Δρ. Στέλλα Μπεζεργιάννη Χημικός Μηχανικός - Ερευνήτρια Ημερίδα: «Παραγωγή Βιοαιθανόλης από Γλυκό Σόργο» Διαδικασία Μετατροπής Γλυκού Σόργου σε Βιοαιθανόλη & Ανάλυση του Κύκλου Ζωής Βιοαιθανόλης από Σόργο Δρ. Στέλλα Μπεζεργιάννη Χημικός Μηχανικός - Ερευνήτρια Εθνικό Κέντρο Έρευνας & Τεχνολογικής Ανάπτυξης Ινστιτούτο Τεχνικής Χημικών Διεργασιών Εργαστήριο Περιβαλλοντικών Καυσίμων & Υδρογονανθράκων ΕΚΕΤΑ

Ευρωπαϊκή Αγορά Βιοκαυσίμων Βιοκαύσιμα στην ΕΕ (1ης Γενιάς) Βιοντίζελ Βιοαιθανόλη Φυτικά έλαια Βιοαέριο Εύρος ΕΕ βιοκαυσίμων > 5 δις € Ρυθμός ανάπτυξης > 50% ετησίως Παραγωγή Κατανάλωση Βιοντίζελ Βιοαιθανόλη 1.708 5.713 1.166 5.774 * Χιλιάδες τόνους 2007 Προβλήματα Διαθεσιμότητα α’ ύλης Υψηλό κόστος παραγωγής (κυρίως βιοαιθανόλης) Το 2007 η κατανάλωση βιοκαυσίμων στην ΕΕ αντιστοιχεί στο 2,6% της ευρωπαϊκής κατανάλωσης βενζίνης και ντίζελ, ενώ η ΕΕ (EU Summit mtg, 8&9 March 2007) στοχεύει στο 10% μέχρι το 2020 Data from EurObserv’ER, Observatoire des énergies renouvelables, " Le baromètre des Biocarburants", n° 185 (Juin 2008)

Ελληνική Αγορά Βιοκαυσίμων Ελληνική παραγωγή βιοκαυσίμων: Αποκλειστικά βιοντίζελ Μικρή ποσότητα στερεών καυσίμων (πελλέτες) Προοπτική παραγωγής βιοαιθανόλης Ελληνική παραγωγή βιοντίζελ ~ 164,000 m3 (2010) Ποσόστωση σε 12 επιχειρήσεις (ΚΥΑ ΥΠΕΚΑ/Δ1/Α/15555/04.08.2010) Προοπτική διπλασιασμού παραγωγής λόγω αύξησης ποσοστού ανάμιξης σε 10% (2020) ΕΛΛΗΝΙΚΗ ΠΑΡΑΓΩΓΗ ΒΙΟΑΙΘΑΝΟΛΗΣ Παραγωγή βιοντίζελ από 16 επιχειρήσεις + 1 Ιταλική επιχείρηση Για το 2010 σύνολο 180,000m3 υπάγονται σε ειδικό φορολογικό καθεστώς Πηγή: ΚΥΑ 2007

Βιοαιθανόλη Το βιοκαύσιμο για αντικατάσταση βενζίνης Παραγωγή από βιομάζα Ζαχαροκάλαμο, ζαχαρότευτλο, γλυκόσοργο, καλαμπόκι, σιτάρι, πατάτα, στέλεχος ρυζιού, γεωργικά απόβλητα κτλ Απόδοση 210-560 λίτρα ανά στρέμμα Εκτιμάται ότι καταναλώνονται 100 Joule ενέργειας για παραγωγή αιθανόλης που θα αποδώσει 135 Joules ενέργειας ως καύσιμη ύλη Χρησιμοποιείται ήδη σε μεγάλη κλίμακα ως καύσιμο σε μηχανές εσωτερικής καύσης Βραζιλία: Χρήση καθαρής αιθανόλης ή μιγμάτων Ε10 (gasohol) ΗΠΑ: E10 αποτελεί πάνω από το 1/8 της αγοράς βενζίνης Όλα τα αυτοκίνητα (μετά το 1970) είναι συμβατά με Ε10 Ε85 ιδανικό μίγμα αιθανόλης βενζίνης Χρησιμοποιείται σε FFV (Flexible Fuel Vehicles) Πολλά αυτοκίνητα κατασκευασμένα μετά το 1999 είναι συμβατά με Ε85

Ιδιότητες Βιοαιθανόλης Χρησιμοποιείται ως ένα πρόσθετο βενζίνης για αύξηση του αριθμού οκτανίου και βελτίωση των οικολογικών ιδιοτήτων της βενζίνης Παρόμοια απόδοση καύσης συγκριτικά με βενζίνη Μείωση ατμοσφαιρικών ρύπων CO, NOx,υδρογονάνθρακες Υψηλότερος αριθμός οκτανίου Χρησιμοποιείται για βελτίωση αριθμού οκτανίου βενζίνης Χαμηλότερο σημείο ανάφλεξης Αύξηση θερμικής απόδοσης κινητήρα Μίγματα αιθανόλης-βενζίνης απαιτούν υψηλή καθαρότητα αιθανόλης 99.5-99.9%

Παραγωγή Βιοαιθανόλης Βιομάζα Μηχανική Κατεργασία Υδρόλυση Ζύμωση Απόσταξη Νερό, ένζυμα Μαγιά Βιοαιθανόλη 4 3 2 1 φρουκτόζη σάκχαρα O H C 6 12 11 22 + ® γλυκόζη Μετατροπή σακχάρων και αμύλου σε αιθανόλη Αιθανόλη Φρουκτόζη/γλυκόζη CO OH CH O H C 2 3 6 12 + ® 4 1 Κάθε τροφοδοσία έχει διαφορετική περιεκτικότητα σε κυτταρίνη, ημικυτταρίνη και λιγνίνη

Παραγωγή Βιοαιθανόλης από Γλυκό Σόργο Σ. Μπεζεργιάννη και Π. Χριστοδούλου, Η Ανταγωνιστικότητα Παραγωγής Βιοαιθανόλης με Ελληνικές Πρώτες Ύλες, 6ο Πανελλήνιο Συνέδριο Χημικής Μηχανικής, Αθήνα 2006

Κόστος & Τιμή Βιοαιθανόλης στο Διυλιστήριο Case study: Γερμανία H βιοαιθανόλη δεν είναι ανταγωνιστική βάσει του κόστους παραγωγής της Ωστόσο είναι ανταγωνιστική βάσει των τιμών της αντίστοιχης αγοράς Μεγάλη ανάπτυξη της βιομηχανίας παραγωγής βιοαιθανόλης Graf, T., Options for utilizing plants for energy purposes in Germany–An overview, Sugar Industry/Zuckerind, 131(6), p.405-410, 2006

Προοπτικές στην ΕΕ Στην ΕΕ υπάρχουν 13 μονάδες σε λειτουργία και 29 υπό σχεδιασμό Πρώτες ύλες: σιτάρι, κριθάρι, τεύτλο Για την Γερμανία από το 2007 έως το 2009 η υποχρέωση ανάμιξης βιοαιθανόλης στην βενζίνη είναι 2% και από το 2010 3% Θερμιδική αναλογία ~4.7% κατ’ όγκο 1,000,000 m3 βιοαιθανόλη Σε λειτουργία Υπό σχεδιασμό Πηγή: Nordzucker

Περιβαλλοντικές & Ενεργειακές Προκλήσεις στην Ελλάδα Εκπομπές CO2 αναμένονται να αυξάνονται με υψηλούς ρυθμούς (κυρίως λόγω μεταφορών) Προβλέπεται αύξηση της κατανάλωσης πετρελαϊκών προϊόντων με συνεπακόλουθη αύξηση των εισαγωγών πετρελαίου και προϊόντων Πηγή: ΥΠΕΧΩΔΕ/ΥΠΕΚΑ

Δρ. Στέλλα Μπεζεργιάννη Χημικός Μηχανικός - Ερευνήτρια Ημερίδα: «Παραγωγή Βιοαιθανόλης από Γλυκό Σόργο» Διαδικασία Μετατροπής Γλυκού Σόργου σε Βιοαιθανόλη & Ανάλυση του Κύκλου Ζωής Βιοαιθανόλης από Σόργο Δρ. Στέλλα Μπεζεργιάννη Χημικός Μηχανικός - Ερευνήτρια Εθνικό Κέντρο Έρευνας & Τεχνολογικής Ανάπτυξης Ινστιτούτο Τεχνικής Χημικών Διεργασιών Εργαστήριο Περιβαλλοντικών Καυσίμων & Υδρογονανθράκων ΕΚΕΤΑ

Τί είναι Αειφορία; Η Αειφορία ορίζεται ως μία προσπάθεια να ικανοποιήσουμε τις σημερινές ανάγκες μας, χωρίς να επηρεαστεί η δυνατότητα των επόμενων γενεών να ικανοποιήσουν τις δικές τους ανάγκες (Brunel, S., Le développement durable, Presses Universitaires de France, 2007). Η Αειφορία διασφαλίζεται όταν εναρμονίζονται η οικονομία, η ισότητα και το περιβάλλον. Η Αειφορία αποτελεί ένα νέο πόλο ανάπτυξης που θεωρεί τη Γη ως ένα σύστημα με εσωτερικές αλληλεπιδράσεις. Επομένως θα πρέπει να θεωρούμε όλες τις μακροπρόθεσμες επιπτώσεις των ανθρωπίνων δραστηριοτήτων. Η Αειφορία συνδέεται στενά με τις Ανανεώσιμες Πηγές Ενέργειας (ΑΠΕ) όπως η βιομάζα και τα βιοκαύσιμα. Για να αναπτυχθεί ή να αξιολογηθεί μία νέα παραγωγική διαδικασία βιοκαυσίμων, θα πρέπει η αειφορία της να εκτιμηθεί και αν είναι δυνατόν να ποσοτικοποιηθεί για όλα τα στάδια της.

Αξιολόγηση Αειφορίας Ποιοτική Ποσοτική Εμπειρική αξιολόγηση των διαφόρων κριτηρίων αειφορίας Ποσοτική Χρήση εργαλείων όπως Ανάλυση Κύκλου Ζωής Άνθρακα (Life Cycle Analysis, LCA) Υπολογισμός ενέργειας που καταναλώνεται σε όλα τα στάδια της παραγωγής ( CO2) Προσδιορισμός λοιπών αερίων θερμοκηπίου που εκπέμπονται στα διάφορα στάδια παραγωγής

Κριτήρια Αειφορίας Παραγωγή βιομάζας Άρδευση Λίπανση Σπορά / καλλιέργεια / συγκομιδή Ευαισθησία καλλιέργειας Επιδράσεις καλλιέργειας Ανταγωνισμός με διατροφικές καλλιέργειες / απόδοση

Κριτήρια Αειφορίας (συνέχεια) Μεταφορά Μεταφορά βιομάζας Μεταφορά βιοκαυσίμων Μετατροπή βιομάζας σε βιοκαύσιμα Παραγωγή βιοκαυσίμων (βιοντίζελ, βιοαιθανόλης) και βιοχημικών Δευτερογενή προϊόντα (ατμός, ηλεκτρισμός, DDGS*) *DDGS = Dried Distillates Grains and Solubles

Ποιοτική Αξιολόγηση Παράδειγμα [ 0 : χαμηλή αειφορία 1 : μέση αειφορία 2 : υψηλή αειφορία] Christodoulou P, Kazantzi V, Bezergianni S, Gounaris K. The sustainability of beet sugar production in comparison with other sugar crops, Proceedings of the 1st European Society for Sugar Technology (ESST) Conference, Rotterdam, 18-20 May 2009

Ποσοτική Αξιολόγηση Παράδειγμα http://www.dft.gov.uk/pgr/roads/environment/rtfo/govrecrfa.pdf

Τα βιοκαύσιμα... Μπορούν να περιορίσουν σημαντικά τις εκπομπές CO2 Επιβάλλονται από την Ευρωπαϊκή Ένωση Μπορούν να παραχθούν από ελληνικές πρώτες ύλες όπως σόργο Προϋποθέτουν δείκτες πιστοποίησης αειφορίας Είναι μια μορφή ενέργειας που μας βοηθά να απεξαρτητοποιηθούμε από το πετρέλαιο και να αξιοποιήσουμε τον αγροτικό χαρακτήρα της χώρας μας

Ευχαριστώ για την προσοχή σας Ημερίδα: «Παραγωγή Βιοαιθανόλης από Γλυκό Σόργο» Ευχαριστώ για την προσοχή σας Εθνικό Κέντρο Έρευνας & Τεχνολογικής Ανάπτυξης Ινστιτούτο Τεχνικής Χημικών Διεργασιών Εργαστήριο Περιβαλλοντικών Καυσίμων & Υδρογονανθράκων Τηλ:2310-498-315 / Email:sbezerg@cperi.certh.gr Δρ. Στέλλα Μπεζεργιάννη Χημικός Μηχανικός - Ερευνήτρια