title: Integrating biomass-based hybrid renewable energy systems in the food production industry

title: Αξιοποίηση βιομάζας στη λειτουργία υβριδικών συστημάτων ανανεώσιμων πηγών ενέργειας για την βιομηχανία παραγωγής τροφίμων
Creators: name: Αργυροπουλος Γεωργιος-Αλεξανδρος
Publisher: name: Technical University of Crete
Year: 2023

description: The energy crisis undergoing across the globe, has struck Europe in 2022, negatively affecting all European citizens’ lives. The food industry is arguably of the highest importance for people’s wellbeing. Thus, several actions should be taken to mitigate the crisis’ impacting the industry. To this end, Hybrid Renewable Energy Systems (HRES) can be used to concurrently reduce energy costs and carbon footprint. 
This diploma thesis is a techno-economic analysis of the implementation of an HRES to enhance the environmental sustainability and reduce the energy cost for a poultry slaughterhouse and a feed production plant. To achieve these objectives, 15 distinct scenarios are simulated using the Hybrid Optimization of Multiple Energy Resources program and considering the real electrical energy needs of these plants. Three types of locally available biomass fuels are modelled, simulated, and evaluated. 
The optimal scenario, based on the Net Present Cost metrics, suggests a 57% reduction in the Levelized Cost of Energy, and a 95% decrease in the carbon footprint, while the net energy purchased from the grid in negative. This noteworthy reduction in the electricity price, contributes towards the affordability of the final products, increasing the competitiveness of the business in the market. At the same time, the almost-eliminated carbon footprint, significantly promotes its sustainable aspect. Finally, the study’s outcomes clearly show that the conflict between electricity cost and carbon footprint reduction is eliminated, leading to a sustainable and fruitful infrastructure. More biomass types are suggested to be evaluated, while the integration of energy storage systems could possibly increase the system’s reliability and stability.
description: Η ενεργειακή κρίση που πλήττει τον πλανήτη, έπληξε την Ευρώπη το 2022, επηρεάζοντας αρνητικά τη ζωή όλων των Ευρωπαίων πολιτών. Η βιομηχανία τροφίμων είναι αναμφισβήτητα ύψιστης σημασίας για την ευημερία των ανθρώπων. Συνεπώς, θα πρέπει να ληφθούν διάφορα μέτρα για να μετριαστεί ο αντίκτυπος της κρίσης στη βιομηχανία αυτή. Για τον σκοπό αυτό, τα υβριδικά συστήματα ανανεώσιμων πηγών ενέργειας (ΥΣΑΠΕ) μπορούν να χρησιμοποιηθούν για την ταυτόχρονη μείωση του ενεργειακού κόστους και του αποτυπώματος άνθρακα. 
Η παρούσα διπλωματική εργασία αποτελεί μια τεχνοοικονομική ανάλυση της εφαρμογής ενός υβριδικού συστήματος ανανεώσιμων πηγών ενέργειας για την ενίσχυση της περιβαλλοντικής βιωσιμότητας και τη μείωση του ενεργειακού κόστους σε ένα σφαγείο πουλερικών και μια μονάδα παραγωγής ζωοτροφών. Για την επίτευξη αυτών των στόχων, προσομοιώνονται 15 διαφορετικά σενάρια με τη χρήση του προγράμματος Hybrid Optimization of Multiple Energy Resources (HOMER PRO) και λαμβάνοντας υπόψη τις πραγματικές ανάγκες των εν λόγω εγκαταστάσεων σε ηλεκτρική ενέργεια. Τρεις τύποι τοπικά-διαθέσιμης βιομάζας μοντελοποιούνται, προσομοιώνονται και αξιολογούνται. 
Το βέλτιστο σενάριο, με βάση το Καθαρό Παρόν Κόστος, υποδεικνύει μείωση κατά 57% του Κόστους Ενέργειας και μείωση κατά 95% του αποτυπώματος άνθρακα, ενώ η το ισοζύγιο ενέργειας που αγοράζεται από το δίκτυο είναι αρνητικό. Αυτή η αξιοσημείωτη μείωση της τιμής της ηλεκτρικής ενέργειας, συμβάλλει στην προσιτή τιμή των τελικών προϊόντων, αυξάνοντας την ανταγωνιστικότητα της επιχείρησης στην αγορά. Ταυτόχρονα, το σχεδόν μηδενικό αποτύπωμα άνθρακα, προάγει σημαντικά τη βιώσιμη πτυχή της επιχείρησης. Τέλος, τα αποτελέσματα της μελέτης δείχνουν σαφώς ότι η σύγκρουση μεταξύ του κόστους της ηλεκτρικής ενέργειας και της μείωσης του αποτυπώματος άνθρακα εξαλείφεται, οδηγώντας σε μια βιώσιμη και αποδοτική υποδομή. Προτείνεται η αξιολόγηση περισσότερων τύπων βιομάζας, ενώ η ενσωμάτωση συστημάτων αποθήκευσης ενέργειας θα μπορούσε ενδεχομένως να αυξήσει την αξιοπιστία και τη σταθερότητα του συστήματος.