Συντάχθηκε 08-10-2012 09:45
από Galateia Malandraki
Email συντάκτη: gmalandraki<στο>tuc.gr
Ενημερώθηκε:
-
Ιδιότητα: υπάλληλος ΑΡΜΗΧ.
ΠΟΛΥΤΕΧΝΕΙΟ ΚΡΗΤΗΣ
Τμήμα Ηλεκτρονικών Μηχανικών & Μηχανικών Υπολογιστών
ΠΑΡΟΥΣΙΑΣΗ ΔΙΠΛΩΜΑΤΙΚΗΣ ΕΡΓΑΣΙΑΣ
ΣΤΑΥΡΙΑΝΗ ΡΟΓΚΑΚΟΥ
με θέμα
“Αξιοποίηση βιοαερίου για παραγωγή ενέργειας & δυνατότητα ανατροφοδότησης στο δίκτυο φυσικού αερίου”
“Utilization of biogas for energy production and potential feedback to the natural gas grid”
Τρίτη 9 Οκτωβρίου 2012, 13:30μμ
Αίθουσα 137Π39, Κτίριο Επιστημών, Πολυτεχνειούπολη
Εξεταστική Επιτροπή
Καθηγητής Κωνσταντίνος Καλαϊτζάκης (επιβλέπων)
Επικ. Καθηγητής Ευτύχιος Κουτρούλης
Διδάσκων Π.Δ 407/80 Αντώνιος Τσικαλάκης
Περίληψη
Το αυξανόμενο παγκόσμιο ενδιαφέρον για την ανάπτυξη των Ανανεώσιμων Πηγών Ενέργειας στην αγορά ενέργειας σε συνδυασμό με την απαιτούμενη αντικατάσταση των μονάδων με συμβατικά καύσιμα για την καλύτερη διαχείριση του περιβάλλοντος , καθώς και τη διευκόλυνση και άμεση εξυπηρέτηση της ζήτησης ενέργειας καθιστά απαραίτητη διαδικασία την έρευνα, τη μελέτη και την προσπάθεια ανάπτυξης τρόπων αξιοποίησης όλων των διαθέσιμων πόρων βιομάζας. Η βιομάζα ως ανανεώσιμή πηγή ενέργειας συναντάται σε πολλές διαφορετικές μορφές που αναλύονται εκτενώς στη παρούσα διπλωματική εργασία.. Το είδος βιομάζας που επικεντρώνεται η εργασία είναι το βιοαέριο και συγκεκριμένα με προέλευση από χώρους υγειονομικής ταφής (ΧΥΤΑ).
Για την αποφυγή ύπαρξης ανεκμετάλλευτου βιοαερίου στον χώρο , εκτός από τη δυνατότητα συμπαραγωγής ηλεκτρισμού θερμότητας (ΣΗΘ) που συναντά άνθιση τα τελευταία χρόνια στη χώρα μας, ένας άλλος τρόπος που δεν είναι γνώριμος στην Ελλάδα , αλλά απαντάται μερικά χρόνια σε χώρες του εξωτερικού, είναι η αξιοποίηση του βιοαερίου και η αναβάθμιση του σε φυσικό αέριο. Η αναβάθμιση αυτή που το μετατρέπει σε βιομεθάνιο, υπό συγκεκριμένες διαδικασίες που ερευνήθηκαν και μελετώνται στην εργασία αυτή μπορεί να οδηγήσει στην χρήση του αερίου για καύσιμο μεταφορών καθώς και διοχέτευση και σύνδεση με το δίκτυο φυσικού αερίου.
Η έγχυση του βιομεθανίου στο δίκτυο του φυσικού αερίου δίνει πρόσβαση στο παραγωγό βιοαερίου σε μια πολύ μεγαλύτερη αγορά των δυνητικών αγοραστών από ό, τι αν το βιοαέριο επρόκειτο να πωληθεί και να χρησιμοποιηθεί σε τοπικό επίπεδο.
Στόχος της εργασίας είναι η μελέτη μέσω προσομοιώσεων και έρευνας του προβλήματος της πλήρους αξιοποίησης του βιοαερίου και της πιθανής λειτουργίας των μονάδων βιοαερίου κυρίως από Χώρους Υγειονομικής Ταφής Απορριμμάτων (ΧΥΤΑ ) σε καθεστώς ανοικτής αγοράς.
Μελετώνται και προτείνονται τρόποι για την αύξηση της ευελιξίας της λειτουργίας των μονάδων, μέσω αναβάθμισης του βιοαερίου και έγχυσης του στο δίκτυο φυσικού αερίου. Διερευνούνται οι δυνατότητες τροφοδοσίας που έχει η συγκεκριμένη εγκατάσταση σε σχέση με το εθνικό δίκτυο ηλεκτρισμού και το δίκτυο φυσικού αερίου (Φ.Α.) υπό συνθήκες αγοράς ενέργειας που υφίστανται στη χώρα μας. Αναλύονται διαφορετικά σενάρια παραγωγής βιοαερίου και τιμολόγησης και εξάγονται οικονομικά συμπεράσματα που αφορούν την οικονομική λειτουργία της εγκατάστασης και της συνεργασίας της με τους φορείς της αγοράς.
Η μονάδα βιοαερίου που αναλύεται εκτενέστερα ως η εγκατάσταση εφαρμογής της υλοποίησης της εργασίας αυτής βρίσκεται στον ΧΥΤΑ Άνω Λιοσίων και θεωρείται μία από τις μεγαλύτερες διεθνώς.
Μέσα από τα αποτελέσματα της υλοποίησης γίνεται φανερή η ευελιξία του συγκεκριμένου εργοστασίου να παράγει ηλεκτρισμό και φυσικό αέριο προς όφελος του διαχειριστή της εγκατάστασης (ΒΕΑΛ), καθώς επίσης καθιστά δυνατή την προοπτική συνεργασίας με τον φορέα παροχής αερίου ΕΠΑ.
Abstract
There is a more and more increasing worldwide interest in the participation of renewable energy sources in the energy markets to alleviate fossil fuel production effects. One of the Renewable energy sources utilized for centuries is the biomass. The interest for improving efficiency of a variety of biomass sources and application has increased rapidly not only in the developing world, where most of the needs are met but also in well-developed economies.
In this thesis, focus is given on biogas and especially biogas coming from landfills. In many countries, including Greece, biogas from landfills is utilized in electricity production, quite often in Combined Heat Power operation, with various technologies extensively described here. An additional application of biogas can be the fuel production e.g. for cars and a more sophisticated method is the upgrading of biogas to biomethane with further feeding into the natural gas grid. The upgrade process along with some successful applications are described and the potential use in Greece is further investigated.
Such a process give the opportunity to manager of a biogas plant to entering in a much larger market of potential buyers compared to simply using locally biogas if not even worse letting it been burnt into torches.
To investigate the potential application of upgrading biogas to meet natural Gas requirements, the Attica region landfill, one of the largests in Europe was used as our case study. A variety of scenarios regarding power market prices, either subsidized or exposed to the market price fluctuation and Natural gas markets have been examined to show to what extent preferring injection to the Natural Gas grid compared to producing electricity may be beneficial for the owner of the facility.
The presented results include the financial impact on the various stakeholders of the installation and presented the potential co-operation with market players.
The results show the capability of such a plant to produce both electricity and natural gas increasing benefits for the managing authority, the environment and the security of supply. In such a way new strategic co-operation with natural gas market players, such as NG carriers can be established reducing the exposure of the facility to power market fluctuations foreseen as soon as subsidied feed –in tariff ceases.
