Seite 1

ΣΥΜΠΑΡΑΓΩΓΗ

ΑΠΟ

ΒΙΟΑΕΡΙΟ

–Βασικές

γνώσεις

-

Παραδείγματα

Dr. Stefan JunneChair of Bioprocess Engineering, TU Berlin

Γιατί

βιοαέριο?

Α)Είναι

η

μόνη

Ανανεώσιμη

Πηγή

Ενέργειας

που

είναι ανεξάρτητη

των

καιρικών

συνθηκών,

Β) Με

νέο

νομοσχέδιο, η τιμή πώλησης της ηλεκτρικής kWh από

μονάδες

συμπαραγωγής

από

βιοαέριο

για

παραγωγή

ηλεκτρισμού

και

θερμού

μέσου

για τηλεθέρμανση

είναι

τουλάχιστον

0,47 €

/ kWh

Γιατί

χρειαζόμαστε

μικρής

κλίμακας

και

πολλές διεσπαρμένες

μονάδες

βιοαερίου

(στη

Γερμανία

8.500 ήδη)

•Μικρή

κλίμακα

σημαίνει

«προσαρμοσμένη

στις

εκάστοτε συνθήκες

κλίμακα»

(50-500 kW)

•Μικρές

αποστάσεις

για

μεταφορά

πρώτης

ύλης

•Α) Ανεξάρτητες

από

την

τοπική

παραγωγήβιολογικών

αποβλήτων

(για

την

ηπειρωτική

Ελλάδα)•Β) Ενσωμάτωση

σε

τοπικούς

κλειστούς

κύκλους(πχ. νησιά)

Seite 4

(Source: Ministerium für Umwelt, Klima und Energiewirtschaft, Baden-Württemberg)

Πηγές

Ενέργειας

στη

Γερμανία

2012

Αξίζει

να

βασιστούμε

στη

Βιοενέργεια?(Κόστος

τώρα

–

τουλάχιστον

0,47 €

/ kWh)

-

Η

ενέργεια

που

παράγεται

από

βιομάζα

θα

αποτελεί

σημαντικό κομμάτι

του

ενεργειακού

μείγματος

στο

μέλλον!

Όρολογία

Seite 6

ΟΡΟΣ ΠΕΡΙΓΡΑΦΗΑναερόβιος Χωρίς

οξυγόνο

Αερόβιος Με

οξυγόνο

(σε

ΧΥΤΑ

ή

σε

δεξαμενές βιολογικών

καθαρισμών)

Αναερόβια

διαδικασία

/ επεξεργασία

/ αποσύνθεση

Αποσύνθεση

οργανικής

ύλης

Υπόλειμμα

επεξεργασίας

/ αποσύνθεσης

Το

υγρό

προϊόν

της

αναερόβιας διαδικασίας

Βιοαέριο Το

αέριο

που

παράγεται

από

μικρο- οργανισμούς

κατά

την

αναερόβια

διαδικασία

(περίπου

66 % μεθάνιο)Αναερόβιος

αντιδραστήρας Κλειστό

δοχείο-δεξαμενή-

αντιδραστήρας

όπου

γίνεται

η αναερόβια

διαδικασία

Σχετικά

με

το

μεθάνιο

Είναι

το

βασικό

συστατικό

του

Φυσικού

Αερίου

(ΦΑ) (97 % περίπου).

Σε

θερμοκρασία

δωματίου

και

κανονική

πίεση

είναι

άοσμο

και

άχρωμο

αέριο

(η

χαρακτηριστική

μυρωδιά

από

το

δίκτυο

ΦΑ

προέρχεται

από την

προσθήκη

τεχνητού

αρωματικού, για

προστασία).

Υγροποιείται

στους

-162 οC, στη

1 Atm.

Είναι

εύφλεκτό

ως

αέριο

μόνο

σε

περιπτώσεις

που

εμφανίζεται

σε

μείγμα

αέρα

με

περιεκτικότητα

5-15 % σε

μεθάνιο

(μικρές πιθανότητες).

Η

θερμογόνος

δύναμη

είναι

10 kWh / Nm3

ή

35.900 kJoule

/ Nm3.

Άρα

το

βιοαέριο

με

65 % περιεκτικότητα

σε

μεθάνιο

έχει

θερμογόνο

δύναμη

6,5 kWh / Nm3

ή

23.300 kJoule

/ Nm3

Seite 7

Σχετικά

με

τις

μικροβιακές

διαδικασίες

Σε

αναερόβιες

συνθήκες, οι

οργανικές

ουσίες

δεν

καίγονται

(οξειδώνονται), αλλά

ζυμώνονται

(μειώνονται

= απορροφούν ηλεκτρόνια)

Τα

Ενεργειακά-πλούσια οργανικά υπο-προϊόντα

όπως

οι

αλκοόλες

και τα οργανικά οξέα, είναι

δέκτες

ηλεκτρονίων.

Είναι

σχετικά

αργές

διαδικασίες

σε

σύγκριση

με

τις

αερόβιες

–

απαιτούνται

μεγάλοι

χρόνοι

παραμονής

των

λυμάτων

στον αντιδραστήρα.

Όπως

όλες

οι

βιολογικές

διαδικασίες, εξαρτάται

από

τη

θερμοκρασία

(υψηλότεροι

ρυθμοί

μετατροπής

σε

υψηλές

θερμοκρασίες), που σημαίνει

ότι

οι

αντιδραστήρες

απαιτούν

συστήματα

θέρμανσης,

μόνωσης

ή

είναι

κάτω

από

τη

γη.

Είναι

διαδικασία

τεσσάρων

σταδίων

Seite 8

Seite 9

Τέσσερα

στάδια

Τα

τέσσερα

στάδια

Seite 10

Seite 11

Γενική

εικόνα–

Η

διαδικασία

του

βιοαερίου

Σύνθεση

βιοαερίουΤο

ποσοστό

του

μεθανίου

στο

βιοαέριο

εξαρτάται

από

τις

πρώτες

ύλες:Υδατάνθρακες

50 % σε

μεθάνιο.

Λίπη

70 % σε

μεθάνιοΠρωτεϊνες

84 % σε

μεθάνιο.

Seite 12

Συστατικό Ποσοστό

του

όγκου

Μεθάνιο

(CH4

) 50-75 %

∆ιοξείδιο

του

Άνθρακα

(CO2

) 25-50 %

Άζωτο < 7 %

Οξυγόνο < 2 %

∆ιαδικασία

βιοαερίου

Seite 13

∆ιαδικασία

βιοαερίου

Seite 14

∆ιαδικασία

βιοαερίου

Seite 15

Πρώτη

Ύλη

Υγρά

οργανικά

υλικά

Στερεά

οργανικά

υλικά:

Λυματολάσπη.

Οικιακά

οργανικά

απόβλητα

Τα

υπολείμματα

της

διαδικασίας

μπορεί

να

είναι

παθογόνα

αλλά

συνήθως

έχουν

και

άλλη

χρήση.

Seite 16

Πρώτη

Ύλη (Παραγωγή

βιοαερίου

ανά

κατηγορία

και περιεκτικότητα

σε

μεθάνιο)

Seite 17

Seite 18

Πρώτη

Ύλη (Παραγωγή

βιοαερίου

ανά

κατηγορία

και περιεκτικότητα

σε

μεθάνιο)

Προεργασία

στην

Πρώτη

Ύλη

Υδρόλυση

–

οδηγεί

σε

υλικό

με

2 % περιεκτικότητα

σε

νερό.

Μηχανική

κατεργασία

(ΜΥΛΟΙ) –

οδηγεί

σε

αύξηση

της

επιφάνειας

που

θα

αποσυντεθεί.

Προεργασία

με

υπέρηχο

για

αύξηση

διαλυτότητας.

Χημική

κατεργασία

με

προσθήκη

οξέος

ή

βάσης.

Θερμική

κατεργασία.

Seite 19

Προεργασία

στην

Πρώτη

Ύλη

(Μύλος

και

Υδρόλυση)

Seite 20

Προεργασία

στην

Πρώτη

Ύλη

(Μύλος)

Seite 21

Προεργασία

στην

Πρώτη

Ύλη

(Υπέρηχος)

Seite 22

Θετικά

και

αρνητικά

του

βιοαερίου+

Είναι

μια

Ανανεώσιμη

Πηγή

ΕνέργειαςΗ

παραγωγή

ενέργειας

από

βιοαέριο

είναι

ανεξάρτητη

από

τις

καιρικές

συνθήκεςΧρήση διαφόρων πρώτων υλών για την παραγωγή του.Σταθερό

εισόδημα

για

αγρότες

και

κτηνοτρόφουςΤα

υπολείμματα

μπορούν

να

χρησιμοποιηθούν

ως

βιολογικό

λίπασμα, συνεισφέροντας

στον

κλειστό

κύκλο

φωσφόρου. Μπορεί

να

χρησιμοποιηθεί

στην

αυτοκίνηση, να

τροφοδοτηθεί

στο

δίκτυο

φυσικού

αερίου

και

να

συσκευαστεί._

•Το

κόστος

και

η

καταναλισκόμενη

ενέργεια

λειτουργίας

είναι

σχετικά

υψηλά•Η

μείωση

των

εκπομπών

CO2

δεν

είναι

τόσο

μεγάλη

(εμπόριο

ρύπων)•Στη

Γερμανία, υπάρχει

έντονη

κριτική, επειδή

αυξάνονται

οι

ενεργειακές

καλλιέργειες•∆εν

έχει

γίνει

ακόμα

σωστός

συντονισμός

με

το

διαχειριστή

του

ηλεκτρικού

δικτύου

ή

διαχειριστές

τηλεθέρμανσης.Seite 23

Το

μελλοντικό

έξυπνο

δίκτυο

βιοπαραγωγής

Seite 24

Υιοθέτηση

του

βιοαερίου

στην

Ελλάδα εκμεταλλευόμενοι

την

Γερμανική

εμπερία

ΓΙΑ

ΒΙΩΣΙΜΟΤΗΤΑ

ΝΕΩΝ

ΜΟΝΑ∆ΩΝ

ΣΤΗΝ

ΕΛΛΑ∆Α:

Πρόβλεψη

για

παραγωγή, συσκευασία

και

προώθηση

των

υπολειμμάτων

της

παραγωγής

βιοαερίου

ως

βιολογικό

λίπασμα.

Πρόβλεψη

για

εγκαταστάσεις

χρήσης

του

βιοαερίου

στην

αυτοκίνηση

και

στο

εμπόριο

υγραερίου.

Αποφυγή

παραγωγής

βιοαερίου

από

ενεργειακές

καλλιέργειες

και

αξιοποίηση των

τοπικών

βιολογικών

αποβλήτων.

Συνεννόηση

με

προμηθευτές

βιολογικών

αποβλήτων

(π.χ. ∆ΙΑ∆ΥΜΑ, κτηνοτροφικές

μονάδες).•

Σωστός

συντονισμός

με

το

διαχειριστή

του

ηλεκτρικού

δικτύου

και

επέκταση

δικτύων

τηλεθέρμανσης.

Seite 25

∆ΙΑ∆ΥΜΑ

Seite 26

∆ΙΑ∆ΥΜΑ

– Α∆ΕΙΑ

ΠΑΡΑΓΩΓΗΣ

ΗΛΕΚ. ΕΝΕΡ. ΑΠΟ

ΒΙΟΑΕΡΙΟ

Seite 27

Εγκεκριμένο

έργοBioFoss

–

Ελλάδα-πΓ∆Μ

2007-2013 (Προϋπ: 509.000 €):

∆ημοτική

Επιχείρηση

Τηλεθέρμανσης

Ευρύτερης

Περιοχής

Αμυνταίου

(∆ΕΤΕΠΑ

–

ΕΠΙΚΕΦΑΛΗΣ).

∆ήμος

Μπίτολα.

ΤΕΙ

∆υτικής

Μακεδονίας

Πιλοτικές

Μονάδες

συμπαραγωγής

από

βιοαέριο

στο

Λέχοβο.

Μελέτη

για

μεγάλη

μονάδα

συμπαραγωγής

από

βιοαέριο

για

αυξημένη

συμβολή

στο

δίκτυο

τηλεθέρμανσης

(μικρή

∆ΕΗ)

για

έσοδα

στο

∆ήμο

από

την

πώληση

της

Ηλεκτρικής

Ενέργειας

σε

εξαιρετική

τιμή

Seite 28

Έργο

που

συνδυάζει

όλα

τα

παραπάνωSmartEnvTech

–

Horizon2020

(Προϋπ: 2.000.000 €):

ΤΕΙ

∆υτικής

Μακεδονίας

(Τμήμα

Ηλεκτρολόγων

Μηχανικών

–

ΕΠΙΚΕΦΑΛΗΣ).

Πολυτεχνείο

του

Βερολίνου

(Τμήμα

Μηχανικής

Βιοδιεργασιών).

Εθνικό

Μετσόβιο

Πολυτεχνείο

(Τμ. Ηλεκτρ

και

Χημ. Μηχανικών).

Πολυτεχνείο

Κωνσταντινούπολης

– (Τμήμα

Ηλεκτρ. Μηχανικών).

∆ΙΑ∆ΥΜΑ

ARCHAM –

Bitola

(FYROM)

Ευρωσύμβουλοι

ΑΕ

-

Θεσσαλονίκη

•

Περισσότερα

το

Σεπτέμβριο….

Seite 29

Ευχαριστούμε

για

την

προσοχή

σας!