thegreenblogspot: PELLETS: το φθηνό «πετρέλαιο»

Η βιομάζα είναι ανανεώσιμη. Ουσιαστικά είναι ένας αέναος μετατροπέας της ηλιακής ενέργειας, η οποία αποθηκεύεται σε χημική μορφή στα φυτά μέσω της φωτοσύνθεσης.

Έχει υπολογιστεί ότι κατ’ έτος, παράγονται παγκοσμίως μέσω της φωτοσύνθεσης περίπου 220 δισεκατομμύρια τόνοι ξηρής βιομάζας στον πλανήτη, με ενεργειακό ισοδύναμο που αντιστοιχεί στο δεκαπλάσιο της σημερινής παγκόσμιας κατανάλωσης ενέργειας.

Χρησιμοποιώντας ένα πολύ μικρό κομμάτι του δυναμικού αυτής της πρώτης ύλης, δεν πιστεύω ότι έχουμε να χάσουμε και πολλά, αντιθέτως υπάρχουν πάρα πολλά οφέλη. Ειδικά όταν σήμερα υπάρχουν τρόποι ώστε με τη βιομάζα να έχει ενέργεια ο καταναλωτής στη μισή τιμή από αυτή του πετρελαίου.

Ας μην ξεχνούμε ότι και τα ορυκτά καύσιμα (πετρέλαιο κτλ) από τη βιομάζα προέρχονται. Συγκεκριμένα από τεράστιες ποσότητες βιομάζας (πχ τεράστια δάση) που λόγω γεωλογικών αλλαγών καταπλακώθηκαν και εγκλωβίστηκαν στο εσωτερικό της γης και υπό κατάλληλες αναερόβιες συνθήκες μετατράπηκαν σε καύσιμα.

Η διαφορά είναι ότι το πετρέλαιο χρειάστηκε περί τα 70.000.000 χρόνια για να σχηματιστεί από βιομάζα, ενώ για τη χρήση της βιομάζας σε μορφή πελλέτας (pellets - στερεά μορφοποιημένα βιοκαύσιμα) αρκούν 70 μόνο ημέρες.

Στο παρόν άρθρο παρουσιάζονται τα στερεά μορφοποιημένα βιοκαύσιμα ή πελλέτες (pellets) τα οποία είναι μία άριστη και φθηνή λύση για αντικατάσταση του πετρελαίου θέρμανσης. Τα pelletsείναι συμπιεσμένη βιομάζα δηλαδή ανανεώσιμο - ανεξάντλητο καύσιμο που δεν ρυπαίνει το περιβάλλον.

Φυσικά στην Ελλάδα είναι άγνωστο καύσιμο, ενώ στην κεντρική και βόρεια Ευρώπη η αγορά πελλέτας γνωρίζει μεγάλη άνθηση (pellet boom). Στις ευρωπαικές χώρες τα pellets χρησιμοποιούνται ευρέως εδώ και 2 δεκαετίες αντικαθιστώντας το πετρέλαιο θέρμανσης και το φυσικό αέριο, με σοβαρά θετικά αποτελέσματα για την οικονομία τους και το περιβάλλον.

Η πρώτη ύλη

Η πρώτη ύλη των πελλετών είναι βιομάζα που μπορεί να προέρχεται από διάφορες πηγές υπολειμμάτων. Ενδεικτικά αναφέρονται τα παρακάτω: υπολείμματα βιομηχανίας κατεργασίας ξύλου (πχ πριονίδια), υπολείμματα των καλλιεργειών (άχυρα, στελέχη βαμβακιού, κλαδέματα), δασική βιομάζα (διαχείριση δασών), αυτοφυής βιομάζα (πχ καλάμια).

Αξιοποίηση υπολειμματικής βιομάζας

Επίσης η βιομάζα μπορεί να είναι καλλιεργούμενη, κάτι που βοηθά στον προγραμματισμό και τη συνεχή παροχή πρώτης ύλης στη βιομηχανία πελλέτας. Ενδεικτικά αναφέρονται ως τέτοιες καλλιέργειες (ενεργειακές) οι εξής:

Ινώδες σόργο, Αγριαγκινάρα, Μίσχανθος, Κενάφ, Καλάμι, Switchgrass (είδος κεχριού). Επίσης μπορούν να καλλιεργηθούν και δασικά είδη όπως Ευκάλυπτος, Ψευδακακία, Ιτιά, Λεύκα, Ήμερη κάνναβη κ.α

Αξιοποίηση ενεργειακών καλλιεργειών για παραγωγή βιομάζας

Η διαδικασία παραγωγής πελλέτας

Η παραγωγή των πελλετών (pellets) γίνεται σε αντίστοιχες μονάδες επεξεργασίας. Οι πελλέτες (pellets) είναι μικρά κυλινδρικά τεμάχια συμπιεσμένης βιομάζας (από διάφορες καλλιέργειες, δασική βιομάζα, υπολείμματα βιομηχανίας ξύλου πχ πριονίδια κτλ) διαφόρων μεγεθών (π.χ. διαμέτρου 6 mm και μήκους 30 mm). Οι πελλέτες έχουν υγρασία 8-10 % (ειδικό βάρος περί τα 650 κιλά ανά κυβικό μέτρο) και θερμική αξία περί τα 17-21 MJ/kg (ανάλογα με το είδος της βιομάζας), δηλαδή 2 κιλά πελλέτας ισοδυναμούν λίγο λιγότερο από 1 λίτρο πετρελαίου.

Πλήρες διάγραμμα των pellets

(πρώτη ύλη - παραγωγή pellets - διανομή - καυστήρας με αποθήκη)

Η συμπιεσμένη βιομάζα σε μορφή πελλέτας επιτρέπει διανομή και αποθήκευση των στερεών καυσίμων παρόμοια με αυτή των υγρών καυσίμων και καθιστά δυνατή τη χρήση για οικιακή θέρμανση ή θέρμανση κτιρίων και άλλων εγκαταστάσεων όπως για παράδειγμα βιομηχανικών μονάδων.

Μονάδες παραγωγής πελλέτας (βιομηχανίες)

Στο παρακάτω σχήμα δίνεται η γραμμή παραγωγής μιας βιομηχανίας pellets:

Διαδικασία παραγωγής pellets (γραμμή παραγωγής)

Ενδεικτικές περιπτώσεις χρήσης pellets ως καύσιμο

Στη συνέχεια παρουσιάζονται ορισμένες περιπτώσεις χρήσης pellets ως καύσιμο.

Σημειώνεται ότι υπάρχουν έτοιμες λύσεις για τους μεγάλους καταναλωτές (βιομηχανίες, ξενοδοχεία κτλ) όπου έτοιμα κοντέινερ (όπως φαίνεται και στις φωτογραφίες) με πλήρες εξοπλισμό (καυστήρες, αποθήκη-σιλό κτλ) ενσωματώνονται στο υπάρχον δίκτυο θέρμανσης (με απλό by pass). Οι καυστήρες πετρελαίου ή αερίου παραμένουν ως εφεδρικοί. Η εξέλιξη στο εξωτερικό είναι τέτοια, που η προμήθεια καυσίμου πελλέτας (ανεφοδιασμός) στους μεγάλους καταναλωτές γίνεται πλέον αυτόματα: ένας αισθητήρας υπάρχει στη δεξαμενή αποθήκευσης, και λίγο πριν αδειάσει η αποθήκηειδοποιείται αυτόματα ο προμηθευτής πελλέτας με sms.

Εκτός από την απλή θέρμανση κτιρίων και κατοικιών υπάρχουν και άλλες χρήσης των pellets. Για παράδειγμα, κεντρικές εγκαταστάσεις συμπαραγωγής ηλεκτρικής ενέργειας και θέρμανσης ή μόνο θέρμανσης με δίκτυα τηλεθέρμανσης οικισμών, είναι εφαρμογές που σύντομα θα δούμε και στην Ελλάδα.

Τηλεθέρμανση με pellets στη Σουηδία

Τα οφέλη για τον καταναλωτή

Λόγω της ραγδαίας αύξησης της αγοράς πελλέτας για θέρμανση στην Κεντρική και Βόρεια Ευρώπη, η βιομηχανία παραγωγής καυστήρων πελλέτας έχει κάνει μεγάλα τεχνολογικά άλματα με αποτέλεσμα οι καυστήρες πελλέτας που κυκλοφορούν στο εμπόριο σήμερα να έχουν πολύ μεγάλη απόδοση, παρόμοια πλέον (ή και μεγαλύτερη) με την απόδοση των καυστήρων πετρελαίου (80-85%). Επίσης η τροφοδοσία του καυσίμου (pellets) στον καυστήρα από το χώρο αποθήκευσης είναι αυτόματη, με μηχανικό ή πνευματικό σύστημα.

Οικιακές θερμάστρες και ενεργειακά τζάκια με καύσιμο πελλέτα

Η λιανική τιμή της πελλέτας στη χώρα μας, στην παρούσα φάση, είναι περί τα 180-200 ευρώ/τόνο.Όπως προαναφέρθηκε, 2 κιλά πελλέτας ισοδυναμούν περίπου με 1 λίτρο πετρελαίου. Βάσει των παραπάνω, είναι ξεκάθαρο ότι ο καταναλωτής που θα επιλέξει τη θέρμανση με πελλέτα, θα έχει κόστος θέρμανσης περί τα 0,4 ευρώ (40 λεπτά) ανά λίτρο ισοδύναμου πετρελαίου. Δεδομένου του γεγονότος ότι πλέον το πετρέλαιο θέρμανσης κυμαίνεται στα 0,7 ευρώ (70 λεπτά) το λίτρο, προκύπτει ότι η θέρμανση με στερεό καύσιμο παρέχει μείωση του κόστους θέρμανσης περίπου κατά 40% σε σχέση με το πετρέλαιο θέρμανσης.

Καυστήρες κεντρικής θέρμανσης pellets και αποθήκευση καυσίμου

Το οικονομικό όφελος από τη μείωση του κόστους θέρμανσης, γίνεται πολλαπλάσιο στην περίπτωση των μεγάλων κτιρίων (σχολεία, νοσοκομεία, ξενοδοχεία κτλ) ή των βιομηχανικών & θερμοκηπιακών μονάδων, ενώ μεγάλες είναι και οι προοπτικές για τη χρήση της πελλέτας στην τηλεθέρμανση οικισμών.

Για τους μεγάλους καταναλωτές οι τιμές συνήθως διαμορφώνονται στα 130-150 ευρώ/τόνο (δηλ. τιμή ισοδύναμου πετρελαίου 26-30 λεπτά/λίτρο), οπότε στην περίπτωση αυτή ο καταναλωτής πελλέτας εξοικονομεί πάνω από το 50% των συνολικών εξόδων για θέρμανση (σε σχέση με το πετρέλαιο).

Βεβαίως τα παραπάνω νούμερα είναι ενδεικτικά για τον καταναλωτή και το όφελος μπορεί να είναι μικρότερο λόγω αύξησης τιμών στην αγορά πελλέτας (κερδοσκοπία), ως συνέπεια της αύξησης του πετρελαίου. Εδώ πρέπει να ξεκαθαριστεί ότι το κόστος παραγωγής πελλέτας (σε αντίθεση με άλλα καύσιμα) μειώνεται συνεχώς λόγω της τεχνολογικής εξέλιξης και της βελτιστοποίησης όλων των κρίκων της παραγωγικής αλυσίδας.

Η Ευρωπαϊκή πραγματικότητα

Στη συνέχεια δίνεται ως παράδειγμα η Αυστρία, μία χώρα περίπου με τα μεγέθη της Ελλάδας, η οποία την τελευταία δεκαετία έχει κάνει θαύματα με την πελλέτα ως καύσιμο.

Εξέλιξη της παραγωγής πελλέτας στην Αυστρία

Στο παρακάτω σχήμα φαίνεται η εξέλιξη του κόστους θέρμανσης με πετρέλαιο και πελλέτα (τελικό κόστος θέρμανσης και όχι τιμές πώλησης των καυσίμων).

Κόστος θέρμανσης με χρήση πελλέτας και πετρελαίου (Αυστρία-Γερμανία)

Όπως φαίνεται από το διάγραμμα που αφορά στην Αυστρία, από τις αρχές του 2004, το κόστος θέρμανσης με πελλέτα έφτασε να είναι σχεδόν το μισό, ενώ σήμερα με τις υπάρχουσες τιμές του πετρελαίου, η ψαλίδα έχει ανοίξει ακόμη περισσότερο. Η ίδια εικόνα και για την Γερμανία μετά το 2006. Επίσης είναι χαρακτηριστική η μείωση του κόστους των pellets στην Αυστρία, κυρίως λόγω συμπίεσης του κόστους παραγωγής και διακίνησης, με τη συνεχή βελτίωση της τεχνογνωσίας.

Σήμερα πλέον στην Αυστρία πωλούνται περισσότεροι καυστήρες pellets από καυστήρες πετρελαίου.

Μάλιστα η αυστριακή κυβέρνηση δίνει οικονομικά κίνητρα για χρήση πελλέτας (επιδότηση αγοράς καυστήρων, χαμηλότερη φορολόγηση από τα ορυκτά καύσιμα κτλ).

Σχετικά με τις τιμές πώλησης πελλέτας στα διάφορα ευρωπαϊκά κράτη, στο παρακάτω σχήμα δίνεται η κατάσταση της αγοράς σε 17 ευρωπαϊκές χώρες, για το διάστημα Ιούλιος 2007-Απρίλιος 2008.

Επίσης παρουσιάζεται και η τάση των τιμών πελλέτας ορισμένων χωρών την τελευταία τριετία.

Κλείνοντας, δίνεται και η εικόνα της ευρωπαϊκής βιομηχανίας πελλέτας.

Η ραγδαία εξέλιξη της ευρωπαϊκής βιομηχανίας πελλέτας

Στους χάρτες φαίνονται τα εργοστάσια παραγωγής πελλέτας της Ευρώπης. Τα εργοστάσια διπλασιάστηκαν από 115 (2003) σε 236 (2005) σε μία διετία, ενώ το 2007 αυξήθηκαν σε περισσότερα από 400. Χαρακτηριστική η εικόνα στη γειτονική Ιταλία, καθώς και η ορφάνια της Ελλάδας.

Οι βιομηχανίες παραγωγής πελλέτας στην Ευρώπη

Στην Ελλάδα, πρόσφατα ξεκίνησαν να παράγουν pellets τρεις μονάδες μικρής δυναμικότητας, στη Θεσσαλία.

Ολοκληρωμένα σχήματα παραγωγής ενέργειας από βιομάζα

Τα μοντέλα αξιοποίησης της βιομάζας είναι πολυάριθμα. Ενδεικτικά παρουσιάζεται το παρακάτω σχήμα για να γίνει κατανοητό ότι τα περιθώρια αξιοποίησης της βιομάζας είναι τεράστια (όπως τεράστιες είναι και οι ποσότητες ανανεώσιμης βιομάζας στη χώρα μας που μένουν αναξιοποίητες).

Το σχήμα στοχεύει στην βελτιστοποίηση της παραγωγής ενέργειας από βιομάζα και την μεγιστοποίηση του αποτελέσματος (οικονομικού, ενεργειακού κτλ).

Δίνεται απλή μακέτα για την κατανόηση του συστήματος παραγωγής. Τέτοιες βιομηχανικές μονάδες λειτουργούν με μεγάλη επιτυχία σε χώρες της Ευρώπης και αναρωτιέμαι γιατί όχι και στην Ελλάδα.

Σχήμα ολοκληρωμένης παραγωγής

(Hλεκτροπαραγωγή-Τηλεθέρμανση-Παραγωγή pellets με μοναδική πρώτη ύλη τη βιομάζα)

Το σχήμα αποτελείται από μονάδα ηλεκτροπαραγωγής (συμπαραγωγής ηλεκτρισμού-θερμότητας), μονάδα τηλεθέρμανσης οικισμού και μονάδα παραγωγής pellets. Όπως φαίνεται και πάνω δεξιά στο σχήμα, δίνεται και ένας ενδεικτικός προγραμματισμός πρώτης ύλης για την Ελλάδα,ο οποίος βασίζεται σε καλλιέργειες (στο κενό διάστημα του προγράμματος χρήση πριονιδιών, κλαδεμάτων κτλ).

Στο παραπάνω μοντέλο, με την καύση της βιομάζας παράγεται ηλεκτρισμός (ατμός-τουρμπίνες).

Μετά την ηλεκτροπαραγωγή, μία ποσότητα του ατμού χρησιμοποιείται στην τηλεθέρμανση, όπου με εναλλάκτες θερμότητας ζεσταίνεται το νερό του δικτύου τηλεθέρμανσης και οδηγείται για τη θέρμανση των κτιρίων.

Μια άλλη ποσότητα ατμού χρησιμοποιείται στη μονάδα παραγωγής pellets, όπου επίσης μοναδική πρώτη ύλη είναι η βιομάζα. Σημειώνεται ότι γενικά στις μονάδες παραγωγής πελλέτας, η ενέργεια για την ξήρανση της βιομάζας είναι μεγάλο κομμάτι του κόστους παραγωγής και αποτελεί και το σύνολο σχεδόν της κατανάλωσης ενέργειας.

Έτσι τελικά παράγονται 3 προϊόντα δηλαδή ηλεκτρισμός, pellets και παροχή θέρμανσης.

θέλω να πιστεύω ότι από τα παραπάνω γίνεται κατανοητό ότι τα ορυκτά καύσιμα δεν είναι η μοναδική λύση που υπάρχει. Σήμερα είναι διαθέσιμο ένα μεγάλο φάσμα, φθηνών και φιλικών στο περιβάλλον, ενεργειακών λύσεων. Άντε μπρε και στην Ελλαδίτσα μας!