Μετατροπή υφιστάμενου λιγνιτικού σταθμού ηλεκτροπαραγωγής σε σταθμό παραγωγής ηλεκτρικής ενέργειας με χρήση απορριμματογενούς καυσίμου

Κουκόπουλος, Βασίλειος

Conversion of an existing lignite power plant into a power plant using fuel of municipal solid waste

Διπλωματική εργασία

Author

Κουκόπουλος, Βασίλειος

Date

2021-10-15

Advisor

Psomopoulos, Constantinos

ele_44200.pdf (2.651Mb)

ele_44200dilosi.pdf (424.7Kb)

Keywords

Παραγωγή ηλεκτρικής ενέργειας ; Λιγνίτης ; Απορριμματογενές καύσιμο ; Μονάδες επεξεργασίας αποβλήτων ; Μονάδες βιολογικής επεξεργασίας ; Αστικά στερεά απόβλητα ; Ανάλυση SWOT ; Electricity generation ; Waste fuel ; SWOT analysis

Abstract

Η παρούσα διπλωματική εργασία αναφέρεται στην εξέλιξη του τομέα της ενέργειας και το πως θα επωφεληθεί το περιβάλλον. Στόχος είναι να γίνει παρουσίαση των υφιστάμενων τεχνικών για την διαδικασία της παραγωγής της ενέργειας, τόσο στην Ελλάδα όσο και στην Ευρώπη, από την εκμετάλλευση των απορριμματογενών καυσίμων. Επιπροσθέτως η παρούσα εργασία εστιάζει και στον τρόπο που θα επιτευχθεί η χρήση τους μέσω της μετατροπής των υφιστάμενων λιγνιτικών σταθμών σε σταθμούς παραγωγής ενέργειας με τη χρήση του συγκεκριμένου καυσίμου. Η αρχή γίνεται με την ηλεκτροπαραγωγή της καύσης ενεργού άνθρακα, κυρίως με την μορφή του λιγνίτη, όπου παρουσιάζεται και αναλύεται η σύστασή του, το κόστος του και οι επιπτώσεις που προκαλεί. Αρνητικό ρόλο στο ενεργειακό του αντίκτυπο έχουν οι εκπομπές των αερίων που απελευθερώνονται, όπως το διοξείδιο του άνθρακα (CO 2 ), το διοξείδιο του θείου (SO 2 ) και τα οξείδια του αζώτου (NO X ), ενώ και άλλες εκπομπές που αναφέρονται είναι από τα βαρέα μέταλλα και τις επιπτώσεις κυρίως του υδραργύρου (Hg). Ο λιγνίτης συμβάλλει ενεργά με αρνητικές συνέπειες στην κλιματική αλλαγή με ό,τι αυτό συνεπάγεται. Από το φαινόμενο του θερμοκηπίου και την συμβολή του για την τρύπα του όζοντος, στην υπερβολική κατανάλωση νερού και γης μέχρι και τις επιπτώσεις στην υγεία κάθε έμβιου οργανισμού. Εκπέμπει στην ατμόσφαιρα τεράστια ποσά αέριων ρύπων από την καύση του, που η φύση αδυνατεί να τα αντιμετωπίσει. Στη συνέχεια της εργασίας γίνεται αναφορά στη διαχείριση των απορριμμάτων και την εκμετάλλευση που δέχονται ως πόρος για την δημιουργία απορριμματογενούς καυσίμου ικανό να αντικαταστήσει τον λιγνίτη κατά την παραγωγή ενέργειας. Παρουσιάζονται οι τεχνικές ανάκτησης, επεξεργασίας και παραγωγής του καυσίμου, καθώς δίνεται και η εικόνα που επικρατεί σε Ελλάδα και Ευρώπη για το εν λόγω καύσιμο. Με το ενεργειακό αντίκτυπο του καυσίμου να έχει ιδιαίτερη σημασία όσον αφορά κυρίως τις εκπομπές των αέριων ρύπων και των βαρέων μετάλλων κατά την καύση του. Τέλος, περιγράφονται οι τεχνολογίες και ο τρόπος με τον οποίο αξιοποιούνται τα καύσιμα, λιγνίτης και απορριμματογενές καύσιμο αντίστοιχα. Καθώς ολοκληρώνεται η αναφορά των υπαρχόντων τεχνικών εκμετάλλευσης, γίνεται σύγκριση και παρουσιάζεται η ανάλυση S.W.O.T. για το καυσίμου που προέρχεται από τα αστικά στερεά απόβλητα. Η παρούσα ανάλυση συγκεντρώνει τα θετικά και τα αρνητικά στοιχεία, τις ευκαιρίες και τις τυχόν απειλές που θα προκύψουν κατά την αξιοποίηση του καυσίμου στην παραγωγή της ηλεκτρικής ενέργειας.

Abstract

The thesis refers to the development of the energy sector and how it will benefit the environment. The aim is to present the existing techniques for the process of energy production, both in Greece and in Europe, from the exploitation of waste fuels. In addition, the present work focuses on how to achieve their usethrough the conversion of existing lignite power plants into power plants using this fuel. The beginning is made with the electric generation of the combustion of activated carbon, mainly in the form of lignite, where its composition is presented and analyzed, its cost and the effects it causes. Emissions of gases released, such as carbon dioxide (CO 2 ), sulfur dioxide (SO 2 ) and nitrogen oxides (NO X ), play a negative role in its energy impact, while other emissions reported are from heavy metals. and the effects mainly of mercury (Hg). Lignite actively contributes to the negative effects of climate change with all that entails. From the greenhouse effect and its contribution to the ozone hole, to the excessive consumption of water and land to the effects on the health of every living organism. It emits huge amounts of gaseous pollutants into the atmosphere from its combustion, which nature is unable to deal with. In the continuation of the work, reference is made to the management of waste and the exploitation that they accept as a resource for the creation of waste fuel capable of replacing lignite during energy production. The techniques of recovery, processing and production of fuel are presented, as well as the picture that prevails in Greece and Europe for this fuel. With the energy impact of the fuel being particularly important in terms of emissions of gaseous pollutants and heavy metals during combustion. Finally, the technologies and the way in which the fuels are used, lignite and waste fuel respectively are described. As the report of the existing exploitation techniques is completed, a comparison is made and the S.W.O.T. analysis for fuel derived from municipal solid waste. The present analysis summarizes the positive and negative elements, opportunities and possible threats that will arise during the utilization of fuel in the production of electricity.