Τα περιορισμένα αποθέματα ορυκτών καυσίμων και οι επιζήμιες επιπτώσεις τους στο περιβάλλον, έχουν οδηγήσει στην κλιματική αλλαγή που αποτελεί σήμερα παγκόσμιο ζήτημα. Τα επίπεδα διοξειδίου του άνθρακα της ατμόσφαιρας έχουν υπερβεί πρόσφατα τα 400 μέρη ανά εκατομμύριο, ενώ σύμφωνα με το Διακυβερνητική Επιτροπή για την Κλιματική Αλλαγή, αυτά τα επίπεδα πιθανότατα θα αυξήσουν τη μέση παγκόσμια θερμοκρασία κατά 2°C.
Η παραγωγή καθαρών και βιώσιμων καυσίμων αποτελεί μία από τις κύριες προκλήσεις για την αντιμετώπιση των μελλοντικών ενεργειακών κρίσεων αλλά κυρίως του μετριασμού των επιπτώσεων της κλιματικής αλλαγής με τη μείωση των εκπομπών αερίων του θερμοκηπίου. Επί του παρόντος, υπάρχουν αρκετές τεχνολογικές δυνατότητες που αποτελούν εναλλακτικές λύσεις για τα υπάρχοντα ενεργειακά συστήματα που χρησιμοποιούνται και βασίζονται στα ορυκτά καύσιμα, όπως ο άνθρακας, το πετρέλαιο ή το φυσικό αέριο. Μεταξύ αυτών των εναλλακτικών λύσεων είναι οι ανανεώσιμες πηγές ενέργειας, όπως η αιολική και η ηλιακή ενέργεια, η γεωθερμική ενέργεια και η αξιοποίηση της βιομάζας.
Η αξιοποίηση της βιομάζας ξεχωρίζει ως εναλλακτική λύση για την αύξηση της ενεργειακής ανεξαρτησίας από τα ορυκτά καύσιμα και την ελαχιστοποίηση της ρύπανσης του περιβάλλοντος. Η χρήση της βιομάζας για την παραγωγή ενέργειας, βιοκαυσίμων ή χημικών προϊόντων μπορεί να πραγματοποιηθεί με τη χρήση θερμοχημικών διεργασιών μετατροπής, όπως η πυρόλυση, η υδροθερμική υγροποίηση, η αεριοποίηση και η καύση. Οι διεργασίες αυτές αποτελούν λύσεις με πολύ θετικά αποτελέσματα μετατρέποντας διάφορες μορφές βιομάζας σε στερεά, υγρά και αέρια προϊόντα, τα οποία, με τη σειρά τους, μπορούν να παράγουν ενέργεια, βιοκαύσιμα και χημικές ενώσεις.
Οι τεχνολογίες που βασίζονται στις ανανεώσιμες πηγές ενέργειας μπορούν να αντιμετωπίσουν την αυξανόμενη ζήτηση ενέργειας, μειώνοντας ταυτόχρονα τα επίπεδα του άνθρακα της ατμόσφαιρας.
Η παρούσα εργασία πραγματεύεται τις καινοτόμες καταλυτικές διεργασίες παραγωγής βιοκαυσίμων μέσω αξιοποίησης της βιομάζας. Αναλύονται οι θερμοχημικές και βιολογικές διεργασίες μετατροπής της βιομάζας σε βιοκαύσιμα, η υβριδική θερμοχημική και βιολογική προσέγγιση και γίνεται συνοπτική αναφορά στην οικονομική και περιβαλλοντική ανάλυση των διαδικασιών, αλλά και το επίπεδο ετοιμότητας των διαδικασιών αυτών. Τέλος, παρατίθενται τα συμπεράσματα που προέκυψαν από τη βιβλιογραφική έρευνα καθώς και οι μελλοντικές προτάσεις αξιοποίησης.
Limited fossil fuel reserves and their damaging effects on the environment have led to climate change, which is today a global issue. Atmospheric carbon dioxide levels have recently exceeded 400 parts per million, and according to the Intergovernmental Panel on Climate Change, these levels will likely increase the average global temperature by 2°C.
The production of clean and sustainable fuels is one of the main challenges to address future energy crises but more importantly to mitigate the effects of climate change by reducing greenhouse gas emissions. Currently, there are several technological possibilities that are alternatives to existing fossil fuel-based energy systems such as coal, oil or gas. Among these alternatives are renewable energy sources, such as wind and solar energy, geothermal energy and the use of biomass.
Biomass utilisation stands out as an alternative to increase energy independence from fossil fuels and minimise environmental pollution. The use of biomass for the production of energy, biofuels or chemicals can be realised by thermo-chemical conversion processes such as pyrolysis, hydrothermal liquefaction, gasification and combustion. These processes are solutions with very positive results by converting various forms of biomass into solid, liquid and gaseous products, which in turn can produce energy, biofuels and chemical compounds.
Renewable energy-based technologies can address the growing demand for energy while reducing atmospheric carbon levels.
The current thesis analyses the innovative catalytic processes for biofuel production through biomass utilization. The thermochemical and biological processes for the conversion of biomass to biofuels, the hybrid thermochemical and biological approach are analysed and a brief review of the economic and environmental analysis of the processes is given, and then there is an analysis of the Technology Readiness Level of these technologies of biomass utilization for biofuels production in the present. Finally, conclusions of this report are presented, which are drawn from the literature survey and future proposals for utilization of the biomass products are proposed.
Items in Apothesis are protected by copyright, with all rights reserved, unless otherwise indicated.
Κύρια Αρχεία Διατριβής
Καινοτόμες καταλυτικές διεργασίες παραγωγής βιοκαυσιμων μέσω αξιοποίησης βιομάζας Περιγραφή: Καινοτόμες καταλυτικές διεργασίες παραγωγής βιοκαυσιμων μέσω αξιοποίησης βιομάζας.pdf (pdf)
Book Reader Πληροφορίες: Καινοτόμες καταλυτικές διεργασίες παραγωγής βιοκαυσιμων μέσω αξιοποίησης βιομάζας Μέγεθος: 2.3 MB
Καινοτόμες καταλυτικές διεργασίες παραγωγής βιοκαυσιμων μέσω αξιοποίησης βιομάζας