Κτηνοτροφικά απόβλητα: Πόσο επικερδής είναι η πώληση ενέργειας από βιοαέριο;

09:31 18/12/2018 - Πηγή: Green agenda

του Νίκου Αβουκάτου

Η αξιοποίηση των κτηνοτροφικών αποβλήτων μέσω αναερόβιας χώνευσης οδηγεί στην παραγωγή ηλεκτρικής ενέργειας, στη μείωση της εξάρτησης από τις εισαγωγές ορυκτών καυσίμων, την ενίσχυση της γεωργίας και την ενίσχυση του κατασκευαστικού τομέα.

Το Εργαστήριο Διαχείρισης και Τεχνολογίας Υγρών Αποβλήτων του Τμήματος Μηχανικών Περιβάλλοντος του Δημοκρίτειου Πανεπιστημίου Θράκης δραστηριοποιείται ενεργά στην εκπαίδευση, την έρευνα και την ανάπτυξη τεχνολογιών επεξεργασίας και αξιοποίησης υγρών αποβλήτων.

Πρόσφατα, μάλιστα, συστάθηκε τεχνοβλαστός (spin - off) με την

επωνυμία Τεχνολογίες Περιβάλλοντος και Βιοαερίου Ι.Κ.Ε. (Act4energy) με σκοπό την εμπορική αξιοποίηση των αποτελεσμάτων της έρευνας.

Το παραγόμενο βιοαέριο μπορεί να χρησιμοποιηθεί ως καύσιμο για τη θέρμανση κτηρίων και δραστηριοτήτων (πχ θερμοκηπίων, ξηραντηρίων, κλπ) ή για τη θέρμανση και ψύξη των χώρων εκτροφής. «Η ποσότητα αυτή του βιοαερίου μπορεί να αξιοποιηθεί για την παραγωγή ηλεκτρικής ενέργειας (περίπου 2000 kWh-el ημερησίως), πώληση της οποίας στο δίκτυο θα φέρει έσοδα της τάξης των 440€ ημερησίως (με 0.22 €/kWh-el)», επισήμανε ο Αλέξανδρος Ευταξίας, υποψήφιος διδάκτορας του Τμήματος Μηχανικών Περιβάλλοντος και συνιδρυτής του τεχνοβλαστού Act4energy μαζί με τον Δρ. Μηχανικό Περιβάλλοντος Βασίλειο Διαμαντή.

Μονάδες εκτροφής χοίρων και αγελάδων γαλακτοπαραγωγής παράγουν υγρά απόβλητα τα οποία απαιτούν κατάλληλη διαχείριση, σύμφωνα με τους Κώδικες Ορθής Γεωργικής Πρακτικής. Η διάθεση των αποβλήτων αυτών σε ανοιχτές εδαφοδεξαμενές συμβάλλει στην απελευθέρωση οσμών ενώ η απουσία (ή αστοχία της) στεγάνωσης μπορεί να οδηγήσει στην έκπλυση θρεπτικών, παθογόνων μικροοργανισμών και οργανικών ρυπαντών προς τα υπόγεια νερά και τους υδάτινους αποδέκτες.

Τέτοιου είδους εδαφοδεξαμενές απελευθερώνουν 1 έως 3 tn CO2-eq ανά 1000 m2 εδαφοδεξαμενής και ημέρα (ανάλογα με την εποχή του έτους). Ο σχεδιασμός τους γίνεται σε χαμηλούς ρυθμούς οργανικής φόρτισης (0.5 kg COD / m3 d), με χρόνους παραμονής > 80 ημέρες και έτσι απαιτούνται μεγάλοι όγκοι και καταλαμβάνουν σημαντικές εκτάσεις.

Τέλος, το κόστος κατασκευής τους είναι σχετικά χαμηλό, της τάξης των 10-15 €/m2.

Από την άλλη, σύγχρονες εγκαταστάσεις αναερόβιας χώνευσης (παραγωγής βιοαερίου) επιτυγχάνουν σημαντική μείωση του οργανικού φορτίου των κτηνοτροφικών αποβλήτων όσο και μετατροπή πολλών αντιβιοτικών, φαρμάκων και παθογόνων μικροοργανισμών. Οι εγκαταστάσεις αυτές σχεδιάζονται σε υψηλότερους ρυθμούς οργανικής φόρτισης (1-3 kg COD/ m3 d), με χρόνους παραμονής 15-30 ημέρες με αποτέλεσμα να καταλαμβάνουν μικρότερους όγκους/εκτάσεις. Σε βέλτιστες συνθήκες λειτουργίας (35-40 oC και συνεχή ανάδευση) μπορούν να ανακτήσουν 25-35 m3 βιοαερίου ανά m3 κτηνοτροφικών υγρών αποβλήτων. Για την περίπτωση ενός αναερόβιου χωνευτή λειτουργικού όγκου 1000 m3, η αναμενόμενη παραγωγή βιοαερίου προκύπτει ίση με 800 m3/d με
περιεκτικότητα σε μεθάνιο 60-70%.

Το επενδυτικό κόστος των μονάδων αναερόβιας χώνευσης είναι σημαντικό και για δυναμικότητες από 100 - 500 kW-el αγγίζει τα 600.000 με 2.000.000 € αντίστοιχα, με το λειτουργικό κόστος να κυμαίνεται από 40.000 έως 100.000 € / ετησίως. Οι εγκαταστάσεις αυτές έχουν περίοδο αποπληρωμής από 4 έως 8 έτη (ανάλογα με τη δυναμικότητα), γεγονός που τις κατατάσσει στις βιώσιμες, με βάση την πολιτική χρηματοδότησης της παραγόμενης ηλεκτρικής ενέργειας από τον ΔΕΔΔΗΕ.

«Στο μέλλον καινοτομίες (τόσο επιχειρηματικές όσο και τεχνολογικές) αναμένεται να οδηγήσουν αφενός στη μείωση του κόστους κατασκευής και αφετέρου στη διείσδυση στην αγορά εγκαταστάσεων αναερόβιας χώνευσης μικρής δυναμικότητας (< 100 kW)», σημείωσε ο κ. Διαμαντής.

Τις δραστηριότητες του τεχνοβλαστού μπορείτε να δείτε στο www.act4energy.com ή να έρθετε σε επικοινωνία στο e-mail: [e-mail].

Παράδειγμα σύγκρισης δύο μεθόδων διαχείρισης και επεξεργασίας κτηνοτροφικών αποβλήτων

Αναερόβια εδαφοδεξαμενήΑναερόβιος χωνευτήςΑριθμός αγελάδων400400Παραγωγή αποβλήτων20 m3/d20 m3/dΟργανικό φορτίο αποβλήτων100 kg COD/ m3100 kg COD /m3Ρυθμός οργανικής φόρτισης0,5 kg COD / m3 d2 kg COD / m3 dΑπαιτούμενος όγκος4000 m31000 m3Απαιτούμενη έκταση2500 m2160 m2Θερμοκρασία λειτουργίαςΠεριβάλλοντος (15-25οC)35-40 oCΠαραγωγή βιοαερίου100-300 m3/d800 m3/dΠεριεκτικότητα σε μεθάνιο60-70%60-70%Παραγωγή ηλεκτρικής ενέργειαςΌχι2000 kWh-el / dΌφελος παραγωγής ενέργειαςΌχι440 € / dΕκπομπές αερίων θερμοκηπίου2,5-7,5 tn CO2-eq / d-1 tn CO2-eq / dΚόστος κατασκευής35 000 €600 000 €Κόστος λειτουργίας< 5 000 €40 000 € / έτοςΠερίοδος απόσβεσηςΌχι8-9 έτη