Ευάγγελος Βουδριάς Ελισάβετ Νικολή και Ενεργειακή εκμετάλλευση βιοαερίου: Σύγκριση μεταξύ αναερόβιας επεξεργασίας και υγειονομικής ταφής Ελισάβετ Νικολή και Ευάγγελος Βουδριάς Τμήμα Μηχανικών Περιβάλλοντος, Δημοκρίτειο Πανεπιστήμιο,671 00 Ξάνθη

ΕΛΛΗΝΙΚΗ ΝΟΜΟΘΕΣΙΑ Η Ελληνική νομοθεσία (ΚΥΑ 114218/ΦEK 1016/17-11-1997 και ΚΥΑ 29407/3508/ΦEK 1572Β/16-12-02) απαιτεί την συλλογή και καύση βιοαερίου για παραγωγή ενέργειας ή σε πυρσό. Καύση βιοαερίου → μετατροπή μεθανίου (CH4) σε διοξείδιο του άνθρακος (CO2) → ελάττωση των εκπομπών του ισοδυνάμου CO2eq.

ΦΑΙΝΟΜΕΝΟ ΤΟΥ ΘΕΡΜΟΚΗΠΙΟΥ Εκπομπή 1m3 βιοαερίου ισοδυναμεί με 8,96 kg CO2eq Καύση 1m3 βιοαερίου ισοδυναμεί με 1,96 kg CO2eq

ΣΚΟΠΟΣ Η σύγκριση μεταξύ της αναερόβιας επεξεργασίας και της υγειονομικής ταφής για παραγωγή ενέργειας, με βάση τεχνολογικά, περιβαλλοντικά, οικονομικά και νομικά κριτήρια. Δεν εξετάζεται το κόστος συλλογής, μεταφοράς και μηχανικής διαλογής. Περίοδος 2008-2028 (20 έτη).

ΑΝΑΛΥΣΗ ΤΡΙΩΝ ΣΕΝΑΡΙΩΝ 200.000 tons ΑΣΑ/y (Περιφέρεια Ανατολικής Μακεδονίας και Θράκης). 500.000 tons ΑΣΑ/y (Νομός Θεσσαλονίκης). 1.000.000 tons ΑΣΑ/y.

ΜΕΓΕΘΟΣ ΧΩΝΕΥΤΩΝ ΓΙΑ 200.000 tons AΣA/y Μέθοδος Μεσόφιλη θερμοκρασία-χαμηλά στερεά Μεσόφιλη θερμοκρασία-υψηλά στερεά Θερμόφιλη θερμοκρασία-υψηλά στερεά Έτος λειτουργίας 2008- 2028 2009- 2009 -2028 Όγκος κάθε χωνευτή (m3) 2 χωνευτές 1 χωνευτής 5753 3836 2847 2877 1522 Ύψος (m) 31 27 25 20 Διάμετρος (m) 15,5 13,5 12,5 10,0

ΕΝΕΡΓΕΙΑΚΕΣ ΑΠΑΙΤΗΣΕΙΣ Θερμικές απαιτήσεις Χωνευτές Παστεριωτές Ηλεκτρικές απαιτήσεις Ανάμειξη αποβλήτων στους χωνευτές Αντλίες Τεμαχισμός αποβλήτων

ΚΟΣΤΟΣ ΕΞΟΠΛΙΣΜΟΥ (200.000 ton AΣΑ/y) Είδος εξοπλισμού Τιμή μονάδος (€) Ποσό-τητα Ολικό κόστος (€) Κτίρια 400000 Μηχανή εσωτερικής καύσεως 1000000 1 Ηλεκτροστατικό φίλτρο 130000 Σύστημα απομάκρυνσης Η2S Πυρσός 80000 Αναδευτές 7500 3 22500 Χωνευτές 700000 Παστεριωτής Εναλλάκτες θερμότητος 11000 33000 Αντλίες (9) 5300 9 47700 Τεμαχιστής 90000 Ταινιόδρομος Σύστημα ελέγχου-υπολογιστής 250000 Αποθήκη βιοαερίου 30000 Κόστος εξοπλισμού 3,9 mil. €

ΟΙΚΟΝΟΜΙΚΗ ΑΞΙΟΛΟΓΗΣΗ ΕΓΑΤΑΣΤΑΣΗΣ Έξοδα(€) Πάγια επένδυση Κόστος λειτουργίας μηχανών εσωτερικής καύσεως Κόστος λειτουργίας συστήματος καθαρισμού βιοαερίου Μισθοί (αύξηση 4% ανά έτος) Ασφάλιστρα (αύξηση 4% ανά έτος) Κόστος ηλεκτρικής ενέργειας – τιμολόγια Β1Β (αύξηση 8% ανά έτος) Αντισταθμιστικά οφέλη στο Δήμο (10% των εσόδων) Έσοδα (€) Πώληση ηλεκτρικής ενέργειας 75,82€/MWh (αύξηση 4% ανά έτος) Χρηματορροές για 20 έτη και υπολογισμός Καθαρής Παρούσας Αξίας (ΚΠΑ) Σύμφωνα με την Πράξη 5 της 27.2.2003 (ΦΕΚ Α 58/5-3-03) για την έγκριση του Εθνικού Προγράμματος μείωσης εκπομπών αερίων του θερμοκηπίου (2000-2010) το προεξοφλητικό επιτόκιο είναι ίσο με 6%. → ΚΠΑ = -1.700.000 € (2008) Η εγκατάσταση δεν είναι οικονομικά αποδεκτή

Κόστος επένδυ-σης (×106 €) Ολικό Κόστος ανά tn οργανι-κού υλικού €/tn ΣΥΓΚΕΝΤΡΩΤΙΚΑ ΟΙΚΟΝΟΜΙΚΑ ΚΑΙ ΠΕΡΙΒΑΛΛΟΝΤΙΚΑ ΣΤΟΙΧΕΙΑ (ΑΝΑΕΡΟΒΙΑ ΕΠΕΞΕΡΓΑΣΙΑ) Η ΚΠΑ των εγκαταστάσεων με αρχική ποσότητα 500000 tn/y και 1000000 tn/y είναι θετική (οικονομικά αποδεκτές). Εμφανίζεται θετική οικονομία κλίμακος. ΑΣΑ αρχική ποσότης (×103) tons/yr Παραγωγή βιοαερίου (×103 m3/yr) Κόστος εξοπλι-σμού 2008 (×106 €) Κόστος επένδυ-σης (×106 €) ΚΠΑ (×106 €) Ολικό Κόστος ανά tn οργανι-κού υλικού €/tn Εκπομπές tn CO2eq/y (×103) tn NOx/y 2008 2028 200 4683 9465 3,9 6,7 (28) -1,7 20 (57) 47,6 63,6 2,3 4,7 500 11709 23563 6,7 13,4 5,9 130 159 11,7 1000 23418 47113 10,7 20,5 20,2 270 318 23,5

ΠΑΡΑΓΩΓΗ ΗΛΕΚΤΡΙΚΗΣ ΕΝΕΡΓΕΙΑΣ (ΑΝΑΕΡΟΒΙΑ ΕΠΕΞΕΡΓΑΣΙΑ) Αρχική ποσότη-τα ΑΣΑ (×103) tons/yr Οργανικό κλάσμα προς αναερόβια επεξεργασία (×103) tons/yr Παραγωγή ηλεκτρικής ενέργειας (MW) Εξυπηρέτη-ση ηλεκτρικώναναγκών (αριθμός ατόμων) Ηλεκτρική ενέργεια προς πώληση (ΜWh/yr) Ηλεκτρική ενέργεια ανά τόνο οργανικού υλικού (kWh/tn) 2008 2028 200 42 85 1,1 2,2 1626 8080 16400 193 500 106 212 2,8 5,6 4970 20250 40750 191 1000 424 5,1 11,8 7585 37700 75850 179

ΠΑΡΑΓΩΓΗ ΘΕΡΜΟΤΗΤΑΣ (ΑΝΑΕΡΟΒΙΑ ΕΠΕΞΕΡΓΑΣΙΑ) Παραγωγή θερμότητας (ΜWh/yr) Θερμότητα ανά τόνο οργανικού υλικού (kWh/tn) Θερμικές απαιτήσεις χωνευτών (ΜWh/yr) Θερμότητα προς πώληση (ΜWh/yr) % της θερμότητας προς πώληση 2008 2028 8800 17700 202 2900 5500 5900 12200 70% 70 % 21200 42800 200 5800 9800 15400 33000 73% 77 % 43600 86700 205 11600 19300 32000 67400

Biogas plant (landfill) Internal combustion engines Office Offices Clean up system Biogas pipe HELECTOR ENERGY COMPANY – Landfill of Tagarades

ΥΓΕΙΟΝΟΜΙΚΗ ΤΑΦΗ Παραδοχές: 35% την εικοσαετία 2008-2028. Αύξηση των ΑΣΑ κατά 35% την εικοσαετία 2008-2028. Ετήσια αύξηση 1,5 % Παραγωγή ενέργειας: 500000-1000000 tn ΑΣΑ Ελάχιστο ύψος 15m 50% συλλογή βιοαερίου ΧΥΤΑ: Ύψος ταμπανιού 3,5 m Πυκνότητα ΑΣΑ 0,8 tons/m3 Κλίση πρανών 1:3

ΚΟΣΤΟΣ ΕΞΟΠΛΙΣΜΟΥ (200.000 ton ΑΣΑ/y) Μηχανή εσωτερικής καύσεως και σωληνώσεις 900000 Ηλεκτροστατικό φίλτρο 130000 Αντλία βιοαερίου 6200 Ψύκτης 5000 Κτίρια (3) 12000 Σύστημα απομάκρυνσης Η2S 1000000 Πυρσός 80000 Σύστημα ελέγχου-υπολογιστής 250000 Κόστος εξοπλισμού 2383200 (2,4 mil. €)

ΟΙΚΟΝΟΜΙΚΗ ΑΞΙΟΛΟΓΗΣΗ ΕΓΑΤΑΣΤΑΣΗΣ Έξοδα(€) Πάγια επένδυση Κόστος λειτουργίας μηχανών εσωτερικής καύσεως Κόστος λειτουργίας συστήματος καθαρισμού βιοαερίου Μισθοί (αύξηση 4% ανά έτος) Ασφάλιστρα (αύξηση 4% ανά έτος) Κόστος ηλεκτρικής ενέργειας – τιμολόγια Β1Β (αύξηση 8% ανά έτος) Αντισταθμιστικά οφέλη στο Δήμο (10% των εσόδων) Έσοδα (€) Πώληση ηλεκτρικής ενέργειας 75,82€/MWh (αύξηση 4% ανά έτος) Χρηματορροές για 20 έτη και υπολογισμός Καθαρής Παρούσας Αξίας (ΚΠΑ) Σύμφωνα με την Πράξη 5 της 27.2.2003 (ΦΕΚ Α 58/5-3-03) για την έγκριση του Εθνικού Προγράμματος μείωσης εκπομπών αερίων του θερμοκηπίου (2000-2010) το προεξοφλητικό επιτόκιο είναι ίσο με 6%. → ΚΠΑ=- 550000 € (2008) Η εγκατάσταση δεν είναι οικονομικά αποδεκτή

Κόστος επένδυ-σης (×106 €) ΣΥΓΚΕΝΤΡΩΤΙΚΑ ΟΙΚΟΝΟΜΙΚΑ ΚΑΙ ΠΕΡΙΒΑΛΛΟΝΤΙΚΑ ΣΤΟΙΧΕΙΑ (ΥΓΕΙΟΝΟΜΙΚΗ ΤΑΦΗ) Η ΚΠΑ των εγκαταστάσεων με αρχική ποσότητα 500000 tn/y και 1000000 tn/y είναι θετική (οικονομικά βιώσιμες). Εμφανίζεται θετική οικονομία κλίμακος. ΑΣΑ αρχική ποσότης (×103) tons/yr Παραγωγή βιοαερίου (×103 m3/yr) Κόστος εξοπλι-σμού 2008 (×106 €) Κόστος επένδυ-σης (×106 €) ΚΠΑ (×106 €) Εκπομπές tn CO2eq/yr (×103) tn NOx/yr 2008 2028 200 2980 12040 2,4 6,1 -0,5 32,5 131 1,5 6,0 500 5690 30090 3,6 12,1 7,4 62 328 2,8 15 1000 11370 60190 4,8 18,9 18,2 124 660 5,7 30

ΠΑΡΑΓΩΓΗ ΗΛΕΚΤΡΙΚΗΣ ΕΝΕΡΓΕΙΑΣ (ΥΓΕΙΟΝΟΜΙΚΗ ΤΑΦΗ) Αρχική ποσό-τητα ΑΣΑ (×103) tons/yr Οργανικό κλάσμα προς υγειονομική ταφή (×103) tons/yr Παραγωγή ηλεκτρικής ενέργειας (MW) Εξυπηρέτηση ηλεκτρικών αναγκών (αριθμός ατόμων) Ηλεκτρική ενέργεια προς πώληση (ΜWh/yr) Ηλεκτρι-κή ενέργεια ανά τόνο οργανι-κού υλικού (kWh/tn) 2008 2028 2012 200 140 189 0,7 2,9 1048 5200 21000 37 111 500 350 472 1,3 6,7 1821 9700 49300 28 104 1000 700 943 2,5 13,2 3675 18300 100500 26 106

ΣΥΓΚΡΙΣΗ ΜΕΤΑΞΥ ΑΝΑΕΡΟΒΙΑΣ ΕΠΕΞΕΡΓΑΣΙΑΣ ΚΑΙ ΥΓΕΙΟΝΟΜΙΚΗΣ ΤΑΦΗΣ Αρχική ποσότητα ΑΣΑ 1.000.000 tn/y Μέθοδος Παραγωγή ενέργειας (MW) Κόστος επένδυ-σης (×106 €) ΚΠΑ (×106 €) Εκπομπές CO2eq/yr (tn/yr) 2008/ 2012 2028 2008 Αναερόβια Επεξεργα-σία 5,1 11,8 20,5 20,2 270000 318000 Υγειονομική ταφή 2,5 13,2 18,9 18,2 124000 660000 Υγειονομική Ταφή: Υπερτερεί στα οικονομικά κριτήρια Αναερόβια Επεξεργασία: Υπερτερεί στα περιβαλλοντικά κριτήρια

Comparison between anaerobic digestion and landfilling Criteria Anaerobic digestion Landfilling Technological criteria Energy consumption for plant needs * *** Steady operation of biogas plant ** Convenient to maintain Simple operation Tolerance to physical deterioration Lifetime of the biogas plant Suppleness to waste increase Skillful staff Experience – reliability Sum of points 12 26 Environmental criteria Emissions to the environment (CO2 and NOx) Liquid waste production Solid waste production Visual annoyance 8 7 Economic criteria Investment cost Operation and maintenance cost Profit from energy sale 6 Legal criteria Application of relevant legislation 3 1

ΕΠΙΛΟΓΗ ΜΕ ΒΑΣΗ ΤΗ ΣΚΟΠΙΑ ΤΗΣ ΑΝΑΛΥΣΗΣ Έμφαση στις περιβαλλοντικές επιπτώσεις→ Αναερόβια επεξεργασία Έμφαση στο οικονομικό όφελος → Υγειονομική ταφή

Ευχαριστώ για την προσοχή σας