Η αύξηση της θερμοκρασίας του πλανήτη και η αλλαγή του κλίματος έχει καταστεί σημαντικό περιβαλλοντικό μέλημα σε εθνικό και σε διεθνή επίπεδο. Η αυξανόμενη συγκέντρωση των αερίων του θερμοκηπίου οφείλεται κατά κύριο λόγο στις ανθρώπινες δραστηριότητες, στις οποίες περιλαμβάνονται η εκμετάλλευση και χρήση των ορυκτών πόρων, αγροκτηνοτροφικές δραστηριότητες, βιομηχανικές δραστηριότητες και τέλος διαχείριση και παραγωγή αποβλήτων.
Σήμερα από τον ενεργειακό τομέα παράγεται το μεγαλύτερο ποσοστό ανθρωπογενών αερίων του θερμοκηπίου. Στην Ελλάδα, για τις ενεργειακές ανάγκες εκμεταλλευόμαστε τον λιγνίτη και το πετρέλαιο. Τα τελευταία χρόνια γίνονται προσπάθειες αξιοποίησης του φυσικού αερίου, που θεωρείται ανανεώσιμη πηγή ενέργειας (ΑΠΕ). Άλλες μορφές ΑΠΕ είναι η αιολική, ηλιακή, υδραυλική, γεωθερμική, κυματική και παλιρροϊκή ενέργεια, βιομάζα, βιοαέριο. Σύμφωνα με την Οδηγία 2009/28/ΕΚ, τα κράτη μέλη έχουν εθνικό στόχο το 2020, η ενέργεια από ΑΠΕ να αντιστοιχεί στο 20% της τελικής κατανάλωσης ενέργειας. Μεσοπρόθεσμος στόχος, σύμφωνα με την οδηγία 2018/2001/ΕΕ, είναι το 2030, το μερίδιο ενέργειας από ΑΠΕ να αυξηθεί σε 32% της τελικής κατανάλωσης ενέργειας. Τέλος, σύμφωνα με την ανακοίνωση της ΕΕ στις 15-1-2011, που ορίζει τον ενεργειακό χάρτη πορείας των κρατών μελών για το 2050, θα πρέπει να υπάρχει μείωση της τάξης του 80 – 95% των εκπομπών αερίων θερμοκηπίου, σε σχέση με τα επίπεδα του 1990.
Παγκοσμίως, οι αγροκτηνοτροφικές δραστηριότητες συμβάλλουν σε ποσοστό 35% σε εκπομπές αερίων θερμοκηπίου. Για να καταφέρουμε να μειώσουμε αυτό το ποσοστό, θα πρέπει τα κτηνοτροφικά απόβλητα να διαχειρισθούν, μέσω μεθόδων και τεχνικών επεξεργασίας και αξιοποίησής τους.
Σκοπός της εργασίας είναι να παρουσιαστούν οι μέθοδοι διαχείρισης και αξιοποίησης των αποβλήτων κτηνοτροφικής προέλευσης. Ειδικότερα, ανάλυση της διεργασίας της αναερόβιας χώνευσης, για την παραγωγή εδαφοβελτιωτικού και ενέργειας από την καύση της βιομάζας. Η ενέργεια που θα παραχθεί θεωρείται ΑΠΕ. Η καινοτομία της διπλωματικής εργασίας είναι η περιοχή μελέτης, Περιφέρεια Στερεάς Ελλάδας. Σύμφωνα με στοιχεία της Περιφέρειας βασική πηγή εισοδήματος και απασχόλησης του πληθυσμού αποτελεί ο αγροτικός τομέας, ποσοστό 21,5% του πληθυσμού ασχολείται με τον πρωτογενή τομέα. Επιπλέον, σύμφωνα με στοιχεία της ΕΛΣΤΑΤ, το 2016 οι κτηνοτροφικές μονάδες στην ΠΣΤΕ ανέρχονται σε 15.946, ποσοστό 6,8% της συνολικής Επικράτειας, επομένως παράγεται μεγάλος όγκος κτηνοτροφικών αποβλήτων. Βασικός σκοπός της έρευνας που παρουσιάζεται στη διπλωματική εργασία είναι η καταγραφή των μονάδων βιομάζας στην Περιφέρεια, επιπλέον στην περίπτωση που αξιοποιηθούν όλα τα κτηνοτροφικά απόβλητα πόση είναι η παραγωγή ηλεκτρικής ενέργειας.
Στο πρώτο κεφάλαιο παρουσιάζονται τα χαρακτηριστικά, τα συστήματα διαχείρισης και οι περιβαλλοντικές επιπτώσεις των κτηνοτροφικών αποβλήτων. Στο δεύτερο κεφάλαιο δίνονται πληροφορίες για τις μεθόδους επεξεργασίας των κτηνοτροφικών αποβλήτων. Στο τρίτο κεφάλαιο αναλύεται η διεργασία της αναερόβιας χώνευσης (ΑΧ), ως μέθοδος διαχείρισης των οργανικών αποβλήτων, οι παράμετροι που επηρεάζουν τη διεργασία, τα πλεονεκτήματα – μειονεκτήματα, τους χωνευτές που χρησιμοποιούνται και τέλος τα προϊόντα της ΑΧ. Στο τέταρτο κεφάλαιο περιγράφουμε το βιοαέριο, το οποίο μπορεί να αξιοποιηθεί για παραγωγή ενέργειας, μετά από περαιτέρω επεξεργασία, καθώς και για θέρμανση γειτνιαζόντων περιοχών της μονάδας. Στο πέμπτο κεφάλαιο αναφέρουμε το εδαφοβελτιωτικό, ως παράγωγο της ΑΧ, τα χαρακτηριστικά του και την χρήση του ως λίπασμα. Στο έκτο κεφάλαιο αναφέρουμε το θεσμικό και αδειοδοτικό πλαίσιο για την υλοποίηση ΑΠΕ. Στο έβδομο κεφάλαιο αναλύουμε την υφιστάμενη κατάσταση της περιοχής μελέτης, Περιφέρεια Στερεάς Ελλάδας, δίνοντας πληροφορίες σχετικά με τα γεωγραφικά στοιχεία, τις αδειοδοτημένες μονάδες βιομάζας της Περιφέρειας. Στο κεφάλαιο οκτώ καταγράφουμε και υπολογίζουμε τις ετήσιες ποσότητες κτηνοτροφικών αποβλήτων που παράγονται στην Περιφέρεια και υπολογίζουμε την παραγωγή βιοαερίου και ηλεκτρικής ενέργειας. Στο ένατο κεφάλαιο παραθέτουμε τα συμπεράσματα από τη μελέτη που παρουσιάσαμε.
Planet’s temperature raise and climate changes nationally and internationally led to be number one priority. Greenhouse Effect gas concentration is constantly raising due to mainly on human activities, among them are exploitation and usage of mineral resources, agricultural – livestock activities, industrial activities and management and production of waste.
Human produced greenhouse effect gases take the largest percentage in the energy sector. In Greece to cover energy demand we explored brown coal and oil. Efforts to use natural gas, a renewable sources of energy have been made the last years. Other forms of Renewable Energy Sources (RES) are wind, solar, hydroelectric, geothermal energy, wave and tidal power and biomass, biogas. According to EU Direction 2009/28, the member countries should maintain at 2020 national goal to acquire RES energy corresponding to 20% of final energy consumption. Mid-term goal, according to EU direction 2018/2001, is until 2030 the energy meridioum of RES to be raised 32% of final energy consumption. The energy chart for country members until 2050 as specified by EU on 15-1-2011, should be a redaction of 80 -95% of greenhouse gas emission in comparison with the level of 1990.
Globally agriculture – livestock activities correspond to 35% in greenhouse effect gas emission. In order to reduce that percentage livestock wastes should be managed through various methods and techniques of renewal.
The goal of the thesis is to present the methods of management and utilization of livestock wastes. Furthermore, the analysis of anaerobic digestion (AD) process for the production of digestate and energy throw process of biomass. The energy produced is part of RES. The Central Greece is the region of choice of this thesis. According to the data of region in question primary source of income and employment of the population is farming sector of which 21,5% is occupied in the primary sector. According to ELSTAT’s (Hellenic Statistic Organization) data in 2016, livestock units in Central Greece region are up to 15.946, 6,8% of whole country, leading Central Greece region producing great amount of livestock wastes. The main purpose of research of this thesis is the register the biomass units in the study area, in addition to the fact that all livestock waste is exploited, calculate the electricity production.
Characteristics of livestock waste and the environmental impact describe in the first chapter. The methods of processing livestock waste are described in the second chapter. The third chapter analyze the AD as a method of organic waste processing, the factors which interfere with this process, pros and cons of AD, digesters that used and the products of AD. Fourth chapter describe biogas that could be utilized as product of energy after further procession, while for district heating. Fifth chapter referred to digestate as a product of AD, each characteristics and usage as a fertilizer. Chapter six is referred to institutional and licensing context of RES implementation. Geographical context, licensed, AD units of the region of Central Greece, are described in chapter seven. In chapter eight calculating and registering the annual volume of livestock waste that produced in the referred area of study and we estimate the quantity of biogas production and electric energy. In the final chapter results of the study are presented.
Διαχείριση και αξιοποίηση κτηνοτροφικών αποβλήτων. Μελέτη περίπτωσης, για την Περιφέρεια Στερεάς Ελλάδας.