Συμπαραγωγή ηλεκτρικής ενέργειας και θερμότητας μέσω αεριοποίησης αγροτικών υπολειμμάτων στον Αγροτικό Συνεταιρισμό Ερυθρών

Abstract

Η βιομάζα αποτελεί τη μεγαλύτερη και σημαντικότερη ανανεώσιμη πηγή ενέργειας στο σύνολο των ΑΠΕ διαθέτοντας πάρα πολλά πλεονεκτήματα. Η πολυποίκιλη μετατροπή της σε ενέργεια την καθιστά “βασιλιά” των ΑΠΕ, Για παράδειγμα μπορεί να μετατραπεί σε ηλεκτρική και θερμική ενέργεια, αλλά και σε βιοκαύσιμα σημαντικής προστιθέμενης αξίας όπως η βιομεθανόλη, η αμμωνία, το βιοντήζελ, η βιοαιθανόλη κλπ. Η βιομάζα αποτελεί το σημαντικότερο κομμάτι της κυκλικής οικονομίας καθώς τα ζωικά απόβλητα, τα υπολείμματα αγροτικών εκμεταλλεύσεων, τα απορρίμματα και γενικά προϊόντα χαμηλής ή άνευ αξίας μπορούν να επαναχρησιμοποιηθούν. Τόσο η βιομάζα όσο και τα ορυκτά καύσιμα εμπεριέχουν άνθρακα, αλλά μόνο η βιομάζα είναι ανανεώσιμη πηγή ενέργειας καθώς ο άνθρακας που βρίσκεται στη βιομάζα είναι ουδέτερος, καθότι προσλαμβάνεται από τη φύση (ηλιακή ενέργεια) αξιοποιείται για την παραγωγή ενέργειας και επιστρέφει σε αυτήν χωρίς να μεταβάλλεται το ισοζύγιο του. Η παραγωγή και μετατροπή της βιομάζας σε ενέργεια μέσω απλών ή και σύνθετων τεχνολογιών είναι αρκετά φιλική στο περιβάλλον και δεν δημιουργεί περιβαλλοντικά προβλήματα, καθιστώντας την κυρίαρχη στις υπόλοιπες ΑΠΕ. Υπάρχουν όμως και μειονεκτήματα της, όπως η εφοδιαστική αλυσίδα προμήθειας και αποθήκευση της, το οποίο είναι από τα σημαντικότερα, γιατί η βιομάζα βρίσκεται διάσπαρτη παντού. Επίσης η χαμηλή ενεργειακή της πυκνότητα, το ποσοστό υγρασίας της, η ποικιλομορφία της σε σχέση με τα ορυκτά καύσιμα, αποτελούν σημαντικούς παράγοντες οι οποίοι αυξάνουν το κόστος μετατροπής της σε ενέργεια. Την τελευταία δεκαετία η έρευνα και η πρόοδος που έχει συντελεστεί σε διάφορες τεχνολογικές μεθόδους μετατροπής της βιομάζας σε ενέργεια είναι αρκετά ελκυστικές σε παγκόσμιο επίπεδο και υιοθετούνται από όλο και περισσότερους ειδικά σε ανεπτυγμένες χώρες, όπου θα καλύπτουν μεγάλο τμήμα της παραγωγής ενέργειας στο μέλλον. Μία από τις πιο σύγχρονες και αξιόλογες τεχνολογικές μεθόδους αξιοποίησης της βιομάζας είναι η θερμική μέθοδος της αεριοποίησης κατά την οποία μετατρέπονται τα οργανικά ή και ορυκτά καύσιμα τα οποία έχουν τη βάση τους στον άνθρακα, σε διοξείδιο του άνθρακα, υδρογόνο και μονοξείδιο του άνθρακα. Κατά τη διάρκεια της αεριοποίησης συντελούνται πλήθος χημικών αντιδράσεων οι οποίες αναφέρονται αναλυτικά στην παρούσα εργασία, καθώς επίσης περιγράφονται τα πλεονεκτήματά της και οι σημαντικότεροι τύποι αντιδραστήρων (αεριοποιητών). Επίσης περιγράφονται τα σημαντικότερα κριτήρια που αφορούν στην ποιότητα, της προς ενεργειακά αξιοποιούμενης βιομάζας και έχουν να κάνουν με τη θερμογόνο της δύναμη, την παραγόμενη τέφρα και το ποσοστό της υγρασίας. Η παρούσα εργασία κλείνει με τη μελέτη και χωροθέτηση μιας μονάδας αεριοποίησης ισχύος 100KW για χρήση από τον αγροτικό συνεταιρισμό Ερυθρών ο οποίος βρίσκεται στα όρια του νομού Αττικής, απέχει 55 χιλιόμετρα από την Αθήνα και διαθέτει 65.000 στρέμματα ιδιόκτητο κάμπο. Ο αγροτικός συνεταιρισμός Ερυθρών διαθέτει όλες αυτές τις προϋποθέσεις για την ενεργειακή αξιοποίηση των αγροτικών υπολειμμάτων του (βιομάζα), όπως σύγχρονο εξοπλισμό και υποδομές. Λόγω του ότι η παραγωγή ηλεκτρικής ενέργειας από την ενεργειακή αξιοποίηση της βιομάζας τυγχάνει μηδενικής σχεδόν ανάπτυξης και ελάχιστων παραδειγμάτων στην Ελλάδα, η παρούσα εργασία έρχεται να συμβάλλει στην παρουσίαση και υλοποίηση ενός εν δυνάμει πραγματικού έργου, σε ένα τόσο σημαντικό ενεργειακό τομέα, επιδεικνύοντας όλα τα οφέλη που θα προκύψουν για το περιβάλλον και τον άνθρωπο.