Εφαρμογές της βιομάζας για θέρμανση θερμοκηπίων Τ.Ε.Ι. ΛΑΡΙΣΑΣ Σ.ΤΕ.Γ Τμήμα Γεωργικών Μηχανών και Αρδεύσεων Μάθημα: Έλεγχος Περιβάλλοντος Αγροτικών Εγκαταστάσεων Διδάσκων: Δρ. Ν. Κατσούλας
Βιομάζα για θέρμανση Η θέρμανση θερμοκηπίων με βιoμάζα περιλαμβάνει τη θέρμανση α) Με ξύλο β) Με ελαιoπυρηνόξυλo γ) Με βιοαέριο
Θέρμανση με ξύλο Ίσως ο πιο παλιός τρόπος θέρμανσης των θερμοκηπίων είναι με ξύλα. Σύμφωνα με τη μέθοδο aυτή σε κατάλληλα σημεία του θερμοκηπίου τοποθετούνται ξυλόσoμπες, όπου με την καύση ξύλων παράγεται θερμότητα και επιτυγχάνεται η ανύψωση της θερμοκρασίας εντός του χώρου του θερμοκηπίου.
Θέρμανση με ξύλο Μπορούν επίσης να χρησιμοποιηθούν κατάλληλα συστήματα κεντρικής θέρμανσης με καυστήρες που καταναλώνουν ξύλο και το παραγόμενο θερμό νερό με κατάλληλο σύστημα επιδαπέδιας θέρμανσης θερμαίνει τον χώρο του θερμοκηπίου. Πλεονέκτημα του συστήματος αυτού είναι το χαμηλό κόστος στην περίπτωση που ο καλλιεργητής έχει διαθέσιμες δωρεάν μεγάλες ποσότητες ξύλου, γιατί εφόσον το αγοράζει, η τιμή του δεν είναι χαμηλή. Μειονέκτημα του συστήματος είναι η αδυναμία της αυτόματης τροφοδοσίας της πρώτης ύλης στον καυστήρα.
Ενεργειακές φυτείες Η δημιουργία ενεργειακών φυτειών και η χρήση του ξύλου για θέρμανση θερμοκηπίων αποτελεί μια ρεαλιστική προοπτική σήμερα. Σε ένα ερευνητικό πρόγραμμα που εκτελείται στο Μεσογειακό Αγρονομικό Ινστιτούτο Χανίων επεξεργασμένα αστικά λύματα από μια μονάδα βιολογικής επεξεργασίας λυμάτων χρησιμοποιούνται για την άρδευση και λίπανση μιας φυτείας που αποτελείται από λεύκες, ευκάλυπτους και πλατάνους. Μετά την ανάπτυξη των δένδρων αυτών, κατά τακτικά χρονικά διαστήματα θα συλλέγεται η ξυλώδης βιομάζα, η οποία θα μπορεί να χρησιμοποιείται για την τροφοδοσία ενός καυστήρα καύσης της βιομάζας που θερμαίνοντας νερό θα επιτυγχάνει τη θέρμανση θερμοκηπίων. Σε μια τέτοια περίπτωση επιθυμητό είναι να χρησιμοποιούνται είδη δένδρων ταχείας ανάπτυξης για την επίτευξη υψηλής παραγωγικότητας των εδαφών σε βιομάζα. Με τον τρόπο αυτό επιτυγχάνεται η διάθεση στο έδαφος των επεξεργασμένων λυμάτων αντί της διάθεσής τους σε υδάτινο αποδέκτη και η επαναχρησιμοποίηση του νερού και των θρεπτικών συστατικών.
Ενεργειακές φυτείες Ετήσιες καλλιέργειες: Σακχαρούχο σόργο Ινώδες σόργο Ελαιοκράμβη Κενάφ Πολυετείς καλλιέργειες Αγριοαγκινάρα Καλαμιά Μίσχανθος Ευκάλυπτος Ψευδοακακία
Ύλη που έχει βιολογική (οργανική) προέλευση. οποιοδήποτε υλικό προέρχεται από το φυτικό κόσμο Αυτοφυή φυτά και δάση, ενεργειακές καλλιέργειες Υποπροϊόντα και κατάλοιπα φυτικής και ζωικής παραγωγής Υποπροϊόντα που προέρχονται από την επεξεργασία των ανωτέρω ΒΙΟΜΑΖΑ
Αγριοαγγινάρα Μίσχανθος
ΠΛΕΟΝΕΚΤΗΜΑΤΑ – ΜΕΙΟΝΕΚΤΗΜΑΤΑ ΒΙΟΜΑΖΑΣ Μείωση των αερίων «θερμοκηπίου» Μείωση της ενεργειακής εξάρτησης Εξοικονόμηση συναλλάγματος Δημιουργία νέων θέσεων εργασίας Δυσκολία στη συλλογή, μεταποίηση, μεταφορά και αποθήκευση Μεγάλος όγκος και μεγάλη περιεκτικότητα σε υγρασία ανά μονάδα παραγόμενης ενέργειας Μεγάλη διασπορά – εποχιακή παραγωγή
Θέρμανση με Ελαιοπυρηνόξυλο Μια σχετικά νέα μέθοδος θέρμανσης θερμοκηπίων με χρήση βιoμάζας αποτελεί n θέρμανση με ελαιοπυρηνόξυλο. Το πυρηνόξυλο από κατάλληλα σιλό μεταφέρεται σε ένα καυστήρα/λέβητα, και το θερμό νερό που παράγεται κυκλοφορώντας σε επιδαπέδιο σύστημα σωληνώσεων που βρίσκεται εντός του θερμοκηπίου θερμαίνει το χώρο. Το πυρηνόξυλο μεταφέρεται αυτόματα με μια κοχλιωτή έλικα στον καυστήρα, ενώ με έναν ανεμιστήρα διοχετεύεται αέρας στον καυστήρα για να διευκολύνει την καύση.
Θέρμανση με Ελαιοπυρηνόξυλο Μια σχετικά νέα μέθοδος θέρμανσης θερμοκηπίων με χρήση βιoμάζας αποτελεί n θέρμανση με ελαιοπυρηνόξυλο. Το πυρηνόξυλο από κατάλληλα σιλό μεταφέρεται σε ένα καυστήρα/λέβητα, και το θερμό νερό που παράγεται κυκλοφορώντας σε επιδαπέδιο σύστημα σωληνώσεων που βρίσκεται εντός του θερμοκηπίου θερμαίνει το χώρο. Το πυρηνόξυλο μεταφέρεται αυτόματα με μια κοχλιωτή έλικα στον καυστήρα, ενώ με έναν ανεμιστήρα διοχετεύεται αέρας στον καυστήρα για να διευκολύνει την καύση.
ΠΑΡΑΓΩΓΗ ΕΛΑΙΟΠΥΡΗΝΟΞΥΛΟΥ tn/έτος Αττική8081 Στερεά Ελλάδα46925 Πελοπόννησος Ιόνια Νησιά37405 Ήπειρος4331 Θεσσαλία16786 Μακεδονία7087 Θράκη913 Νησιά Αιγαίου37280 Κρήτη Σύνολο Ελλάδος402754
ΠΑΡΑΓΩΓΗ ΔΑΣΙΚΩΝ ΚΑΥΣΟΞΥΛΩΝ ΤΝ/ΕΤΟΣ ΣΥΝΟΛΟ ΕΛΛΑΔΟΣ ΑΤΤΙΚΗ4.133 ΣΤΕΡΕΑ ΕΛΛΑΔΑ ΠΕΛΟΠΟΝΝΗΣΟΣ ΙΟΝΙΑ ΝΗΣΙΑ2.318 ΗΠΕΙΡΟΣ ΘΕΣΣΑΛΙΑ ΜΑΚΕΔΟΝΙΑ ΘΡΑΚΗ ΝΗΣΙΑ ΑΙΓ AIOV ΚΡΗΤΗ12.941
Χώρος αποθήκευσης ελαιοπυρήνα
Σιλό τροφοδοσίας
Καυστήρας βιομάζας
Θέρμανση με Βιοαέριο Η θέρμανση θερμοκηπίων μπορεί να επιτευχθεί με τη χρήση βιοαερίου. Τ ο σύστημα θέρμανσης με βιοαέριο είναι ανάλογο με το σύστημα θέρμανσης που χρησιμοποιεί υγραέριο. Το βιοαέριο μπορεί να προέρχεται από: 1. Χώρους υγειονομικής ταφής στερεών απορριμμάτων. 2. Εγκαταστάσεις αναερόβιας χώνευσης ιλύος μονάδων επεξεργασίας αστικών λυμάτων. 3. Εγκαταστάσεις αναερόβιας χώνευσης κτηνοτροφικών αποβλήτων. 4. Εγκαταστάσεις αναερόβιας χώνευσης βιομηχανικών αποβλήτων πλούσιων σε οργανικό φορτίο Π.χ. αποβλήτων ελαιουργείων. Στην Ελλάδα σήμερα βιοαέριο παράγεται σε λίγες εγκαταστάσεις με τις μεθόδους 1 και 2.
Εφαρμογές της γεωθερμίας στη θέρμανση των θερμοκηπίων
Θέρμασνη με γεωθερμία Η θέρμανση θερμοκηπίων μπορεί να επιτευχθεί σχετικά εύκολα με τη χρήση γεωθερμικών ρευστών χαμηλής ενθαλπίας, δηλαδή ρευστών με θερμοκρασίες κάτω των 100 °C. Το γεωθερμικό ρευστό μπορεί να μεταφερθεί από την πηγή στο χώρο του θερμοκηπίου και να χρησιμοποιηθεί για θέρμανση είτε άμεσα είτε έμμεσα. Εφ' όσον το γεωθερμικό ρευστό είναι σχετικά καθαρό από χημικές προσμίξεις, μπορεί να χρησιμοποιηθεί απ' ευθείας για θέρμανση με την κυκλοφορία του σε επιδαπέδιους σωλήνες από ειδικό πλαστικό
ΓΕΩΘΕΡΜΙΑ Γεωθερμική ενέργεια ονομάζεται η θερμική ενέργεια που προέρχεται από το εσωτερικό της γης και σχετίζεται με την ηφαιστειότητα και τις ειδικότερες γεωλογικές και γεωτεκτονικές συνθήκες της κάθε περιοχής
Θερμοκρασία ρευστού >25°C = γεωθερμικά ρευστά Μέσης ενθαλπίας για θερμοκρασίες ° C Υψηλής ενθαλπίας για θερμοκρασίες > 150° C Ηφαιστειακό τόξο Αιγαίου. Συνολικό γεωθερμικό δυναμικό 180 MW th Χαμηλής ενθαλπίας για θερμοκρασίες ° C
ΓΕΩΘΕΡΜΙΚΑ ΘΕΡΜΟΚΗΠΙΑ ΣΤΗΝ ΕΛΛΑΔΑ
Θέρμασνη με γεωθερμία Τα γεωθερμικά ρευστά μετά τη χρησιμοποίησή τους στο θερμοκήπιο πρέπει να διατεθούν στο περιβάλλον. Δεδομένου ότι συνήθως περιέχουν ρυπογόνες ουσίες π.χ. άλμη, διαλυμένα στερεά, μέταλλα εν διαλύσει κ.ά., δημιουργούνται προβλήματα για τη διάθεσή τους σε κάποιο υδάτινο αποδέκτη λίμνη, ποτάμι, θάλασσα. Η πιο πρακτική λύση συνίσταται στη δημιουργία μιας νέας γεώτρησης σε κάποια απόσταση από την αρχική και η άντληση του χρησιμοποιημένου γεωθερμικού ρευστού (χαμηλότερης θερμοκρασίας) μέσω της νέας αυτής γεώτρησης στο υπόγειο στρώμα του γεωθερμικού ρευστού. Στην περίπτωση αυτή θα πρέπει στο κόστος κατασκευής του γεωθερμικού συστήματος θέρμανσης να συνεκτιμηθεί το κόστος επαναφοράς του γεωθερμικού ρευστού στο υπόγειο στρώμα