Βιομάζα
Μιά άλλη ανανεώσιμη πηγή ενέργειας

Άρθρο, Ιούλιος 2001

Γενικά με τον όρο βιομάζα εννοούμε τα προϊόντα και τα κατάλοιπα φυτικής, ζωικής και δασικής παραγωγής, τα παραπροϊόντα που προέρχονται από τη βιομηχανική επεξεργασία αυτών, τα αστικά λύματα και τα σκουπίδια. Αναερόβια χώνευση της βιομάζας είναι ουσιαστικά η βακτηριακή αποδόμηση σύνθετων οργανικών μορίων σε πιο απλά μόρια -μεθανίου και διοξειδίου του άνθρακα-, η οποία γίνεται σε συνθήκες έλλειψης οξυγόνου. Η αναερόβια χώνευση της βιομάζας διαρκεί από δύο τρεις εβδομάδες και γίνεται σε τρεις θερμοκρασιακές ζώνες που κυμαίνονται μεταξύ των 20 και 55 βαθμών Κελσίου. Συνήθως αποφεύγεται η αποθήκευση του παραγόμενου βιοαερίου, γιατί απαιτεί μεγάλους αποθηκευτικούς χώρους και κοστίζει αρκετά. Αντίθετα, συνήθως, χρησιμοποιείται αμέσως για την παραγωγή ενέργειας.

Από βιομάζα (π.χ. καύση απορριμμάτων ζωικής προέλευσης) είναι δυνατό να παραχθεί θερμότητα ικανή να χρησιμοποιηθεί για την κάλυψη των αναγκών μικρών βιομηχανικών ή βιοτεχνικών μονάδων ή για την τηλεθέρμανση κτιρίων μέσω ενός μικρού δικτύου τηλεθέρμανσης.
Επίσης, από ζωικά υπολείμματα είναι δυνατή η παραγωγή ηλεκτρικής ενέργειας για τις λειτουργικές ανάγκες μιας μικρής παραγωγικής μονάδας.
Ενδιαφέρον παρουσιάζει η καλλιέργεια ενεργειακών φυτών όπως της αγριοαγκινάρας με σκοπό την παραγωγή βιοκαυσίμων ( π.χ. βιοαιθανόλη).

Τα υπολείμματα ξύλου, των βιομηχανιών επεξεργασίας ξύλου, μπορούν να αξιοποιηθούν ενεργειακά όπως και τα αστικά απορρίμματα.  Σε μεγάλες ευρωπαϊκές πόλεις όπως η Βιέννη, η Φραγκφούρτη και η Κολωνία λειτουργούν εργοστάσια ηλεκτρικής ενέργειας με καύσιμη ύλη τα σκουπίδια των κατοίκων τους. Η ολική ποσότητα στερεών απορριμμάτων στις ΗΠΑ από το 1970 έως 1994 αυξήθηκε κατά 70%, αλλά την ίδια περίοδο το ποσοστό απορριμμάτων που ανακυκλώθηκε ή λιπασματοποιήθηκε αυξήθηκε από 7% στο 23%.

Η βιομάζα είναι ένα καύσιμο φιλικό προς το περιβάλλον καθώς δεν συμμετέχει στο φαινόμενο του θερμοκηπίου ενώ ταυτόχρονα μειώνει την κατανάλωση συμβατικών καυσίμων σε εθνικό επίπεδο με προφανή οφέλη για την χώρα. Η βιομάζα για παραγωγή θερμότητας προέρχεται από διαφορετικές πηγές όπως καυσόξυλα, δασικά υπολείμματα, γεωργικά υπολείμματα π.χ. άχυρο από την παραγωγή σιτηρών, υπολείμματα από αγροτικές εργασίες π.χ. σοδειές που έχουν υποβληθεί σε επεξεργασία ή σοδειές που καλλιεργούνται για να χρησιμοποιηθούν ως καύσιμα.

Μια περιοχή της Ελλάδας με σημαντικό ενεργειακό δυναμικό βιομάζας είναι η Ηπειρος, όπου τα διαθέσιμα γεωργικά, δασικά και ζωικά υπολείμματα θα μπορούσαν να καλύψουν μεγάλο μέρος των αναγκών της. Η εκμετάλλευση της βιομάζας συναντά αρκετά προβλήματα στην πρακτική εφαρμογή, γίνονται όμως προσπάθειες για την ανάπτυξη προγραμμάτων με σκοπό την αξιοποίησή της.

Ανανεώσιμες Πηγές Ενέργειας και Ε.Ε.

Οι Ανανεώσιμες Πηγές Ενέργειας (ΑΠΕ), γενικότερα, καλούνται να διαδραματίσουν σημαντικό ρόλο στο συνεχώς μεταβαλλόμενο γεωπολιτικό χάρτη της ενέργειας. Η Λευκή Βίβλος (COM (97) 599/26 -11-97) αποτελεί την Κοινοτική στρατηγική και το σχέδιο δράσης για τις ΑΠΕ. Βασικός στόχος της Ε.Ε. είναι η καλά ισορροπημένη χρήση όλων των καυσίμων, ώστε να επιτευχθεί αειφόρος ανάπτυξη, και ο διπλασιασμός του ποσοστού συμβολής (από 6% σε 12%) των ΑΠΕ στο ενεργειακό ισοζύγιο μέχρι το 2010. Αυτό απαιτεί τη στενή συνεργασία των κρατών μελών της Ε.Ε. Ο ρόλος της Επιτροπής είναι να καταρτίσει το πλαίσιο για την παροχή τεχνικής και χρηματοδοτικής αρωγής, όπου ενδείκνυται, και για το συντονισμό των δράσεων.

Στη διάρκεια της εκστρατείας προωθούνται δράσεις όπως:
- ανάπτυξη 1.000.000 φωτοβολταϊκών συστημάτων
- μεγάλα αιολικά πάρκα ισχύος 10.000MW
- εγκαταστάσεις βιομάζας θερμικής ισχύος 10.000 MW
- ενσωμάτωση των ΑΠΕ σε 100 κοινότητες

Η Ε.Ε. εκπονεί επιστημονικά προγράμματα όπως το THERMIE, το ALTENER II, το SAVE II, με σκοπό την ανάπτυξη και προώθηση των ΑΠΕ καθώς και την εξοικονόμηση ενέργειας.

Μετά την παγκόσμια διάσκεψη στο Κιότο το 1997 και στο Μπουένος Αϊρες το 1998 η Ε.Ε. ανέλαβε δέσμευση για περιορισμό των εκπομπών CO₂ στα επίπεδα του 1990 μειωμένα κατά 8% κατά τη διάρκεια 2008-2012. Κατά συνέπεια, η οικονομική βιωσιμότητα των ανανεώσιμων πηγών ενέργειας θα αποτελέσει καθοριστικό παράγοντα στην ενεργειακή συμπεριφορά του πλανήτη.

Παραγωγή ενέργειας από βιοαέριο χωματερών

Το βιοαέριο παράγεται από την αναερόβια αποσύνθεση οργανικών απορριμμάτων που συγκεντρώνονται σε χωματερές.  Αποτελείται κυρίως από μεθάνιο και διοξείδιο του άνθρακα μαζί με υδρατμούς και μικρές ποσότητες οργανικών ενώσεων.  Η σημαντική περιεκτικότητα μεθανίου στο βιοαέριο το καθιστά κατάλληλο να χρησιμοποιηθεί ως καύσιμο για παραγωγή ενέργειας (ηλεκτρικής και θερμικής).

Κάθε Ευρωπαίος παράγει 5 με 15 κιλά απορριμμάτων κάθε ημέρα. Η εκμετάλλευση του βιοαερίου από τις χωματερές είναι μια λύση που κερδίζει συνεχώς υποστηρικτές.

Πρόσφατα ολοκληρώθηκε για λογαριασμό της ΒΕΑΛ (Βιοαέριο-Ενέργεια Ανω Λιοσίων) ο σταθμός παραγωγής ηλεκτρικής και θερμικής ενέργειας από βιοαέριο, το οποίο αντλείται από τον όγκο των απορριμμάτων που εναποτίθενται στον Χωματερή Ανω Λιοσίων.

Ο σταθμός των Ανω Λιοσίων είναι από τους μεγαλύτερους με καύσιμο βιοαέριο παγκοσμίως και η κατασκευή του ίδιου και των δικτύων διανομής κόστισε περισσότερο από 6,5 δισ. δρχ.

Η μονάδα έχει δυνατότητα να παρέχει 8.000 κυβικά μέτρα βιοαερίου την ώρα, ενώ παράγει και ηλεκτρισμό (ισχύς 13MW) και θερμότητα (16MW). Η ταυτόχρονη παραγωγή ηλεκτρικής και θερμικής ενέργειας από την ίδια ποσότητα καυσίμου με σημαντικά μεγαλύτερο βαθμό απόδοσης από την ανεξάρτητη παραγωγή της καθεμιάς από τις προαναφερόμενες μορφές ενέργειας.

Το βιοαέριο που παράγεται από την αναερόβια χώνευση της βιομάζας που συγκεντρώνεται στη χωματερή, αποτελείται κυρίως από μεθάνιο (γενικά 40-70%) και διοξείδιο του άνθρακα, ενώ -συνήθως μέχρι 5%- συμμετέχουν στη σύστασή του και άλλα αέρια όπως υδρογόνο, άζωτο, μονοξείδιο του άνθρακα, υδρόθειο, υδρατμοί κ.λπ. Οσο υψηλότερη είναι η περιεκτικότητα του βιοαερίου σε μεθάνιο, τόσο μεγαλύτερη απόδοση έχει ως καύσιμο για παραγωγή ενέργειας

Να προσθέσουμε ότι τα προϊόντα της επεξεργασίας είναι αρκετά σταθεροποιημένα. Το όλο έργο αναμένεται να συμβάλει σημαντικά στην αναβάθμιση του επιβαρημένου περιβάλλοντος της Αττικής, αφού ελέγχει την ανεξέλεγκτη έκλυση βιοαερίου από τα απορρίμματα, που συντελεί σημαντικά στην εντατικοποίηση του φαινομένου του θερμοκηπίου. Τέλος, επιταχύνει την εξάλειψη των οσμών και την αποφυγή εκδήλωσης πυρκαγιών (το τελευταίο δεν είναι σπάνιο τους καλοκαιρινούς μήνες).

Χρήσεις - Αποδέκτες

I. Παραγωγή Θερμικής Ενέργειας

Η Παραγωγή Θερμότητας από Βιομάζα μπορεί να χρησιμοποιηθεί κυρίως για την κάλυψη αναγκών βιομηχανιών, βιοτεχνιών, μικρών και μεγάλων επιχειρήσεων που απαιτούν θερμικά φορτία για την παραγωγική τους διαδικασία. Ακόμα θα μπορούσε να χρησιμοποιηθεί για την θέρμανση κτιρίων και κατοικιών με τη δημιουργία ενός μικρού δικτύου τηλεθέρμανσης.

Για παράδειγμα η καύση απορριμμάτων πουλερικών σε πτηνοτροφικές μονάδες με κατάλληλες διαδικασίες θα μπορούσε όχι μόνο να καλύψει θερμαντικές τους ανάγκες αλλά και να μειώσει τους συνολικούς ρύπους του πτηνοτροφείου προς το περιβάλλον με χρόνο απόσβεσης περίπου 3 χρόνια

II. Συμπαραγωγή Ηλεκτρικής και Θερμικής Ενέργειας.

Η Ηλεκτρική Ενέργεια που παράγεται από Βιομάζα μπορεί να καλύψει ίδιες ανάγκες του παραγωγού και το πλεόνασμα της ενέργειας (αν υπάρχει) να πωληθεί στη Δ.Ε.Η .

Ένα παράδειγμα συμπαραγωγής είναι το εργοστάσιο Βιολογικού καθαρισμού στα Γιάννενα. Στο εργοστάσιο αυτό το παραγόμενο Βιοαέριο χρησιμοποιείται για την παραγωγή ηλεκτρικής ενέργειας για κάλυψη των αναγκών του εργοστασίου και θερμικής ενέργειας για τη διαδικασία του βιολογικού καθαρισμού των λημμάτων. Το πλεόνασμα του Βιοαερίου καίγεται για να μην απελευθερωθεί στην ατμόσφαιρα λόγω της βλαβερότητας του για το περιβάλλον.( Μεθάνιο)

Επίσης έχει ήδη προταθεί εγκατάσταση εργοστασίου παραγωγής Βιοαερίου (και μετέπειτα Ηλεκτρισμού) από ζωικά υπολείμματα στη Φιλιπιάδα. Το εργοστάσιο θα παράγει ετησίως 823.000 μετρικούς τόνους κατά προσέγγιση Βιοαερίου το οποίο θα χρησιμοποιείται σαν πρώτη ύλη σε εργοστάσιο Συμπαραγωγής με δύο (2) συζευγμένες γεννήτριες. Οι γεννήτριες θα έχουν ισχύ 450 KW η κάθε μία. Η παραγόμενη θερμότητα θα χρησιμοποιηθεί για τις ανάγκες του συγκροτήματος και η ηλεκτρική ενέργεια θα πωλείται στη Δ.Ε.Η

Ένα άλλο παράδειγμα είναι η δημιουργία ενός εργοστασίου αποτέφρωσης απορριμμάτων στα Γιάννενα. Μια μελέτη σκοπιμότητας ενός τέτοιου εργοστασίου επεξεργασίας απορριμμάτων ικανότητας επεξεργασίας 150 έως 200 τόνων ανά ημέρα.

Μία άλλη λύση που χρησιμοποιεί τα απορρίμματα, είναι η δημιουργία ενός εργοστασίου Συμπαραγωγής Ενέργειας το οποίο θα χρησιμοποιεί το παραγόμενο Βιοαέριο για παραγωγή Ηλεκτρικής και Θερμικής ενέργειας - που θα διατίθεται στο Πανεπιστήμιο Ιωαννίνων και στο Πανεπιστημιακό Νοσοκομείο.

Η συνολική παραγωγή θα ανέρχεται σε 1,5 GWh το χρόνο, από τα οποία η 1GWh το χρόνο θα χρησιμοποιείται για τις ανάγκες του εργοστασίου. Το πλεόνασμα θα πωλείται στη Δ.Ε.Η και το θερμικό φορτίο που παράγεται θα χρησιμοποιείται θέρμανση. Παράλληλα η εκτίμηση για τις εκπομπές CO2 είναι 4.000.000 τόνους αντί των 6.900.000 τόνων που θα παραγόταν από την απόρριψη σε χωματερές για τα επόμενα 25 χρόνια.