Παραγωγή Ηλεκτρικής ενέργειας και θερμότητας μέσω της αναερόβιας χώνευσης κτηνοτροφικών απορριμμάτων/υπολειμμάτων

Abstract

Η παραγωγή ηλεκτρικής και θερμικής ενέργειας (και όχι μόνο) από βιομάζα θα παίξει σημαντικό ρόλο στην παραγωγή ενέργειας από ΑΠΕ στην Ελλάδα τα επόμενα χρόνια. Τα βιοκαύσιμα έχουν πολλά και σημαντικά πλεονεκτήματα σε σχέση με τα συμβατικά καύσιμα. Κυρίως περιβαλλοντικά και οικονομικά αλλά και κοινωνικά. Έχουν όμως και κάποια μειονεκτήματα που είναι ο λόγος που δεν έχει αξιοποιηθεί ενεργειακά όσο θα έπρεπε η βιομάζα. Ένα σοβαρό μειονέκτημα είναι η διασπορά και η εποχικότητα της βιομάζας, το οποίο μπορεί να λυθεί με μικρές μονάδες παραγωγής με εναλλακτική πρώτη ύλη. Επίσης το υψηλό αρχικό κόστος εγκατάστασης σε σχέση με τα συμβατικά καύσιμα μπορεί να ξεπεραστεί με τυχόν επιχορηγήσεις και επιπλέον οικονομικά κίνητρα. Στην παρούσα διπλωματική εργασία επικεντρωνόμαστε κυρίως στην βιομάζα, την διεργασία της αναερόβιας χώνευσης για παραγωγή βιοαερίου, στις αποδόσεις των κτηνοτροφικών αποβλήτων προς βιοκαύσιμα και στην συμπαραγωγή ηλεκτρικής και θερμικής ισχύος σε αντίστοιχες μονάδες. Πιο συγκεκριμένα, στο πρώτο κεφάλαιο ασχολούμαστε με την βιομάζα. Ο ορισμός της, το ενεργειακό δυναμικό, τα είδη βιομάζας, οι τρόποι αξιοποίησης της, τα πλεονεκτήματα και τα μειονεκτήματα από την αξιοποίηση της, οι εφαρμογές και οι προοπτικές της αναφέρονται στο κεφάλαιο αυτό. Στη συνέχεια, αναλύονται οι μέθοδοι μετατροπής της βιομάζας όπως η καύση, η πυρόλυση και, φυσικά, η αεριοποίηση και η αναερόβια χώνευση. Στο δεύτερο κεφάλαιο περιγράφεται η μέθοδος της Αναερόβιας Χώνευσης (ΑΧ). Η ιστορική εξέλιξη, τα υποστρώματα για την ΑΧ, τι είναι η ΑΧ, η μικροβιολογία της, παράγοντες που επηρεάζουν την διεργασία, τα συστήματα για την ΑΧ, καθώς και τα προϊόντα που προκύπτουν. 2  Το τρίτο κεφάλαιο ασχολείται με τα κτηνοτροφικά απόβλητα. Παρουσιάζει διάφορες αποδόσεις προς παραγωγή βιοαερίου από την ΑΧ των κτηνοτροφικών αποβλήτων καθώς και την συν-χώνευση αυτόν τον αποβλήτων με άλλα υποστρώματα που πραγματοποιήθηκαν από διάφορους ερευνητές. Επίσης παρουσιάζει και το θεωρητικό ενεργειακό δυναμικό για την Ελλάδα από την εκμετάλλευση του βιοαερίου. Τέλος το τέταρτο κεφάλαιο ασχολείται με την συμπαραγωγή ηλεκτρικής και θερμικής ενέργειας (ΣΗΘ). Μιλάει γενικά για την ΣΗΘ, τους τρόπους λειτουργίας και φυσικά, για τις βασικές αρχές της συμπαραγωγής.