Διαχείριση κτηνοτροφικών και τυροκομικών αποβλήτων με σκοπό την παραγωγή ενέργειας και εδαφοβελτιωτικού με χρήση της μεθόδου της Αναερόβιας Χώνευσης, στην Περιφέρεια Θεσσαλίας - Μπόζου, Ευανθία (Εθνικό Μετσόβιο Πολυτεχνείο. Σχολή Χημικών Μηχανικών, 2016)
Με την πάροδο του χρόνου, παρατηρείται συνεχής αύξηση του πληθυσμού που παράλληλα οδηγεί και στην αύξηση των ενεργειακών αναγκών του πλανήτη μας. Η υπερκατανάλωση της ενέργειας, ο φόβος της επερχόμενης εξάντλησης των ορυκτών καυσίμων τις επόμενες δεκαετίες αλλά και οι περιβαλλοντικές επιπτώσεις της χρήσης τους ορίζουν το ενεργειακό πρόβλημα του πλανήτη. Στην Ελλάδα, η πλειονότητα των ενεργειακών αναγκών ικανοποιείται μέσω της εκμετάλλευσης του λιγνίτη και του πετρελαίου ενώ τα τελευταία χρόνια έχει γίνει στροφή προς την αξιοποίηση του φυσικού αερίου. Το φυσικό αέριο αποτελεί μια μορφή ανανεώσιμης πηγής ενέργειας (ΑΠΕ), μιας πηγής ενέργειας που επιβαρύνει το περιβάλλον κατά το ελάχιστο δυνατό και λόγω της συνεχούς τεχνολογικής της εξέλιξης βελτιώνεται η απόδοσή της. Μια άλλη μορφή ΑΠΕ αποτελεί το βιοαέριο το οποίο είναι δυνατόν να παραχθεί μέσω την μεθόδου της αναερόβιας χώνευσης (ΑΧ), μιας μεθόδου φιλικής προς το περιβάλλον και δοκιμασμένη για την αποδοτικότητα της στο εξωτερικό. Για την εφαρμογή της μεθόδου της ΑΧ χρησιμοποιείται ως καύσιμο βιομάζα. Η βιομάζα αυτή μπορεί να είναι συσσωματώματα (pellets) από καλλιέργεια ενεργειακών φυτών ή πυρήνες ροδακίνων ή ελαιοπυρήνες ή μπορεί να είναι κτηνοτροφικά και τυροκομικά απόβλητα Στα πλαίσια της υλοποίησης των επιταγών που θέτει η κείμενη νομοθεσία αλλά και σε προσπάθεια συμμόρφωσης με τους όρους και του κανόνες της Ευρωπαϊκής Ένωσης για την εύρεση άμεσων λύσεων για την αντιμετώπιση του προβλήματος της κλιματική αλλαγής, τα τελευταία χρόνια τόσο στην Ελλάδα όσο και στο εξωτερικό έχουν προβληθεί διάφορες προτάσεις σχετικές με την μείωση της έκκλησης του διοξειδίου του άνθρακα αλλά και της μείωσης της χρήσης συμβατικών καυσίμων. Μια από τις προτάσεις που είχε ιδιαίτερη απήχηση είναι αυτή της αξιοποίησης του ενσιρώματος που προκύπτει από την καλλιέργεια ενεργειακών φυτών όπως είναι ο ηλίανθος, η ελαιοκράμβη, η αγριαγκινάρα και το καλαμπόκι. Τα φυτά αυτά έχουν την δυνατότητα να δεσμεύουν το διοξείδιο του άνθρακα και κατόπιν να μετατρέπονται σε καύσιμη ύλη της οποίας οι εκπομπές αερίων του θερμοκηπίου θα δεσμεύονται ξανά από τα φυτά που καλλιεργούνται για βιοκαύσιμα. Ωστόσο, αποδείχθηκε μέσω της έρευνας και της πρακτικής πως η αξιοποίηση του ενσιρώματος των ενεργειακών φυτών επιδεινώνει την περιβαλλοντική και κοινωνική κρίση, ιδιαίτερα στις αναπτυσσόμενες χώρες που η κρίση αυτή είναι ήδη σε έξαρση. Μια από τις πιο σημαντικές αρνητικές συνέπειες των βιοκαυσίμων είναι η μείωση του συνόλου των καλλιεργούμενων εκτάσεων που είναι διαθέσιμες για την καλλιέργεια τροφίμων. Επίσης, έχει σημειωθεί και σημαντική αποψίλωση τροπικών δασών έτσι ώστε να αυξηθούν οι διαθέσιμες εκτάσεις για την καλλιέργεια των ενεργειακών φυτών, γεγονός που όχι απλώς δεν ελαττώνει την έκλυση των θερμοκηπιακών αερίων αλλά μειώνει και τις πιθανές πηγές απορρόφησής τους. Επιπρόσθετα, πέρα από την έκλυση αερίων του θερμοκηπίου λόγω αποψίλωσης εντείνεται και ο κίνδυνος ερημοποίησης, λειψυδρίας και τελικής κατάρρευσης ζωτικών οικοσυστημάτων όπως τα δάση του Αμαζονίου με παγκόσμιες συνέπειες. Πέρα από το περιορισμό των διαθέσιμων εκτάσεων για καλλιέργεια τροφής η εξάπλωση των ενεργειακών φυτών έχει εκτοπίσει ήδη χιλιάδες αγρότες από τους τόπους τους (υπολογίζονται 1 εκατομμύριο μόνο στην Βραζιλία). Οι μεγάλες μονοκαλλιέργειες από μόνες τους μειώνουν τις θέσεις εργασίας και δημιουργούν ακραίο συγκεντρωτισμό γης και εισοδήματος. Πρόσφατα, το μόνιμο φόρουμ των Ηνωμένων Εθνών για τα θέματα ιθαγενών προειδοποίησε ότι ως και 60 εκατομμύρια αυτόχθονες κινδυνεύουν να εκδιωχθούν από τη γη τους για να δημιουργηθούν καλλιέργειες φυτών που παράγουν βιοκαύσιμα. Πλέον τα Ηνωμένα Έθνη σε δική τους έκθεση, παροτρύνουν τις κυβερνήσεις να λάβουν υπόψη τις συνέπειες από τη χρήση ενεργειακών φυτών στην παραγωγή βιοκαυσίμων ειδικά επειδή μερικές από αυτές μπορεί να είναι μη αναστρέψιμες. Σε ότι αφορά την αξιοποίηση των ελαιοπυρήνων και των πυρήνων ροδακίνων θεωρείται πως είναι μια καλή πηγή βιομάζας αλλά από μόνη της δεν επαρκεί ώστε να καλύψει τις ανάγκες για βιομάζα των μονάδων βιομάζας. Η επιλογή που μένει να ερευνηθεί λοιπόν είναι η αξιοποίηση των κτηνοτροφικών και τυροκομικών αποβλήτων. To αντικείμενο της παρούσας διατριβής είναι η διαπίστωση του κατά πόσο οι μονάδες βιομάζας της Περιφέρειας Θεσσαλίας (ΠΘ) που χρησιμοποιούν τη μέθοδο της ΑΧ μπορούν να καλύψουν τις ανάγκες τους για βιομάζα μέσω της αξιοποίησης των αποβλήτων που προκύπτουν από επιλεγμένες κτηνοτροφικές και τυροκομικές μονάδες. Οι μονάδες βιομάζας που θα μελετηθούν εν συνεχεία, αναμένεται να παράγουν ηλεκτρική ενέργεια και εδαφοβελτιωτικό (digestate) ενώ οι επιλεγμένες κτηνοτροφικές και τυροκομικές μονάδες θα απέχουν 20-26 χλμ. από τις μονάδες βιομάζας. Η παρούσα εργασία χωρίζεται σε πέντε κεφάλαια. Στο πρώτο κεφάλαιο δίνονται αρχικά πληροφορίες σχετικά με τα ιδιαίτερα χαρακτηριστικά και τους τρόπους διαχείρισης και αξιοποίησης των κτηνοτροφικών και των τυροκομικών αποβλήτων. Στη συνέχεια, αναδεικνύεται η ΑΧ ως η καλύτερη δυνατή μέθοδο διαχείρισης των οργανικών αποβλήτων, όπως είναι αυτά που προκύπτουν από τις κτηνοτροφικές και τις τυροκομικές μονάδες, με βάση οικονομικά, περιβαλλοντικά, τεχνικά και κοινωνικά κριτήρια. Έπειτα, ακολουθεί ανάλυση της εν λόγω μεθόδου, συγκεκριμένα, ακολουθεί παράθεση πληροφοριών σχετικά με την περιγραφή της διαδικασίας της, των παραγόντων που την επηρεάζουν, τις εφαρμογές της αλλά και των περιβαλλοντικών επιπτώσεων της. Στο τέλος του πρώτου κεφαλαίου, γίνεται διαδοχική παρουσίαση πληροφοριών σχετικών με τα παράγωγα της ΑΧ που είναι το βιοαέριο και το εδαφοβελτιωτικό (digestate). Είναι πολύ σημαντικό να αναφερθεί πως το βιοαέριο μπορεί να χρησιμοποιηθεί ως καύσιμη ύλη για την παραγωγή ηλεκτρικής ενέργειας ή να υποστεί περεταίρω επεξεργασία και να μπορεί να αξιοποιηθεί όπως το φυσικό αέριο για τη θέρμανση χώρων ενώ το παραγόμενο digestate μπορεί να συνεισφέρει στη γονιμότητα των εδαφών με φυσικό τρόπο. Στο δεύτερο κεφάλαιο περιγράφεται η μεθοδολογία που έχει ακολουθηθεί. Παρουσιάζεται το μοντέλο του στρατηγικού σχεδιασμού το οποίο χρησιμοποιείται, τα μεθοδολογικά εργαλεία που χρησιμοποιήθηκαν αλλά και οι περιορισμοί και οι δυσκολίες που προέκυψαν κατά την εκπόνηση της παρούσας διπλωματικής διατριβής. Στο τρίτο κεφάλαιο παρατίθεται ανάλυση της υφιστάμενης κατάστασης της μελέτης περίπτωσης της Π.Θ. σχετικά με τα γεωγραφικά – μορφολογικά στοιχεία, τα δημογραφικά στοιχεία, τους παραγωγικούς τομείς, το φυσικό και ανθρωπογενές περιβάλλον, τις τεχνικές και κοινωνικές υποδομές και τις χρήσεις γης. Ιδιαίτερη έμφαση δίνεται στο ελλιπές σύστημα διαχείρισης των αποβλήτων αλλά και στις υψηλές ενεργειακές ανάγκες που έχει η εν λόγω περιφέρεια. Επίσης, γίνεται παρουσίαση των αδειοδοτημένων μονάδων βιομάζας που χρησιμοποιούν τη μέθοδο της ΑΧ στη Π.Θ. αλλά και των κτηνοτροφικών και τυροκομικών μονάδων που έχουν επιλεχθεί. Η συλλογή πληροφοριών σχετικών με τις τυροκομικές μονάδες αναφέρεται πως δεν ήταν εφικτή λόγω προστασία τους από την κείμενη νομοθεσία και για τον λόγο αυτόν δεν ήταν δυνατή η έρευνα σχετικά με τον όγκο των αποβλήτων που είναι δυνατόν να προκύψουν από τις εν λόγω μονάδες. Υπολογίζεται ο ετήσιος όγκος των αποβλήτων που μπορεί να προκύψει από τα εκτρεφόμενα ζώα της περιοχής μελέτης και συγκρίνεται με τον ετήσιο όγκο των αποβλήτων που μπορούν να διαχειριστούν οι δέκα αδειοδοτημένες μονάδες βιομάζας της Π.Θ.. Ακόμα, γίνεται υπολογισμός του ενεργειακού περιεχομένου των αποβλήτων αλλά και του παραγόμενου digestate που προκύπτει τόσο από την επεξεργασία των αποβλήτων των μονάδων βιομάζας όσο και των αποβλήτων που προκύπτουν από το σύνολο των κτηνοτροφικών μονάδων της περιοχής μελέτης. Εν συνεχεία, αναδεικνύεται ο αριθμός των στρεμμάτων που μπορούν να το αξιοποιήσουν το παραγόμενο digestate και ακολουθεί εκτίμηση του κόστους υλοποίησης του προγράμματος συγκομιδής των αποβλήτων αλλά και της διανομής του digestate στους καλλιεργητές. Έπειτα, ακολουθούν τα συμπεράσματα και η αξιολόγηση της περιοχής μελέτης μέσω της χρήσης πολυκριτηριακής ανάλυσης αλλά και τη μεθόδου SWOT. Τέλος, στο τέταρτο κεφάλαιο παρατίθεται προτάσεις που βασίζονται σε στοιχεία που έχουν προκύψει μετά την επεξεργασία των δεδομένων που εξετάστηκαν κατά τη συγγραφή της παρούσας διπλωματικής, ενώ στο πέμπτο και τελευταίο κεφάλαιο παρουσιάζεται η βιβλιογραφική ανασκόπηση.