Ενεργειακό ισοζύγιο εφοδιαστικών αλυσίδων βιομάζας με σκοπό την παραγωγή ενέργειας στην Περιφέρεια Θεσσαλίας
Creators: name: Γρηγορούδης, Δημοσθένης Φώτιου
Publisher: name: Aristotle University of Thessaloniki
Year: 2022
Subjects: Δασική βιομάζα
Αγροτική βιομάζα
Ανθρακικό αποτύπωμα
Forest biomass
Agricultural biomass
Carbon footprint

description: H κλιματική αλλαγή αλλά και η ανάγκη ενεργειακής ασφάλειας έστρεψαν τις σύγχρονες κοινωνίες προς τις ανανεώσιμες πηγές ενέργειας. Η βιομάζα αποτελεί μία από τις βασικές πηγές κάλυψης των ενεργειακών αναγκών και η σημασία της προβλέπεται να αυξηθεί στο μέλλον. Το αντικείμενο της εργασίας αφορά την σύγκριση δύο τύπων βιομάζας, δασικής και αγροτικής, από την συγκομιδή τους μέχρι το τελικό στάδιο της καύσης τους σε μονάδα παραγωγής ηλεκτρικής ενέργειας. Η περιοχή μελέτης ήταν η Περιφέρεια Θεσσαλίας, στην οποία γίνεται χρήση των υπό εξέταση δύο εφοδιαστικών αλυσίδων βιομάζας. Η πρώτη περίπτωση (Σενάριο 1) αφορούσε δασική βιομάζα που θα προήρθε από αραιώσεις και καθαρισμούς συστάδων ενώ η δεύτερη (Σενάριο 2) αφορούσε βιομάζα από κλαδεύσεις αγροτικών καλλιεργειών. Οι εργασίες συγκομιδής και κλαδεύσεων πραγματοποιήθηκαν και στις δύο περιπτώσεις από επαγγελματίες υλοτόμους, μέλη Δασικών Συνεταιρισμών. Για τις ανάγκες της έρευνας πραγματοποιήθηκαν χρονικές μελέτες σε όλα τα στάδια παραγωγής και μεταφοράς και συλλέχθηκαν στοιχεία που αφορούσαν τον αριθμό των εργαζομένων, την κατανάλωση καυσίμων, τη χρήση μηχανημάτων και εξοπλισμού όπως και τις ποσότητες βιομάζας που συλλέχθηκαν. Το ενεργειακό ισοζύγιο εισροές ενέργειας: εκροές ενέργειας) βρέθηκε για το Σενάριο 1 να είναι 1:41,94 (28MWh:1174,2 MWh) και για το Σενάριο 2 1:23,86 (18,75MWh:447,2 MWh:). Το ανθρακικό αποτύπωμα υπολογίστηκε ανά μονάδα παραγόμενου kWh, που αποτελεί και τη λειτουργική μονάδα της Ανάλυσης Κύκλου Ζωής που πραγματοποιήσαμε, για το Σενάριο 1 σε 0,27 kg CO2eq/kWh και για το Σενάριο 2 σε 0,28 kg CO2eq /kWh. Το ανθρακικό αποτύπωμα υπολογίστηκε επίσης ανά συμπαγή μονάδα όγκου με φλοιό (solid over bark - m3 s.o.b.). Βάση αυτού του υπολογισμού το ανθρακικό αποτύπωμα ανήλθε για το Σενάριο 1 σε 8.6 kg CO2eq/m3 s.o.b, και σε 26,3 kg CO2eq/m3 s.o.b. για το Σενάριο 2. Βάσει των αποτελεσμάτων αλλά και της διερεύνησης της υπάρχουσας κατάστασης, διατυπώνονται προτάσεις για την ανανέωση του εξοπλισμού συγκομιδής, μεταφοράς και επεξεργασίας των πρώτων υλών καθώς και τρόποι βελτιστοποίησης της εκμετάλλευσης βιομάζας που αναμένεται να βελτιώσουν σε σημαντικό βαθμό τις περιβαλλοντικές και οικονομικές επιδόσεις των εφοδιαστικών αλυσίδων βιομάζας στην Περιφέρεια Θεσσαλίας.
description: Climate change and the need for energy security have shifted modern societies to renewable energy sources. Biomass is one of the main sources of energy needs and its importance is expected to increase in the future. The research focused on the comparison of two types of biomass, forest and agricultural residues, from their felling in the harvesting site to the final stage of their combustion in a power plant. The study area was the Region of Thessaly, where the two examined biomass supply chains are currently implemented. The first case (Scenario 1) concerned forest biomass originating from thinnings while the second (Scenario 2) concerned biomass from pruning residues of agricultural crops. Harvesting and pruning works were carried out in both cases by professional loggers, members of Forest Cooperatives. For the needs of the research, time studies were carried out at all stages of production and transportation and data were collected on the number of employees, fuel consumption, use and availability of machinery and equipment as well as the quantities of biomass collected. The energy balance (energy input: energy output) was found for Scenario 1 to be 1:41.94: (28MWh: 1174.2 MWh:) and for Scenario 2 1:23.86: (18.75MWh: 447.2 MWh). The carbon footprint was calculated per unit of kWh produced, which served as the functional unit of the Life Cycle Analysis we performed, for Scenario 1 at 0.27 kg CO2eq / kWh and for Scenario 2 at 0.28 kg CO2eq / kWh. The carbon footprint was also calculated per solid wood volume unit over bark (m3 s.o.b.) and amounted to 8.6 kg CO2eq / m3 s.o.b for Scenario 1 and 26.3 kg CO2eq / m3 s.o.b. for Scenario 2. Based on the results and the insight gained from the data collection and analysis, proposals are made for the renewal of equipment for harvesting, transport and processing of raw materials as well as ways to optimize biomass exploitation that are expected to significantly improve environmental and economic performance the biomass supply chains in the Region of Thessaly.