευή Η/Ζ
Πειράματα - Βελτίωση
1 η λειτουργία Πτολεμαΐδα Δημ. Τηλεθέρμανση Πτολ. (21/03 04/04)
2 η λειτουργία Πτολεμαΐδα (α) EXPO Εορδαία (15/5 23/5)
2 η λειτουργία Πτολεμαΐδα (β) Κέντρο Πτολεμαΐδας (23/5 29/5)
3 η λειτουργία Αμύνταιο Οινοποιείο Ένωσης Αγρ. Συν. (6/6 22/6)
4 η λειτουργία Αμύνταιο Γραφεία Έν. Αγρ. Συν. (28/6 12/7)
Αποτελέσματα λειτουργίας Διάρκεια λειτουργίας & αξιοποίηση αγρ. απορριμμάτων Στόχος συν. λειτουργίας (240 ώρες) Σύνολο 770 kg ΕΛΙΑ ΡΟΔ. ΣΤΑΦ. Υγρασία 12.3 18.16 9.13 Πτητικά 79.9 51.36 59.67 Σταθ. Άνθρ. 17.18 15.49 21.83 Τέφρα 3.63 14.98 9.37 ΘΔ 19,200 18,060 19,790
Αποτελέσματα λειτουργίας Ποιότητα αερίου και ηλεκτροπαραγωγή
Συμπεράσματα Βελτιστοποίηση μέσω πιλοτικών εφαρμογών Επιρροή ποιότητας καυσίμου (υγρασία, καθαρότητα, ομοιογένεια) Σταθερή λειτουργία με σταφύλι (με ελάχιστη προεργασία) Το υλικό ρευστοαιώρησης κρίσιμος παράγοντας Κατάσταση κινητήρα μετά τη λειτουργία Εξέταση αναγκών της εκάστοτε εφαρμογής
Μέχρι το τέλος του έργου Πλήρη ρευστομηχανικά και θερμοχημικά δεδομένα Προσομοίωση των βασικών διεργασιών (αντιδραστήρας, φίλτρα, κινητήρας) Ανάλυση βιωσιμότητας Βέλτιστες πρακτικές Τεχνο-οικονομική ανάλυση
Σενάριο εφαρμογής Οινοποιείο ΕΑΣ Σενάριο Ηλεκτρισμός Θερμότητα Στέμφυλα 40 kw 120 kw Κατανάλωση βιομάζας: 280 τόνοι/έτος Ηλ. Απόδοση 22% Συν. Απόδοση 88% Επιχορήγηση 0% Κεφάλαιο 200,000 Κόστος βιομάζας Πώληση ΔΕΗ 3 /tn 200 /MWh Πώληση θερμότητας 50 /MWh IRR 36.4% NPV 507.5 Αποπληρωμή 3 έτη
Σας ευχαριστώ Project SMARt-CHP http://smartchp.eng.auth.gr