Αεριοποίηση Βιομάζας

Στα πλαίσια της R&D δραστηριότητας της η ENGAIA αναπτύσσει τεχνολογία αεριοποίησης ξυλώδους βιομάζας μικρής κλίμακας για συμπαραγωγή ηλεκτρικής και θερμικής ενέργειας. 

Το έργο αναπτύσεται στο πλαίσιο της Δράσης ΕΡΕΥΝΩ – ΔΗΜΙΟΥΡΓΩ – ΚΑΙΝΟΤΟΜΩ και συγχρηματοδοτήθηκε από το Ευρωπαϊκό Ταμείο Περιφερειακής Ανάπτυξης (ΕΤΠΑ) της Ευρωπαϊκής Ένωσης και εθνικούς πόρους μέσω του Ε.Π. Ανταγωνιστικότητα, Επιχειρηματικότητα & Καινοτομία (ΕΠΑνΕΚ – κωδικός έργου: Τ2ΕΔΚ-01906)

Η αναζήτηση βιώσιμων πηγών ενέργειας αποτελεί βασική πρόκληση των σύγχρονων κοινωνιών καθώς η συνεχιζόμενη εξάρτηση από τα ορυκτά καύσιμα δημιουργεί μια σειρά ζητημάτων που σχετίζονται με την ενεργειακή ασφάλεια, τη κλιματική αλλαγή και την εξάντληση των φυσικών πόρων. Σε αυτό το πλαίσιο,  η αξιοποίηση της βιομάζας, μιας ανανεώσιμης πηγής ενέργειας, μπορεί να προσφέρει πολλαπλές λύσεις, από την μείωση των εκπομπών Αερίων του Θερμοκηπίου (ΑτΘ) και την προώθηση της αειφορίας στον ενεργειακό τομέα, μέχρι την ενίσχυση της κυκλικής οικονομίας.

Η ενεργειακή αξιοποίηση της βιομάζας μπορεί να επιτευχθεί μέσα από μια πληθώρα τεχνολογιών, οι οποίες μπορούν να ενταχθούν σε δύο ευρύτερες κατηγορίες, τις βιοχημικές και τις θερμοχημικές. Κυριότερη βιοχημική μέθοδος είναι η αναερόβια χώνεψη, με τις σημαντικότερες θερμοχημικές μεθόδους να είναι η καύση, η πυρόλυση και η αεριοποίηση. Προσφάτως, η αεριοποίηση έχει λάβει μεγάλο ενδιαφέρον καθώς το παραγόμενο αέριο έχει πολλαπλές εφαρμογές, ανάλογα με τα χαρακτηριστικά του, μπορεί να καεί απευθείας σε λέβητες, αεροστροβίλους και Μηχανές Εσωτερικής Καύσης (ΜΕΚ), ή να χρησιμοποιηθεί σε κυψέλες καυσίμου, ή για την παραγωγή χημικών ή υγρών καυσίμων.

Ωστόσο, διάφορες ανησυχίες έχουν προκύψει σχετικά με την αξιοποίηση της βιομάζας σε μονάδες αεριοποίησης, με αυτές να επικεντρώνονται κυρίως: (α) στην πολυπλοκότητα της διεργασίας, (β) στην ετερογένεια των βιομαζικών ειδών, και (γ) στην δυσκολία πρόβλεψης της τελικής σύστασης του παραγόμενου αερίου. Τα παραπάνω μπορούν να επηρεάσουν αρνητικά τόσο την απόδοση του αεριοποιητή όσο και να ευνοήσουν τη δημιουργία ανεπιθύμητων ενώσεων όπως πίσσα, και άλλων οργανικών ενώσεων που παράγονται μαζί με το αέριο και συνήθως δεν είναι αποδεκτές κατά την τελική χρήση του αερίου. Η σωστή επιλογή τεχνολογίας αντιδραστήρα αεριοποίησης, συνθηκών λειτουργίας, η χρήση καταλύτη κατά την αεριοποίηση και ο καθαρισμός του αερίου, είναι μέσα για την αντιμετώπιση αυτού του ζητήματος.

Εντός αυτού του πλαισίου η ΕΝΓΑΙΑ, μέσω της συμμετοχής της στο έργο i-GAS, αναπτύσσει ένα ευφυές σύστημα αεριοποίησης ξυλώδους βιομάζας.

Κύριοι στόχοι του έργου i-GAS αποτέλεσαν:

• Βελτίωση του συστήματος αυτοματισμού και ελέγχου
• Επίτευξη ομαλής και απρόσκοπτης λειτουργίας του συνολικού συστήματος
• Ανάπτυξη μετρητικών τεχνικών για την καλύτερη παρακολούθηση της διεργασίας
• Αυτοματοποίηση και βελτιστοποίηση συστημάτων ασφαλείας
• Αύξηση της λειτουργίας του συστήματος στις 7.000 h ανά έτος
• Βελτίωση του συστήματος καθαρισμού του αερίου
• Μείωση των παραγόμενων αποβλήτων κατά τον καθαρισμό του αερίου
• Αυτοματοποίηση των περιβαλλοντικών μετρήσεων της εγκατάστασης
• Η μείωση του συνολικού περιβαλλοντικού αποτυπώματος
• Η αύξηση της συνολικής ισχύος όπως και της απόδοσης

Για την υλοποίηση των παραπάνω, ιδιαίτερη έμφαση δόθηκε στις βελτιώσεις: (α) των αυτοματισμών και του συστήματος ελέγχου του όλου συστήματος αεριοποίησης, (β) του συστήματος τροφοδοσίας, (γ) του αεριοποιητή, και (δ) του συστήματος ψύξης του αερίου.  Επιπροσθέτως, πραγματοποιήθηκαν μελέτες για την βελτίωση:

• Των επί μέρους τμημάτων του συστήματος με έμφαση σε θέματα περιβαλλοντικών επιδόσεων, απόδοσης, και σταθερότητας.
• Της λειτουργίας του συστήματος ψύξης του αερίου και της διαχείρισης και αποθήκευσης των υγρών και στερεών αποβλήτων, με έμφαση στο H₂S και τις πίσσες.
• Του σχεδιασμού σε θέματα ασφάλειας του συστήματος. Πραγματοποιήθηκε τόσο συγκεκριμενοποίηση των κοινών όσο και των ειδικών κινδύνων που προκύπτουν από τη διεργασία και την πραγματική εφαρμογής της όσο και από τον τρόπο εκτέλεσης των εργασιών από το προσωπικό.