Ανανεώσιμες πηγές ενέργειας: Βιοαέριο, από τη θεωρία στην πράξη (1).

Με αφορμή ένα πολύ ενδιαφέρον σεμινάριο που έγινε στην Πρέβεζα με θέμα το βιοαέριο και την εκμετάλλευσή του, παρουσιάζουμε σήμερα το πρώτο από δύο άρθρα που είναι αφιερωμένα σ' αυτό το θέμα. Στο σημερινό άρθρο θα παρουσιάσουμε μερικά βασικά στοιχεία για το βιοαέριο και στο δεύτερο θα παρουσιάσουμε τη μονάδα βιοαερίου που λειτουργεί στο Νομό μας, στην περιοχή Φιλιππιάδας.

Ξεκινώντας, να πούμε ότι το σεμινάριο διοργανώθηκε από το Κέντρο Ανανεώσιμων Πηγών Ενέργειας (ΚΑΠΕ) και την Περιφερειακή Ενότητα Πρέβεζας, το διήμερο 19-20 Ιουλίου στο ξενοδοχείο "Διώνη". Κατά την έναρξη χαιρετισμό απηύθυνε ο Αντιπεριφερειάρχης Πρέβεζας Στράτος Ιωάννου, και στη συνέχεια παρουσιάστηκαν εισηγήσεις από τους:

Κωνσταντίνο Σιούλα (ΚΑΠΕ), Εμμανουήλ Πατεράκη (Αποκεντρωμένεη Διοίκηση Ηπείρου-Δυτ. Μακεδονίας), Ιωάννη Αυγέρη (Δ/νση Αγροτ. Οικονομίας και Κτηνιατρικής Πρέβεζας), Πηνελόπη Γιαννούση (Περιφέρεια Ηπείρου) και Δημήτρη Γεωργακάκη (καθηγητή Γεωπονικού Πανεπιστημίου Αθηνών).

ΒΑΣΙΚΑ ΣΤΟΙΧΕΙΑ ΓΙΑ ΤΟ ΒΙΟΑΕΡΙΟ

Το βιοαέριο είναι ένα μείγμα από μεθάνιο, διοξείδιο του άνθρακα,

άζωτο, υδρογόνο και υδρόθειο. Το επιθυμητό συστατικό είναι το μεθάνιο.

Αλλά η ακριβής σύσταση του βιοαερίου ποικίλει ανάλογα με τη χρησιμοποιούμενη πρώτη ύλη για την παραγωγή του και άλλες παραμέτρους, όπως, η θερμοκρασία και η οξύτητα του υποστρώματος. Βιοαέριο παράγεται από την Αναερόβια Χώνευση (ΑΧ) (ζύμωση), που σημαίνει ότι η βιομάζα μετατρέπεται σε βιοαέριο από μικροοργανισμούς απουσία οξυγόνου.

Η διεργασία της ΑΧ είναι κοινή σε πολλά φυσικά περιβάλλοντα, όπως τα ιζήματα των θαλασσών, η το στομάχι των μηρυκαστικών. Η ΑΧ είναι μια βιοχημική διαδικασία κατά την οποία η οργανική υλη αποσυντίθεται από ποικίλους μικροοργανισμούς. Αυτοί οι μικροοργανισμοί μπορούν να επιζήσουν μόνο κάτω από αναερόβιες συνθήκες και την απουσία φωτός. Για το λόγο αυτό, η ΑΧ συνήθως λαμβάνει χώρα σε χωνευτές, ειδικά σχεδιασμένους για το σκοπό αυτό. Οι χωνευτές βιοαερίου είναι ερμητικά μονωμένοι από το οξυγόνο και το φως.
Μετά την πλήρωση του χωνευτή με την πρώτη ύλη, δύο κύρια προϊόντα παράγονται από την αναερόβια χώνευση, βιοαέριο και χωνεμένο υπόλειμμα.
Το βιοαέριο που παράγεται κατά τη διάρκεια της ΑΧ απομακρύνεται από το χωνευτή και οδηγείται σε περαιτέρω επεξεργασία. Το βιοαέριο μπορεί να χρησιμοποιηθεί απευθείας για την παραγωγή θερμότητας ή ηλεκτρισμού. Το αναβαθμισμένο βιοαέριο (βιομεθάνιο) μπορεί να χρησιμοποιηθεί ως καύσιμο οχημάτων ή να διατεθεί στο δίκτυο του φυσικού αερίου ως υποκατάστατό του.

ΤΟ ΧΩΝΕΜΕΝΟ ΥΠΟΛΕΙΜΜΑ
Είναι η βιομάζα που απομένει μετά την ΑΧ. Ανάλογα με την πρώτη ύλη αποτελείται από περισσότερο υγρό ή στερεό τμήμα. Το χωνεμένο υπόλειμμα είναι ένα εξαιρετικό εδαφοβελτιωτικό και παρουσιάζει σημαντικά πλεονεκτήματα συγκρινόμενο με την αρχική πρώτη ύλη. Λόγω της αναερόβιας χώνευσης, οι οσμές του υπολείμματος είναι κατά πολύ μειωμένες και τα θρεπτικά στοιχεία του για την ανάπτυξη των φυτών είναι βελτιωμένα, με αποτέλεσμα να αποτελεί ένα εξαιρετικό οργανικό εδαφοβελτωτικό.
Γενικά, στους χωνευτές μπορούν να χρησιμοποιηθούν πολλά βιοαποικοδομήσιμα υλικά. Οι πιο βασικές κατηγορίες βιομάζας που χρησιμοποιούνται στις ευρωπαϊκές μονάδες βιοαερίου (AL Seadi κ.α., 2008) είναι στερεή και υδαρής κοπριά, γεωργικά υπολείμματα και υποπροϊόντα, οργανικά απόβλητα από αγροτοβιομηχανίες και βιομηχανίες τροφίμων που μπορούν να υποστούν χώνευση, οργανικό κλάσμα των αστικών αποβλήτων και των υπολειμμάτων εστίασης, λυματολάσπη, καθώς και ενεργειακές καλλιέργειες (π.χ καλαμπόκι, σόργο, τριφύλλι).

ΟΦΕΛΗ ΤΟΥ ΒΙΟΑΕΡΙΟΥ
Περιβαλλοντικά φιλική λύση
Σε αντίθεση με τα ορυκτά καύσιμα, η καύση του βιοαερίου εκλύει στην ατμόσφαιρα μόνο το CO2 που είχε αποθηκευτεί στο φυτό κατά την ανάπτυξη του. Έτσι, ο κύκλος άνθρακα του βιοαερίου είναι κλειστός. Για το λόγο αυτό, η χρήση του βιοαερίου μειώνει τις εκπομπές CO2 και βοηθά στην αποφυγή αύξησης της συγκέντρωσης CO2 στην ατμόσφαιρα, συνεισφέροντας στην αντιμετώπιση της υπερθέρμανσης του πλανήτη. Επιπρόσθετα, άλλα αέρια του θερμοκηπίου, όπως το μεθάνιο (CH4) και το υποξείδιο του αζώτου (Ν2 O) της ακατέργαστης κοπριάς μειώνονται. Γενικά, αποφυγή έκλυσης αερίων του θερμοκηπίου, λόγω της χρήσης του βιοαερίου, μπορεί να προκύψει από:
Διαχείριση της κοπριάς: εξοικονόμηση εκπομπών από την αξιοποίηση του CH4 της στερεής και υδαρούς κοπριάς.
Υποκατάσταση: εξοικονόμηση εκπομπών, λόγω παραγωγής ηλεκτρισμού και θερμότητας (συμπαραγωγή) από βιοαέριο.
Αντικατάσταση ορυκτών λιπασμάτων: εξοικονόμηση εκπομπών, λόγω αντικατάστασης συμβατικών λιπασμάτων από το χωνεμένο υπόλειμμα.
Η κτηνοτροφία αυξάνει τις εκπομπές μεθανίου (CH4) από την εντερική ζύμωση των ζώων, καθώς και τις εκπομπές CH4 και N2O από τη διαχείριση της κοπριάς. Σε πολλές χώρες οι μεγάλοι αριθμοί ζωικού κεφαλαίου παίζουν σημαντικό ρόλο στις εκπομπές αερίων του θερμοκηπίου. Η παραγωγή βιοαερίου από την ΑΧ δημιουργεί χωνεμένο υπόλειμμα που είναι ότι απομένει από τη βιομάζα μετά την αναερόβια χώνευση. Το χωνεμένο υπόλειμμα υποκαθιστά την ανεπεξέργαστη κοπριά ως εδαφοβελτιωτικό. Επειδή το χωνεμένο υπόλειμμα έχει καλύτερη λιπαντική ικανότητα σε σχέση με την ανεπεξέργαστη κοπριά, επιπλέον ορυκτά λιπάσματα μπορούν να αντικατασταθούν. Το γεγονός αυτό έχει ως αποτέλεσμα την εξοικονόμηση αερίων του θερμοκηπίου, λόγω της μειωμένης παραγωγής λιπασμάτων.

ΕΛΛΑΔΑ
Η Ελλάδα έχει μια αναπτυσσόμενη αγορά βιοαερίου. Το θεωρητικό δυναμικό του βιοαερίου είναι πολύ υψηλό, ειδικά σε ότι αφορά στα οργανικά και κτηνοτροφικά απόβλητα. Η χρήση του βιοαερίου στις περισσότερες από της υπάρχουσες εγκαταστάσεις παραγωγής βιοαερίου, καλύπτει κυρίως θερμικές ανάγκες. Για το έτος 2008 η εγκατεστημένη ισχύς των μονάδων παραγωγής ηλεκτρικής ενέργειας από βιοαέριο ανήλθε σε 39,4 MW (40,8 MW το Δεκέμβριο του 2010) και η ακαθάριστη παραγωγή ηλεκτρικής ενέργειας ανήλθε σε 176,7 GWh [στοιχεία ΔΕΣΜΗΕ]. 

ΤΟ ΕΡΓΟ BiogasIN
Το BiogasIN είναι ένα διακρατικό έργο που στόχο έχει την ενθάρρυνση των επενδύσεων και την ανάπτυξη της αγοράς του βιοαερίου στην Κεντρική και Ανατολική Ευρώπη.
Στα πλαίσια του έργου αυτού έχουν επιλεγεί 28 περιοχές από 7 διαφορετικές Ευρωπαϊκές χώρες (Βουλγαρία, Κροατία, Τσεχία, Ελλάδα, Λετονία, Ρουμανία και Σλοβενία) στις οποίες εξετάζονται τα πιθανά οφέλη από την αξιοποίηση του βιοαερίου. Τα οφέλη περιλαμβάνουν, μεταξύ άλλων, τη δημιουργία τοπικών θέσεων εργασίας, την αύξηση αγροτικών επενδύσεων, την ανάπτυξη της υπαίθρου, τη μείωση των εκπομπών αερίων του θερμοκηπίου, την αποκεντρωμένη παραγωγή ενέργειας από ανανεώσιμες πηγές, τη μείωση της ρύπανσης των υδάτων και του περιβάλλοντος από την απόπλυση των θρεπτικών.
Σε ό,τι αφορά την Ελλάδα οι επιλεγμένες περιοχές είναι οι νομοί Λάρισας, Αιτωλοακαρνανίας, Εύβοιας και Πρέβεζας.

ΟΦΕΛΗ ΤΟΥ ΒΙΟΑΕΡΙΟΥ ΣΤΗΝ ΕΛΛΑΔΑ
Οι εθνικοί στόχοι για τις ανανεώσιμες πηγές ενέργειας (ΑΠΕ) μέχρι το τέλος του 2020, βάσει της οδηγίας 2009/28/ΕΚ, είναι οι ακόλουθοι:
α)συμμετοχή των ΑΠΕ στην ακαθάριστη τελική κατανάλωση ενέργειας κατά 20%
β)συμμετοχή των ΑΠΕ στην ακαθάριστη τελική κατανάλωση ηλεκτρικής ενέργειας κατά 40% τουλάχιστον. Σύμφωνα με απόφαση του υπουργείου περιβάλλοντος, Ενέργειας & Κλιματικής Αλλαγής (Υ.Α/Φ1/οικ.19598, Οκτώβριος 2010) η επιθυμητή εγκατεστημένη ισχύς για τη βιομάζα τέθηκε στα 350 MW.
γ)συμμετοχή των ΑΠΕ στην τελική κατανάλωση ενέργειας για ψύξη-θέρμανση κατά 20% τουλάχιστον. Σύμφωνα με το Εθνικό Σχέδιο Δράσης για τις ΑΠΕ, η εκτίμηση της συνολικής ηλεκτροπαραγωγής (εγκατεστημένη ισχύς, ακαθάριστη παραγωγή ηλεκτρικής ενέργειας) που αναμένεται από το βιοαέριο στην Ελλάδα για την επίτευξη των δεσμευτικών στόχων του έτους 2020 έχει υπολογιστεί σε 210MW ή 895 MWh. Η Ελλάδα επικύρωσε το πρωτόκολλο του Κιότο στις 31 Μαϊου, 2002 (τέθηκε σε ισχύ στις 16 Φεβρουαρίου 2005). Ο στόχος για την Ελλάδα είναι αύξηση των εκπομπών αερίων του θερμοκηπίου μέχρι 25% σε σύγκριση με το έτος βάσης. Η απογραφή του 2008 έδειξε ότι οι εκπομπές CO2 ανήλθαν σε 126,9 εκατομμύρια τόνους, που σημαίνει 20,34% αύξηση την περίοδο μεταξύ του έτους βάσης και του 2008.
Η εκμετάλλευση του βιοαερίου, χρησιμοποιώντας το 100% του διαθέσιμου δυναμικού κοπριάς στις τέσσερις περιοχές μελέτης στην Ελλάδα, μπορεί να δώσει τα ακόλουθα αποτελέσματα:
-Ετήσια εξοικονόμηση περίπου 588 kt εκπομπών CO2 ή 0,92% των εθνικών εκπομπών για το 2008.
-Συνεισφορά σε ποσοστό 0,8% του εθνικού στόχου των ΑΠΕ για το 2020 και σε ποσοστό 3% του εθνικού στόχου για τη βιομάζα/βιοαέριο. Το θεωρητικό δυναμικό ηλεκτροπαραγωγής στις επιλεγμένες περιοχές μπορεί να καλύψει περισσότερο από το 70% του στόχου για το βιοαέριο το έτος 2020 (895 GWh).
-Συνολική εγκαταστημένη ισχύς περίπου 28 MW επενδυτικού κόστους 87 εκατομμύρια €.
-Περίπου 55 νέες μικρές μονάδες βιοαερίου (0,5 MW η κάθε μία) που δημιουργούν 87-526 νέες θέσεις εργασίας.
-Εξοικονόμηση περίπου 44.031 t/έτος συμβατικών λιπασμάτων αξίας 12.737.233 €/έτος.
-Κάλυψη ηλεκτρικών αναγκών 48.061 νοικοκυριών από την ηλεκτρική ενέργεια που παράγεται από το βιοαέριο σε μονάδες συμπαραγωγής.

Σχετικοί σύνδεσμοι: Κέντρο Ανανεώσιμων Πηγών Ενέργειας 
                                    BiogasIN (Ελληνικά)