TEE / ΤΜΗΜΑ ΚΕΝΤΡΙΚΗΣ & ΥΤΙΚΗΣ ΘΕΣΣΑΛΙΑΣ Ανανεώσιµες Πηγές Ενέργειας - Η θέση τους στο νέο ενεργειακό τοπίο της χώρας και στην περιοχή της Θεσσαλίας Λάρισα, 29 Νοεµβρίου -1 εκεµβρίου 2007 ΕΡΓΑΣΤΗΡΙΟ ΕΦΑΡΜΟΣΜΕΝΗΣ ΘΕΡΜΟ ΥΝΑΜΙΚΗΣ Biomass Group ΕΡΓΑΣΤΗΡΙΟ ΤΕΧΝΟΛΟΓΙΑΣ ΧΗΜΙΚΩΝ ΕΓΚΑΤΑΣΤΑΣΕΩΝ ΤΜΗΜΑ ΧΗΜΙΚΩΝ ΜΗΧΑΝΙΚΩΝ ΑΕΡΙΟΠΟΙΗΣΗ ΒΙΟΜΑΖΑΣ - Προοπτικές συµπαραγωγής θερµότητας / ηλεκτρισµού ΑΡΙΣΤΟΤΕΛΕΙΟ ΠΑΝΕΠΙΣΤΗΜΙΟ ΘΕΣΣΑΛΟΝΙΚΗΣ ΠΟΛΥΤΕΧΝΙΚΗ ΣΧΟΛΗ ΤΜΗΜΑ ΜΗΧΑΝΟΛΟΓΩΝ ΜΗΧΑΝΙΚΩΝ Γιώργος Κουφοδήµος Μηχανολόγος Μηχανικός, MSc
Στοιχεία ηλεκτροπαραγωγής και κατανάλωσης σε παγκόσµια κλίµακα Αυξανόµενη κατανάλωση στα οικονοµικά και τεχνολογικά ανεπτυγµένα κράτη Εξάρτηση παραγωγής από τις ορυκτές πηγές ενέργειας Αυξανόµενη ζήτηση ηλεκτρικής ενέργειας Κυρίαρχη συµµετοχή των ορυκτών καυσίµων Ελάχιστη συµµετοχή των Ανανεώσιµων Πηγών Ενέργειας
Στοιχεία ενεργειακού δυναµικού βιοµάζας Έντονος ρυθµός αύξησης τιµής πετρελαίου [τιµή 2007] ~ 4 x [τιµή 1997] Αποτελεί κίνητρο για στροφή προς ανάπτυξη των ΑΠΕ? Στόχος της ΕΕ για το 2010 ηλεκτροπαραγωγή από ΑΠΕ: 21% Ρυθµός αύξησης ηλεκτροπαραγωγής από βιοµάζα 7% (1997) 13% (2003) 23% (2005) Για το έτος 2005 σε ευρωπαϊκό επίπεδο ενεργειακή συµµετοχή βιοµάζας ~70 TWh εξοικονόµηση 35 εκ. τόνων CO 2 εξοικονόµηση 14,5 εκ. ΤΙΠ
Στοιχεία ηλεκτροπαραγωγής σε εθνικό επίπεδο Αυξητική τάση της ηλεκτροπαραγωγής από ΑΠΕ Κυρίαρχη συµµετοχή των αιολικών εφαρµογών Μειωµένη συµµετοχή βιοµάζας Ηαξιοποίησητηςβιοµάζας για παραγωγή θερµικής ενέργειας υλοποιούνται ενεργειακές επενδύσεις υπάρχει το ενεργειακό δυναµικό εφαρµοζόµενη τεχνολογία: καύση
Βιοµάζα: ανανεώσιµη πηγήενέργειας Βιοµάζα είναι η ύλη οργανισµών φυτικής και ζωικής προέλευσης και τα παράγωγα αυτής Ανανεώσιµη πηγήενέργειας Παραγωγή ενέργειας και υλικών προστιθέµενης αξίας Ενεργειακή αξιοποίηση µέσω βιολογικών, χηµικών και θερµικών διεργασιών Καύση, πυρόλυση και αεριοποίηση
ιεργασία αεριοποίησης βιοµάζας θερµοχηµική διάσπαση βιοµάζας σε καύσιµο αέριο σε υψηλές θερµοκρασίες (900 C), παρουσία υπο-στοιχειοµετρικού οξυγόνου (30% Ο st ) Η 2 Ο Η 2 Ο CO - H 2 CH 4 -C 2 H ν CO 2 - Ν 2
Καθαρισµός και ενεργειακή αξιοποίηση αερίου...εν συνεχεία το παραγόµενο αέριο υπόκειται σε διεργασίες καθαρισµού και ακολούθως τροφοδοτείται σε ΜΕΚ για ηλεκτροπαραγωγή 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
Τεχνολογίες αεριοποίησης τύποι αεριοποιητών Σταθερή / κινούµενη κλίνη Πρώτες εφαρµογές Παραγόµενη ισχύς <10 ΜW th Έντονες θερµοκρασιακές διακυµάνσεις Ρευστοποιηµένη κλίνη Βελτιστοποιηµένη τεχνολογία Παραγόµενη ισχύς <50 MW th Οµαλοποιηµένο θερµοκρασιακό προφίλ Entrained flow gasifier Προηγµένη τεχνολογία Παραγόµενη ισχύς <100 MW th Οµοιόµορφο θερµοκρασιακό προφίλ
Αεριοποίηση σε ρευστοποιηµένη κλίνη ιεργασία αεριοποίησης Τεχνολογία ρευστοποιηµένης κλίνης Θερµικός βαθµός απόδοσης ~85% Παραγόµενα αέριο Σύσταση: 15% CO, 18% H 2, 5% CH 4, 2% C 2 H n, 12% CO 2, 48% N 2 Ενεργειακό περιεχόµενο ~ 5000 kj/nm 3 Προοπτικές ηλεκτροπαραγωγής Παραγωγή αερίου καυσίµου Καθαρισµός αερίου Τροφοδοσία και χρήση σε ΜΕΚ Βαθµό απόδοσης 35%
ραστηριότητα ερευνητικής οµάδας Ανάπτυξη εγκατάστασης βιοµηχανικής κλίµακας Αύξηση θερµικής ισχύος 5kW - 50kW 500kW Υλοποίηση βιοµηχανικής εφαρµογής Χρήση διαφόρων καυσίµων βιοµάζας Καθαρότητα παραγόµενου αερίου Σωµατιδιακό φορτίο (παγίδα αιθάλης) Πίσσα (εφαρµογή κατάλυσης) Αποτελεσµατικότητα σε µόνιµη λειτουργία Αυτοδύναµη µονάδα ηλεκτροπαραγωγής Χρήση σε µηχανή εσωτερικής καύσης Τροφοδοσία σε συνδυασµό µε συµβατικό καύσιµο Αξιόπιστη λειτουργία
ιάταξη αεριοποίησης
Πιλοτική µονάδα αεριοποίησης βιοµάζας
Πειραµατικά δεδοµένα σύστασης και θερµογόνου δύναµης αεριού Σύσταση αερίου σε θερµοκρασίες από 750 C έως 850 C Λόγος αέρα 0,30 ΠτωτικήτάσηΗ 2 Ανοδική τάση CO, CO 2, CH 4 Σύγκριση πειραµατικών (exp) µε βιβλιογραφικά δεδοµένα [9,10, 11] Λόγος αέρα 0,20-0,35 Θερµοκρασία 800 C [9] Narvaez I., Orio A., Corella J., Aznar MP.,, Ind. Eng. Chem. Res. 35, 2110-2120, 1996 [10] Ergudenler A., Ghaly A., Biomass and Bioenergy Vol. 3, No. 6, 419-430, 1992 [11] Radmanesh R., Chaouki J., Guy C., AIChE Journal, Vol. 52, No. 12, 2006
ΕΡΓΑΣΤΗΡΙΟ ΕΦΑΡΜΟΣΜΕΝΗΣ ΘΕΡΜΟ ΥΝΑΜΙΚΗΣ Χρηµατοδότηση από το Ευρωπαϊκό Κοινοτικό Ταµείο (ΕΚΤ) Biomass Group ΕΡΓΑΣΤΗΡΙΟ ΤΕΧΝΟΛΟΓΙΑΣ ΧΗΜΙΚΩΝ ΕΓΚΑΤΑΣΤΑΣΕΩΝ ΤΜΗΜΑ ΧΗΜΙΚΩΝ ΜΗΧΑΝΙΚΩΝ Υπουργείο Ανάπτυξης Γενική Γραµµατεία Έρευνας & Τεχνολογίας (ΥΠΑΝ ΓΓΕΤ) Ν. ΑΧ. ΦΙΛΙΠΠΟΠΟΥΛΟΣ (Ε Ε Η-Μ) στo πλαίσιο του προγράµµατος ΠΕΝΕ 03 ΑΡΙΣΤΟΤΕΛΕΙΟ ΠΑΝΕΠΙΣΤΗΜΙΟ ΘΕΣΣΑΛΟΝΙΚΗΣ ΠΟΛΥΤΕΧΝΙΚΗ ΣΧΟΛΗ ΤΜΗΜΑ ΜΗΧΑΝΟΛΟΓΩΝ ΜΗΧΑΝΙΚΩΝ