Ολοκληρωμένη διαχείριση και αξιοποίηση αγροτικών υπολειμμάτων – εφαρμογή στην παραγωγή ενέργειας

 

Σύντομη περιγραφή

Η υπολειμματική αγροτική βιομάζα θεωρείται ως η μεγαλύτερη ανανεώσιμη πηγή ενέργειας, χωρίς ωστόσο να έχει ακόμη αξιοποιηθεί. Για παράδειγμα, εκτιμάται ότι στην Ελλάδα παράγονται περίπου 3 εκατομμύρια τόνοι ετησίως από τα κλαδέματα των ελαιόδεντρων, από την καύση των οποίων εκλύονται περίπου 2.7 εκατομμύρια τόνων CO2 στην ατμόσφαιρα. Εναλλακτικά, αυτά τα κλαδέματα θα μπορούσαν να παράγουν ετησίως 6.6 ΤWh θερμικής ενέργειας που καλύπτει περίπου το 4.8% των ενεργειακών αναγκών της χώρας. Αυτοί οι υπολογισμοί δείχνουν ότι η ανεξέλεγκτη διαχείριση των αγροτικών υπολειμμάτων μπορεί να αφήσει ένα σημαντικό περιβαλλοντικό αποτύπωμα, ενώ στερεί την δυνατότητα σημαντικής συμμετοχής στο εθνικό ενεργειακό σύστημα. Ως εκ τούτου, οι τεχνολογικές καινοτομίες για πλήρη αξιοποίηση της ανανεώσιμης βιο-ενέργειας και οι πρακτικές εφαρμογής τους είναι εξαιρετικά επιτακτικές. Ο κύριος στόχος του προτεινόμενου έργου είναι να δρομολογήσει μια περιβαλλοντικά φιλική αξιοποίηση των υπολειμμάτων του αγροτικού τομέα στην Κίνα και την Ελλάδα για την παραγωγή υψηλής προστιθέμενης αξίας προϊόντων και/η ενέργειας. Αυτό θα επιτευχθεί μέσω κατάλληλου σχεδιασμού και ανάπτυξης καινοτόμου βιομηχανικής εγκατάστασης που θα περιλαμβάνει μονάδες πυρόλυσης (Py) και αναερόβιας χώνευσης (AD) για μετατροπή των αγροτικών υπολειμμάτων σε χρήσιμα βιο-προϊόντα, όπως βιο-κάρβουνο (biochar), βιο-έλαιο (bio-oil), αέριο σύνθεσης (syngas), βιο-αέριο (biogas) και στη συνέχεια βιο-υδρογόνο (H2) ή/και ηλεκτρική ενέργεια. Η διεργασίες AD και Py είναι βασικές τεχνολογίες επεξεργασίας υπολειμματικής βιομάζας και έχουν μελετηθεί για δεκαετίες. Πρόσφατα, η ενσωμάτωση των δύο τεχνολογιών σε ένα ολοκληρωμένο σύστημα θεωρείται ως πρωτοπόρος ιδέα. Συγκριτικά με τις δύο ξεχωριστές διεργασίες, αυτός ο συνδυασμός έχει τη δυνατότητα να προσφέρει σημαντικά πλεονεκτήματα στη παραγωγή βιο-ενέργειας από αγροτική υπολειμματική βιομάζα, μειώνοντας το κόστος διαχείρισης του χωνευτή, ανακυκλώνοντας και να επανα-χρησιμοποιώντας το στερεό προϊόν χώνευσης και μειώνοντας τις εκπομπές αερίων θερμοκηπίου. Το έργο SYNAGRON προτείνει μια καινούργια ιδέα, όχι μόνο την ολοκληρωμένη εφαρμογή των διεργασιών AD και Py, αλλά τον περαιτέρω συνδυασμό τους με την αντίδραση της ατμο-αναμόρφωσης (SR) για παραγωγή υδρογόνου (από το βιο-αέριο και το βιο-έλαιο), πράγμα που αναμένεται να ανοίξει τον δρόμο σε βιομηχανική αξιοποίηση της υπολειμματικής βιο-μάζας με έναν ισχυρά αποδοτικό και αποτελεσματικό τρόπο. Η έρευνα θα επικεντρωθεί στον πειραματικό και θεωρητικό σχεδιασμό και βελτιστοποίηση κάθε μιας διεργασίας, στον σχεδιασμό και βελτιστοποίηση της συνολικής εγκατάστασης, στην ανάπτυξη καινοτόμων καταλυτικών συστημάτων για την Py και τις αντιδράσεις ατμο-αναμόρφωσης βιοαερίου και βιο-ελαίου για παραγωγή H2, και την αξιοποίηση των αέριων προϊόντων της συνολικής διεργασίας για παραγωγή ενέργειας με κελιά καυσίμων στερεών οξειδίων (SOFCs). Μέσα από αυτές τις τεχνολογικές καινοτομίες το προτεινόμενο έργο στοχεύει στην βέλτιστη εκμετάλλευση της διαθέσιμης ενέργειας βιο-αποικοδομήσιμων και μη βιο-αποικοδομήσιμων αγροτικών υπολειμμάτων ανάλογα με τις ανάγκες των τελικών χρηστών (αγρότες, επιχειρήσεις, κλπ) για ειδικά βιο-προϊόντα ή/και ενέργεια. Είναι η πρώτη φορά που προτείνεται μια τέτοια ολιστική ερευνητική προσέγγιση και ενεργειακή πολιτική αξιοποίησης των αγροτικών υπολειμμάτων. Αναμφίβολα, η επιτυχής εκπλήρωση του έργου απαιτεί ύψιστο δυνατό βαθμό συνεργασίας μεταξύ των δύο ερευνητικών ομάδων. Οι δύο κοινοπραξίες θα επωφεληθούν από την ήδη εδραιωμένη αρμονική συνεργασία που απολαμβάνουν οι ακαδημαϊκοί εταίροι. Τα UP και ΤΕΙWM είναι στην διαδικασία υπογραφής Memorandums of Understanding με το BUCT με πρόβλεψη για ανταλλαγή φοιτητών, καθηγητών και ερευνητική συνεργασία. Αυτά τα MOUs θα υπογραφούν επίσημα όταν αντιπροσωπεία του BUCT (συμπεριλαμβανομένου του πρύτανη, Prof. Tianwei Tan) θα επισκεφτούν τα UP και TEIWM τον Μάϊο (14 – 16).

Κωδικός MIS:

Προυπολογισμός: 424.500

Ημερομηνία ένταξης: 14 Οκτωβρίου, 2019

Ημερομηνία ολοκλήρωσης: 13 Οκτωβρίου, 2022

Πρόγραμα Χρηματοδότησης: Ανταγωνιστικότητα Επιχειρηματικότητα και Καινοτομία

Τομέας RIS: ΑΕΙΦΟΡΟΣ ΕΝΕΡΓΕΙΑ

Έργο RIS: NAI

Ευρωπαϊκό Έργο: OXI

Φορείς

Μελέτες

No items found