Ανάλυση κύκλου ζωής για εξευγενισμό βιοαερίου σε βιομεθάνιο

Abstract

Η κλιματική κρίση που βιώνουμε, με υψηλές θερμοκρασίες, μακριές περιόδους ξηρασίας, λιώσιμο των πάγων κλπ., έχει αποδεδειγμένα συνδεθεί με την ανθρωπογενή παραγωγή διοξειδίου του άνθρακα από την εποχή της βιομηχανικής επανάστασης ως σήμερα. Διεθνείς οργανισμοί και κράτη προσπαθούν να μειώσουν το φαινόμενο και να προλάβουν μελλοντικές καταστροφές, θεσμοθετώντας περιβαλλοντικά πλαίσια, ενώ οι κοινότητες της τεχνολογίας και επιστήμης εφευρίσκουν λύσεις για καλυφθούν βιώσιμα οι ενεργειακές ανάγκες της ανθρωπότητας. Ακρογωνιαίος λίθος της απάντησης στο ενεργειακό πρόβλημα αποτελούν οι ανανεώσιμες πηγές ενέργειας. Η παρούσα εργασία καταπιάνεται με μία ειδική κατηγορία ανανεώσιμης ενέργειας, τα βιοκαύσιμα, και με την τεχνολογία μετατροπής ενέργειας σε καύσιμο. Συγκεκριμένα, μελετάται μέσω της ανάλυσης κύκλου ζωής η αναβάθμιση βιοαερίου με τη μέθοδο της βιοκατάλυσης, δηλαδή της βιολογικής μετατροπής Διοξειδίου του άνθρακα σε μεθάνιο σε αντιδραστήρα Trickle Bed Reactor (ΤΒR), και η επίπτωσή του συγκρίνεται με τις κλασσικές μεθόδους αναβάθμισης βιοαερίου. Στη συνέχεια συγκρίνεται η επίπτωση της βιολογικής αναβάθμισης βιοαερίου σε ΤΒR όταν η χρησιμοποιούμενη πηγή ενέργειας είναι το ενεργειακό μείγμα της χώρας, με όταν γίνεται χρήση ανανεώσιμων πηγών ενέργειας για την κάλυψη των ενεργειακών αναγκών της διεργασίας. Η μελέτη καταλήγει ότι, δεδομένου ότι οι ενεργειακές ανάγκες των κοινών μεθόδων αναβάθμισης βιοαερίου είναι σαφώς χαμηλότερες από αυτές της βιολογικής αναβάθμισης, όταν η χρησιμοποιούμενη πηγή ενέργειας είναι το ενεργειακό μείγμα της χώρας, μικρότερο αντίκτυπο στο περιβάλλον έχει η χρήση των κοινών μεθόδων. Ωστόσο, εάν η χρησιμοποιούμενη ενέργεια προέρχεται από ανανεώσιμες πηγές, η βιολογική αναβάθμιση έχει σημαντικά πλεονεκτήματα, με κυριότερο την ταυτόχρονη αξιοποίηση του διοξειδίου του άνθρακα κατά την απομάκρυνσή του, κάτι που λείπει από τις υπόλοιπες μεθόδους, οι οποίες απλώς απομακρύνουν και εκλύουν ή αποθηκεύουν τον άνθρακα. Έτσι, όταν η χρησιμοποιείται αιολική ενέργεια για την υποστήριξη της βιολογικής μεθανοποίησης, αυτή όχι μόνο δεν επιβαρύνει το περιβάλλον, αλλά έχει θετικό αντίκτυπο.