Αξιοποίηση Της Βιομάζας Στον Ελλαδικό Χώρο Για Την Παραγωγή Ηλεκτρικής Ενέργειας Μέσω Συστημάτων Συμπαραγωγής Ηλεκτρισμού Και Θερμότητας

Abstract

Η παραγωγή ενέργειας από βιομάζα αναμένεται να παίξει έναν σημαντικό ρόλο στην παραγωγή ενέργειας από ΑΠΕ στην Ελλάδα. Η φιλικότητα στο περιβάλλον, η διαθεσιμότητά της, οι εθνικοί στόχοι και οι ευνοϊκές συνθήκες επένδυσης αναμένεται να στρέψουν το ενδιαφέρον προς αυτήν την κατεύθυνση. Προς αυτήν την κατεύθυνση ωθεί και η εξέλιξη της τεχνολογίας, η οποία φαντάζει όλο και πιο ώριμη να παρουσιάσει νέες τεχνοτροπίες και ιδέες, παρά το γεγονός ότι προς στιγμήν το κόστος της είναι ακόμα αρκετά υψηλό. 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 φύση της βιομάζας και η ανομοιογένεια στην διαθεσιμότητα της, ανάλογα με τις εκάστοτε συνθήκες οδηγεί στο συμπέρασμα πως η καλύτερη επιλογή για την αξιοποίηση της βιομάζας είναι μικρής κλίμακας μονάδες συμπαραγωγής ενέργειας. Εξαιτίας της προνομιακής τιμής πώλησης στο δίκτυο, οι επενδύσεις έχουν μικρό χρόνο αποπληρωμής και αποφέρουν ικανοποιητικά κέρδη. Ειδικά στις περιπτώσεις, κατά τις οποίες γίνεται στο έπακρο εκμετάλλευση της προνομιακής τιμή της ενέργειας στο δίκτυο (συνεχής λειτουργία) τα αποτελέσματα είναι εντυπωσιακά. Μοναδικό μειονέκτημα είναι το σχετικά υψηλό κόστος επένδυσης, το οποίο μπορεί να ισοσταθμιστεί με τυχόν επιχορηγήσεις και διευκολύνσεις, ενώ και η εξασφάλιση της απαιτούμενης βιομάζας συνιστά ένα μεγάλο στοίχημα. Σε όλα τα παραπάνω ζητήματα επικεντρωνόμαστε στην παρούσα διπλωματική. Πιο συγκεκριμένα: Στο πρώτο κεφάλαιο γίνεται μια εισαγωγή και παρουσίαση των συστημάτων συμπαραγωγής ηλεκτρισμού και θερμότητας (ΣΗΘ). Παρουσιάζονται οι βασικές αρχές της συμπαραγωγής, οι τεχνολογίες και η ταξινόμηση των συστημάτων συμπαραγωγής ενέργειας, τα πλεονεκτήματα και οι επιπτώσεις που προκαλεί και, τέλος, γίνεται μια αναφορά για την συμπαραγωγή στην Ελλάδα.Στο δεύτερο κεφάλαιο εισάγουμε την έννοια της «βιομάζας». Ο ορισμός της, 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, ενώ στο τέλος παρουσιάζονται τα πλεονεκτήματα και τα μειονεκτήματα της επένδυσης σε βιομάζα. Στο τρίτο κεφάλαιο, αναλύεται η έννοια της βιομάζας στην Ελλάδα. Επικεντρωνόμαστε στην ελληνική πραγματικότητα και στο δυναμικό της βιομάζας στην Ελλάδα, στην κατηγοριοποίηση του, στη μεθοδολογία για την αξιοποίηση του τεχνικά και οικονομικά εκμεταλλεύσιμου δυναμικού, στις παραμέτρους που πρέπει να λαμβάνονται υπόψη για την εγκατάσταση των μονάδων βιομάζας και στο κόστος των αρχικών πηγών. Στο τέλος του κεφαλαίου παρουσιάζεται το ισχύον νομοθετικό πλαίσιο για την ηλεκτροπαραγωγή από Ανανεώσιμες Πηγές Ενέργειας στην χώρα μας.Το τέταρτο κεφάλαιο περιλαμβάνει παραδείγματα τριών τεχνικών περιγραφών για την εγκατάσταση μονάδων βιομάζας των 100 kW, 500 kW και 1 MW, όπως αυτές πρέπει να κατατίθενται στον φάκελο αδειοδότησης της ΔΕΗ. Μία τέτοια μελέτη περιγράφει την μονάδα παραγωγής του βιοαερίου, τη μονάδα παραγωγής της ηλεκτρικής ενέργειας και θερμότητας όπου χρησιμοποιείται σαν καύσιμο το βιοαέριο, και περιλαμβάνει επιπλέον πληροφορίες που αφορούν τον ηλεκτρομηχανολογικό εξοπλισμό που θα χρησιμοποιηθεί, τη βιωσιμότητα της επένδυσης και την τεχνική περιγραφή του υποσταθμού και του μετασχηματιστή μέσης τάσης, αν αυτοί απαιτούνται. Στο πέμπτο κεφάλαιο, διατυπώνεται το πρόβλημα του ενεργειακού ανεφοδιασμού μίας μονάδας συμπαραγωγής με βιομάζα που καλύπτει μία συγκεκριμένη ενεργειακή ζήτηση, με στόχο τη μείωση των δαπανών και την βελτιστοποίηση των σημαντικότερων οικονομικών παραμέτρων. Περιγράφεται αναλυτικά το μοντέλο βελτιστοποίησης και παρουσιάζονται τα αποτελέσματα των προσομοιώσεων για τις εφαρμογές που μελετούμε.