Η χρήση των γεωγραφικών συστημάτων πληροφοριών (GIS) στην υποστήριξη αποφάσεων για την εύρεση κατάλληλης τοποθεσίας εργοστασίων επεξεργασίας βιομάζας

Abstract

Η διπλωματική αυτή εργασία εστιάζει στην χρήση των Γεωγραφικών Συστημάτων Πληροφοριών (GIS) για την δημιουργία βάσεων δεδομένων και την υποστήριξη αποφάσεων σχετικά με την ύπαρξη και αξιοποίηση αγροτικών παραπροϊόντων γεωργίας. Κατά την συγκομιδή αγροτικών προϊόντων όπως το σιτάρι, το κριθάρι, η βρώμη, το βαμβάκι και άλλα σιτηρά προκύπτουν υπολείμματα όπως φύλλα, κλωνάρια, στελέχη και ρίζες τα οποία αποτελούν βιομάζα και μπορούν να αξιοποιηθούν για ενεργειακούς και άλλους σκοπούς από εξειδικευμένες εγκαταστάσεις. Στο πρώτο σκέλος της παρούσας διπλωματικής χρησιμοποιείται ένα πρόγραμμα του GIS, το MapInfo, στο οποίο εισάγονται πληροφορίες σχετικές με την ποσότητα παραγωγής υπολειμμάτων αγροτικών προϊόντων, αλλά και με την διαθέσιμη ενέργεια ανά είδος υπολείμματος και ανά νομό της Ελλάδας. Το MapInfo ουσιαστικά μπορεί να λειτουργήσει ως μία βάση δεδομένων η οποία ωστόσο εμπεριέχει και γεωγραφική πληροφορία. Έτσι με την βοήθεια «ερωτημάτων» επί της βάσης δεδομένων μπορούμε να γνωρίζουμε την ποσότητα των αγροτικών υπολειμμάτων ανά συγκεκριμένο είδος καρπού και ανά νομό. Τα απαραίτητα δεδομένα συλλέγονται από την Ετήσια Γεωργική Στατιστική Έκθεση στης Ελληνικής Στατικής Υπηρεσίας και μετασχηματίζονται προκειμένου να προκύψουν οι βάσεις δεδομένων διαθέσιμης ποσότητας και διαθέσιμης ενέργειας ανά είδος αγροτικού υπολείμματος και νομού. Δεδομένα λαμβάνονται για υπολείμματα σιταριού, κριθαριού, καλαμποκιού, βαμβακιού, ρυζιού, καπνού, ηλίανθου, ζαχαρότευτλων και βρώμης. Στο δεύτερο σκέλος του υπολογιστικού μέρους της παρούσας εργασίας καταστρώνεται ένα πρόγραμμα σε MATLAB προκειμένου να εντοπιστούν οι κατάλληλες τοποθεσίες για την εγκατάσταση εργοστασίων επεξεργασίας βιομάζας. Η επιλογή της κατάλληλης τοποθεσίας / νομού για κάθε σενάριο γίνεται αρχικά με βάση το ελάχιστο κόστος μεταφοράς των υπολειμμάτων από τις πηγές παραγωγής στο σημείο επεξεργασίας. Το κόστος μεταφοράς βιομάζας αποτελεί το 70% του λειτουργικού κόστους ενός εργοστασίου επεξεργασίας βιομάζας και στην συγκεκριμένη μελέτη αποτελείται από δύο μέρη: το σταθερό κόστος, στο οποίο συμπεριλαμβάνεται το κόστος συμπίεσης της βιομάζας και είναι ανάλογο με την ποσότητα των μεταφερόμενων υπολειμμάτων και το μεταβλητό κόστος, το οποίο εξαρτάται από την διανυόμενη απόσταση. Στην συνέχεια η τοποθεσία που προτείνεται από τον αλγόριθμο του MATLAB, αξιολογείται ως προς τα γεωγραφικά και τοπολογικά χαρακτηριστικά της, όπως η απόσταση από κεντρική οδική αρτηρία και η γειτνίαση με κατοικημένες περιοχές σε απόσταση μικρότερη από 1km. Σε αυτή την αξιολόγηση συμβάλλει ο χάρτης GIS με τίτλο CORINE Land Cover. Τέλος στην Ενότητα 3 της εργασίας αναπτύσσεται ακόμη ένα σενάριο το οποίο βασίζεται στα αποτελέσματα των δύο προηγουμένων. Στο σενάριο αυτό γίνεται διαχωρισμός της τοποθεσίας προ-επεξεργασίας της βιομάζας από την τοποθεσία κυρίως επεξεργασίας της. Ανάλογα με τα αποτελέσματα των σεναρίων 1 και 2 αναζητείται εκείνη η τοποθεσία που θα μπορούσε να υποστηρίξει καλύτερα στην κατασκευή ενός εργοστασίου αναβάθμισης (προ-επεξεργασίας) της βιομάζας. Κριτήρια για την επιλογή αυτή αποτελούν οι παραγόμενες ποσότητες υπολειμμάτων ανά νομό καθώς και οι αποστάσεις των υποψήφιων νομών από τις προτεινόμενες τοποθεσίες των εργοστασίων των προηγούμενων σεναρίων.