ΜΕΛΕΤΗ ΠΕΡΙΒΑΛΛΟΝΤΙΚΩΝ ΕΠΙΠΤΩΣΕΩΝ ΤΗΣ ΠΑΡΑΓΩΓΗΣ ΚΑΙ ΤΗΣ ΚΑΤΕΡΓΑΣΙΑΣ ΛΙΓΝΟΚΥΤΤΑΡΙΝΙΚΗΣ ΒΙΟΜΑΖΑΣ ΓΙΑ ΤΗΝ ΠΑΡΑΓΩΓΗ ΒΙΟΚΑΥΣΙΜΩΝ



Σχετικά έγγραφα
Αξιολόγηση Λιβαδικών Φυτών για τη Παραγωγή Βιοενέργειας

ΑΝΑΛΥΣΗ ΚΥΚΛΟΥ ΖΩΗΣ Ε Φ Α Ρ Μ Ο Γ Η Σ Τ Η Ν Γ Ε Ω Ρ Γ Ι Α : Ε Ν Ε Ρ Γ Ε Ι Α Κ Ε Σ Κ Α Λ Λ Ι Ε Ρ Γ Ε Ι Ε Σ & Κ Α Τ Ε Ρ Γ Α Σ Ι Α Ε Δ Α Φ Ο Υ Σ

Εισαγωγή Ιστορική Αναδρομή Μεθοδολογικό Πλαίσιο Προϋποθέσεις εφαρμογής Στόχοι Πρότυπα Αξιολόγησης Κύκλου Ζωής Στάδια

ΒΙΟΚΑΥΣΙΜΑ 2 ΗΣ ΓΕΝΙΑΣ : MΟΝΟΔΡΟΜΟΣ ΓΙΑ ΤΟ 2020

1 ο Συνέδριο Αγροτεχνολογίας: «Ελληνική Γεωργία : Η Αγροτική Παραγωγή Κύριος Πυλώνας Ανάπτυξης της Ελλάδος

ΠΟΛΥΤΕΧΝΕΙΟ ΚΡΗΤΗΣ ΤΜΗΜΑ ΜΗΧΑΝΙΚΩΝ ΠΕΡΙΒΑΛΛΟΝΤΟΣ

Action A1: Preliminary activities for the development of the innovative carbon footprint software tool

Είναι μια καταγραφή/υπολογισμός των ποσοτήτων

Καύσιµα Μεταφορών και Αειφορός Ανάπτυξη

Η Ανάλυση Κύκλου Ζωής (LCA ή ΑΚΖ)

ΘΕΩΡΙΑ ΚΑΥΣΗΣ ΣΥΣΤΗΜΑΤΑ ΚΑΥΣΗΣ

Χρήση σύγχρονων εργαλείων περιβαλλοντικής και ενεργειακής αξιολόγησης: H περίπτωση της καλλιέργειας της φιστικιάς στην Αίγινα

Τμήμα Τεχνολογίας Τροφίμων

Συνδυασµός Θερµοχηµικής και Βιοχηµικής


ες πράσινο ΤΕΙ Δυτικής Μακεδονίας Τμήμα Βιομηχανικού Σχεδιασμού Εργαστήριο C 14/12/

Τεχνικές διεργασίες. Βιομάζα Βιομόρια Οργ. μόρια Ανοργ. μόρια

Βιοκαύσιμα 2 ης Γενιάς

Υπολογισμός του ανθρακικού αποτυπώματος οργανισμών με το εργαλείο Bilan Carbone. Εκπαίδευση στο πλαίσιο του έργου LIFE Clim foot ΜΕΘΟΔΟΛΟΓΙΚΕΣ ΑΡΧΕΣ

Β.Κ. Τσουκαλά, Λέκτορας ΕΜΠ

Διερεύνηση των Επιλογών στις Χρήσεις Γης και των Δυνατοτήτων Επίτευξης των Στόχων του 2020 στη Βιοενέργεια

Περιβαλλοντική αξιολόγηση κύκλου ζωής μιας φιάλης κρασιού

Newsletter ΣΥΣΤΗΜΑ ΔΙΑΧΕΙΡΙΣΗΣ CONDENSE: ΠΑΡΑΓΩΓΗ ΚΑΙΝΟΤΟΜΩΝ ΛΙΠΑΣΜΑΤΩΝ ΑΠΟ ΚΟΠΡΙΑ ΚΑΙ ΚΑΤΣΙΓΑΡΟ ΓΕΩΓΡΑΦΙΚΗ ΘΕΣΗ ΤΗΣ ΣΚΟΠΟΣ ΤΟΥ ΠΡΟΓΡΑΜΜΑΤΟΣ

Ο ΡΟΛΟΣ ΤΩΝ ΕΔΑΦΩΝ ΣΤΗΝ ΚΛΙΜΑΤΙΚΗ ΑΛΛΑΓΗ

ΥΔΡΟΘΕΡΜΙΚΗ ΠΡΟΚΑΤΕΡΓΑΣΙΑ ΚΑΙ ΠΑΡΑΓΩΓΗ ΒΙΟΑΙΘΑΝΟΛΗΣ ΑΠΟ ΤΗ ΒΑΓΑΣΣΗ ΣΟΡΓΟΥ

Αικ. Καρυώτη 1.2. & Ν. Γ. Δαναλάτος 1

Προσαρμογή καλλιεργητικών πρακτικών για μείωση του αποτυπώματος άνθρακα στην ελαιοκαλλιέργεια Δρ. Γεώργιος Ψαρράς, Δρ. Γεώργιος Κουμπούρης

Μοντελοποίηση και Τεχνικοοικονομική Ανάλυση Εφοδιαστικής Αλυσίδας Βιοκαυσίμων

«Βιοκαύσιμα και περιβάλλον σε όλο τον κύκλο ζωής»

Περιβαλλοντικές Επιπτώσεις

ΗΜΕΡΙΔΑ Σ.Π.Ε.Λ. AGROTICA, 2010 Γεωργία και Κλιματική Αλλαγή: O Ρόλος των Λιπασμάτων. Δρ. ΔΗΜ. ΑΝΑΛΟΓΙΔΗΣ

CARBONTOUR. Στρατηγικός σχεδιασμός προς ένα ουδέτερο ισοζύγιο άνθρακα στον τομέα των τουριστικών καταλυμάτων

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

Φιλική προς το περιβάλλον παραγωγή βιομάζας Θ.Α. ΓΕΜΤΟΣ ΕΥ ΤΟΥ ΠΡΟΓΡΑΜΜΑΤΟΣ

Τεχνική Προστασίας Περιβάλλοντος Αρχές Αειφορίας

6. Διεργασίες παραγωγής αιθανόλης από λιγνινοκυτταρινούχα υλικά

Βιοοικονομία και Αγροτική Παραγωγή. Γ. Ν. Σκαράκης, Ομότιμος Καθηγητής Γεωπονικό Πανεπιστήμιο Αθηνών

IV, ΣΥΝΘΕΣΗΣ ΚΑΙ ΑΝΑΠΤΥΞΗΣ ΒΙΟΜΗΧΑΝΙΚΏΝ ΔΙΑΔΙΚΑΣΙΩΝ

Ο.Ε.Φ. Α.Σ. ΤΥΜΠΑΚΙΟΥ

Newsletter ΣΥΣΤΗΜΑ ΔΙΑΧΕΙΡΙΣΗΣ CONDENSE: ΠΑΡΑΓΩΓΗ ΚΑΙΝΟΤΟΜΩΝ ΛΙΠΑΣΜΑΤΩΝ ΑΠΟ ΚΟΠΡΙΑ ΚΑΙ ΚΑΤΣΙΓΑΡΟ ΣΚΟΠΟΣ ΤΟΥ ΠΡΟΓΡΑΜΜΑΤΟΣ ΓΕΩΓΡΑΦΙΚΗ ΘΕΣΗ ΤΗΣ

Περιβαλλοντική μηχανική

Τεχνική Προστασίας Περιβάλλοντος Αρχές Αειφορίας

Αποτίμηση Κύκλου Ζωής προϊόντων σκυροδέματος με τη χρήση σκωριών χαλυβουργίας

Παράρτημα καυσίμου σελ.1

Αλέξανδρος Φλάμος. Δανάη Μανωλή

ΜΑΘΗΜΑ: Περιβαλλοντικά Συστήματα

ΕΝΑΡΧΗ ΗΝ Η ΕΝΕΡΓΕΙΑ. Παναγιώτης Α. Σίσκος Καθηγητής Χηµείας Περιβάλλοντος Εθνικό και Καποδιστριακό Πανεπιστήµιο Αθηνών

Κυκλική Οικονομία. Κλείσιμο του κύκλου Το Σχέδιο Δράσης της ΕΕ για την Κυκλική Οικονομία

Ευάγγελος Λαμπάκης Δήμαρχος Αλεξανδρούπολης

Ατμοσφαιρική ρύπανση και κλιματική αλλαγή. Νικόλαος Σ. Μουσιόπουλος Πολυτεχνική Σχολή Α.Π.Θ.

Μειώνοντας τις εκπομπές άνθρακα

ΕΝΕΡΓΕΙΑΚΕΣ ΚΑΛΛΙΕΡΓΕΙΕΣ ΚΑΙ ΒΙΟΚΑΥΣΙΜΑ ΩΣ ΕΦΑΡΜΟΓΕΣ ΤΗΣ ΒΙΟΜΑΖΑΣ

ΨΗΦΙΑΚΗ ΓΕΩΡΓΙΑ ΑΚΡΙΒΕΙΑΣ: λογισμικό «ολοκληρωμένων» διαχειριστικών ζωνών

Ο ρόλος των προηγμένων βιοκαυσίμων στην ενεργειακή και κλιματική στρατηγική της Ευρωπαικής Ένωσης Κυριάκος Μανιάτης PhD

ΠΑΣΕΓΕΣ ΥΝΑΤΟΤΗΤΕΣ ΚΑΙ ΠΡΟΟΠΤΙΚΕΣ ΓΙΑ ΤΙΣ ΕΝΕΡΓΕΙΑΚΕΣ ΚΑΛΛΙΕΡΓΕΙΕΣ ΣΤΗΝ ΕΛΛΑ Α

ΥΠΟΥΡΓΕΙΟ ΠΑΙΔΕΙΑΣ, ΕΡΕΥΝΑΣ ΚΑΙ ΘΡΗΣΚΕΥΜΑΤΩΝ

Τεχνική Προστασίας Περιβάλλοντος Αρχές Αειφορίας

Δ. Κουρκούμπας, Γ. Θεοπούλου, Π. Γραμμέλης, Σ. Καρέλλας

BIOFUELS-2G ΚΑΙΝΟΤΟΜΟΣ ΠΑΡΑΓΩΓΗ ΝΤΙΖΕΛ 2 ΗΣ ΓΕΝΙΑΣ ΑΠΟ ΤΗΓΑΝΕΛΑΙΑ ΣΤΗ ΘΕΣΣΑΛΟΝΙΚΗ. Δρ. Στέλλα Μπεζεργιάννη

Εργαστήριο: Προστασία περιβάλλοντος και προσαρμογή στην κλιματική αλλαγή

Ανανεώσιμες Πηγές Ενέργειας (Α.Π.Ε.)

«Ενεργειακή Αποδοτικότητα με Α.Π.Ε.»

Εδαφικοί Θεµατικοί Χάρτες

ΧΗΜΙΚΟΣ ΜΗΧΑΝΙΚΟΣ: ΑΝΤΙΚΕΙΜΕΝΟ ΤΟΥ ΧΗΜΙΚΟΥ ΜΗΧΑΝΙΚΟΥ, ΣΠΟΥΔΕΣ, ΠΡΟΟΠΤΙΚΕΣ ΕΞΕΛΙΞΗΣ, ΑΠΑΣΧΟΛΗΣΗ. Θεσσαλονίκη, sep4u.gr

Ορθή περιβαλλοντικά λειτουργία μονάδων παραγωγής βιοαερίου με την αξιοποίηση βιομάζας

Σχηματισμών Η Περίπτωση της Ελληνικής Ένωσης Βιομηχανιών Ψύχους

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

Περιβαλλοντικές απόψεις της παροχής ενέργειας στις χηµικές αντιδράσεις.

ΒΙΟΚΑΥΣΙΜΑ. Πολυχρόνης Καραγκιοζίδης Χημικός Mcs Σχολικός Σύμβουλος.

Καλλιεργειών και Καθαρών Καλλιεργειών του Βακτηρίου Ruminococcus albus

Αλέξανδρος Φλάμος Επίκουρος Καθηγητής. Δανάη Μανωλή

Περιβαλλοντική Ρευστομηχανική

ΑΝΑΠΤΥΞΗ ΜΟΝΑ ΩΝ ΣΥΜΠΑΡΑΓΩΓΗΣ ΗΛΕΚΤΡΙΚΗΣ ΕΝΕΡΓΕΙΑΣ ΚΑΙ ΘΕΡΜΟΤΗΤΑΣ ΑΠΟ ΒΙΟΚΑΥΣΙΜΑ ΜΕΣΩ Υ ΡΟΓΟΝΟΥ

Κεφάλαιο 8: Λοιπές Πηγές Ενέργειας. Αιολική & Ηλιακή ενέργεια 30/5/2016. Αιολική ενέργεια. Αιολική ενέργεια. Αιολική ισχύς στην Ευρώπη

INTERREG IIIa Πρόγραμμα BIOSIS ΕΛΑΙΟΔΟΤΙΚΕΣ ΚΑΛΛΙΕΡΓΕΙΕΣ ΓΙΑ ΠΑΡΑΓΩΓΗ ΒΙΟΝΤΗΖΕΛ Κ. ΑΓΓΕΛΟΠΟΥΛΟΣ-Α. ΚΟΥΒΕΛΑΣ ΠΑΝΕΠΙΣΤΗΜΙΟ ΠΑΤΡΩΝ

Σήµερα οι εξελίξεις στην Επιστήµη και στην Τεχνολογία δίνουν τη

Καθ. Ζήσης Σαμαράς, Τμ. Μηχ. Μηχ. ΑΠΘ Δημήτρης Μερτζής, Τμ. Μηχ. Μηχ. ΑΠΘ

ΠΕΡΙΒΑΛΛΟΝΤΙΚΗ ΓΕΩΧΗΜΕΙΑ

ΠΑΡΑΡΤΗΜΑΤΑ ΕΝΟΤΗΤΑΣ Α ΠΑΡΑΡΤΗΜΑ Α

Υπολογισμός του Ανθρακικού Αποτυπώματος του Δήμου Αλεξανδρούπολης Παρουσίαση του Ερευνητικού Έργου

SUSCON Αειφόρος Κατασκευή στο Δημόσιο και Ιδιωτικό Τομέα μέσω της Ολοκληρωμένης Πολιτικής Προϊόντων

Γεωργία Ακριβείας και Ελληνική πραγματικότητα

) η οποία απελευθερώνεται στην ατμόσφαιρα και ένα ποσοστό σε αμμωνιακά ιόντα (NH + ). Αυτή η διαδικασία

Νομαρχιακή Επιχείρηση Ανάπτυξης Αχαΐας

Ενεργειακές καλλιέργειες και προστασία εδάφους από διάβρωση.

Τροφή από Τρόφιμα: Μια Καινοτόμα Διεργασία για τη Μετατροπή των Υπολειμμάτων Τροφίμων Ξενοδοχειακών Μονάδων σε Ζωοτροφές

Environmental approach to driving facility performance improvement Δρ. Στέλλα Πιτσαρή

Βέλτιστες καλλιεργητικές πρακτικές για προσαρμογή των καλλιεργειών και άμβλυνση του φαινομένου της κλιματικής αλλαγής

ΥΝΑΤΟΤΗΤΕΣ ΑΞΙΟΠΟΙΗΣΗΣ ΤΗΣ ΑΝΑΛΥΣΗΣ ΚΥΚΛΟΥ ΖΩΗΣ ΟΜΙΚΩΝ ΣΤΟΙΧΕΙΩΝ ΣΚΥΡΟ ΕΜΑΤΟΣ ΣΤΟΝ ΚΤΙΡΙΟ ΟΜΙΚΟ ΣΧΕ ΙΑΣΜΟ

9 ο ΠΕΣΧΜ: Η Συμβολή της Χημικής Μηχανικής στην Αειφόρο Ανάπτυξη

ΔΙΗΜΕΡΟ ΕΠΙΣΤΗΜΟΝΙΚΗΣ ΕΝΗΜΕΡΩΣΗΣ ΕΝΕΡΓΕΙΑΚΗ ΕΠΙΘΕΩΡΗΣΗ ΤΑ ΝΕΑ ΔΕΔΟΜΕΝΑ ΣΤΙΣ ΚΑΤΑΣΚΕΥΕΣ

Θεµατικά ίκτυα Ερευνας

Παραγωγή Καυσίµου Ντίζελ από Ανανεώσιµες Πρώτες Ύλες

Η Ενέργεια στο ΑΕΙΦΟΡΟ ΕΛΛΗΝΙΚΟ ΣΧΟΛΕΙΟ. Γιώργος Παυλικάκης Δρ Περιβαλλοντικών Επιστημών Σχολικός Σύμβουλος Φυσικών

ΧΗΜΙΚΟΣ ΜΗΧΑΝΙΚΟΣ: ΑΝΤΙΚΕΙΜΕΝΟ ΤΟΥ ΧΗΜΙΚΟΥ ΜΗΧΑΝΙΚΟΥ, ΣΠΟΥΔΕΣ, ΠΡΟΟΠΤΙΚΕΣ ΕΞΕΛΙΞΗΣ, ΑΠΑΣΧΟΛΗΣΗ ΑΡΙΣΤΟΤΕΛΕΙΟ ΠΑΝΕΠΙΣΤΗΜΙΟ ΘΕΣΣΑΛΟΝΙΚΗΣ

Επιτυγχάνοντας την παροχή πολλαπλών οικοσυστημικών υπηρεσιών: η σπουδαιότητα των αγρο-οικοσυστημάτων

ΒΙΟΛΟΓΙΚΗ ΚΑΛΛΙΕΡΓΕΙΑ ΓΛΥΚΟΥ ΣΟΡΓΟΥ ΓΙΑ ΠΑΡΑΓΩΓΗ ΒΙΟΜΑΖΑΣ

ΒΙΟΕΝΕΡΓΕΙΑ στην ΕΛΛΑ Α. Παρασκευή, 12 Μαΐου 2006 Θεσσαλονίκη

ΑΕΡΙΟΠΟΙΗΣΗ ΒΙΟΜΑΖΑΣ - Προοπτικές συµπαραγωγής θερµότητας / ηλεκτρισµού

Δείκτες Ενεργειακής Έντασης

Transcript:

ΜΕΛΕΤΗ ΠΕΡΙΒΑΛΛΟΝΤΙΚΩΝ ΕΠΙΠΤΩΣΕΩΝ ΤΗΣ ΠΑΡΑΓΩΓΗΣ ΚΑΙ ΤΗΣ ΚΑΤΕΡΓΑΣΙΑΣ ΛΙΓΝΟΚΥΤΤΑΡΙΝΙΚΗΣ ΒΙΟΜΑΖΑΣ ΓΙΑ ΤΗΝ ΠΑΡΑΓΩΓΗ ΒΙΟΚΑΥΣΙΜΩΝ Λ.Π. Χρυσικού 1, Σ. Μπεζεργιάννη 1, Ι.Παππάς 1, Κ.Κυπαρισσίδης 1,2 1 Ινστιτούτο Χημικών Διεργασιών και Ενεργειακών Πόρων (ΙΔΕΠ) Εθνικό Κέντρο Έρευνας και Τεχνολογικής Ανάπτυξης (EKETA) 2 Τμήμα Χημικών Μηχανικών, Πολυτεχνική Σχολή, Αριστοτέλειο Πανεπιστήμιο Θεσσαλονίκης (ΑΠΘ) ΠΕΡΙΛΗΨΗ Η αναζήτηση νέων ανανεώσιμων πηγών ενέργειας, λόγω της εξάντλησης των ορυκτών αποθεμάτων έστρεψε το ερευνητικό ενδιαφέρον τα τελευταία χρόνια, στην αξιοποίηση της λιγνοκυτταρινικής βιομάζας για την παραγωγή και τη χρήση εναλλακτικών βιοκαυσίμων. Το πολυετές ποώδες αγρωστώδες φυτό Phalaris aquatica, μπορεί να αποτελέσει σημαντική πηγή λιγνοκυτταρινικής βιομάζας γι αυτό και άρχισε η μελέτη παραγωγής βιοκαυσίμων και βιοχημικών προϊόντων χρησιμοποιώντας το ως πρώτη ύλη. Παράλληλα, επιχειρείται η ποσοτικοποίηση των περιβαλλοντικών επιπτώσεων της καινοτόμου παραγωγικής διαδικασίας βιοκαυσίμων σε όλα τα επιμέρους στάδια της. Σκοπός της παρούσας εργασίας είναι η αποτίμηση και η αξιολόγηση των περιβαλλοντικών επιπτώσεων της προτεινόμενης τεχνολογίας με τη μέθοδο της Ανάλυσης Κύκλου Ζωής (ΑΚΖ). Στη μελέτη της ΑΚΖ συμπεριλήφθηκαν όλα τα στάδια της βιοχημικής κατεργασίας της λιγνοκυτταρινικής βιομάζας για την παραγωγή των επιθυμητών προϊόντων. Από τα αποτελέσματα διαπιστώθηκε ότι το στάδιο της ζύμωσης επηρεάζει καταλυτικά τις περιβαλλοντικές επιπτώσεις της εξεταζόμενης διεργασίας. Πιο συγκεκριμένα, στην περίπτωση που η ζύμωση πραγματοποιηθεί σε φλάσκα οι υψηλότερες εκπομπές CO 2 eq. καταγράφονται στο στάδιο της υδρόλυσης, ενώ όταν η ζύμωση πραγματοποιηθεί σε βιοαντιδραστήρα αυτή η διεργασία έχει το υψηλότερο περιβαλλοντικό αποτύπωμα. ΕΙΣΑΓΩΓΗ Η συστηματική εξάντληση των ορυκτών ενεργειακών αποθεμάτων αποτέλεσε το εφαλτήριο για την αναζήτηση νέων πηγών ενέργειας, οδηγώντας στην αξιοποίηση της λιγνοκυτταρινικής βιομάζας για τη στοχευμένη παραγωγή και χρήση εναλλακτικών βιοκαυσίμων. Τα λιβαδικά φυτά αποτελούν μια άφθονη και ανανεώσιμη πρώτη ύλη λιγνοκυτταρινικής βιομάζας, τα οποία μπορούν να χρησιμοποιηθούν για την παραγωγή βιοενέργειας [1]. Στα φυτά αυτά, συγκαταλέγονται ενδημικά αυτοφυή είδη, όπως είναι τα πολυετή ποώδη είδη και ειδικότερα αυτά των Αγρωστωδών (Poaceae) και των Ψυχανθών (Fabaceae), τα οποία έχουν την ικανότητα να προσαρμόζονται σε περιοχές με περιορισμένους πόρους αύξησης, γι αυτό απαντώνται σε μεγάλο εύρος κλιματεδαφικών συνθηκών. Επιπλέον τα είδη των πολυετών αγρωστωδών εμφανίζουν υψηλότερη παραγωγή βιομάζας και συγκέντρωση λιγνοκυτταρίνης ανά μονάδα επιφάνειας σε σχέση με τα ψυχανθή είδη και έχουν την ικανότητα να προσαρμόζονται στις ξηροθερμικές συνθήκες της χαμηλής ζώνης βλάστησης [2]. Στη ζώνη αυτή, όπου βρίσκεται το μεγαλύτερο μέρος των γεωργικών εκτάσεων, τα πολυετή αγρωστώδη είδη μπορούν αποτελέσουν νέες ενεργειακές καλλιέργειες και να παράξουν μεγάλη ποσότητα λιγνοκυτταρινικής βιομάζας με λιγότερες εισροές (άρδευση, θρεπτικά στοιχεία, φυτοπροστασία, καλλιέργεια) σε σχέση με τις ετήσιες, με αποτέλεσμα να μειώνονται περισσότερο το κόστος παραγωγής βιοκαυσίμων όσο και οι εκπομπές των αερίων του θερμοκηπίου.

Mια τέτοια ενναλλακτική ενεργειακή καλλιέργεια αποτελεί το λιβαδικό φυτό φαλαρίδα (κοινή ονομασία: φαλαρίδα η βολβόριζος) (Phalaris aquatica L.), το οποίο είναι ένα πολυετές αγρωστώδες που εμφανίζει υψηλή παραγωγή βιομάζας (> 15 tn ha -1 Ξ.Ο), υψηλή συγκέντρωση σε συνολικούς δομικούς πολυσακχαρίτες (> 700 g Kg -1 Ξ.Ο) και χαμηλή συγκέντρωση σε λιγνίνη (< 10 g Kg -1 Ξ.Ο). Επιπλέον το συγκεκριμένο είδος παρουσιάζει ευκολία εγκατάστασης με σπόρους σε γεωργικές εκτάσεις, μεγάλη διάρκεια ζωής (>10 έτη), σταθερότητα παραγωγής σε διάφορα κλιματεδαφικά περιβάλλοντα και αειφορία κατά την παραγωγή της λιγνοκυτταρινικής βιομάζας (δέσμευση ατμοσφαιρικού CO 2 και ανακύκλωση θρεπτικών στοιχείων) [2]. Στην Εικόνα 1 απεικονίζονται καλλιέργειες της φαλαρίδας. Εικόνα 1. Καλλιέργειες της φαλαρίδας Στο πλαίσιο του έργου Λιγνοφος μελετάται η αειφόρος παραγωγή βιοκαυσίμων και υψηλής προστιθέμενης αξίας βιοχημικών προϊόντων από τη λιγνοκυτταρινική βιομάζα της φαλαρίδας. Πιο συγκεκριμένα η ολοκληρωμένη μετατροπή της λιγνοκυτταρινικής βιομάζας σε βιοκαύσιμα και χημικά προϊόντα υψηλής προστιθέμενης αξίας περιλαμβάνει τρία βασικά στάδια: (α) το στάδιο της προεπεξεργασίας της ακατέργαστης βιομάζας, (β) το στάδιο της ενζυμικής υδρόλυσης της προεπεξεργασμένης βιομάζας για την παραγωγή γλυκόζης και ξυλόζης και (γ) τη μικροβιακή μετατροπή των μονομερών σακχάρων που απελευθερώνονται από τους δομικούς πολυσακχαρίτες, σε βιοαιθανόλη και χημικά προϊόντα υψηλής προστιθέμενης αξίας, μέσω των διεργασιών ζύμωσης. Το τελευταίο στάδιο της παραγωγικής διεργασίας περιλαμβάνει τον καθαρισμό-διαχωρισμό των προϊόντων και την παραλαβή των τελικών προϊόντων. Η υψηλή συγκέντρωση σε δομικούς πολυσακχαρίτες (κυτταρίνη και ημικυτταρίνες) της λιγνοκυτταρινικής βιομάζας της φαλαρίδας σε συνδυασμό με την υψηλή μετατρεψιμότητά τους, μέσω θερμοχημικών και βιοχημικών διεργασιών, σε μονομερή ζυμώσιμα σάκχαρα, καθιστά το συγκεκριμένο είδος ως υποσχόμενη πρώτη ύλη για την παραγωγή δεύτερης γενιάς βιοαιθανόλης [3]. Πρωταρχική προτεραιότητα κάθε παραγωγικής διαδικασίας αποτελεί η αποτίμηση και η αξιολόγηση των περιβαλλοντικών της επιπτώσεων μέσω ανάπτυξης μεθοδολογίας για τη διεξαγωγή Ανάλυσης Κύκλου Ζωής (ΑΚΖ) του άνθρακα. Η μέθοδος της ΑΚΖ αποτελεί ένα χρήσιμο εργαλείο για την καταγραφή και την ανάλυση των περιβαλλοντικών επιδράσεων κατά τη διάρκεια του κύκλου ζωής ενός προϊόντος ή/και μίας διεργασίας. Η ΑΚΖ χρησιμοποιείται σήμερα ευρύτατα τόσο σε ποσοτικές ΑΚΖ και κατά το σχεδιασμό παραγωγικών διεργασιών, αξιολογώντας τις δυνατότητες προσδιορισμού των περιβαλλοντικών επιπτώσεων σε συνδυασμό με την ορθολογική χρήση πρώτων υλών και ενέργειας. Το ερευνητικό ενδιαφέρον για την ΑΚΖ ξεκίνησε στις αρχές της δεκαετίας του 90 και έκτοτε η ανάπτυξη ήταν ραγδαία με αποτέλεσμα τη δημιουργία διεθνών προτύπων [4,5], που

συμπληρώνουν ένας μεγάλος αριθμός οδηγιών [6] και εγχειριδίων [7]. Η ΑΚΖ έχει χρησιμοποιηθεί και εκτεταμένα και για την αξιολόγηση βιοκαυσίμων [11] Η ΑΚΖ εφαρμόζεται για τη σύγκριση των περιβαλλοντικών συνεπειών δύο ή περισσότερων διαφορετικών προϊόντων, για ομάδες προϊόντων, συστημάτων, διαδικασιών ή διεργασιών συμβάλλοντας στον προσδιορισμό ασθενών σημείων, στη βελτίωση των προϊόντων και των περιβαλλοντικών τους ιδιοτήτων, στη σύγκριση των εναλλακτικών διεργασιών/διαδικασιών [4]. Το πλαίσιο μεθοδολογίας αποτελείται από τα ακόλουθα βασικά στάδια : προσδιορισμός του σκοπού και του αντικειμένου της μελέτης καταγραφή δεδομένων εκτίμηση επιπτώσεων εκτίμηση βελτιώσεων Σκοπός της παρούσας εργασίας αποτελεί η αξιολόγηση των περιβαλλοντικών επιπτώσεων της παραγωγής και της κατεργασίας της λιγνοκυτταρινικής βιομάζας από τη φαλαρίδα για την παραγωγή βιοκαυσίμων. Η ανάλυση των περιβαλλοντικών επιπτώσεων της καινοτόμου παραγωγικής διαδικασίας βιοκαυσίμων από την κατεργασία της λιγνοκυτταρινικής βιομάζας της φαλαρίδας θα ποσοτικοποιηθεί σε όλα τα επιμέρους στάδιά της (βάση διαγραμμάτων ροής της βιοχημικής επεξεργασίας της λιγνοκυτταρινικής βιομάζας) με την ενσωμάτωση της AKZ. ΠΕΙΡΑΜΑΤΙΚΟ ΜΕΡΟΣ Για την ανάπτυξη της μεθοδολογίας της ΑΚΖ αρχικά συντάχθηκε πρωτόκολλο καταγραφής πειραματικών δεδομένων (κατανάλωση ενέργειας, νερού, λιπασμάτων, φυτοφαρμάκων, άλλων αντιδραστηρίων και πρώτων υλών) των διάφορων στάδιων επεξεργασίας της λιγνοκυτταρινικής βιομάζας. Τα απαιτούμενα δεδομένα για τη μελέτη της ΑΚΖ προέρχονται από πραγματικά πειραματικά δεδομένα, τα οποία συλλέχθηκαν κατά την πρόοδο της βιοχημικής κατεργασίας. Το γενικό διάγραμμα ροής κατεργασίας της λιγνοκυτταρινικής βιομάζας, που περιλαμβάνει τα όρια του εξεταζόμενου συστήματος δίνεται στο Σχήμα 1. Ενέργεια Ενέργεια Ενέργεια Λιγνοκυτταρινική Βιομάζα Προεπεξεργασία Ενζυμική Υδρόλυση Ζύμωση Καθαρισμός Εκπομπές Εκπομπές Εκπομπές Σχήμα 1. Διάγραμμα ροής της μελέτης ΑΚΖ Ειδικότερα, στη μελέτη της ΑΚΖ συμπεριλήφθηκαν τα στάδια της βιοχημικής κατεργασίας της για την παραγωγή των επιθυμητών προϊόντων, τα οποία αναφέρονται παρακάτω: Προεπεξεργασία Ενζυμική υδρόλυση Ζύμωση

Για την αξιολόγηση των περιβαλλοντικών επιπτώσεων της εξεταζόμενης διεργασίας χρησιμοποιήθηκε το μοντέλο Gemis (Global Emission Model for Integrated Systems) έκδοση 4.7, που μπορεί να εκτελέσει υπολογισμούς ΑΚΖ ποικίλων εκπομπών και να καθορίσει τη χρήση των ενεργειακών πόρων. Οι αναλύσεις στο συγκεκριμένο μοντέλο περιλαμβάνουν όλες τις σχετικές δραστηριότητες, που συνδέονται με τις εξεταζόμενες διεργασίες ή προϊόντα. Ειδικότερα, οι περιβαλλοντικές επιδράσεις της εξεταζόμενης διεργασίας υπολογίστηκαν σε όλα τα επιμέρους στάδια της βιοχημικής κατεργασίας της λιγνοκυτταρινικής βιομάζας. Η αποτίμηση των περιβαλλοντικών επιπτώσεων μίας εξεταζόμενης διεργασίας μπορεί να αποδοθεί με διάφορους δείκτες. Ειδικότερα, στην παρούσα μελέτη ΑΚΖ υπολογίστηκε το δυναμικό παγκόσμιας θέρμανσης (Global Warming Potential), που αποτελεί συνδυασμό των θερμοκηπικών αερίων εκπομπών (CO 2, CH 4, N 2 O, HFCs, PFCs και SF 6 ), τα οποία μετατρέπονται σε ισοδύναμα CO 2 (CO 2 -eq) περιγράφοντας τη συνολική συνεισφορά τους στην παγκόσμια κλιματική αλλαγή. Η λειτουργική μονάδα (functional unit) που χρησιμοποιήθηκε στη μελέτη είναι το 1 kg επεξεργασμένης φαλαρίδας. Η επιλογή αυτή επιτρέπει την ορθή κατανομή της ενέργειας στα επιμέρους στάδια του εξεταζόμενου συστήματος και τη συγκριτική αξιολόγησή τους. Στην παρούσα μελέτη της ΑΚΖ έγιναν ορισμένες παραδοχές, οι οποίες περιγράφονται ακολούθως: Οι εκπομπές του CO 2 eq. που οφείλονται στις ενεργειακές καταναλώσεις στα διάφορα στάδια της βιοχημικής επεξεργασίας της λιγνοκυτταρινικής βιομάζας υπολογίστηκαν σύμφωνα με τον εθνικό συντελεστή εκπομπών κατανάλωσης ηλεκτρικής ενέργειας, με βάση βιβλιογραφικά δεδομένα [8]. Κατά το στάδιο της ζύμωσης της λιγνοκυτταρινικής βιομάζας πραγματοποιήθηκαν αρχικώς πειράματα σε φλάσκα και κατόπιν σε βιοαντιδραστήρα, οπότε οι εκπομπές CO 2 eq υπολογίστηκαν και για τις δύο αυτές περιπτώσεις. ΑΠΟΤΕΛΕΣΜΑΤΑ ΚΑΙ ΣΥΖΗΤΗΣΗ Τα αποτελέσματα της μελέτης της ΑΚΖ δίνονται στον Πίνακα 1 και στο Σχήμα 2 απεικονίζεται η συνεισφορά των επιμέρους διεργασιών στο συνολικό ανθρακικό αποτύπωμα της βιοχημικής κατεργασίας της λιγνοκυτταρινικής βιομάζας της φαλαρίδας. Για τον υπολογισμό του περιβαλλοντικού φορτίου των εξεταζόμενων περιπτώσεων χρησιμοποιήθηκαν πραγματικά πειραματικά δεδομένα εργαστηριακής κλίμακας. Όπως φαίνεται η πρώτη εξεταζόμενη περίπτωση (ζύμωση στη φλάσκα) υπερτερεί περιβαλλοντικά σε σχέση με τη δεύτερη εξεταζόμενη περίπτωση (ζύμωση στο βιοαντιδραστήρα), δεδομένου ότι παρουσιάζει το μικρότερο περιβαλλοντικό αποτύπωμα. Η εξεταζόμενη δεύτερη περίπτωση όπως είναι αναμενόμενο παρουσιάζει τη χειρότερη περιβαλλοντική απόδοση των εξεταζόμενων διεργασιών, λόγω των υψηλών ενεργειακών καταναλώσεων. Ειδικότερα, στην 1 η περίπτωση το στάδιο της ενζυμικής υδρόλυσης έχει την υψηλότερη συνεισφορά στο GWP (78,7%), λόγω των ενεργειακών αναγκών του σταδίου. Σχετικά με το περιβαλλοντικό προφίλ της 2 ης εξεταζόμενης περίπτωσης διαφοροποιείται σημαντικά συγκριτικά με την 1 η περίπτωση, καθώς στη ζύμωση στο βιοαντιδραστήρα οφείλεται η υψηλότερη συνεισφορά στο GWP (75,6%). Από τα παραπάνω προκύπτει ότι το περιβαλλοντικό προφίλ των εξεταζόμενων διεργασιών επηρεάζεται σε σημαντικό βαθμό από τον επιλεγόμενο τρόπο της ζύμωσης κατά τη βιοχημική επεξεργασία της λιγνοκυτταρινικής βιομάζας. Η διαπίστωση αυτή καταδεικνύει την ανάγκη

διερεύνησης εναλλακτικών τρόπων μείωσης των περιβαλλοντικών επιπτώσεων της συγκεκριμένης διεργασίας. Σε σχετική μελέτη ΑΚΖ παραγωγής βιοαιθανόλης από ζαχαρότευτλα διαπιστώθηκε ότι από τα επιμέρους εξεταζόμενα στάδια της καλλιέργειας, μεταφοράς και μετατροπής των ζαχαρότευτλων η υψηλότερη περιβαλλοντική επιβάρυνση βρέθηκε στο στάδιο της μετατροπής τους σε βιοαιθανόλη [9]. Σ αυτό το σημείο κρίνεται σκόπιμο να αναφερθεί ότι η καλλιέργεια φαλαρίδας έχει μηδενικές περιβαλλοντικές επιπτώσεις, η παραγωγή λιγνοκυτταρινικής βιομάζας από αυτή συγκεντρώνει το ερευνητικό ενδιαφέρον. Επιπρόσθετα, η παραγωγή βιοαιθανόλης από λιγνοκυτταρινική βιομάζα πλεονεκτεί έναντι της αιθανόλης που παράγεται από καλαμπόκι, επειδή είναι μικρότερες οι απαιτήσεις σε φυτοπροστασία και κατά το στάδιο της επεξεργασίας της είναι χαμηλότερες οι ενεργειακές απαιτήσεις [10]. Πίνακας 1. Εκπομπές GWP (kg CO 2 eq-/kg προϊόντος) της βιοχημικής επεξεργασίας λιγνοκυτταρινικής βιομάζας της φαλαρίδας Εξεταζόμενη διεργασία Περίπτωση I (kg CO2 eq-/kg φαλαρίδας) Περίπτωση II (kg CO 2 eq-/kg Phalaris Aq) Προεπεξεργασία 165,56 165,56 Υδρόλυση 1138,8 1138,8 Ζύμωση (φλάσκα) 142,35 - Ζύμωση (βιοαντιδραστήρας) - 4047,12 Σύνολο 1446,71 5351,48 Περίπτωση I Περίπτωση II Ζύμωση (flask) 9.8% Προεπεξεργασία 11.4% Προεπεξεργασία 3.1% Υδρόλυση 21.3% Υδρόλυση 78.7% Ζύμωση (bioreactor) 75.6% Σχήμα 2. Συνεισφορά των επιμέρους διεργασιών στο συνολικό περιβαλλοντικό αποτύπωμα της βιοχημικής επεξεργασίας λιγνοκυτταρινικής βιομάζας της φαλαρίδας για τις εξεταζόμενες περιπτώσεις Μελλοντικά, η ολοκληρωμένη βιοχημική κατεργασία της λιγνοκυτταρινικής βιομάζας είναι δυνατό να προσομοιωθεί με τη βοήθεια κατάλληλων υπολογιστικών μοντέλων και να υπολογιστούν οι περιβαλλοντικές συνέπειες της τεχνολογίας κατεργασίας της βιομάζας προς παραγωγή βιοκαυσίμων και βιοχημικών. Κρίνεται σκόπιμο να τονιστεί ότι τα αποτελέσματα που παρουσιάσθηκαν δεν αντιπροσωπεύουν τις συνολικές επιπτώσεις της διερευνώμενης τεχνολογίας, καθώς τέθηκαν συγκεκριμένα όρια στη μελέτη της ΑΚΖ.

ΣΥΜΠΕΡΑΣΜΑΤΑ Στόχος της παρούσας μελέτης είναι η αξιολόγηση των περιβαλλοντικών επιπτώσεων της βιοχημικής κατεργασίας της λιγνοκυτταρινικής βιομάζας από τη φαλαρίδα προς παραγωγή βιοκαυσίμων. Λαμβάνοντας υπόψη ότι κατά τη βιοχημική επεξεργασία της λιγνοκυτταρινικής βιομάζας η ζύμωση πραγματοποιήθηκε αρχικώς σε φλάσκα και κατόπιν σε βιοαντιδραστήρα, υπολόγιστηκαν οι εκπομπές CO 2 eq. για αυτές τις δύο περιπτώσεις. Από τα αποτελέσματα της ΑΚΖ διαπιστώθηκε ότι οι υψηλότερες εκπομπές CO 2 eq. καταγράφηκαν στο στάδιο της υδρόλυσης στην περίπτωση που η ζύμωση πραγματοποιείται σε φλάσκα, και στο στάδιο της ζύμωσης, όταν αυτή γίνεται στο βιοαντιδραστήρα. Τα αποτελέσματα αυτά είναι αναμενόμενα, καθώς οι ενεργειακές απαιτήσεις ενός βιοαντιδραστήρα είναι υψηλές, λαμβάνοντας υπόψη και ότι οι περιβαλλοντικές επιπτώσεις της εξεταζόμενης διεργασίας αξιολόγηθηκαν σε εργαστηριακή κλίμακα, και όχι σε βιομηχανική, όπου οι αντίστοιχες μονάδες είναι βελτιστοποιημένες ενεργειακά. Θεωρώντας ότι η καλλιέργεια και η παραγωγή της φαλαρίδας έχουν μηδενικές περιβαλλοντικές επιβαρύνσεις, η παραγωγή λιγνοκυτταρινικής βιομάζας από τη φαλαρίδα καθίσταται περισσότερο αειφορική συγκριτικά με άλλα ενεργειακά φυτά. ΕΥΧΑΡΙΣΤΙΕΣ Η παρούσα μελέτη πραγματοποιήθηκε στο πλαίσιο του έργου «Αειφόρος Παραγωγή Βιοκαυσίμων και Υψηλής Προστιθέμενης Αξίας Βιοχημικών Προϊόντων από Λιγνοκυτταρινική Βιομάζα (ΛΙΓΝΟ-ΦΟΣ)», 09ΣΥΝ-32-434, το οποίο συνχρηματοδοτείται από το Ελληνικό Κράτος και την Ευρωπαϊκή Ένωση. ΒΙΒΛΙΟΓΡΑΦΙΑ [1] Pappas I., Koukoura Z., Goulas C., Kiparissides C., Tananaki Ch., Grassland. Sci. Eur. 14:425-427 (2009). [2] Παππάς I. A., Διδακτορική Διατριβή, Σχολή Δασολογίας και Φυσικού Περιβάλλοντος, Αριστοτέλειο Πανεπιστήμιο Θεσσαλονίκης, (2010). [3] Pappas I., Koukoura Z., Kiparissides C., Goulas C., Tananaki C., Grassland. Sci. Eur 17:448-450 (2012). [4] ISO, 2006a. ISO 14040 International Standard. In: Environmental Management Life Cycle Assessment Principles and Framework. International Organisation for Standardization, Geneva, Switzerland. [5] ISO, 2006b. ISO 14044 International Standard. In: Environmental Management Life Cycle Assessment Requirements and Guidelines. International Organisation for Standardisation, Geneva, Switzerland. [6] Guinée J.B., Gorrée M., Heijungs R., Huppes G., Kleijn R., de Koning A., van Oers L., Wegener Sleeswijk A., Suh S., Udo de Haes H.A., de Bruijn J.A., van Duin R., Huijbregts M.A.J., Handbook on Life Cycle Assessment: Operational Guide to the ISO Standards. Series: Eco-efficiency in Industry and Science. Kluwer Academic Publishers, Dordrecht, 2002. [7] Baumann H., Tillman A.M., A Hitchhiker s Guide to Life Cycle Assessment. Studentlitteratur, Lund, 2004. [8] IPCC, Carbon dioxide intensities of fuels and electricity for regions and countries, 2005. [9] Foteinis S., Kouloumpis V., Tsoutsos, T., Energ. Policy. 39: 4384-4841 (2011). [10] Spatari S., Maclean H.L., Environ. Sci. Technol. 44: 8773-8780 (2010). [11] Christodoulou, P., Kazantzi, V, Bezergianni, S., Gounaris, K., Proceedings of the 1 st European Society for Sugar Technology (ESST) Conference, Rotterdam, 18-20 May 2009