Αξιοποίηση των Γεωργικών Υπολειμμάτων και Κτηνοτροφικών Αποβλήτων της Περιφερειακής Ενότητας Σερρών, για την Συμπαραγωγή Ηλεκτρικής και Θερμικής Ενέργειας (Σ.Η.Θ.) μέσω της Συνδυασμένης Αναερόβιας Χώνευσης

Abstract

Η παρούσα διπλωματική μεταπτυχιακή εργασία, αποσκοπεί στην μελέτη, διερεύνηση και αξιολόγηση της δυνατότητας πλήρους αξιοποίησης των απορριμμάτων και αποβλήτων που προέρχονται από αγροτικές και κτηνοτροφικές μονάδες. Συγκεκριμένα, εξετάστηκε η Περιφερειακή Ενότητα Σερρών, μία Περιφερειακή Ενότητα στην οποία η γεωργία και κτηνοτροφία αποτελούν τους σημαντικότερους τομείς στους οποίους δραστηριοποιούνται οικονομικά οι κάτοικοί της. Το γεγονός αυτό, αποκαλύπτει το υψηλό διαθέσιμο δυναμικό βιομάζας το οποίο προέρχεται από απόβλητα αγροτοκτηνοτροφικών μονάδων το οποίο μπορεί να αξιοποιηθεί, συντελώντας σε διπλό όφελος: α) Παραγωγή Ενέργειας και β) Προστασίας του Περιβάλλοντος. Αρχικά θα παρουσιαστεί η μέθοδος παραγωγής βιοαερίου μέσω της διεργασίας της αναερόβιας χώνευσης, διεργασία η οποία χρησιμοποιείται ευρέως για την επεξεργασία γεωργικών και κτηνοτροφικών υπολειμμάτων καθώς και ενεργειακών καλλιεργειών προς αξιοποίηση (ενεργειακή και παραγωγής εδαφοβελτιωτικού) κυρίως σε χώρες της κεντρικής, Βόρειας Ευρώπης με δυνατότητες ανάπτυξης της συγκεκριμένης διεργασίας και σε παγκόσμιο επίπεδο. Στο 2ο κεφάλαιο περιγράφεται μια γενική κατάσταση σχετικά με το πρόβλημα των αγροτικών και κτηνοτροφικών αποβλήτων σε παγκόσμιο επίπεδο καθώς και την προσπάθεια αντιμετωπίσεως του. Στο 3ο κεφάλαιο παρουσιάζονται γενικά στοιχεία για το βιοαέριο καθώς και τα οφέλη που απορρέουν από την χρήση του. Στο 4ο κεφάλαιο παρουσιάζεται αναλυτικά η αναερόβια χώνευση (Α.Χ) (Βιβλιογραφικά στοιχεία, Ανάλυση της μικροβιολογικής διεργασίας, Παράμετροι) Στο 5ο κεφάλαιο παρουσιάζονται οι κύριες εφαρμογές του βιοαερίου (Εγκαταστάσεις παραγωγής βιοαερίου) Στο 6ο και 7ο κεφάλαιο παρουσιάζονται οι χρήσεις του βιοαερίου (Ιδιότητες καθώς και Συμπαραγωγή ηλεκτρισμού και θερμότητας) και του κόμποστ (Βιοδιάσπαση της οργανικής ουσίας, χρήση, εφαρμογή, Βελτίωση του κόμποστ ως λίπασμα) Στο 8ο κεφάλαιο θα παρουσιαστεί η παρούσα κατάσταση έργων στον Ελλαδικό χώρο, Δυναμικό βιοαερίου καθώς και η πολιτική των Α.Π.Ε στην Ελλάδα). Στο 9ο Κεφάλαιο αναλύεται η υφιστάμενη κατάσταση της Περιφερειακής Ενότητας Σερρών (Γεωγραφική Θέση, Φυσικό Περιβάλλον, Ανθρωπογενές, Κοινωνικό-Οικονομικό Περιβάλλον, Υφιστάμενη κατάσταση Ρύπανσης στην Π.Ε Σερρών) Στο 10ο Κεφάλαιο, υπολογίζεται το υψηλό διαθέσιμο δυναμικό βιομάζας αγροτο-κτηνοτροφικών αποβλήτων. Στο 11ο Κεφάλαιο, πραγματοποιείται η Διαστασιολόγηση και Περιγραφή Κεντρικής Εγκατάστασης Συνδυασμένης Συμπαραγωγής Ηλεκτρικής και Θερμικής ενέργειας από Βιοαέριο, (Χρησιμοποιούμενη τεχνολογία, Γενική διάταξη και Εγκαταστάσεις μονάδας συμπαραγωγής ηλεκτρικής και θερμικής ενέργειας) Στο 12ο Κεφάλαιο, παρουσιάζεται η Χωροθέτηση της Κεντρικής Εγκατάστασης Συνδυασμένης Συμπαραγωγής Ηλεκτρικής και Θερμικής ενέργειας από Βιοαέριο. Στο 13ο Κεφάλαιο, τονίζεται γιατί επιλέχθηκε η συγκεκριμένη τεχνολογία μέσω της διεργασίας της Αναερόβιας Χώνευσης. Στο 14ο Κεφάλαιο, παρουσιάζεται η Μηδενική Λύση, δηλαδή ποιες είναι οι επιπτώσεις αν δεν πραγματοποιηθεί το συγκεκριμένο προτεινόμενο έργο Στο 15ο Κεφάλαιο, πραγματοποιείται η Εκτίμηση και Αξιολόγηση των Περιβαλλοντικών Επιπτώσεων από την εγκατάσταση της Κεντρικής Εγκατάστασης Συνδυασμένης Συμπαραγωγής Ηλεκτρικής και Θερμικής ενέργειας από Βιοαέριο. Στο 16ο Κεφάλαιο, παρουσιάζεται η Αντιμετώπιση και Παρακολούθηση των Περιβαλλοντικών Επιπτώσεων που προκύπτουν από την εγκατάσταση της Κεντρικής Εγκατάστασης Συνδυασμένης Συμπαραγωγής Ηλεκτρικής και Θερμικής ενέργειας από Βιοαέριο . Στο 17ο Κεφάλαιο, παρουσιάζονται τα συμπεράσματα που προκύπτουν από την εκπόνηση αυτής της διπλωματικής εργασίας.

This diploma thesis aims to study, investigate and evaluate the possibility of full recovery of waste from agricultural and livestock farms. Specifically, Regional Unit of Serres, is examined, a regional unit in which agriculture and livestock are the most important areas in which residents are economically active. This reveals the high potential available biomass derived potential from waste agricultural and livestock units which utilized, resulting in a double benefit : a) Energy production and b ) Environmental Protection. Firstly we present the method of biogas through the process of anaerobic digestion process which is widely used for processing of agricultural and livestock residues and energy crops for recovery (energy production and compost), mainly in the countries of central, northern Europe's and globally with great development potential. The second chapter describes a general statement regarding the problem of agricultural and livestock waste globally and what efforts are being held for overcoming this serious environmental problem. The third chapter presents general information on biogas and the benefits arising from its use. The fourth chapter presents the analytical method of anaerobic digestion (Bibliographic data, Analysis of microbiological process parameters) The fifth chapter presents the main applications of biogas (Βiogas plants) The 6th and 7th chapter, describes the use of biogas (Properties and Combined Heat and Power) and compost (Βiodegradation of organic matter, Use, Application, Improving the compost as fertilizer) The 8th chapter, presents the current status of projects in Greece, Dynamic of biogas and the politics of RES in Greece) In the 9th chapter, the current situation of the Regional Unity Serres is being analyzed (Geographic location, Natural Environment, Socio- Economic Environment, Existing Conditions Pollution in Regional Unity of Serres ) In chapter 10,high available biomass potential of agro - livestock waste,is being estimated In chapter 11, takes place Dimensioning and Description of a Central Combined electricity and heat Production unit from biogas (Usable technology, general layout and installation of CHP electricity and heat ) In the 12th chapter, describes where the Central Facility installation of combined production of electricity and heat from biogas, will be located . In the 13th Chapter, highlighted why this technology was selected (process of anaerobic digestion) . In the 14th chapter, the zero option, describes what are the implications if this proposed project is not installed In the 15th Chapter, describes the Assessment and Environmental Impact Assessment by the installation of central Combined production of electricity and heat from biogas . In the 16th chapter, the Management and Monitoring of environmental impacts arising from the installation of central Combined Production of electricity and heat from biogas . In the 17th Chapter, presented the results from the development of this thesis