title: Mαθηματική προτυποποίηση συστήματος βιοαερίου από γεωργικά παρα-προϊόντα για συμπαραγωγή ηλεκτρισμού και θερμότητας: η περίπτωση του Lubelskie της Πολωνίας
title: Μathematical programming of biogas system from arable and livestock farms for CHP: case study in Lubelskie province of Poland
Creators: name: Κουσπαρης Δημητριος
Publisher: name: Technical University of Crete
Year: 2019

description: Στη συγκεκριμένη διπλωματική εργασία γίνεται μια μελέτη περίπτωσης (case study) για τη μαθηματική προτυποποίηση συστήματος βιοαερίου από γεωργικά παραπροϊόντα, για το Lubelskie της ανατολικής Πολωνίας με κύριο σκοπό την εξαγωγή χρήσιμων συμπερασμάτων τα οποία θα κινητοποιήσουν επενδυτές των ανανεώσιμων πηγών ενέργειας να επενδύσουν, και υπεύθυνους χάραξης πολιτικής και λήπτες αποφάσεων να πράξουν ανάλογα. Ένα χρήσιμο συμπέρασμα είναι ο αριθμός των επιπλέων μονάδων παραγωγής και αξιοποίησης βιοαερίου που θα μπορούσε να έχει μια περιοχή. Εισαγωγικά στο κεφάλαιο 1 γίνεται η πρώτη προσέγγιση του ζητήματος της ενεργειακής αξιοποίησης γεωργικών αποβλήτων. Στην περίπτωση των γεωργικών περιοχών η αναερόβια χώνευση χρησιμοποιείται κατά κόρον για την παραγωγή βιοαερίου, ενώ η ενεργειακή αξιοποίηση του παραγόμενου βιοαερίου γίνεται με μεγάλη ποικιλία τεχνολογιών, και στοχεύει στην συμπαραγωγή ηλεκτρισμού και θερμότητας. Η Σ.Η.Θ αποτελεί μονόδρομο στο πλαίσιο της αειφόρου ανάπτυξης μιας περιοχής που φέρει τα συγκεκριμένα χαρακτηριστικά, επομένως η διεξοδική ανάλυση και περιγραφή των χρησιμοποιούμενων τεχνολογιών παραγωγής και αξιοποίησης της βιομάζας δεν θα μπορούσε παρά να είναι αναπόσπαστο κομμάτι της οποιασδήποτε αντίστοιχης προσέγγισης. Στο κεφάλαιο 2 επιχειρείται μια εισαγωγή στη θεωρία του αγροτικού προγραμματισμού, ούτως ώστε να τεθούν τα θεμέλια του σκοπού και του πεδίου εφαρμογής. Συζητείται σε βάθος ο τομέας ως οικονομική μονάδα, ενώ δίνονται παραδείγματα προτυποποίησης (μοντελοποίησης) και επεξηγηματικά διαγράμματα των συναρτήσεων ζήτησης και προσφοράς, όπως αυτά διαμορφώνονται μετά της επίλυση διαδοχικών υποδειγμάτων. Έπεται το κεφάλαιο 3, το μεθοδολογικό πλαίσιο, το οποίο περιλαμβάνει τις μεθόδους αξιολόγησης των γεωργικών επενδύσεων και στη συνέχεια ακολουθεί η πρώτη προσπάθεια σύζευξης θεωρίας και πράξης, με το κεφάλαιο 4 να αποτελεί γέφυρα μεταξύ του κόσμου της θεωρίας και του πραγματικού παραδείγματος, αυτό του Lubelskie. Συνδέεται η Σ.Η.Θ με την Ε.Ε πρωτίστως και με την Πολωνία στη συνέχεια, ενώ γίνεται ομαλή μετάβαση στο Lubelskie παράλληλα με μια νύξη στο ισχύον νομοθετικό πλαίσιο για ανανεώσιμες πηγές ενέργειας. Φυσικό επακόλουθο αποτελεί το κεφάλαιο 5, στο οποίο τα όσα έχουν εξαχθεί έπειτα από στοιχειοθετημένη έρευνα συνυφαίνονται στο πλαίσιο μιας τεχνικοοικονομικής ανάλυσης, που περιλαμβάνει  εισροές, εκροές και στοιχεία από προτυποποιήσεις για την καμπύλη προσφοράς της βιομάζας. Έπειτα παρουσιάζονται τα διαγράμματα της καθαρής παρούσας αξίας, ενώ στο κεφάλαιο 6 γίνεται  παρουσίαση σε πίνακες και διαγράμματα των εξαχθέντων, με επεξήγηση και βασικά συμπεράσματα των τρόπων βελτίωσης της τρέχουσας προσέγγισης.
description: In the following thesis, a case study on the mathematical modeling of a biogas system from agricultural byproducts for Lubelskie in eastern Poland is being carried out, with the main purpose of extracting useful conclusions able to mobilize investors of renewable energy to invest and developers-policy/decision makers to do so. A useful conclusion is the number of additional biogas production and exploitation units that a region could sustain. Chapter 1 introduces a first approach to the issue of energy recovery from agricultural waste. In the case of agricultural areas, anaerobic digestion is used extensively for the production of biogas, while the energy utilization of the biogas produced is by a wide variety of technologies, and aims at the cogeneration of heat and power. CHP is a one-way street in the context of the sustainable development of a region that has the above specific characteristics, so thorough analysis and description of biomass production and utilization technologies will always be an integral part of any similar approach. Chapter 2 attempts an introduction in the theory of rural planning ,so as to lay the foundations of purpose and scope. The sector is discussed in depth as an economic unit, while examples of modeling and explanatory diagrams of the demand and supply functions are presented, as they are formed after the successive models have been solved. Additionally, Chapter 3, the methodological framework, includes methods for evaluating agricultural investment, followed by the first attempt to combine theory and practice, Chapter 4 being a bridge between the world of theory and the real example, that of Lubelskie . It contains C.H.P examples within the EU first and lastly in Poland, while smoothly going to Lubelskie along with a hint in the current legislative framework for renewable energy (R.E.S.). A natural consequence is Chapter 5, in which what has been extracted following a substantiated survey is taken in the context of a technical and economic analysis, including inputs, outflows and data from standardization of the biomass supply curve. Finally, charts of net present value (N.P.V) are presented, while chapter 6 presents the tables and diagrams exported, with explanation and basic conclusion of how to improve the current approach.