Ενεργειακές καλλιέργειες και αξιοποίηση βιομάζας

Abstract

Aντικείμενο της πτυχιακής εργασίας είναι η μελέτη του σχεδιασμού ενός συστήματος παραγωγής ενέργειας με τη χρήση της βιομάζας. Η παραγωγή ενέργειας αναμένεται να παίξει σημαντικό ρόλο στην παραγωγή ενέργειας από ΑΠΕ στην Ελλάδα τα επόμενα χρόνια. Αυτό οφείλεται κυρίως στους εθνικούς στόχους, την Ευρωπαική νομοθεσία,την φιλικότητα προς το περιβάλλον και η ραγδαία εξέλιξη της τεχνολογίας. Η τεχνολογία η οποία παρουσιάζει συνεχώς νέες τεχνοτροπίες και ιδέες, παρόλο που είναι ακόμα σε υψηλές τιμές, ελκύει το ενδιαφέρον πολλών επενδυτών για να τεθεί σε εφαρμογή η παραγωγή ενέργειας με τη βιομάζα. Είναι βέβαιο πως με την πάροδο του χρόνου και με δεδομένη την μεγαλύτερη διείσδυση της βιομάζας στην παραγωγή ενέργειας, θα αποκτηθεί και θα αναπτυχθεί η απαιτούμενη τεχνογνωσία και τα εμπόδια θα υπερκεράζονται. Η βιομάζα αποτελεί μια ανανεώσιμη πηγή ενέργειας γιατί δημιουργείται από την ενέργεια του ήλιου, η οποία τελικά αποθηκεύεται στους χημικούς δεσμούς των φυτών που φωτοσυνθέτουν. Από τα φυτά αυτά μπορεί ν παραχθεί ενέργεια ή καύσιμομε ένα πλήθος γνωστών διεργασιών, που χωρίζονται κατά βάση σε δύο γενικές βασικές κατηγορίες: θερμοχημικές μετατροπές και βιοχημικές διεργασίες. Στην παρούσα πτυχιακή εργασία θα ασχοληθούμε με την καλλιέργεια του ενεργειακού φυτού «ευκάλυπτος» για τη χρήση του ως πρώτη ύλη καθώς και την ενδεικνύμενη θερμοχημική διεργασία που πρέπει να ακολουθηθεί. Στη συνέχεια, θα γίνει μια οικονομοτεχνική μελέτη για την καλλιέργεια του ευκάλυπτου στον νομό Αιτωλοακιρνανίας και η απόδοση του ως μέσω βιομάζας. Πιο αναλυτικά η δομή της εργασίας υποδιαιρείται σε κεφάλαια ως ακολούθως: Στο πρώτο κεφάλαιο δίνεται ο ορισμός των Ανανεώσιμων Πηγών Ενέργειας και αναλύονται εκτενώς όλες οι μορφές αυτών. Επιπλέον, θα παραθέσουμε τις γενικές μορφές και πως λειτουργεί η κάθε μία από αυτές. Αναφέρονται επίσης οι αποδόσεις του κάθε συστήματος και ποιος είναι ο βέλτιστος τρόπος εκμετάλευσής τους. Στο δεύτερο κεφάλαιο γίνεται λεπτομερής αναφορά στην βιομάζα καθώς και στο παγκόσμιο και το Ελληνικό δυναμικό. Επίσης, αναλύονται τα είδη της βιομάζας του συναντάμε με ιδιαίτερη προσέγγιση στην ξύλινη μορφή της καθώς και οι τεχνολογίες ανάλυσής της. Τέλος, περιγράφεται ένας συνοπτικός τρόπος λειτουργίας μιας εγκατάστασης, η συλλογή και η μεταφορά της βιομάζας. Στο τρίτο κεφάλαιο της παρούσας πτυχιακής εργασίας γίνεται εκτενής περιγραφή στις πιο δημοφιλείς ενεργειακές καλλιέργειες για την παραγωγή βιομάζας που συναντάμε. Αναλύουμε τα εδάφη που συναντάμε την κάθε καλλιέργεια, τον τρόπο φύτευσης καθώς και την απόδοση του εκάστοτε φυτού. Στο τέταρτο κεφάλαιο αναλύουμε τον ευκάλυπτο ως ενεργειακό φυτό και παρουσιάζουμε τα πλεονεκτήματά του έναντι άλλων ενεργειακών καλλιεργειών. Στη συνέχεια, αναφέρεται ένα τεχνικό εγχειρήδιο για την φύτευση και καλλιέργεια του ευκαλύπτου καθώς και ορισμένες επιλεγμένες ποικιλίες. Δίνονται και ορισμένα παραδείγματα καλλιεργειών τα οποία επεξηγούνται και μέσα από φωτογραφίες. Στο πέμπτο κεφάλαιο γίνεται μια οικονομοτεχνική μελέτη για την φύτευση ευκαλύπτου στην περιοχή του νομού Αιτωλοακαρνανίας για ένα οικόπεδο 5 στρεμμάτων. Δίνονται αναλυτικά τα έσοδα, τα έξοδα, τα κέρδη καθώς και ορισμένα συμπεράσματα. Στο έκτο κεφάλαιο της πτυχιακής εργασίας αναφερόμαστε αρκετά αναλυτικά στη νομοθεσία που υπόκεινται οι Ανανεώσιμες Πηγές Ενέργειας και κατά συνέπεια ο ευκάλυπτος. Αναφερόμαστε σε Εθνικά αλλά και Ευρωπαικά νομικά πλαίσια. Στο έβδομο κεφάλαιο ασχολούμαστε με τον σκοπό της ενεργειακής αξιοποίησης της βιομάζας καθώς επίσης περιγράφουμε και το ενεργειακό περιεχόμενό της. Στη συνέχεια μέσα από αρκετα παραδείγματα εφαρμογής και χρήσης της βιομάζας αναλύονται οι μορφές που βρίσκει εφαρμογή στην καθημερινότητα της κοινωνίας. Στο όγδοο κεφάλαιο κάνουμε σχολιασμό για τις θετικές και τις αρνητικές επιπτώσεις της χρήσης της βιομάζας. Όπως αναλύεται εκτενώς και στο συγκεκριμένο κεφάλαιο, η χρήση της βιομάζας έχει αρκέτες επιπτώσεις σε μία κοινώνια για παράδειγμα οικονομικές επιπτώσεις, περιβαλλοντικές επιπτώσεις ακόμα και κοινώνικές. Τέλος, γίνεται και μία αναφορά στους λόγους στους οποίους οφείλονται οι αντιδράσεις μίας μερίδας της κοινωνίας στην χρήση της βιομάζας. Στο ένατο και τελευταίο κεφάλαιο γίνεται μία σύντομη αναφορά στις προοπτικές της βιομάζας την στιγμή που τα αποθέματα των συμβατικών πηγών ενέργειας πλησιάζουν στην εξάντληση, και τα δικά μας συμπεράσματα από τη χρήση της.