ΒΙΟΑΕΡΙΟ ΣΤΗΝ ΕΛΛΑΔΑ

Καταγραφή των υφιστάµενων µονάδων βιοαερίου

Παρούσα κατάσταση 

Ο όρος «βιοαέριο» υποδηλώνει ένα µεγάλο εύρος όχι µόνο των τρόπων µε τους οποίους παράγεται αλλά και των τεχνολογιών µε τις οποίες αξιοποιείται.  Βιοαέριο µπορεί να παραχθεί µε την χώνευση η µπορεί να συλλεχθεί από χώρους υγειονοµικής ταφής απορριµµάτων.  Κατά την διάρκεια του έτους 2007  δεκαπέντε µονάδες βιοαερίου

λειτούργησαν στην Ελλάδα όπως φαίνεται στο Σχήµα 1. Η συλλογή των απαιτούµενων στοιχείων γίνεται µέσω µιας απογραφής που επαναλαµβάνεται από το ΚΑΠΕ σε ετήσια βάση.  Στις περισσότερες των περιπτώσεων η εκµετάλλευση του βιοαερίου καλύπτει θερµικές ανάγκες των µονάδων.  Παρ΄ όλα αυτά η εγκατεστηµένη ισχύς των µονάδων ηλεκτροπαραγωγής από βιαοέριο ανήλθε σε 37,4 MW  και η παραγόµενη ηλεκτρική ενέργεια ανήλθε σε 155,9 GWh. Το µεγαλύτερο τµήµα της ενέργειας παρήχθη στην Αθήνα λόγω της λειτουργίας µονάδων βιοαερίου στην Εγκατάσταση Επεξεργασίας Λυµάτων (ΕΕΛ)  της Ψυτάλλειας και στον Χώρο Υγειονοµικής Ταφής Απορριµµάτων (ΧΥΤΑ)  Άνω Λιοσίων,  χώροι οι οποίοι επεξεργάζονται υγρά και στερεά απόβλητα αντίστοιχα.

Προοπτικές

Βιοαέριο µπορεί να παραχθεί σχεδόν από όλα τα ήδη οργανικών αποβλήτων. Σήµερα στην Ευρώπη,  υπάρχουν σχετικά περιορισµένοι όγκοι βιοαερίου που προέρχονται από ΕΕΛ, ΧΥΤΑ και βιοµηχανικές εγκαταστάσεις. Ο µεγάλος όγκος βιοαερίου το 2020 προβλέπεται ότι θα προέρχεται από µεγάλες κεντρικές µονάδες συγχώνευσης και κτηνοτροφικές εγκαταστάσεις οι οποίες θα έχουν ενσωµατωθεί στην γενικότερη δοµή του τοµέα της κτηνοτροφίας και της επεξεργασίας τροφίµων

.  Στην Ελλάδα η κατάσταση είναι κάπως διαφορετική καθώς η παραγωγή βιοαερίου

προέρχεται κυρίως από ΕΕΛ,  ΧΥΤΑ και µια δύο βιοµηχανικές εφαρµογές.  Αν και σε

επίπεδο χώρας υπάρχει σηµαντικό δυναµικό οργανικών αποβλήτων και ειδικότερα ζωικά

απόβλητα, σήµερα δεν υπάρχουν µικρής κλίµακας αγροτο-κτηνοτροφικές µονάδες (farmscale plants). 

Παρ΄ όλα αυτά στα πλαίσια της αδειοδοτικής διαδικασίας των ενεργειακών έργων και

σύµφωνα µε στοιχεία της Ρυθµιστικής Ενέργειας (ΡΑΕ, 2008)οι περισσότερες αιτήσεις για

Άδεια Παραγωγής αφορούν σε έργα βιοαερίου από ΧΥΤΑ ή ΕΕΛ.  Ήδη έργα

εγκατεστηµένης ισχύος 37MW  λειτουργούν ενώ άλλα 3  έργα συνολικής ισχύος 12MW

έχουν εξασφαλίσει Άδεια Παραγωγής από την ΡΑΕ (Πίνακας 1).  Με δεδοµένη την

δηµοσιοποιηµένη πρόθεση της ΕΥ∆ΑΠ για την επέκταση της εγκατάστασης στην

Ψυτάλλεια κατά 4,25MW  και τη δηµιουργία µονάδων στην Μεταµόρφωση (Κέντρο

Επεξεργασίας Λυµάτων)  και στη νέα εγκατάσταση ΕΕΛ ∆υτικής Αττικής –  Θριάσιο

(0,19MW) εκτιµάται ότι 4-5 νέες µονάδες στην Ελλάδα βρίσκονται σε διαφορετικά στάδια

σχεδιασµού. Επιπρόσθετα, η ∆ΕΥΑ Λάρισας τον Οκτώβριο του 2007 αιτήθηκε στην ΡΑΕ

για µονάδα βιοαερίου στον ΧΥΤΑ Λάρισας στο Μακρυχώρι (θέση ∆.∆. Παραπόταµος). 

 Έργα Βιοαερίου µε Άδεια Παραγωγής

Θέση Αριθµός Άδειας Εγκατεστηµένη ισχύς Τύπος καυσίµου

Ξάνθη Α∆.0310 9.5MW  ∆ηµοτικά Απορρίµµατα

Βόλος Α∆.0805 1.72MW  ∆ηµοτικά Απορρίµµατα 

Λάρισα Α∆. 0841 0.6MW  Βιολογικός Καθαρισµός

http://www.big-east.eu/downloads/fr-reports/ANNEX%203-4_WP2_D2.2_Summary%20Report%20Greece-Greek.pdf

Read More

Ο ΑΡΧΟΝΤΑΣ ΤΟΥ ΗΛΕΚΤΡΙΣΜΟΥ

Το εργαστήριο στο Κολοράντο Σπρινγκς

Το 1899 ο Τέσλα εγκατέστησε το εργαστήριό του στο Κολοράντο Σπρίνγκς, προκειμένου να εργαστεί πάνω στο Παγκόσμιο Σύστημα Μετάδοσης Πληροφοριών και Ενέργειας. Εκεί έκανε κάποιες πολύ σημαντικές ανακαλύψεις. Η σπουδαιότερη ήταν τα γήινα στάσιμα καύσιμα. Με αυτή την ανακάλυψη απέδειξε ότι η Γη θα μπορούσε να χρησιμοποιηθεί ως αγωγός και ότι θα ανταποκρινόταν σε ταλαντώσεις ορισμένης συχνότητας, όπως ακριβώς ένα διαπασών αντιδρά σε συγκεκριμένα ηχητικά κύματα! Στο εργαστήριό του είχε εγκαταστήσει έναν πύργο ύψους 25 μέτρων, εντός του οποίου υπήρχε το πρωτεύον και το δευτερεύον πηνίο ύψους 15 μέτρων και διαμέτρου 3 μέτρων. Με αυτή την διάταξη κατάφερε να παραγάγει τεχνητές αστραπές ισχύος 20 MW, που ακούγονταν σε απόσταση 300 χιλιομέτρων. Κατά την διάρκεια των πειραμάτων του, κατάφερε να ενεργοποιήσει κινητήρες και λαμπτήρες σε αποστάσεις 40 χιλιομέτρων τροφοδοτώντας ενέργεια μέσω του αέρα, από τις εκκενώσεις που παρήγε ο πύργος. Επίσης κατάφερε να εκπέμψει σήμα ισχύος 200 KW, το οποίο μετέφερε ενέργεια σε απόσταση πάνω από 1.000 χιλιόμετρα. Δυστυχώς, η καταπληκτική αυτή επινόηση δεν ευοδώθηκε και το 1917 η αμερικανική κυβέρνηση –επικαλούμενη λόγους εθνικής ασφάλειας, κατά την διάρκεια του Α! Παγκοσμίου Πολέμου- κατεδάφισε τον πύργο. Το 1908, ο Τέσλα αποφάσισε να καταπιαστεί με μια παλαιότερη ιδέα του. Έτσι άρχισε να κατασκευάζει πρότυπες προωθητικές μηχανές. Την ίδια περίοδο ήλθε σε επαφή με τον βιομήχανο Τζον Χέλντλι και ίδρυσαν μαζί μια εταιρεία. Εκεί κατασκευάστηκαν μερικά πρότυπα προωθητικών μηχανών και αντλιών. Παραγκωνίζοντας την αγάπη του για την ηλεκτροτεχνική, άρχισε να κατασκευάζει προωθητικές μηχανές και αντλίες, αυτοκίνητα, ταχύμετρα, ραντάρ, μέχρι και αεροσκάφη καθέτου απογείωσης και προσγείωσης! Το 1915 υπήρξαν φήμες για την απόδοση του βραβείου Νομπέλ στον Έντισον και τον Τέσλα από κοινού. Κάτι τέτοιο τελικά δεν συνέβη. Αντιθέτως, το 1917 το Αμερικανικό Ινστιτούτο Ηλεκτροτεχνικής τίμησε τον Τέσλα με το χρυσό μετάλλιο του Έντισον για την ανακάλυψη του αντίστροφου μαγνητικού πεδίου και του πολυφασικού ρεύματος. Το 1937 ο Τέσλα προτάθηκε για το βραβείο Νομπέλ Φυσικής. Το 1921 κατέθεσε μια ευρεσιτεχνία με τίτλο “Συσκευή για Αεροπορική Μεταφορά”, η οποία περιέγραφε αεροσκάφος καθέτου απογειώσεως και προσγειώσεως (V/TOL), αλλά η ευρεσιτεχνία αυτή εγκρίθηκε μετά επτά χρόνια, το 1928. Το 1929 η οικονομία των Η.Π.Α. κλονίστηκε από το οικονομικό κραχ και η εταιρεία του Τέσλα έκλεισε, ενώ ο ίδιος καταστράφηκε οικονομικά. Έτσι, συγκέντρωσε όλα τα υπάρχοντα του -κυρίως αρχεία και σχέδια- σε ένα δωμάτιο στο ξενοδοχείο “New Yorker”, που από τότε αποτέλεσε το σπίτι του.http://ypeppas.blogspot.com/2009/01/blog-post_06.html

Read More

ΕΦΑΡΜΟΓΗ ΒΙΟΚΑΥΣΙΜΩΝ ΣΤΗΝ ΕΛΛΑΔΑ

Βιοκαύσιμα Στην Ελλάδα

(Παραγωγή Βιοντήζελ – Προβλέψεις,Ελλάδα 2005 – 2010 (tons))

Μόνοεφόσον δοθούν τα αναγκαία οικονομικά κίνητρα θα αναπτυχθούν οι καλλιέργειεςενεργειακών φυτών στην Ελλάδα, έδειξε μια πρόσφατη μελέτη που πραγματοποίησε τοΙνστιτούτο Αγροτικής και Συνεταιριστικής Οικονομίας της ΠΑΣΕΓΕΣ. Και οι ειδικοίπροειδοποιούν ότι μάλλον υπερβολικές είναι οι προσδοκίες που καλλιεργούνται σεσχέση με τα ενεργειακά φυτά στην Ελλάδα, εφόσον, για να είναι βιώσιμη ηενεργειακή καλλιέργεια, χρειάζεται ισχυρή επιδότηση, μεγαλύτερη των 4,5 ευρώ τοστρέμμα που δίδεται τώρα από την Ευρωπαϊκή Ένωση.Περίπου 6 εκατομμύριαστρέμματα σε 21 νομούς της Ελλάδας θα αδρανοποιηθούν, τονίζουν οι επιστήμονες,αφού μετά την εφαρμογή της νέας Κοινής Αγροτικής Πολιτικής (ΚΑΠ) πολλοί αγρότεςπου καλλιεργούσαν τεύτλα, καπνό, βαμβάκι, μαλακό και σκληρό στάρι και καλαμπόκιεγκαταλείπουν την καλλιέργεια. Από αυτά τα στρέμματα υπολογίστηκε ότιτουλάχιστον το 60%, περίπου 3,7 εκατ. στρέμματα, πρέπει να καλλιεργηθούν μεενεργειακά φυτά, προκειμένου να επιτευχθούν οι στόχοι της χώρας που απορρέουναπό την εφαρμογή των Κοινοτικών Οδηγιών.Πρόκειται για την οδηγία 2003/30 για ταβιοκαύσιμα που ορίζει ότι έως το 2010 το 5,75% των καυσίμων πουχρησιμοποιούνται στις μεταφορές πρέπει να προέρχεται από βιοκαύσιμα, και τηνοδηγία 2001/77 για την ηλεκτροπαραγωγή από ΑΠΕ, που καθορίζει ότι έως το 2010 ηβιομάζα πρέπει να συμμετέχει σε ποσοστό 1,2% στην παραγωγή ηλεκτρικής ενέργειαςτης χώρας.Σύμφωνα με τα αποτελέσματα της μελέτης, προκειμένου οι αγρότες ναδιατηρήσουν το ίδιο καθαρό εισόδημα με αυτό που έχουν σήμερα καλλιεργώνταςβαμβάκι, καλαμπόκι καπνό, τεύτλα ή σιτηρά αλλά και οι μονάδες επεξεργασίας πουθα δημιουργηθούν να είναι βιώσιμες, θα πρέπει οι παραγωγοί να λάβουν σημαντικάυψηλότερη επιδότηση από αυτή που δίδεται σήμερα από την Ε. Ε. για τηνκαλλιέργεια ενεργειακών φυτών, δηλαδή 4,5 ευρώ το στρέμμα.Ωστόσο η απαιτούμενηεπιδότηση θα είναι χαμηλότερη των ποσών που δίδονται για τις «συμβατικές»καλλιέργειες που προαναφέρθηκαν. Ασφαλώς υπάρχει πάντα η «λύση» της εισαγωγήςφθηνής πρώτης ύλης για βιομάζα από τρίτες χώρες, προκειμένου να παρασκευαστούνεγχωρίως τα αναγκαία από τις κοινοτικές οδηγίες βιοκαύσιμα. Ωστόσο, άλλεςχώρες, όπως οι ΗΠΑ, επιδοτούν αδρά την παραγωγή ενέργειας από βιομάζα..

ΠΗΓΗ :http://www.physics4u.gr/energy/biofuels.html

Read More

ΑΛΓΗ (Μέρος 2: Συστήματα καλλιέργειας)

Ενέργεια από άλγη. Μέρος 2: Συστήματα καλλιέργειας

Τα συστήματα καλλιέργειας αλγών διαφέρουν σημαντικά αναλόγως του είδους των αλγών (μικροάλγη και μακροάλγη) που χρησιμοποιούνται. Εξαιτίας του μικρού τους μεγέθους (μm) τα μικροάλγη θα πρέπει να καλλιεργούνται σε συστήματα που έχουν σχεδιαστεί αποκλειστικά για το σκοπό αυτό. Τα συστήματα αυτά εγκαθίστανται στην ξηρά ή ως επιπλέοντα στο νερό. Αντίθετα τα φύκη μπορούν να αναπτυχθούν άμεσα και στην ανοιχτή θάλασσα. Σήμερα, η Κίνα και η Ιαπωνία παραμένουν οι κύριοι παραγωγοί καλλιεργούμενων φυκών. Τα φύκη αυτά χρησιμοποιούνται ως διατροφικό προϊόν (είτε ως απευθείας βρώσιμο προϊόν είτε επεξεργασμένο σε διάφορα τρόφιμα ως σταθεροποιητής ή γαλακτωματοποιητής). Σημειώνεται πως μέρος της καταναλισκόμενης ποσότητας φυκών προέρχεται από τη συλλογή ελεύθερων πληθυσμών. Η πρακτική, όμως, αυτή εκτός της διαταραχής που είναι δυνατόν να προκαλέσει στα υδατικά οικοσυστήματα είναι και ασύμφορη σε μεγάλη κλίμακα.

Σε ότι αφορά τα μικροάλγη, η ανάπτυξη των συστημάτων καλλιέργειάς τους άρχισε μόλις το 1950 στο πλαίσιο ερευνών για την αξιοποίηση των αλγών ως εναλλακτική πηγή πρωτεΐνης, η οποία δύναται να υποστηρίξει διατροφικά τη συνεχή αύξηση του πληθυσμού. Η ενεργειακή κρίση στη δεκαετία του 1970 έδωσε το έναυσμα για την έναρξη της ερευνητικής δραστηριότητας της ενεργειακής αξιοποίησης των αλγών.

Τα συστήματα καλλιέργειας των αλγών θα πρέπει να δύνανται να ελέγχουν πλήρως τις εξής παραμέτρους: ηλιακή ακτινοβολία, θερμοκρασία νερού, οργανικός άνθρακας και θρεπτικά συστατικά νερού. Ο έλεγχος των ανωτέρω παραμέτρων φαίνεται, όμως, να είναι δύσκολος για συστήματα μεγάλης κλίμακας. Διάφορά συστήματα έχουν αναπτυχθεί τα τελευταία χρόνια και ανταποκρίνονται στις προαναφερθείσες προϋποθέσεις. Τα συστήματα αυτά μπορεί να ποικίλουν από απλά ανοικτά συστήματα όπου η καλλιέργεια αλγών έρχεται σε άμεση επαφή με το περιβάλλον μέχρι αυστηρώς ελεγχόμενα και ακριβότερα κλειστά συστήματα. Η απαραίτητη τεχνολογία συστημάτων καλλιέργειας αλγών που αφορά στην παραγωγή βιοκαυσίμων βρίσκεται ερευνητικό επίπεδο και αναμένεται να εφαρμοστεί σε βιομηχανική κλίμακα. Βασικό ζητούμενο αυτών των συστημάτων είναι το χαμηλό κόστος καθώς το προϊόν τους θα πρέπει να είναι ανταγωνιστικό των καυσίμων.

Ανοιχτά συστήματα καλλιέργειας αλγών

Τα απλούστερα ανοιχτά συστήματα καλλιέργειας αλγών είναι αβαθείς, μη αναδευόμενες δεξαμενές. Τα μεγέθη αυτών κυμαίνονται από λίγα m2 έως και 250 εκτάρια. Τα άλγη εφοδιάζονται τον απαραίτητο άνθρακα μέσω του CO2. H μεταφορά του τελευταίου από τον ατμοσφαιρικό αέρα στο νερό μέσω φυσικών φαινομένων διάλυσης, περιορίζει την ανάπτυξη των αλγών, καθιστώντας την απόδοση της καλλιέργειας χαμηλή. Άλλα μειονεκτήματα των συστημάτων αυτών είναι η αργή μεταφορά των θρεπτικών συστατικών σε όλη τη μάζα της καλλιέργειας.

Επίσης, σημαντικό μειονέκτημα αποτελεί η επίπλευση των νεκρών αλγών και καθίζηση των ζωντανών αλγών, με αποτέλεσμα τον περιορισμό της διαθέσιμης ηλιακής ακτινοβολίας. Μέρος των προαναφερθέντων προβλημάτων μπορούν να προληφθούν με την εφαρμογή ανάδευσης. Επίσης, διατάξεις εμφύσησης φυσαλίδων αερίου μέσα στη μάζα του υγρού βοηθούν τόσο στην ανάδευσή του όσο και στην παροχή ποσότητας CO2. Το ρόλο του αερίου δύναται να έχει ο ατμοσφαιρικός αέρας, το συμπιεσμένο CO2 αλλά και τα καυσαέρια στα οποία περιέχεται CO2. Στα κύρια μειονεκτήματα αυτών των συστημάτων περιλαμβάνονται η αδυναμία ελέγχου της θερμοκρασίας (εκτός των περιπτώσεων που είναι διαθέσιμη πηγή πλεονάζουσας θερμότητας στο πλαίσιο της ίδιας της μονάδας) και η συχνή εισβολή επιβλαβών αλγών (παρασιτικών, ανεπιθύμητων ανταγωνιστικών αλγών).

Κλειστά συστήματα καλλιέργειας αλγών

Τα μειονεκτήματα των ανοικτών συστημάτων μπορούν να αμβλυνθούν με τα κλειστά συστήματα. Στην πιο απλή μορφή τους, αποτελούνται από σάκους ή επιμήκη περιβλήματα πολυαιθυλενίου στην περίπτωση των συστημάτων διαλείποντος έργου. Τα μεγέθη αυτών ανέρχονται στα 1000 λίτρα, αλλά η ευαισθησία τους στις περιβαλλοντικές συνθήκες και ο μικρός προσδόκιμος χρόνος ζωής καθιστά αυτά τα συστήματα ακατάλληλα για εξωτερική χρήση. Έχουν όμως αναπτυχθεί και περισσότερο εξελιγμένα συστήματα (βιοαντιδραστήρες) που έχουν ως βάση πιο ανθεκτικά και διαφανή υλικά (γυαλί, υλικά πολυκαρβονικών ενώσεων αλλά και πολυαιθυλενίου). Τα συστήματα αυτά παρέχουν συνεχή λειτουργία, υψηλό επίπεδο ελέγχου και αυξημένες αποδόσεις βιομάζας, η οποία οδηγεί σε μικρότερες απαιτήσεις χώρου και σε μικρότερο κόστος συλλογής προϊόντος. Σημαντική παράμετρος αυτών των συστημάτων αποτελεί η διαστασιολόγησή τους. Καθώς συνήθως αυτά τα συστήματα αποτελούνται από σωλήνες διαφανών υλικών οι διαστάσεις αλλά και η διάταξη των τελευταίων καθορίζουν σε σημαντικότατο βαθμό την αποδοτική λειτουργία της καλλιέργειας. Ακριβέστερα, η διαστασιολόγηση και διάταξη των σωλήνων συνδέεται με τα επίπεδα πρόσληψης ακτινοβολίας από τα άλγη, την κατανομή των θρεπτικών συστατικών και του CO2 μέσα στο σύστημα και τη δυναμικότητα αυτού.

Υπεράκτια συστήματα καλλιέργειας αλγών

Σε ότι αφορά την υπεράκτια καλλιέργεια αλγών με σκοπό την παραγωγή ανανεώσιμης ενέργειας πρέπει να τονισθεί πως δεν περιλαμβάνεται η συγκομιδή φυσικά αναπτυσσόμενων πληθυσμών. Κυρίως τα συστήματα υπεράκτιας καλλιέργειας αλγών αφορούν φύκη που μπορούν να αναπτυχθούν σε βυθιζόμενα σχοινιά ή παρόμοιες άλλες τεχνητές διατάξεις. Επιπλέον, τα συστήματα αυτά δεν πρέπει να χωροθετούνται σε περιοχές που αξιοποιούνται εντατικά για άλλους σκοπούς (περιοχές ναυσιπλοΐας, περιοχές όπου υπάρχουν λιμένες, περιοχές αναψυχής, κ.λπ.). Τα συστήματα αυτά κάποιες φορές αποτελούνται από κατακόρυφα σχοινιά, τα οποία επιτρέπουν την αξιοποίηση της ηλιακής ακτινοβολίας από τα καλλιεργούμενα φύκη μέχρι το μέγιστο βάθος. Άλλες φορές αποτελούνται σε οριζόντιες διατάξεις όπου ελαχιστοποιείται η ποσότητα του υλικού που απαιτείται ανά μονάδα επιφανείας, ή από υβριδικές διατάξεις που συνδυάζουν οριζόντιες και κάθετες γραμμές.

Ενδεικτική βιβλιογραφία:

FAO (2009): Algae-Based Biofuels: A Review of Challenges and Opportunities for Developing Countries.[http://www.fao.org/fileadmin/templates/aquaticbiofuels/ docs/0905_FAO_Review_Paper_on_Algae-based_Biofuels.pdf]

J. Sheehan et al. (1999): A Look Back at the U.S. Department of Energy’s Aquatic Species Program—Biodiesel from Algae. NREL [http://www.nrel.gov/ docs/legosti/fy98/24190.pdf]

http://www.oilgae.com

Read More

ΑΛΓΗ - Μέρος 1: Εισαγωγή (renewable energy algae)

Ενέργεια από άλγη. Μέρος 1: Εισαγωγή

Τα άλγη αποτελούν μία εναλλακτική ανανέωσιμη πηγή ενέργειας που μπορεί να συνεισφέρει σημαντικά στην απεξάρτηση από τα ορυκτά καύσιμα. Το βασικό χαρακτηριστικό των αλγών που επιχειρείτε να αξιοποιηθεί σε βιομηχανική κλίμακα είναι η δυνατότητά τους να δεσμεύουν CO2 και να αποθηκεύουν μεγάλες ποσότητες ηλιακής ενέργειας μέσω της φωτοσύνθεσης. Από τα άλγη μπορούν να παραχθούν σε μεγάλη ποσότητα φυτικά έλαια, πρωτεϊνες και υδατάνθρακες και να απομονωθούν βιταμίνες και ιχνοστοιχεία. Τα ανωτέρω μπορούν να αξιοποιηθούν για την παραγωγή βιοκαυσίμων αλλά και διάφορων άλλων χρήσιμων προϊόντων: καλλυντικά -φαρμακευτικα προϊόντα και βρώσιμα προϊόντα.

Η ανάγκη απεξάρτησης από τα ορυκτά καύσιμα, τόσο για περιβαλλοντικούς λόγους (εννοώντας κυρίως την επιδείνωση του φαινομένου του θερμοκηπίου) όσο και για λόγους που εστιάζονται στο πεπερασμένο των αποθέματων τους, έχει οδηγήσει εδώ και αρκετά χρόνια την ερευνητική δραστηριότητα στην κατεύθυνση των ανανεώσιμων πηγών ενέργειας. Επί του παρόντος, φαίνεται πως δεν υπάρχει ώριμη εναλλακτική τεχνολογία που δύναται να καλύψει πλήρως τις τεράστιες ανάγκες μας σε ενέργεια. Παραταύτα μερικές τεχνολογίες καθίστανται ελπιδοφόρες στο να συνεισφέρουν σημαντικά προς την πλήρη απεξάρτηση από τα ορυκτά καύσιμα. Μία από αυτές τις τεχνολογίες, η οποία χρήζει ιδιαίτερης προσοχής και αποκτά ολοένα περισσότερο επιστημονικό και οικονομικό ενδιαφέρον, είναι η ενεργειακή αξιοποίηση των αλγών.

Τα άλγη (από την λατινική ονομασία των φυκών: algae) αποτελούν μία μεγάλη ομάδα από πλήθος φωτό- και ετεροτροφικών οργανισμών. Αυτοί μπορεί να είναι μονοκύτταροι ή πολυκύτταροι. Έναs τέτοιος μέσος μεμονωμένος μικροσκοπικός μονοκύτταρος οργανισμός έχει διάμετρο περίπου 0,1 μm. Από την άλλη, τα μεγαλύτερα φύκη συνιστούν μεγάλα επιμήκη πολυκυτταρικά συσσωματώματα και το μήκος τους μπορεί να φτάσει τα 50 m. Τα άλγη αναλόγως κυρίως του μεγάθους τους διακρίνονται στα μικροάλγη και στα μακροάλγη.

Τα άλγη μπορούν να αναπτυχθούν σε αλμυρό, γλυκό ή ακόμη και σε μολυσμένο νερό, στη θάλασσα ή σε λίμνες, καθώς και σε μέρη μη κατάλληλων για την καλλιέργεια διατροφικών προϊόντων. Το βασικό χαρακτηριστικό των αλγών που επιχειρείται να αξιοποιηθεί σε βιομηχανική κλίμακα είναι η δυνατότητά τους να δεσμεύουν CO2 και να αποθηκεύουν μεγάλες ποσότητες ηλιακής ενέργειας μέσω της φωτοσύνθεσης. Είναι αξιοσημείωτο πως μπορούν υπό τις κατάλληλες συνθήκες να υπερδιπλασιάσουν τη μάζα τους μέσα σε ένα 24ωρο.

Σύσταση αλγών (% ξηρής μάζας)

[Πηγή: http://www.oilgae.com]



Από τα άλγη μπορούν να παραχθούν σε μεγάλη ποσότητα φυτικά έλαια, πρωτεϊνες και υδατάνθρακες και να απομονωθούν βιταμίνες και ιχνοστοιχεία. Τα ανωτέρω μπορούν να αξιοποιηθούν για την παραγωγή διάφορων χρήσιμων προϊόντων: καλλυντικά και φαρμακευτικα προϊόντα, βρώσιμα προϊόντα και βιοκαύσιμα. Επίσης από την ελεγχόμενη βιοαποδόμηση των αλγών δύναται να παραχθεί βιοαέριο. Ακόμη, σημαντική εφαρμογή φαίνεται να έχουν στον καθαρισμό υγρών αποβλήτων, όπου μπορούν να χρησιμοποιηθουν για την μετατροπή, την απομάκρυνση ή την απομόνωση ρύπων.

Ενεργειακά παράγωγα αλγών και απαιτούμενες διεργασίες

Προς στιγμής το μεγαλύτερο ερευνητικό ενδιαφέρον έχει επικεντρωθεί στην παραγωγή βιοντίζελ από άλγη. Αυτό οφείλεται κυρίως στην πολύ υψηλή περιεκτικότητα των αλγών σε έλαια αλλά και στη δυνατότητα οικονομικής βιωσιμότητας τέτοιων επενδυτικών σχεδίων. Συγκεκριμένα έχουν απομονωθεί είδη αλγών που το περιεχόμενό τους σε έλαια ανέρχεται έως και στο 50%, πολύ περισσότερο από οποιοδήποτε χερσαίο φυτό. Οι αποδόσεις των αλγών ανά εκτάριο φαίνεται πως είναι μεγαλύτερες από οποιοδήποτε είδος χερσαίου φυτού.

Σύγκριση αποδόσεων σε έλαια και βιοντίζελ των κύριων ενεργειακών καλλιεργειών

[Πηγή: http://www.oilgae.com]



Για να τονισθεί το γεγονός της μεγάλης αποδοτικότητας των αλγών σε βιομάζα και κατ’ επέκτασιν σε παράγωγα βιοκαύσιμα αξίζει να αναφερθεί πως το Υπουργείο Ενέργειας των ΗΠΑ εκτιμά ότι αν αντικατασταθούν όλα τα πετρελαϊκά καύσιμα που καταναλώνονται στις ΗΠΑ από βιοκαύσιμα αλγών, θα απαιτούνταν έκταση περίπου 39.000 km2, η οποία αντιστοιχεί μόλις στο 0,42% της συνολικής έκτασης των ΗΠΑ . Η προαναφερθείσα ποσότητα, επίσης, είναι μικρότερη από το 1/7 των εκτάσεων καλλιέργειας καλαμποκιού στις ΗΠΑ το 2000.

Read More

ΓΕΩΘΕΡΜΙΑ

Οι ήπιες μορφές ενέργειας (ή ανανεώσιμες πηγές ενέργειας (ΑΠΕ), ή νέες πηγές ενέργειας, ή πράσινη ενέργεια) είναι μορφές εκμεταλλεύσιμης ενέργειας που προέρχονται από διάφορες φυσικές διαδικασίες, όπως ο άνεμος, η γεωθερμία, η κυκλοφορία του νερού και άλλες. Ο όρος «ήπιες» αναφέρεται σε δυο βασικά χαρακτηριστικά τους. Καταρχάς, για την εκμετάλλευσή τους δεν απαιτείται κάποια ενεργητική παρέμβαση, όπως εξόρυξη, άντληση ή καύση, όπως με τις μέχρι τώρα χρησιμοποιούμενες πηγές ενέργειας, αλλά απλώς η εκμετάλλευση της ήδη υπάρχουσας ροής ενέργειας στη φύση. Δεύτερον, πρόκειται για «καθαρές» μορφές ενέργειας, πολύ «φιλικές» στο περιβάλλον, που δεν αποδεσμεύουν υδρογονάνθρακες, διοξείδιο του άνθρακα ήτοξικά και ραδιενεργά απόβλητα, όπως οι υπόλοιπες πηγές ενέργειας που χρησιμοποιούνται σε μεγάλη κλίμακα. Έτσι οι ΑΠΕ θεωρούνται από πολλούς μία αφετηρία για την επίλυση των οικολογικών προβλημάτων που αντιμετωπίζει η Γη.

Ως «ανανεώσιμες πηγές» θεωρούνται γενικά οι εναλλακτικές των παραδοσιακών πηγών ενέργειας (π.χ. του πετρελαίου ή του άνθρακα), όπως η ηλιακή και η αιολική. Ο χαρακτηρισμός «ανανεώσιμες» είναι κάπως καταχρηστικός, μιας και ορισμένες από αυτές τις πηγές, όπως η γεωθερμική ενέργεια δεν ανανεώνονται σε κλίμακα χιλετιών. Σε κάθε περίπτωση οι ΑΠΕ έχουν μελετηθεί ως λύση στο πρόβλημα της αναμενόμενης εξάντλησης των (μη ανανεώσιμων) αποθεμάτων ορυκτών καυσίμων. Τελευταία από την Ευρωπαϊκή Ένωση, αλλά και από πολλά μεμονωμένα κράτη, υιοθετούνται νέες πολιτικές για τη χρήση ανανεώσιμων πηγών ενέργειας, που προάγουν τέτοιες εσωτερικές πολιτικές και για τα κράτη μέλη. Οι ΑΠΕ αποτελούν τη βάση του μοντέλουοικονομικής ανάπτυξης της πράσινης οικονομίας και κεντρικό σημείο εστίασης της σχολής των οικολογικών οικονομικών, η οποία έχει κάποια επιρροή στο οικολογικό κίνημα

Γενικά

Οι ήπιες μορφές ενέργειας βασίζονται κατ' ουσίαν στην ηλιακή ακτινοβολία, με εξαίρεση τη γεωθερμική ενέργεια, η οποία είναι ροή ενέργειας από το εσωτερικό του φλοιού της γης, και την ενέργεια απ' τις παλίρροιες που εκμεταλλεύεται τη βαρύτητα. Οι βασιζόμενες στην ηλιακή ακτινοβολία ήπιες πηγές ενέργειας είναι ανανεώσιμες, μιας και δεν πρόκειται να εξαντληθούν όσο υπάρχει ο ήλιος, δηλαδή για μερικά ακόμα δισεκατομύρια χρόνια. Ουσιαστικά είναι ηλιακή ενέγεια "συσκευασμένη" κατά τον ένα ή τον άλλο τρόπο: η βιομάζα είναι ηλιακή ενέργεια δεσμευμένη στους ιστούς των φυτών μέσω της φωτοσύνθεσης, η αιολική εκμεταλλεύεται τους ανέμους που προκαλούνται απ' τη θέρμανση του αέρα ενώ αυτές που βασίζονται στο νερό εκμεταλλεύονται τον κύκλο εξάτμισης-συμπύκνωσης του νερού και την κυκλοφορία του. Η γεωθερμική ενέργεια δεν είναι ανανεώσιμη, καθώς τα γεωθερμικά πεδία κάποια στιγμή εξαντλούνται.

Χρησιμοποιούνται είτε άμεσα (κυρίως για θέρμανση) είτε μετατρεπόμενες σε άλλες μορφές ενέργειας (κυρίως ηλεκτρισμό ή μηχανική ενέργεια). Υπολογίζεται ότι το τεχνικά εκμεταλλεύσιμο ενεργειακό δυναμικό απ' τις ήπιες μορφές ενέργειας είναι πολλαπλάσιο της παγκόσμιας συνολικής κατανάλωσης ενέργειας. Η υψηλή όμως μέχρι πρόσφατα τιμή των νέων ενεργειακών εφαρμογών, τα τεχνικά προβλήματα εφαρμογής καθώς και πολιτικές και οικονομικές σκοπιμότητες που έχουν να κάνουν με τη διατήρηση του παρόντος στάτους κβο στον ενεργειακό τομέα εμπόδισαν την εκμετάλλευση έστω και μέρους αυτού του δυναμικού.

Το ενδιαφέρον για τις ήπιες μορφές ενέργειας ανακινήθηκε τη δεκαετία του 1970, ως αποτέλεσμα κυρίως των απανωτών πετρελαϊκών κρίσεων της εποχής, αλλά και της αλλοίωσης του περιβάλλοντος και της ποιότητας ζωής από τη χρήση κλασικών πηγών ενέργειας. Ιδιαίτερα ακριβές στην αρχή, ξεκίνησαν σαν πειραματικές εφαρμογές. Σήμερα όμως λαμβάνονται υπόψη στους επίσημους σχεδιασμούς των ανεπτυγμένων κρατών για την ενέργεια και, αν και αποτελούν πολύ μικρό ποσοστό της ενεργειακής παραγωγής, ετοιμάζονται βήματα για παραπέρα αξιοποίησή τους. Το κόστος δε των εφαρμογών ήπιων μορφών ενέργειας πέφτει συνέχεια τα τελευταία είκοσι χρόνια και ειδικά η αιολική και υδροηλεκτρική ενέργεια, αλλά και η βιομάζα, μπορούν πλέον να ανταγωνίζονται στα ίσα παραδοσιακές πηγές ενέργειας όπως ο άνθρακας και η πυρηνική ενέργεια. Ενδεικτικά, στις Η.Π.Α. ένα 6% της ενέργειας προέρχεται από ανανεώσιμες πηγές, ενώ στην Ευρωπαϊκή Ένωση το 2010 το 25% της ενέργειας θα προέρχεται από ανανεώσιμες πηγές (κυρίως υδροηλεκτρικά και βιομάζα).



Πλεονεκτήματα και μειονεκτήματα

Πλεονεκτήματα

Είναι πολύ φιλικές προς το περιβάλλον, έχοντας ουσιαστικά μηδενικά κατάλοιπα και απόβλητα.
Δεν πρόκειται να εξαντληθούν ποτέ, σε αντίθεση με τα ορυκτά καύσιμα.
Μπορούν να βοηθήσουν την ενεργειακή αυτάρκεια μικρών και αναπτυσσόμενων χωρών, καθώς και να αποτελέσουν την εναλλακτική πρόταση σε σχέση με την οικονομία του πετρελαίου.
Είναι ευέλικτες εφαρμογές που μπορούν να παράγουν ενέργεια ανάλογη με τις ανάγκες του επί τόπου πληθυσμού, καταργώντας την ανάγκη για τεράστιες μονάδες παραγωγής ενέργειας (καταρχήν για την ύπαιθρο) αλλά και για μεταφορά της ενέργειας σε μεγάλες αποστάσεις.
Ο εξοπλισμός είναι απλός στην κατασκευή και τη συντήρηση και έχει μεγάλο χρόνο ζωής.
Επιδοτούνται από τις περισσότερες κυβερνήσεις.

Μειονεκτήματα

Έχουν αρκετά μικρό συντελεστή απόδοσης, της τάξης του 30% ή και χαμηλότερο. Συνεπώς απαιτείται αρκετά μεγάλο αρχικό κόστος εφαρμογής σε μεγάλη επιφάνεια γης. Γι' αυτό το λόγο μέχρι τώρα χρησιμοποιούνται σαν συμπληρωματικές πηγές ενέργειας.
Για τον παραπάνω λόγο προς το παρόν δεν μπορούν να χρησιμοποιηθούν για την κάλυψη των αναγκών μεγάλων αστικών κέντρων.
Η παροχή και απόδοση της αιολικής, υδροηλεκτρικής και ηλιακής ενέργειας εξαρτάται από την εποχή του έτους αλλά και από το γεωγραφικό πλάτος και το κλίμα της περιοχής στην οποία εγκαθίστανται.
Για τις αιολικές μηχανές υπάρχει η άποψη ότι δεν είναι κομψές από αισθητική άποψη κι ότι προκαλούν θόρυβο και θανάτους πουλιών. Με την εξέλιξη όμως της τεχνολογίας τους και την προσεκτικότερη επιλογή χώρων εγκτάστασης (π.χ. σε πλατφόρμες στην ανοιχτή θάλασσα) αυτά τα προβλήματα έχουν σχεδόν λυθεί.
Για τα υδροηλεκτρικά έργα λέγεται ότι προκαλούν έκλυση μεθανίου από την αποσύνθεση των φυτών που βρίσκονται κάτω απ' το νερό κι έτσι συντελούν στο φαινόμενο του θερμοκηπίου.

Είδη ήπιων μορφών ενέργειας

Αιολική ενέργεια. Χρησιμοποιήθηκε παλιότερα για την άντληση νερού από πηγάδια καθώς και για μηχανικές εφαρμογές (π.χ. την άλεση στους ανεμόμυλους). Έχει αρχίσει να χρησιμοποιείται ευρέως για ηλεκτροπαραγωγή.
Ηλιακή ενέργεια. Χρησιμοποιείται περισσότερο για θερμικές εφαρμογές (ηλιακοί θερμοσίφωνες και φούρνοι) ενώ η χρήση της για την παραγωγή ηλεκτρισμού έχει αρχίσει να κερδίζει έδαφος, με την βοήθεια της πολιτικής προώθησης των Ανανεώσιμων Πηγών Ενέργειας από το ελληνικό κράτος και την Ευρωπαϊκή Ένωση.


Υδατοπτώσεις. Είναι τα γνωστά υδροηλεκτρικά έργα, που στο πεδίο των ήπιων μορφών ενέργειας εξειδικεύονται περισσότερο στα μικρά υδροηλεκτρικά. Είναι η πιο διαδεδομένη μορφή ανανεώσιμης ενέργειας.

Βιομάζα. Χρησιμοποιεί τους υδατάνθρακες των φυτών (κυρίως αποβλήτων της βιομηχανίας ξύλου, τροφίμων και ζωοτροφών και της βιομηχανίας ζάχαρης) με σκοπό την αποδέσμευση της ενέργειας που δεσμεύτηκε απ' το φυτό με τη φωτοσύνθεση. Ακόμα μπορούν να χρησιμοποιηθούν αστικά απόβλητα και απορρίμματα. Μπορεί να δώσει βιοαιθανόλη και βιοαέριο, που είναι καύσιμα πιο φιλικά προς το περιβάλλον από τα παραδοσιακά. Είναι μια πηγή ενέργειας με πολλές δυνατότητες και εφαρμογές που θα χρησιμοποιηθεί πλατιά στο μέλλον.

Γεωθερμική ενέργεια. Προέρχεται από τη θερμότητα που παράγεται απ' τη ραδιενεργό αποσύνθεση των πετρωμάτων της γης. Είναι εκμεταλλεύσιμη εκεί όπου η θερμότητα αυτή ανεβαίνει με φυσικό τρόπο στην επιφάνεια, π.χ. στους θερμοπίδακες ή στις πηγές ζεστού νερού. Μπορεί να χρησιμοποιηθεί είτε απευθείας για θερμικές εφαρμογές είτε για την παραγωγή ηλεκτρισμού. Η Ισλανδία καλύπτει το 80-90% των ενεργειακών της αναγκών, όσον αφορά τη θέρμανση, και το 20%, όσον αφορά τον ηλεκτρισμό, με γεωθερμική ενέργεια.

Ενέργεια από παλίρροιες. Εκμεταλλεύεται τη βαρύτητα του Ήλιου και της Σελήνης, που προκαλεί ανύψωση της στάθμης του νερού. Το νερό αποθηκεύεται καθώς ανεβαίνει και για να ξανακατέβει αναγκάζεται να περάσει μέσα από μια τουρμπίνα, παράγοντας ηλεκτρισμό. Έχει εφαρμοστεί στην Αγγλία, τη Γαλλία, τη Ρωσία και αλλού.

Ενέργεια από κύματα. Εκμεταλλεύεται την κινητική ενέργεια των κυμάτων της θάλασσας.

Ενέργεια από τους ωκεανούς. Εκμεταλλεύεται τη διαφορά θερμοκρασίας ανάμεσα στα στρώματα του ωκεανού, κάνοντας χρήση θερμικών κύκλων. Βρίσκεται στο στάδιο της έρευνας.
Γεωθερμία

Από τη Βικιπαίδεια, την ελεύθερη εγκυκλοπαίδεια



Γεωθερμία ή Γεωθερμική ενέργεια ονομάζουμε τη φυσική θερμική ενέργεια της Γης που διαρρέει από το θερμό εσωτερικό του πλανήτη προς την επιφάνεια. Η μετάδοση θερμότηταςπραγματοποιείται με δύο τρόπους:

α) Με αγωγή από το εσωτερικό προς την επιφάνεια με ρυθμό 0,04 - 0,06 W/m2 [1]

β) Με ρεύματα μεταφοράς, που περιορίζονται όμως στις ζώνες κοντά στα όρια των λιθοσφαιρικών πλακών, λόγω ηφαιστειακών και υδροθερμικών φαινομένων.

Μεγάλη σημασία για τον άνθρωπο έχει η αξιοποίηση της γεωθερμικής ενέργειας για την κάλυψη αναγκών του, καθώς είναι μια πρακτικά ανεξάντλητη πηγή ενέργειας. Ανάλογα με το θερμοκρασιακό της επίπεδο μπορεί να έχει διάφορες χρήσεις.

H Υψηλής Ενθαλπίας (>150 °C) χρησιμοποιείται συνήθως για παραγωγή ηλεκτρικής ενέργειας. Η ισχύς τέτοιων εγκαταστάσεων το 1979 ήταν 1.916 ΜW με παραγόμενη ενέργεια 12×106 kWh/yr.

Η Μέσης Ενθαλπίας (80 έως 150 °C) που χρησιμοποιείται για θέρμανση ή και ξήρανση ξυλείας και αγροτικών προϊόντων καθώς και μερικές φορές και για την παραγωγή ηλεκτρισμού (π.χ. με κλειστό κύκλωμα φρέον που έχει χαμηλό σημείο ζέσεως).

Η Χαμηλής Ενθαλπίας (25 έως 80 °C) που χρησιμοποιείται για θέρμανση χώρων, για θέρμανση θερμοκηπίων, για ιχθυοκαλλιέργειες, για παραγωγή γλυκού νερού.



Η Γεωθερμία στην Ελλάδα

Λόγω κατάλληλων γεωλογικών συνθηκών, ο Ελλαδικός χώρος διαθέτει σημαντικές γεωθερμικές πηγές και των τριών κατηγοριών (υψηλής, μέσης και χαμηλής ενθαλπίας) σε οικονομικά βάθη (100-1500 μ). Σε μερικές περιπτώσεις τα βάθη των γεωθερμικών ταμιευτήρων είναι πολύ μικρά, κάνοντας ιδιαίτερα ελκυστική, από οικονομική άποψη, τη γεωθερμική εκμετάλλευση.

Η έρευνα για την αναζήτηση γεωθερμικής ενέργειας άρχισε ουσιαστικά το 1971 με βασικό φορέα το ΙΓΜΕ και μέχρι το 1979 (πριν από τη δεύτερη ενεργειακή κρίση) αφορούσε μόνο τις περιοχές υψηλής ενθαλπίας. Κατά την εξέλιξη των εργασιών η ΔΕΗ, σαν άμεσα ενδιαφερόμενη για την ηλεκτροπαραγωγή, ανέλαβε τις παραγωγικές γεωτρήσεις υψηλής ενθαλπίας και την ανάπτυξη των πεδίων, χρηματοδοτώντας επιπλέον τις έρευνες στις πιθανές για τέτοια ρευστά γεωθερμικές περιοχές. Συντάχθηκε ο προκαταρκτικός χάρτης γεωθερμικής ροής του ελληνικού χώρου, όπου φάνηκε ότι η γεωθερμική ροή στην Ελλάδα είναι σε πολλές περιοχές εντονότερη από τη μέση γήινη. Από το 1971 ερευνήθηκαν οι περιοχές: Μήλος, Νίσυρος, Λέσβος, Μέθανα, Σουσάκι Κορινθίας, Καμένα Βούρλα, Θερμοπύλες, Υπάτη, Αιδηψός, Κίμωλος, Πολύαιγος, Σαντορίνη, Κως, Νότια Θεσσαλία, Αλμωπία, περιοχή Στρυμόνα, περιοχή Ξάνθης, Σαμοθράκη και άλλες.

Η αυξημένη ροή θερμότητας, λόγω της έντονης τεκτονικής και μαγματικής δραστηριότητας, δημιούργησε εκτεταμένες θερμικές ανωμαλίες, με μέγιστες τιμές γεωθερμικής βαθμίδας που πολλές φορές ξεπερνούν του 100° C/km. Σε κατάλληλες γεωλογικές συνθήκες, η ενέργεια αυτή θερμαίνει «ρηχούς» υπόγειους ταμιευτήρες ρευστών σε θερμοκρασίες μέχρι 100 °C. Τα γεωθερμικά πεδία χαμηλής ενθαλπίας είναι διάσπαρτα στη νησιωτική και ηπειρωτική Ελλάδα. Η συμβολή τους στο ενεργειακό ισοζύγιο μπορεί να γίνει σημαντική, καθόσον αποτελούν ενεργειακό πόρο φιλικό στο περιβάλλον, κοινωνικά αποδεκτό και παρουσιάζουν σημαντικό οικονομικό και αναπτυξιακό ενδιαφέρον.

Στην Μήλο και Νίσυρο έχουν ανακαλυφθεί σπουδαία γεωθερμικά πεδία και έχουν γίνει γεωτρήσεις παραγωγής (5 και 2 αντίστοιχα). Στην Μήλο μετρήθηκαν θερμοκρασίες μέχρι 325 °C σε βάθος 1000 m. και στην Νίσυρο 350° C σε βάθος 1500 m. Οι γεωτρήσεις αυτές θα μπορούσαν να στηρίξουν μονάδες ηλεκτροπαραγωγής 20 και 5 ΜW, ενώ το πιθανό συνολικό δυναμικό υπολογίζεται να είναι την τάξης των 200 και 50 MW αντίστοιχα.

Στην Βόρεια Ελλάδα η γεωθερμία προσφέρεται για θέρμανση, θερμοκήπια, ιχθυοκαλλιέργειες κ.λ.π. Στην λεκάνη του Στρυμόνα έχουν εντοπισθεί τα πολύ σημαντικά πεδία Θερμών-Νιγρίτας, Λιθότροπου-Ηράκλειας, Θερμοπηγής-Σιδηρόκαστρου και Αγγίστρου. Πολλές γεωτρήσεις παράγουν νερά μέχρι 75 °C, συνήθως αρτεσιανά και πολύ καλής ποιότητας και παροχής. Μεγάλα και μικρότερα γεωθερμικά θερμοκήπια λειτουργούν στην Νιγρίτα και το Σιδηρόκαστρο.

Στην πεδινή περιοχή του Δέλτα Νέστου έχουν εντοπισθεί δύο πολύ σημαντικά γεωθερμικά πεδία, στο Ερατεινό Χρυσούπολης και στο Ν. Εράσμιο Μαγγάνων Ξάνθης. Νερά άριστης ποιότητας μέχρι 70 °C και σε πολύ οικονομικά βάθη παράγονται από γεωτρήσεις στις εύφορες αυτές πεδινές περιοχές. Στην Ν. Κεσσάνη και στο Πόρτο Λάγος Ξάνθης, σε μεγάλης έκτασης γεωθερμικά πεδία, παράγονται νερά θερμοκρασίας μέχρι 82 °C.

Στην λεκάνη των λιμνών Βόλβης και Λαγκαδά έχουν εντοπισθεί τρία πολύ ρηχά πεδία με θερμοκρασίες μέχρι 56 °C. Στην Σαμοθράκη υπάρχουν ενθαρρυντικά στοιχεία καθώς γεωτρήσεις βάθους μέχρι 100 μ. συνάντησαν νερά της τάξης των 100° C.

Η χρήση της Γεωθερμίας παγκοσμίως

Η πρώτη βιομηχανική εκμετάλλευση της γεωθερμικής ενέργειας έγινε στο Λαρνταρέλλο (Lardarello) της Ιταλίας, όπου από τα μέσα του περασμένου αιώνα χρησιμοποιήθηκε ο φυσικός ατμός για να εξατμίσει τα νερά που περιείχαν βορικό οξύ αλλά και να θερμάνει διάφορα κτήρια. Το 1904 έγινε στο ίδιο μέρος η πρώτη παραγωγή ηλεκτρικού ρεύματος από τη γεωθερμία (σήμερα παράγονται εκεί 2,5 δισ. kWh/έτος). Σπουδαία είναι η αξιοποίηση της γεωθερμικής ενέργειας από την Ισλανδία, όπου καλύπτεται πολύ μεγάλο μέρος των αναγκών της χώρας σε ηλεκτρική ενέργεια και θέρμανση.

Κατά το 2005, 72 χώρες έχουν αναπτύξει γεωθερμικές εφαρμογές χαμηλής-μέσης θερμοκρασίας, κάτι που δηλώνει σημαντική πρόοδο σε σχέση με το 1995, όταν είχαν αναφερθεί εφαρμογές μόνο σε 28 χώρες. Η εγκατεστημένη θερμική ισχύς γεωθερμικών μονάδων μέσης και χαμηλής θερμοκρασίας ανήλθε το 2007 στα 28268 MWt, παρουσιάζοντας αύξηση 75% σε σχέση με το 2000, με μέση ετήσια αύξηση 12%. Αντίστοιχα, η χρήση ενέργειας αυξήθηκε κατά 43% σε σχέση με το 2000 και ανήλθε στα 273.372 TJ (75.940 GWh/έτος).

Παραγωγή ηλεκτρικής ισχύος με γεωθερμική ενέργεια το 2008 γινόταν σε 24 χώρες. Το 2007 η εγκατεστημένη ισχύς των μονάδων παραγωγής ενέργειας στον κόσμο ανήλθε στα 9735 MWe, σημειώνοντας αύξηση περισσότερων από 800 MWe σε σχέση με το 2005.[2]

Εφαρμογές της Γεωθερμίας

Οι εφαρμογές της γεωθερμικής ενέργειας ποικίλουν ανάλογα με τη θερμοκρασία και περιλαμβάνουν [3]:

ηλεκτροπαραγωγή (θ>90 °C), (παραγωγή ηλεκτρικής ενέργειας με δυαδικό κύκλο)
θέρμανση χώρων (με καλοριφέρ για θ>60 °C, με αερόθερμα για θ>40 °C, με ενδοδαπέδιο σύστημα (θ>25 °C),
ψύξη και κλιματισμό (με αντλίες θερμότητας απορρόφησης για θ>60 °C, ή με υδρόψυκτες αντλίες θερμότητας για θ<30 °C)
θέρμανση θερμοκηπίων και εδαφών επειδή τα φυτά αναπτύσσονται γρηγορότερα και γίνονται μεγαλύτερα με τη θερμότητα (θ>25 °C), ή και για αντιπαγετική προστασία
ιχθυοκαλλιέργειες (θ>15 °C) επειδή τα ψάρια χρειάζονται ορισμένη θερμοκρασία για την ανάπτυξή τους
βιομηχανικές εφαρμογές όπως αφαλάτωση θαλασσινού νερού (θ>60 °C), ξήρανση αγροτικών προϊόντων, κλπ
θερμά λουτρά για θ = 25-40 °C

Προβλήματα και πλεονεκτήματα

Γενικά, η αξιοποίηση της γεωθερμικής ενέργειας συναντά ορισμένα βασικά προβλήματα, τα οποία θα πρέπει να λυθούν ικανοποιητικά για την οικονομική εκμετάλλευση της εναλλακτικής αυτής μορφής ενέργειας. Οι τύποι αυτοί των προβλημάτων είναι ο σχηματισμός επικαθίσεων (ή όπως συχνά λέγεται οι καθαλατώσεις ή αποθέσεις) σε κάθε σχεδόν επιφάνεια που έρχεται σε επαφή με το γεωθερμικό ρευστό, η διάβρωση των μεταλλικών επιφανειών, καθώς και ορισμένες περιβαλλοντικές επιβαρύνσεις (διάθεση των ρευστών μετά τη χρήση τους, εκπομπές τοξικών αερίων, ιδίως του υδροθείου).

Όλα αυτά τα προβλήματα σχετίζονται άμεσα με την ιδιάζουσα χημική σύσταση των περισσότερων γεωθερμικών ρευστών. Τα γεωθερμικά ρευστά λόγω της υψηλής θερμοκρασίας και της παραμονής τους σε επαφή με διάφορα πετρώματα περιέχουν κατά κανόνα σημαντικές διαλυμένων αλάτων και αερίων. Η αλλαγή των θερμοδυναμικών χαρακτηριστικών των ρευστών στο στάδιο της εκμετάλλευσης μπορεί να δημιουργήσει συνθήκες ευνοϊκές τόσο για τη χημική προσβολή των μεταλλικών επιφανειών, όσο και για την απόθεση ορισμένων διαλυμένων ή αιωρούμενων στερεών και την απελευθέρωση στο περιβάλλον επιβλαβών ουσιών.

Ο σχηματισμός επικαθίσεων σε γεωθερμικές μονάδες μπορεί να ελεγχθεί σε κάποιο βαθμό, αν όχι ολοκληρωτικά, με μια πληθώρα τεχνικών και μεθόδων. Μερικές από τις πιο τυπικές πρακτικές είναι ο σωστός σχεδιασμός της μονάδας και η επιλογή των κατάλληλων συνθηκών λειτουργίας της, η ρύθμιση του pH του ρευστού, η προσθήκη χημικών ουσιών (αναστολέων δημιουργίας επικαθίσεων) και, τέλος, η απομάκρυνση των σχηματιζόμενων στερεών με χημικά ή φυσικά μέσα, στη διάρκεια προγραμματισμένων ή όχι διακοπών λειτουργίας της μονάδας.

Οι διάφορες δυνατότητες ελέγχου της διάβρωσης στις γεωθερμικές μονάδες επικεντρώνονται (α) στην επιλογή του κατάλληλου υλικού κατασκευής (π.χ. χρήση πολυμερικών υλικών, εναλλακτών θερμότητας από τιτάνιο, Hastelloy κτλ.), (β) στην επικάλυψη των μεταλλικών επιφανειών με ανθεκτικά στη διάβρωση στρώματα, (γ) στην προσθήκη αναστολέων διάβρωσης, και (δ) στον ορθό σχεδιασμό της μονάδας.

Η γεωθερμική ενέργεια θεωρείται ήπια μορφή ενέργειας, σε σύγκριση με τις συμβατικές μορφές ενέργειας, χωρίς βέβαια οι περιβαλλοντικές επιπτώσεις από την εκμετάλλευσή της να είναι συχνά αμελητέες. Η υψηλότερη περιεκτικότητα των γεωθερμικών ρευστών υψηλής ενθαλπίας σε διαλυμένα άλατα και αέρια σε σχέση με τα ρευστά χαμηλής ενθαλπίας επιβάλλουν το διαχωρισμό των επιπτώσεων από την αξιοποίηση της γεωθερμίας. Τα προβλήματα από τη διάθεση των νερών που χρησιμοποιούνται για άμεσες χρήσεις είναι κατά κανόνα ηπιότερα (και σχεδόν μηδενικά) από ότι των ρευστών που χρησιμοποιούνται για την παραγωγής ηλεκτρικής ενέργειας.

Επίσης θα πρέπει να τονιστεί από την αρχή ότι στην περίπτωση που εφαρμόζεται η άμεση επανεισαγωγή των γεωθερμικών ρευστών στον ταμιευτήρα, όπως στην περίπτωση των μονάδων με δυαδικό κύκλο, οι επιπτώσεις είναι ελάχιστες. Βεβαίως κατά τη φάση της έρευνας, της ανόρυξης των γεωτρήσεων, των δοκιμών και της κατασκευής της μονάδας μπορούν να υπάρξουν διαρροές και διάθεση γεωθερμικών νερών σε υδάτινους αποδέκτες, καθώς και αυξημένος θόρυβος.

Οι περιβαλλοντικές επιπτώσεις από την αξιοποίηση των ρευστών υψηλής ενθαλπίας διαφέρουν από περιοχή σε περιοχή και ταξινομούνται σε συνάρτηση της αιτίας όπως τη χρήση γης, εκπομπές αερίων, τη διάθεση υγρών αποβλήτων, θόρυβο, δημιουργία μικροσεισμικότητας και καθιζήσεις. Η έκταση γης που απαιτείται για την αξιοποίηση της γεωθερμίας (π.χ. για την εγκατάσταση της μονάδας, το χώρο για τις γεωτρήσεις, τις σωληνώσεις μεταφοράς και τους δρόμους πρόσβασης) είναι γενικά μικρότερη από την έκταση της γης που απαιτούν άλλες μορφές ενέργειας (ατμοηλεκτρικοί σταθμοί άνθρακα, υδροηλεκτρικοί σταθμοί κτλ.).

Το CO2 που εκπέμπεται από γεωθερμικές μονάδες ποικίλλει ανάλογα με τα χαρακτηριστικά του πεδίου, καθώς και την τεχνολογία παραγωγής της ηλεκτρικής ενέργειας, αν και οι εκπομπές του είναι κατά πολύ μικρότερες από τις αντίστοιχες εκπομπές ατμοηλεκτρικών μονάδων και συγκρίνονται ευνοϊκά και με τις εκπομπές (έμμεσες ή άμεσες) από άλλες ΑΠΕ. Το H2S, λόγω της έντονης οσμής του και της σχετικής τοξικότητάς του, είναι υπεύθυνο τις περισσότερες φορές για τη προκατάληψη που εκδηλώνεται κατά της γεωθερμίας. Οι εκπομπές H2S ποικίλλουν από <0,5 g/kWh μέχρι και 7 g/kWh. Οι εκπομπές του H2S μπορούν να ελεγχθούν σχετικά εύκολα και να μειωθούν σε συγκεντρώσεις 1 ppb με μια πληθώρα μεθόδων, όπως με τη διεργασία Stredford, με την καύση και επανεισαγωγή, με την οξειδωτική μέθοδο Dow κτλ.

Η κύρια ανησυχία από την αξιοποίηση της γεωθερμίας υψηλής ενθαλπίας προέρχεται από τη διάθεση των γεωθερμικών νερών στους υδάτινους αποδέκτες. Λόγω της υψηλής θερμοκρασίας και της περιεκτικότητάς του σε διάφορα χημικά συστατικά, το γεωθερμικό ρευστό προτού διατεθεί σε υδάτινους αποδέκτες θα πρέπει να υποστεί κάποια επεξεργασία και να μειωθεί η θερμοκρασία του. Τονίζεται ξανά ότι η περιβαλλοντικά περισσότερο αποδεκτή μέθοδος διάθεσης των γεωθερμικών ρευστών είναι η επανεισαγωγή τους στον ταμιευτήρα.

Συγκρινόμενη με τις άλλες ΑΠΕ, η γεωθερμία δεν υστερεί σε περιβαλλοντικά οφέλη. Αυτό βέβαια έρχεται σε προφανή αντίθεση με την εντύπωση που κυριαρχεί ότι ορισμένες ΑΠΕ (π.χ. φωτοβολταϊκά, αιολική ενέργεια) δεν επιβαρύνουν το περιβάλλον. Η εντύπωση αυτή μεταβάλλεται όταν κανείς συνυπολογίσει τις επιπτώσεις οποιασδήποτε μορφής ενέργειας σε ολόκληρο τον κύκλο ζωής μιας τεχνολογίας, αλλά και την επιβάρυνση στο περιβάλλον από την κατασκευή και λειτουργία των μονάδων.

Τα περιβαλλοντικά οφέλη της γεωθερμίας μπορούν να συνοψιστούν ως εξής:

Συνεχής παροχή ενέργειας, με υψηλό συντελεστή λειτουργίας (load factor), >90%.
Μικρό λειτουργικό κόστος, αν και το κόστος παγίων είναι σημαντικά αυξημένο σε σχέση και με τις συμβατικές μορφές ενέργειας.* Μηδενικές ή μικρές εκπομπές αερίων στο περιβάλλον.
Μικρή απαίτηση γης.
Συμβολή στην επίτευξη των στόχων της Λευκής Βίβλου της Ε.Ε. και του Πρωτοκόλλου του Κιότο.
Αποτελεί τοπική μορφή ενέργειας με συνέπεια την οικονομική ανάπτυξη της γεωθερμικής περιοχής.
Συμβολή στην μείωση της ενεργειακής εξάρτησης μιας χώρας, με τον περιορισμό των εισαγωγών ορυκτών καυσίμων.[2]

http://lyk-siatist.koz.sch.gr/index.php?option=com_content&view=article&id=94:2011-11-23-10-11-03&catid=1:latest-news

Read More