Είναι ευρέως γνωστό ότι το κόστος των μεγάλων μονάδων ΑΠΕ πέφτει απότομα τα τελευταία χρόνια λόγω της τεχνολογικής ανάπτυξης, της συνεχώς αυξανόμενης ανάγκης σε ηλεκτρική ενέργεια, των διεθνών οικονομικών πολιτικών και τέλος λόγω της πολιτικής στον ενεργειακό τομέα της Κίνας (χρήση άνθρακα για ηλεκτροπαραγωγή) συνεπικουρούμενη με την χρήση σχιστολιθικού αερίου και χρήση πετρελαίου για ηλεκτροπαραγωγή από τις Η.Π.Α. (International Energy Association) (I.E.A., 2017).
Η ενέργεια προερχόμενη από την βιομάζα μπορεί να εξαχθεί ως θερμότητα , ως ηλεκτρισμός και ως καύσιμο. Σύμφωνα με τα τελευταία δεδομένα η προερχόμενη βιοενέργεια καλύπτει περίπου το 11% (44,3 EJ) της παγκοσμίου πρωτογενούς παραγόμενης ενέργειας. (I.E.A. , 2017).
Επίσης είναι γνωστή η σχέση που υπάρχει μεταξύ του παραγόμενου διοξειδίου του άνθρακα με την γεωργική δραστηριότητα. Η συνεισφορά των αγροτο-κτηνοτροφικών δραστηριοτήτων στην παραγωγή των GHG (Green House Gases) Αέρια του Θερμοκηπίου κυμαίνεται μεταξύ 59%-63% (μη προερχόμενο αέριο CO2 από καύση ορυκτού άνθρακα) , επιπροσθέτως παράγεται το 89% του N2O και τέλος το 54% του CH4. (Steeg & Tibbo, 2012).
Η ιδέα να δούμε τα παραγόμενα απόβλητα από μια κτηνοτροφική μονάδα ως πρωταρχική ύλη παραγωγής ενέργειας σε συνδυασμό με μια βιώσιμη διαχείριση των παραγόμενων αποβλήτων μας οδηγεί στην χρήση της Αναερόβια Χώνευση (Α.Χ.) ως μέθοδο επεξεργασίας των αποβλήτων, μιας και συνδυάζει ικανοποιητικά τις δυο προαναφερόμενες διεργασίες (παραγωγή ενέργειας & βιώσιμη διαχείριση ων αποβλήτων).
Λαμβάνοντας υπόψη τα παραπάνω δεδομένα ερευνάται ως μέθοδος επεξεργασίας κτηνοτροφικών αποβλήτων η Ξηρά Αναερόβια Χώνευση (Ξ.Α.Χ.) και συγκρίνεται με την συνήθη επεξεργασία της Υγρής Αναερόβιας Χώνευσης (Υ.Α.Χ.).
Εφαρμόζεται η τεχνολογία της εταιρείας 3A-BIOGAS που είναι μια εφαρμογή δυο σταδίων χώνευσης. Το πρώτο στάδιο όπου επιτελείται η αερόβια επεξεργασία και το δεύτερο στάδιο όπου επιτελείται η αναερόβια διεργασία. Η παρούσα εφαρμογή έχει εφαρμοστεί και παλαιότερα στην Φιλανδία με αρκετά καλά αποτελέσματα όσον αφορά την ενεργειακή εκμετάλλευση των κτηνοτροφικών αποβλήτων της εκεί μονάδος. Η έλλειψη όμως δυνατότητας μετρήσεων που αφορούν την ποιότητα των τροφών των ζώων καθώς επίσης και μετρήσεις της ποιότητας των αποβλήτων μας στερούν την δυνατότητα εξαγωγής συγκεκριμένων αποτελεσμάτων που αφορούν την ενεργειακή εκμετάλλευση των συγκεκριμένων κτηνοτροφικών αποβλήτων.
Επιπροσθέτως η ενδεικτική παρουσίαση μεθοδολογίας μεταβολής μαζών και μεταβολής μαζών θρεπτικών ουσιών και ισοζύγιο ενέργειας σε αναερόβιο χωνευτή δύο φάσεων αποτελεί μέρος της εργασίας
Αυτό όμως δεν μας εμποδίζει να εξάγουμε κάποια συμπεράσματα που αφορούν την οικονομική βιωσιμότητα μιας τέτοιας επένδυσης.
Οπότε παρουσιάζονται αποτελέσματα οικονομικής βιωσιμότητας μιας μονάδος στην Κορώνεια Θεσσαλονίκης καθώς επίσης και επιπρόσθετοι περιβαλλοντολογικοί δείκτες της μονάδος.
Τονίζεται και εδώ το γεγονός ότι μια τέτοιου είδους επένδυση κρίνεται βιώσιμη μόνο όταν και εάν λειτουργεί επί 24-ώρου βάσεως και τροφοδοτείται συνεχώς. Πάντα όμως με γνώμονα την παρούσα οικονομική κατάσταση της χώρας (Ελλάδα) και το ισχύον νομοθετικό πλαίσιο (φορολογία κτλ) που ισχύει για την εγκατάσταση τέτοιου είδους ενεργειακών μονάδων παραγωγής.
Έχοντας λάβει γνώση τα παραπάνω μπορούμε και λαμβάνοντας ως δεδομένα, ότι TS=51% , VS=12%, BVYS = 300 , Lstorage = 50%, LHV= 11.492 kWh/Nm3, CH4=60%, nel=40% &nop=8.000 ώρες/έτος τότε με βάση τα παραπάνω η εγκατεστημένη ηλεκτρική ισχύς φτάνει τα 6.800 kWe.Επιλέγεται μια μονάδα με microturbine +CHP η οποία έχει τεχνικά χαρακτηριστικά εγκατεστημένης ηλεκτρικής ισχύος 250kWe και θερμικής ισχύος 80kWth, το κόστος της οποία ανέρχεται στο ποσό των 1.125.000€. Έχοντας ως ποσοστό φόρου 30% και κόστος ετήσιας συντήρησης της μονάδος 6,5% του αρχικού κόστους ο χρόνος αποπληρωμής της επένδυσης ανέρχεται στα 6,95 έτη με τον εσωτερικό βαθμό απόδοσης (IRR) στην 20-ετία να ανέρχεται στο 9,44%. Με διαφοροποιήσεις στο μείγμα του αρχικού ποσού επένδυσης αλλάζουν και τα δεδομένα π.χ. αν το αρχικό ποσό αποτελείται κατά 50% από ιδία κεφάλαια 25% από δάνειο και 25% από επιδότηση τότε ο χρόνος αποπληρωμής ανέρχεται στα 5,5 χρόνια και ο IRR στο 8,4%, ενώ αν το αρχικό ποσό αποτελείται από 30% ιδία κεφάλαια , 30% δάνειο και 40% ποσό επιδότησης τότε ο χρόνος αποπληρωμής ανέρχεται στα 4,5 έτη και ο IRR στο 7,76%.
Abstract. The main target of this research was to indentify the differences between dry and wet anaerobic digestion in stock raising farm wastes and the result of them in them in energy production (electrical and heat energy).
There was a presentation of the exploitation techniques of biomass generally. There was made a presentation of the basic steps of the AD. A more spράλecific detailed techniques in Dry Anaerobic Digestion, was presented.
There are mention techniques which are based on specific construction companies know-how like 3a-Biogas, HZ-Inova, Valorga, Waasa, Dranco, Cicon System and BioFerm. Every each of these companies apply and a differentiated technology of AD. Additionaly AD was categorized accordind to the type and the steps of the procedure.
At the end there was a case of a farm in Koronia which was studied more, and more specific for the economic values of an imlemantation of an AD unit. The results of the economic evaluation was pretty encouragingly, even for the time of capital controls which are on force. The main roule which must be followed is that the unit must operated continuously. In that case a pay back period was estimated between 5-7 years for a 1.25M € initial cost (for a microturbine + CHP unit) of investment and 4.500 € per kW specific cost and 8000 hours of operation per year.
The IRR was taken the price 7.76% (min) < IRR < 9.44%(max) in 20 years for different mixure of amount of the investment.
For the energy part of this case study a mathimatical model of a two faces anaerobic digestor was presented based on a research of the Schäferetal in Finland.
Calculations and estimations based on chemical equations and geometrical features were made to give the size of the digester tank.
The numbers of animals in a specific farm in Koroneia was taken into account for economic evaluations, which was 500 animals (350 adults, minor animals : 150 α) 50 heads < 2 months , β) 6 months < 30 heads <12 months &
γ) 12 months < 70 heads <18 months).
«Συγκριτική αξιολόγηση Υγρής και Ξηρής Αναερόβιας Χώνευσης: Μελέτη σε βουστάσιο Κορώνειας Θεσσαλονίκης »