Παραγωγή συνθετικού φυσικού αερίου από ανανεώσιμες πηγές ενέργειας

Abstract

Οι αυξημένες ενεργειακές απαιτήσεις της σημερινής εποχής έχουν οδηγήσει στην εκτεταμένη εκμετάλλευση των ορυκτών καυσίμων, με αποτέλεσμα οι διαθέσιμες ποσότητες συνεχώς να φθίνουν και να καθίσταται πιο ακριβή η πρόσβαση σε αυτές. Από την άλλη πλευρά, οι τεχνολογίες ΑΠΕ έχουν μεν σημειώσει σημαντική πρόοδο κατά το τελευταίο μισό αιώνα, όμως ο κυμαινόμενος χαρακτήρας τους και η συχνά χαμηλή τους απόδοση δυσχεραίνει την αξιοποίησή τους. Μια λύση στα δύο αυτά ζητήματα αναμένεται να δώσει η τεχνολογία “power-to-gas”, με τη παραγωγή συνθετικού φυσικού αερίου (SNG), που είναι ταυτόχρονα και ανανεώσιμο. Στη παρούσα διπλωματική εργασία, θα αναλυθούν οι επιμέρους διεργασίες της ηλεκτρόλυσης, μεθανοποίησης, και καθαρισμού αερίων που απαντώνται σε μια τυπική εγκατάσταση SNG, και θα διερευνηθούν οι δυνατότητες εφαρμογής της τεχνολογίας αυτής στην Ελλάδα, καθώς και το αντίστοιχο κόστος. Ως εφαρμογή, θα μοντελοποιηθεί, διαστασιολογηθεί και κοστολογηθεί μια εγκατάσταση παραγωγής SNG τροφοδοτούμενη από τα καυσαέρια του ελληνικού βορείου συστήματος ηλεκτροπαραγωγής και των ΑΠΕ της ευρύτερης περιοχής.

The increased contemporary energy demands have led to the intensive exploitation of fossil fuels; as a result, the available resources continue to dwindle and accessibility to them becomes more and more expensive. On the other hand, while renewable energy technologies have made significant progress during the past half century, their fluctuating nature and often their low efficiency impedes their utilization. A solution to both these issues is expected to be provided by the power-to-gas technology, via the production of synthetic, and renewable, natural gas. In this particular thesis, the individual processes of water electrolysis, methanation and gas separation, that are typically encountered at an SNG plant, will be adressed, and the possibility of implementation of power-to-gas technology in Greece will be assessed, along with its adjacent cost. As a case study, a plant supplied with the flue gases of the northern Greek power generation plants as well as with renewable energy from the surrounding area, will be modelled, dimensioned and priced.