ΤΕΧΝΟΛΟΓΙΚΟ ΕΚΠΑΙΔΕΥΤΙΚΟ ΙΔΡΥΜΑ ΑΜΘ ΣΧΟΛΗ ΤΕΧΝΟΛΟΓΙΚΩΝ ΕΦΑΡΜΟΓΩΝ ΤΜΗΜΑ ΗΛΕΚΤΡΟΛΟΓΩΝ ΤΕ Βιομάζα

ΤΙ ΕΝΑΙ Η ΒΙΟΜΑΖΑ, ΠΩΣ ΔΗΜΙΟΥΡΓΕΙΤΑΙ Η Βιομάζα είναι ηλιακή ενέργεια αποθηκευμένη σε οργανική ύλη. Δημιουργία: Κατά την ανάπτυξη των δένδρων και φυτών με τη λειτουργία της φωτοσύνθεσης έχουμε μεταβολή του CO2 σε υδατάνθρακες. Οι υδατάνθρακες αυτοί είναι οργανικοί θύλακες απ΄ τους οποίους παράγεται η βιομάζα Αποικοδόμηση: Όταν τα φυτά πεθαίνουν, με την διαδικασία της αποικοδόμησης απελευθερώνεται η ενέργεια η αποθηκευμένη στους υδατάνθρακες με την ταυτόχρονη απελευθέρωση του CO2 προς την ατμόσφαιρα. Περιβάλλον και Βιομάζα: Με την διαδικασία της δημιουργίας της βιομάζας έχουμε την ολοκλήρωση ενός ισοσκελισμένου κύκλου πρόσληψης και επαναφοράς του αερίου CO2 στην ατμόσφαιρα. Ο όρος Βιομάζα λοιπόν περιλαμβάνει κάθε διαθέσιμη οργανική ύλη σε ανανεώσιμη βάση.

Προέλευση Βιομάζας Γεωργικά υπολείμματα, που προκύπτουν από τις γεωργικές καλλιέργειες, όπως τα σιτηρά, το βαμβάκι, το καλαμπόκι, τον καπνό κλπ. Δασικά υπολείμματα, δηλαδή τα υπολείμματα δασικών υλοτομιών αλλά και επεξεργασίας του ξύλου. Ενεργειακές καλλιέργειες, δηλαδή φυτά που καλλιεργούνται προκειμένου να χρησιμοποιηθούν ως πρώτη ύλη για την παραγωγή ενέργειας, όπως το σακχαρούχο σόργο, ο ευκάλυπτος κ.α. Ζωικά απόβλητα Αστικά απόβλητα (οργανικό τμήμα) Υδρόβια φυτά

Σύμφωνα με τον Ευρωπαϊκό Σύνδεσμο για τη Βιομάζα «Βιομάζα είναι κάθε ανανεώσιμη οργανική ύλη, που προέρχεται από φυτικούς ή ζωικούς οργανισμούς και μπορεί να χρησιμοποιηθεί ως πρώτη ύλη στη βιομηχανία ή για την παραγωγή ενέργειας».

Κύκλος Βιομάζας

Πλεονεκτήματα αξιοποίησης Βιομάζας Η βιομάζα δεν συνεισφέρει στην αύξηση της συγκέντρωσης του CO2 στην ατμόσφαιρα γιατί, ενώ κατά την καύση της παράγεται CO2, κατά την δημιουργία της μέσω της φωτοσύνθεσης επαναδεσμεύονται σημαντικές ποσότητες αυτού του ρύπου Αποφυγή της επιβάρυνσης της ατμόσφαιρας με το διοξείδιο του θείου (SO2) που παράγεται κατά την καύση των ορυκτών καυσίμων και συντελεί στο φαινόμενο της όξινης βροχής. Η περιεκτικότητα της βιομάζας σε θείο είναι πρακτικά αμελητέα. Μείωση της ενεργειακής εξάρτησης. Κοινωνικά οφέλη με την εξασφάλιση εργασίας και τη συγκράτηση των αγροτικών πληθυσμών στην περιφέρεια και Συμβολή στην περιφερειακή ανάπτυξη της χώρας.

Μειονεκτήματα αξιοποίησης Βιομάζας Συνδέονται με τα χαρακτηριστικά της βιομάζας και αφορούν, κυρίως δυσκολίες στην εκμετάλλευσή της, αναλυτικά: Μεγάλος όγκος της και η μεγάλη περιεκτικότητά της σε υγρασία Δυσκολία συλλογής, μεταφορά αποθήκευσή Η μεγάλη διασπορά και η εποχιακή παραγωγή Κόστος εγκαταστάσεων και εξοπλισμού μεγάλο σε σχέση με άλλες πηγές

Γεωγραφική κατανομή διαθέσιμων ποσοτήτων αγροτικών υπολειμμάτων για παραγωγή ενέργειας στην Ελλάδα

ΜΕΘΟΔΟΙ ΜΕΤΑΤΡΟΠΗΣ ΒΙΟΜΑΖΑΣ ΣΕ ΕΝΕΡΓΕΙΑ ΜΕΘΟΔΟΙ ΜΕΤΑΤΡΟΠΗΣ ΒΙΟΜΑΖΑΣ ΣΕ ΕΝΕΡΓΕΙΑ Οι Μέθοδοι μετατροπής βιομάζας σε ενέργεια κατηγοριοποιούνται: Θερμοχημικές (ξηρές) - Βιοχημικές (υγρές) Η επιλογή της μεθόδου μετατροπής προσδιορίζεται, κυρίως, από παραμέτρους όπως η σχέση άνθρακα προς άζωτο (C/N) και η περιεχόμενη υγρασία.

Θερμοχημικές Πυρόλυση Απευθείας καύση Αεριοποίηση Υδρογονοδιάσπαση Διεργασίες που περιλαμβάνουν αντιδράσεις που εξαρτώνται από τη ΘΕΡΜΟΚΡΑΣΙΑ Οι διεργασίες αυτές χρησιμοποιούνται για τα είδη βιομάζας με σχέση C/N>30 και με περιεκτικότητα σε υγρασία μικρότερη από 50%. Οι διεργασίες αυτές είναι: Πυρόλυση Απευθείας καύση Αεριοποίηση Υδρογονοδιάσπαση

Αερόβια ζύμωση Αναερόβια ζύμωση Αλκοολική ζύμωση Βιοχημικές Οι βιοχημικές διεργασίες, είναι αποτέλεσμα μικροβιακής δράσης και χρησιμοποιούνται για τα είδη βιομάζας με σχέση C/N< 30 και περιεκτικότητα σε υγρασία μεγαλύτερη από 50%. Οι βιοχημικές διεργασίες είναι οι εξής: Αερόβια ζύμωση Αναερόβια ζύμωση Αλκοολική ζύμωση

Μέθοδοι μετατροπής βιομάζας σε ενέργεια (Προϊόντα)

Απευθείας καύση Η απευθείας καύση της οργανικής ύλης για την παραγωγή ατμού ή ηλεκτρισμού είναι η πιο προηγμένη από όλες τις μεθόδους μετατροπής της βιομάζας σε ενέργεια και όταν γίνεται κάτω από ελεγχόμενες συνθήκες ίσως και η πιο αποδοτική. Η μέθοδος παραγωγής ατμού με καύση της βιομάζας παρουσιάζει υψηλή αποδοτικότητα και γίνεται ολοένα και πιο δημοφιλής

Πυρόλυση Πυρόλυση είναι η θερμική αποδόμηση της βιομάζας στους 400-800ο C απουσία οξειδωτικού μέσου. Κατά την πυρόλυση παράγονται στερεά (ξυλάνθρακας), υγρά (βιοέλαιο) και αέρια προϊόντα, οι σχετικές αναλογίες των οποίων εξαρτώνται κυρίως από τη θερμοκρασία, το χρόνο παραμονής των αερίων προϊόντων στον αντιδραστήρα και την ταχύτητα μεταφοράς θερμότητας.

Αεριοποίηση Η αεριοποίηση πραγματοποιείται παρουσία περιορισμένης ποσότητας αέρα ή οξυγόνου και σε υψηλότερες θερμοκρασίες ή/και πιέσεις από την πυρόλυση. Οι τεχνολογίες αεριοποίησης της βιομάζας με καθαρό οξυγόνο και ατμό δίνουν μεν υψηλότερης θερμογόνου δύναμης καύσιμο αέριο(μεθάνιο, μεθανόλη), το υψηλό όμως κόστος αυτών των εγκαταστάσεων καθιστά αντιοικονομική την εφαρμογή τους σε μικρή κλίμακα.

Συμπαραγωγή θερμότητας - ηλεκτρισμού από καύση Βιομάζας

Κύκλος βιοκαυσίμων