ΤΖΑΚΙΑ ΧΩΡΙΣ ΚΑΜΙΝΑΔΑ

Δευτέρα, 25 Νοεμβρίου 2013

ΕΡΧΕΤΑΙ Ο ΕΦΙΑΛΤΗΣ ΤΟΥ «BIG SMOKE» - H ΑΘΗΝΑ ΚΑΙ ΦΕΤΟΣ ΘΑ ΓΙΝΕΙ... ΛΟΝΔΙΝΟ

Eως και εκατό φορές περισσότερο ρυπογόνα τα τζάκια 

Του Κοσμά Ζακυνθινού
kzakinthinos@pegasus.gr
Με τοπίο στην... αιθαλομίχλη θα μοιάζει για ακόμα μία χρονιά το φετινό χειμερινό σκηνικό, καθώς τα πρώτα τζάκια που καίνε ήδη στο λεκανοπέδιο, επαναφέρουν μνήμες από τις «γκρίζες» και «αποπνυκτικές» νύχτες του περσινού χειμώνα. Η ανησυχία πολιτών κορυφώνεται μετά τις αποκαλύψεις επιστημονικών φορέων, που αποδεικνύουν πως οι εκπομπές ρύπων από τζάκια και σόμπες είναι έως και κατά 100 φορές περισσότερες σε σχέση με τις αντίστοιχες από την καύση του λέβητα πετρελαίου. Η φθηνή λύση στη θέρμανση αποδεικνύεται ιδιαίτερα δαπανηρή για τη δημόσια υγεία και ιδιαίτερα των μικρών παιδιών και των χρονίως πασχόντων. Όπως έχει επισημάνει και ο Ιατρικός Σύλλογος Αθηνών, η καύση του ξύλου προκαλεί ολοένα και μεγαλύτερη συγκέντρωση των αιωρούμενων μικροσωματιδίων στην ατμόσφαιρα.
Τα μικροσωματίδια διαχωρίζονται, «ανάλογα με τη διάμετρό τους, δηλαδή σ' εκείνα που έχουν διάμετρο από 2,5 έως 10 μm, που συνήθως αποτελούνται από οξείδια του αργιλίου, πυρίτιο, σίδηρο και είναι εισπνεύσιμα, και σε αυτά με διάμετρο μικρότερη των 2,5 μm που παράγονται σε τεράστιες ποσότητες από καυσόξυλα και ξυλόσομπες και μπορούν να διεισδύσουν βαθύτερα στα πνευμόνια και να προκαλέσουν σοβαρότερη βλάβη. Την ίδια στιγμή, τον κώδωνα του κινδύνου κρούει και ο καθηγητής Πνευμονολογίας του Πανεπιστημίου Χάρβαρντ Π. Μπεχράκης, πρωτού λάβει φέτος εκτεταμένη έκταση το ζήτημα, ο οποίος μαζί με τον καθηγητή του ΕΚΕΦΕ «Δημόκριτος» Κ. Ελευθεριάδη επιβλέπει την εξέλιξη της συγκεκριμένης έρευνας του Εθνικού Κέντρου Επιχειρήσεων Υγείας (ΕΚΕΠΥ), για τη συσχέτιση της αύξησης των αιωρούμενων σωματιδίων με τις εισαγωγές στις πνευματολογικές κλινικές.

Μάλιστα, όπως τονίζει, επιχειρείται να συνδυαστεί ένα δίκτυο συλλογής υγειονομικών πληροφοριών με τα επίπεδα ρύπανσης, αλλά ακόμη είναι νωρίς για να έχουμε κάποια ασφαλή συμπεράσματα. Σύμφωνα με υπολογισμούς, η συμμετοχή της οικιακής θέρμανσης στις εκπομπές και στη διαμόρφωση των μέσων επιπέδων των αιωρούμενων σωματιδίων στην ατμόσφαιρα της Αθήνας, εκτιμάται περί το 25%. Ενώ, οι εκπομπές σωματιδίων από την καύση ξύλου είναι πάνω από 50 (για ενεργειακό τζάκι) έως 100 φορές (για τζάκι, ξυλόσομπα) μεγαλύτερος από αυτές του συμβατικού λέβητα πετρελαίου, με αποτέλεσμα η συμβολή των εστιών στερεών καυσίμων στις συνολικές εκπομπές να είναι δυσανάλογα μεγάλη σε σχέση με το πλήθος τους.
Επικίνδυνο πείραμα
Το τρομερά επικίνδυνο πείραμα με τις «δολοφονικές» συγκεντρώσεις μικροσωματιδίων, που θέτουν σε άμεσο κίνδυνο την υγεία των πολιτών, αναμένεται να πρωταγωνιστήσει και τη φετινή χειμερινή περίοδο.


Τα στοιχεία του περυσινού χειμώνα είναι αποκαλυπτικά, καθώς σύμφωνα με τα στοιχεία έρευνας του χημικού μηχανικού και τέως υπευθύνου στο υπουργείο Περιβάλλοντος για την ατμοσφαιρική ρύπανση Δημήτρη Χατζηδάκη, σε δείγμα 220 κατοίκων στην περιοχή του Λεκανοπεδίου (σχετικά με το πόσο αισθητή έγινε η αιθαλομίχλη κατά την περίοδο Δεκεμβρίου 2012 - Ιανουαρίου 2013), το 50% των κατοίκων του Λεκανοπεδίου ένιωσε δυσφορία, εξαιτίας της αιθαλομίχλης, ενώ το 16% παρουσίασε προβλήματα του αναπνευστικού, είχε πονοκεφάλους και ερεθισμούς στα μάτια. Για το 90% των κατοίκων, η όχληση που αισθάνθηκε τον φετινό χειμώνα ήταν πρωτόγνωρη, ενώ μόλις το 10% είχε παρουσιάσει δυσφορία και άλλα συμπτώματα τους προηγούμενους χειμώνες. Τα ποσοστά για τη δυσφορία κυμάνθηκαν σε χαμηλά επίπεδα στην ανατολική και νότια περιοχή του Λεκανοπεδίου και σε υψηλά επίπεδα στην υπόλοιπη Αττική.
Την ίδια στιγμή, το 80% των πολιτών δήλωνε ότι αντιλήφθηκε οσμή καμένου ξύλου, κατά την περίοδο μελέτης, ενώ το 40% αντιλήφθηκε οσμή καμένου υλικού αλλά όχι ξύλου, γεγονός που, καταδεικνύει τη χρήση ως βιοκαύσιμα σκουπιδιών, επεξεργασμένων ξύλων, επίπλων, μελαμίνες και άλλων επικίνδυνων για καύση υλικών.

Αστικά κέντρα
Την ίδια στιγμή, τα στοιχεία του «βομβαρδισμού» στη πλειψηφία των μεγάλων αστικών κέντρων, από τα επικίνδυνα αιωρούμενα σωματίδια που προκύπτουν από μελέτη που υλοποιήθηκε στο πλαίσιο του ΕΣΠΑ-Θαλής και τη συμμετοχή ερευνητικών ομάδων (Αστεροσκοπείο Αθηνών, το ΕΚΕΦΕ «Δημόκριτος», τα Πανεπιστήμια Κρήτης, Αιγαίου, Πατρών, Ιωαννίνων και το αμερικανικό Georgia Tech, με συμμετοχή πάνω από 20 διδακτορικών) είναι αποκαλυπτικά για την κατάσταση των πόλεων σε Αθήνα, Πάτρα, Γιάννενα και Ηράκλειο, στο διάστημα 10 Ιανουαρίου έως 10 Φεβρουαρίου. Στο Θησείο, οι μέγιστες ωριαίες συγκεντρώσεις ήταν περίπου 300 μικρογραμμάρια ανά κυβικό μέτρο και στο κέντρο της Πάτρας πάνω από 200 μικρογραμμάρια ανά κυβικό μέτρο.
Η κατάσταση θα μπορούσε να είναι ακόμη χειρότερη, αλλά, κατά ευτυχή συγκυρία, οι υψηλές θερμοκρασίες, ο δυνατός άνεμος και η βροχή που επικράτησαν το τελευταίο διάστημα (ο φετινός Ιανουάριος ήταν κατά περίπου 3,5 βαθμούς Κελσίου θερμότερος από τον περυσινό) περιόρισαν πολύ τη συχνότητα των επεισοδίων ρύπανσης. Σύμφωνα με τους επιστήμονες, ενδεχομένως σε άλλες περιοχές του λεκανοπεδίου το πρόβλημα να ήταν πιο οξύ. Πάντως, όπως υποστηρίζουν, οι μετρήσεις στο Θησείο αποτελούν μια απεικόνιση της μέσης κατάστασης στο αστικό περιβάλλον της πόλης. Τα κύρια δεδομένα που κατέληξε το πείραμα, με θέμα «Προσδιορισμός των πηγών και των φυσικοχημικών ιδιοτήτων των λεπτόκοκκων και υπερλεπτόκοκκων αιωρούμενων σωματιδίων του ατμοσφαιρικού αερολύματος που επηρεάζουν το κλίμα της Ελλάδας», ήταν:

  • Οι συγκεντρώσεις των αιωρούμενων σωματιδίων τις κρύες νύχτες με άπνοια έφτασαν σε πολύ υψηλά επίπεδα.
  • Στο Θησείο, οι συγκεντρώσεις PM 2,5 ξεπέρασαν τα 50 μικρογραμμάρια ανά κυβικό μέτρο αέρα έξι νύχτες κατά τον έναν μήνα των μετρήσεων. Σε τρεις από αυτές τις νύχτες ξεπέρασαν τα 100 μικρογραμμάρια.
Η καύση ξύλων ήταν υπεύθυνη (άνω του 90% συνεισφορά) για τις υψηλές συγκεντρώσεις τις νυχτερινές ώρες. Τα σωματίδια από την καύση ξύλων αποτελούνταν κατά 80% από οργανικές ενώσεις, κατά 10% από στοιχειακό άνθρακα (μη καθαρό γραφίτη) και κατά 10% από ανόργανα άλατα (χλωριούχο κάλιο, θειικό κάλιο κλπ). Οι εκατοντάδες οργανικές ενώσεις συμπεριλαμβάνουν πολυκυκλικούς αρωματικούς υδρογονάνθρακες (ενώσεις ιδιαίτερα τοξικές για τη ζωή στον πλανήτη), αλκάνια, μονο-καρβοξυλικά και δι-καρβοξυλικά οξέα, διτερπενοικά οξέα .κλπ.
Πάτρα και Ιωάννινα
Απογοητευτικά ήταν τα αποτελέσματα και σε άλλες ελληνικές πόλεις όπου έγιναν μετρήσεις. Συγκεκριμένα, στην Πάτρα, οι συγκεντρώσεις των PM 2,5 ξεπέρασαν τα 50 μικρογραμμάρια ανά κυβικό μέτρο για 12 νύχτες, κατά τη διάρκεια του μήνα των μετρήσεων. Σε πέντε από αυτές ξεπέρασαν τα 100 μικρογραμμάρια. Στα Ιωάννινα, τα επίπεδα των αιωρούμενων σωματιδίων ξεπέρασαν τα 50 μικρογραμμάρια σε 19 περιπτώσεις κατά τη διάρκεια της περιόδου 10 Ιανουαρίου - 10 Φεβρουαρίου. Σε πέντε από αυτές ξεπέρασαν τα 100 μικρογραμμάρια. Ενώ, ο μικρότερος αριθμός υπερβάσεων παρατηρήθηκε στο Ηράκλειο Κρήτης, όπου οι θερμοκρασίες είναι γενικώς υψηλότερες.
  • Το 50% των κατοίκων του Λεκανοπεδίου ένιωσε δυσφορία εξαιτίας της αιθαλομίχλης τον περασμένο χειμώνα.
  • Το 16% παρουσίασε προβλήματα του αναπνευστικού, είχε πονοκεφάλους και ερεθισμούς στα μάτια.
  • Μόλις το 10% είχε παρουσιάσει δυσφορία και άλλα συμπτώματα τους προηγούμενους χειμώνες.
Εισαγωγές στα νοσοκομεία
Τα πνευμονολογικά περιστατικά και οι εισαγωγές στα νοσοκομεία της Αττικής λόγω της «έκρηξης» σωματιδίων από την καύση ξύλων για θέρμανση εμφάνισαν αύξηση στη διάρκεια του προηγούμενου χειμώνα. Σε έρευνα του Πανεπιστημίου Αθηνών, αποτυπώθηκαν οι μέσες συγκεντρώσεις των αιωρούμενων σωματιδίων (PM-10 - σωματίδια με διάμετρο 10 μm) ανά δήμο στο πολεοδομικό συγκρότημα της Αθήνας και συνδέθηκαν με αύξηση της θνησιμότητας (κάθε 10 μgr/m3 αύξηση της συγκέντρωσης των αιωρούμενων σωματιδίων πάνω από τα θεσμοθετημένα όρια αντιστοιχεί σε αύξηση θνησιμότητας 0,87%) αξιοποιώντας στοιχεία του διεθνούς επιδημιολογικού προγράμματος APHEA.
Όπως προκύπτει, σε ορισμένες περιοχές όπου τα αιωρούμενα σωματίδια χτυπούν «κόκκινο», εκτιμάται ότι στους 1.000 κατοίκους που χάνουν σήμερα τη ζωή τους θα προστεθούν επιπλέον 10-12, ηλικίας άνω των 65 ετών. Μολονότι τον Ιανούριο του 2013 οι εισαγωγές στα νοσοκομεία με πνευμονολογικά προβλήματα εμφανίζονται αυξημένες κατά 2,14%, τις ημέρες που οι κλιματικές συνθήκες επέτρεπαν την παραμονή των ρύπων πάνω από την πόλη, αυξάνονταν οι προσελεύσεις και οι εισαγωγές στις πνευμονολογικές κλινικές. Χαρακτηριστικό είναι ότι στις 4-5 Φεβρουαρίου οι επτά σταθμοί μέτρησης σωματιδίων στην Αττική χτύπησαν «κόκκινο». Η μέση συγκέντρωση ήταν 184,1 μgr/m3 και οι προσελεύσεις στις πνευμονολογικές κλινικές έφτασαν τις 239, όταν συνήθως δεν ξεπερνούν τις 100, ενώ οι εισαγωγές τις 41.
Eκτακτα μέτρα και η «αστυνομία της καμινάδας»
Ακραίες περιπτώσεις εμφάνισης ιδιαίτερα υψηλών συγκεντρώσεων ρύπων και αφού έχουν εξαντληθεί όλα τα άλλα προληπτικά μέτρα, αφορά η πρόβλεψη για διακοπή της χρήσης των τζακιών και η σύσταση για χρήση εναλλακτικών καυσίμων ή πηγών θέρμανσης αφορά, μετά τον θόρυβο που προκάλεσε το μέτρο της απαγόρευσης για τα τζάκια και τις ξυλόσομπες, με το ΥΠΕΚΑ να διευκρινίζει ότι τα μέτρα θα εφαρμόζονται όταν η συγκέντρωση των ρύπων ξεπερνά τα 100 μικρογραμμάρια ανά κυβικό μέτρο.
Όπως προβλέπει η Κοινή Υπουργική Απόφαση, η «αστυνομία της καμινάδας» -όπως τη χαρακτηρίζουν εκπρόσωποι της αγοράς- θα διακόπτεται ακόμη και η λειτουργία των εγκαταστάσεων κεντρικής θέρμανσης με εξαίρεση τα κτίρια περίθαλψης και κοινωνικής πρόνοιας.
Τα μέτρα θα λαμβάνονται ανάλογα με την πηγή εκπομπής των αιωρούμενων σωματιδίων. Θα ξεκινούν με συστάσεις περιορισμού των εκπομπών από εστίες καύσης, ιδίως με την ορθή χρήση των συστημάτων θέρμανσης και θα προχωρούν σε περιορισμό των βιομηχανικών εκπομπών, με μείωση δραστηριότητας μόνον των ρυπογόνων εγκαταστάσεων (πάνω από 100 mg/κυβικό μέτρο), για περιορισμό των κυκλοφοριακών εκπομπτών μέσω συστάσεων προς τους οδηγούς αλλά και απαγόρευση της κυκλοφορίας συγκεκριμένων τύπων οχημάτων σε συγκεκριμένες περιοχές κ.λπ.
Το «Big Smoke» του Λονδίνου
Η αιθαλομίχλη είναι ένα είδος ατμοσφαιρικής ρύπανσης που προκαλείται από μείγμα καπνού και ομίχλης στον αέρα. Το μείγμα αυτό περιέχει επιβλαβή αέρα και σωματίδια τα οποία αν μείνουν για πολύ καιρό πάνω από μια περιοχή προκαλούν σοβαρά προβλήματα στον ανθρώπινο οργανισμό. Αν και κανείς δεν μπορεί να κάνει άτοπους συσχετισμούς του φαινομένου σε διάφορες πόλεις της Ελλάδας, η αιθαλομίχλη έγινε γνωστή πριν από 60 χρόνια από το Λονδίνο. Τότε ένα παχύ στρώμα κατέβηκε στη βρετανική πρωτεύουσα από τις 4 Δεκεμβρίου 1952 μέχρι το Μάρτιο του 1953. Η αιθαλομίχλη ενοχοποιείται για τον θάνατο 4 έως 12 χιλιάδων ατόμων και οδήγησε στη λήψη μέτρων από την κυβέρνηση. Οι Λονδρέζοι εκείνη την εποχή εξαιτίας του ψύχους άρχισαν να καίνε μεγάλες ποσότητες άνθρακα.
Η μεγάλη αιθαλομίχλη ή Big Smoke οδήγησε το 1956 σε νέους κανονισμούς, γνωστούς και ως Clean Air Act. Δόθηκαν οικονομικά κίνητρα στους ιδιοκτήτες να αντικαταστήσουν τις συσκευές άνθρακα με εναλλακτικές λύσεις, όπως η εγκατάσταση συστημάτων φυσικού αερίου τα οποία παράγουν λιγότερο καπνό. Η κεντρική θέρμανση (με χρήση φυσικού αερίου, ηλεκτρικής ενέργειας, πετρελαίου) ήταν σπάνια στις περισσότερες κατοικίες εκείνη την εποχή.

πηγη :'' http://www.imerisia.gr''

 

Τετάρτη, 17 Οκτωβρίου 2012

Βιοαιθανόλη


Η ιστορία της βιοαιθανόλης ως καυσίμου κίνησης ξεκινά το 1908 όταν ο Χένρυ Φορντ κατασκεύασε το πρώτο αυτοκίνητο, το αλκοολοκίνητο μοντέλο Ford T, δηλώνοντας ότι τα καύσιμα του μέλλοντος θα προέρχονται από μήλα, ζιζάνια ή ροκανίδια.

Σήμερα, όλα τα αυτοκίνητα μπορούν να χρησιμοποιήσουν Ε5 ή Ε10, δηλαδή μείγμα βενζίνης με 5 ή 10% αιθανόλη, χωρίς καμία μετατροπή. Η αιθανόλη έχει 113 οκτάνια και χρησιμοποιείται για την αύξηση του αριθμού οκτανίων της βενζίνης και για τη βελτίωση της ποιότητάς της δηλαδή ως βελτιωτικό καυσίμου (πχ ΕΤΒΕ, ΜΕΤΒΕ). Συνήθως πωλείται στα πρατήρια ως μείγμα Ε10 (10% αιθανόλη + 90% βενζίνης). Η αυτοκινητοβιομηχανία πλέον διαθέτει στο εμπόριο μοντέλα (FFV, Flexible Fuel Vehicle) που χρησιμοποιούν μείγμα Ε85 (85% αιθανόλη + 15% βενζίνης) ή οποιοδήποτε άλλο μείγμα αιθανόλης-βενζίνης (πχ Ford Focus ή Saab BioPower). Το μίγμα Ε85 έχει αριθμό οκτανίου περίπου 105.



 Ανάλυση της παγκόσμιας αγοράς αιθανόλης

Οι Βραζιλία και ΗΠΑ παράγουν το 75% περίπου της αιθανόλης του πλανήτη με την εν λόγω βιομηχανία να γνωρίζει ραγδαία ανάπτυξη. Ήδη ακούγονται προτάσεις για δημιουργία καρτέλ αιθανόλης από τις δύο χώρες αντίστοιχου με τον ΟΠΕΚ. Επίσης, σε χώρες όπως η Κίνα και η Ινδία έχουν επίσης ξεκινήσει τεράστια προγράμματα ανάπτυξης της βιομηχανίας αιθανόλης. Πρόσφατα και η ρωσική κυβέρνηση ανακοίνωσε πρόγραμμα ανάπτυξης της βιομηχανίας αιθανόλης, επιδοτώντας την κατασκευή 30 νέων εργοστασίων συνολικής ετήσιας δυναμικότητας 2.000.000 τόνων.


Το ενεργειακό θαύμα της Βραζιλίας στα βιοκαύσιμα ξεκινά το 1973, όταν ο τότε δικτάτορας στρατηγός Γκάιζελ, λόγω της πετρελαϊκής κρίσης (εμπάργκο ΟΠΕΚ) και της εκτόξευσης των τιμών πετρελαίου παγκοσμίως, δημιούργησε το 30ετές πρόγραμμα υποκατάστασης της βενζίνης από αιθανόλη. Τότε δόθηκαν γενναίες επιδοτήσεις και χρηματοδότησε την κατασκευή εργοστασίων παραγωγής αιθανόλης, εγκατέστησε αντλίες αιθανόλης σε όλα τα πρατήρια καυσίμων της χώρας και έδωσε φορολογικά κίνητρα για τα αλκοολοκίνητα οχήματα. Προφανώς τα αποτελέσματα είναι θεαματικά διότι πέρυσι η κυβέρνηση ανακοίνωσε ότι χάρη στην αιθανόλη και στην αύξηση της εγχώριας παραγωγής πετρελαίου, η Βραζιλία σταματά πλέον την εισαγωγή πετρελαίου και καθίσταται ενεργειακά αυτόνομη. Σήμερα, περισσότερα από τα μισά αυτοκίνητα που κυκλοφορούν στη χώρα είναι αλκοολοκίνητα, ενώ τα υπόλοιπα καταναλίσκουν μίγμα βενζίνης-αλκοόλης σε αναλογία 75%-25% αντίστοιχα. Λειτουργούν 315 εργοστάσια, εκ των οποίων τα 80 κατασκευάστηκαν το 2005. Η καλλιέργεια του ζαχαροκάλαμου αναμένεται να διπλασιαστεί την επόμενη δεκαετία.
 

 


 
 
Η συγκομιδή του ζαχαροκάλαμου στη Βραζιλία

Στις ΗΠΑ η παραγωγή αιθανόλης γνωρίζει εκρηκτική ανάπτυξη μετά το 2000. Την περίοδο 2000-2006 η παραγωγή αυξήθηκε κατά 300% και πλέον ενώ γενικότερα, η παραγωγή αιθανόλης, από 568 εκατομμύρια λίτρα το 1981 έφτασε τα 18,4 δισεκατομμύρια λίτρα το 2006, δηλαδή αυξήθηκε κατά 32 φορές περίπου. Το 2006 οι ΗΠΑ εξοικονόμησαν, λόγω της αιθανόλης, 11 δισεκατομμύρια δολάρια από εισαγωγές πετρελαίου. Σχετικά με τα εργοστάσια βιοαιθανόλης στις ΗΠΑ, το 2000 λειτουργούσαν 54 εργοστάσια και σήμερα 130 εργοστάσια ενώ κατασκευάζονται άλλα 84. Πέρυσι, το 17% της παραγωγής καλαμποκιού χρησιμοποιήθηκε στη βιομηχανία αιθανόλης για την παραγωγή 19 δισεκατομμυρίων λίτρων αιθανόλης ενώ ο καταγεγραμμένος στόχος της κυβέρνησης των ΗΠΑ είναι 28 δισ. λίτρα άμεσα και 40 δισ. λίτρα στο εγγύς μέλλον. H Citigroup εκτιμά ότι η αμερικανική παραγωγή αιθανόλης θα αυξάνεται με μέσο ετήσιο ρυθμό 10,3% μέχρι το 2012. Πρέπει να σημειωθεί ότι η αμερικάνικη κυβέρνηση στηρίζει επί πολλά χρόνια τον κλάδο παραγωγής αιθανόλης, δίνοντας γενναίες επιδοτήσεις στις συγκεκριμένες βιομηχανίες που αγγίζουν τα 2 $ ανά λίτρο αιθανόλης (βάσει της δυναμικότητας των μονάδων παραγωγής αιθανόλης).





Εξέλιξη παραγωγής αιθανόλης στις ΗΠΑ και χάρτης εργοστασίων (πηγή NCGA)


Η παγκόσμια ζήτηση για αιθανόλη αναμένεται να διπλασιαστεί τα επόμενα δέκα χρόνια, με ότι αυτό συνεπάγεται για την παγκόσμια βιομηχανία βιοαιθανόλης από άποψη επενδύσεων.

Κόστος παραγωγής βιοαιθανόλης και αποδόσεις καλλιεργειών

Για την παραγωγή της βιοαιθανόλης χρησιμοποιείται ως πρώτη ύλη το ζαχαροκάλαμο στη Βραζιλία, αραβόσιτος στις ΗΠΑ, δημητριακά (σιτάρι, κριθάρι κ.α.) και ζαχαρότευτλα στην ΕΕ. Επίσης το γλυκό σόργο είναι μια νέα και πολλά υποσχόμενη καλλιέργεια για παραγωγή βιοαιθανόλης και παραγώγων της μέσω ζύμωσης των σακχάρων που περιέχονται στο φυτικό χυμό του. Αυτό αποκτά ιδιαίτερη αξία για περιοχές μη τροπικές όπου το ζαχαροκάλαμο δεν ευδοκιμεί, όπως είναι η Ευρώπη. Στον πίνακα αναφέρεται το κόστος παραγωγής της βιοαιθανόλης από διάφορες πρώτες ύλες.
Πίνακας: Εκτιμώμενο κόστος παραγωγής βιοαιθανόλης από διάφορες πρώτες ύλες.
 
 
 

Το κόστος παραγωγής αιθανόλης από καλαμπόκι στις ΗΠΑ είναι 0,21 ευρώ/λίτρο και στα πρατήρια καυσίμων, η τιμή πώλησης του καυσίμου Ε85 (85% αιθανόλη + 15% βενζίνη) είναι 0,50 ευρώ/λίτρο όταν η αντίστοιχη τιμή της βενζίνης είναι 0,58 ευρώ/λίτρο (Ιούλιος 2007). Επειδή η αιθανόλη έχει 67% του ενεργειακού περιεχομένου (θερμογόνου δύναμης, κατ’ όγκο) της βενζίνης, το κόστος της αιθανόλης που ισοδυναμεί με ένα λίτρο βενζίνης είναι 0,71 ευρώ/λίτρο.

Η Βραζιλία παράγει ακόμη φθηνότερη βιοαιθανόλη, με κόστος παραγωγής 0,17 ευρώ/λίτρο. H λιανική τιμή πώλησης της αιθανόλης είναι 0,55 ευρώ/λίτρο όταν η αντίστοιχη τιμή της βενζίνης είναι 0,94 ευρώ/λίτρο (Ιούλιος 2007). Το κόστος της αιθανόλης που ισοδυναμεί με ένα λίτρο βενζίνης είναι 0,74 ευρώ/λίτρο. Η Βραζιλία είναι η μοναδική χώρα παγκοσμίως όπου πλέον η βιοαιθανόλη που παράγεται από ζαχαροκάλαμο είναι ήδη ανταγωνιστική έναντι των ορυκτών υγρών καυσίμων.
 
Για την ΕΕ όπου η βιομηχανία αιθανόλης είναι λιγότερο αναπτυγμένη, η παραγόμενη βιοαιθανόλη γίνεται ανταγωνιστική της βενζίνης για τιμές πετρελαίου 90 € ανά βαρέλι, ενώ υπολογίζεται ότι η έρευνα και η τεχνολογική ανάπτυξη στον τομέα των βιοκαυσίμων θα επιφέρει μείωση κόστους κατά 30% μετά το έτος 2010. Οι κύριες παραγωγοί αιθανόλης είναι η Ισπανία και η Σουηδία, με τον Ισπανικό όμιλο Abengoa να ηγείται στην Ευρώπη.

Στα παρακάτω διαγράμματα παρουσιάζεται το κόστος παραγωγής αιθανόλης σε διάφορες χώρες από διάφορες καλλιέργειες (πρώτο διάγραμμα) και η σύγκριση των τιμών βενζίνης και αιθανόλης ως συνάρτηση της τιμής αργού πετρελαίου (δεύτερο διάγραμμα).
 Προς το παρόν, η βιομηχανία αιθανόλης είναι ανύπαρκτη στην Ελλάδα, ενώ αναμένονται εξελίξεις σχετικά με τη μετατροπή από ζαχαρουργεία σε εργοστάσια βιοαιθανόλης, των εργοστασίων της Ελληνικής Βιομηχανίας Ζάχαρης σε Λάρισα και Ξάνθη.

Το δυναμικό παραγωγής βιοαιθανόλης των καλλιεργειών στην Ελλάδα, παρουσιάζεται στον πίνακα που ακολουθεί:
 
 
Στη Βραζιλία, ένα στρέμμα ζαχαροκάλαμου παράγει 570-760 λίτρα βιοαιθανόλης. Το γλυκό σόργο μπορεί να γίνει στο κοντινό μέλλον, το ζαχαροκάλαμο της Μεσογείου, διότι με χρήση νέων τεχνικών η στρεμματική απόδοση σε βιοαιθανόλη μπορεί να ξεπεράσει τα 1100 λίτρα.

Η διαδικασία παραγωγής βιοαιθανόλης
Η παραγωγή αιθανόλης από άμυλο (δημητριακά, καλαμπόκι) ή σάκχαρα (ζαχαροκάλαμο, ζαχαρότευτλα, γλυκό σόργο) είναι απλή και γίνεται μέσω αλκοολικής ζύμωσης. Τα εργοστάσια παραγωγής βιοαιθανόλης είναι ουσιαστικά τεράστια αποστακτήρια.
 
Μονάδα παραγωγής βιοαιθανόλης (www.nrel.gov)
Αριστερά οι ζυμωτήρες - Δεξιά οι πύργοι απόσταξης

Στην περίπτωση που πρώτη ύλη είναι το ζαχαροκάλαμο ή το γλυκό σόργο, τα στελέχη τους (καλάμια) θρυμματίζονται και στο αλεσμένο προϊόν γίνεται αποχύμωση (μηχανικά με πίεση) και με την προσθήκη ζεστού νερού γίνεται εκχύλιση και συλλογή του υδατικού σακχαρούχου διαλύματος.
 
 
Καλλιέργεια γλυκού σόργου - το ξηρό καλάμι του έχει πάνω από 40% σάκχαρα

Σε αντίθεση με το ζαχαροκάλαμο και το σόργο που λαμβάνεται απευθείας ο σακχαρούχος χυμός των βλαστών, στα σιτηρά (σιτάρι, κριθάρι, καλαμπόκι) απαιτείται προσθήκη ακριβών ενζύμων (αμυλάσες) για τη διάσπαση (υδρόλυση) του αμύλου σε σάκχαρα. Οι σπόροι των σιτηρών αλέθονται, αναμιγνύονται με νερό και ακολουθεί θέρμανση και ζύμωση σε αλκοόλη.

Η ζύμωση του σακχαρούχου διαλύματος γίνεται σταδιακά σε τεράστιες δεξαμενές (ζυμωτήρες) με την προσθήκη κατάλληλων σακχαρομυκήτων, συνήθως στελέχη του Saccharomyces cerevisiae. Στο τελικό προϊόν της ζύμωσης γίνεται καθαρισμός με φυγοκέντριση ή διήθηση και το υγρό οδηγείται στην τελική δεξαμενή όπου γίνεται διαχωρισμός και ανάκτηση της καθαρής αιθανόλης. Ανάλογα με το σκοπό, η αιθανόλη ως τελικό προϊόν μπορεί να είναι ένυδρη (95% v/v) ή άνυδρη (99,5% v/v).

Η διαδικασία παραλαβής της αιθανόλης είναι το τελευταίο στάδιο παραγωγής και περιλαμβάνει απόσταξη και αφυδάτωση με θέρμανση. Το τελευταίο αυτό στάδιο είναι από τα πλέον ενεργοβόρα άρα και πιο δαπανηρά στάδια της παραγωγικής διαδικασίας και αποτελεί κρίσιμο παράγοντα της βιομηχανικής παραγωγής βιοαιθανόλης.
 
Σχήμα: Διάγραμμα ροής της παραγωγής αιθανόλης

Τα απόβλητα της βιομηχανίας αιθανόλης έχουν υψηλό ρυπαντικό φορτίο και είναι δύσκολα επεξεργάσιμα. Στη Βραζιλία έχουν υιοθετηθεί δύο πρακτικές για την επεξεργασία των υγρών αποβλήτων της βιομηχανικής παραγωγής αιθανόλης από ζαχαροκάλαμο. Η πρώτη μέθοδος αφορά τη συλλογή των αποβλήτων σε δεξαμενές και εξάτμιση του νερού. Κατά τη δεύτερη πρακτική γίνεται διασπορά τους με ψεκασμό σε καλλιέργειες ζαχαροκάλαμου ως αζωτούχος λίπανση.
 Δεύτερης γενιάς βιοαιθανόλη από κυτταρίνη
Τα τελευταία χρόνια υπάρχει έντονη ερευνητική δραστηριότητα για την παραγωγή δεύτερης γενιάς βιοαιθανόλης αλλά σε βιομηχανική κλίμακα βρίσκεται προς το παρόν σε πιλοτικό στάδιο. Στην περίπτωση που επαληθευτεί η οικονομικότητα της παραγωγή αιθανόλης από λιγνοκυτταρινούχες πρώτες ύλες (που φυσικά είναι θέμα χρόνου), θα γίνει ιδιαίτερα φθηνή η βιομηχανική παραγωγή αιθανόλης από γεωργικά υπολείμματα (άχυρο, βαμβακοστελέχη κτλ), υπολείμματα υλοτομίας (πχ πριονίδια), οικιακά απορρίμματα και προϊόντα χαρτιού καθώς και από ταχυαυξή μη διατροφικά φυτά με πολύ μεγάλη στρεμματική παραγωγή βιομάζας όπως ινώδες σόργο, καλάμι, αγριαγκινάρα και κεχρί (switch grass).
Η νέα αυτή μέθοδος βασίζεται στην αξιοποίηση της κυτταρίνης και ημικυτταρίνης. Επειδή δεν είναι δυνατή η απευθείας ζύμωση των πολυσακχαριτών αυτών, πρέπει να γίνει διάσπασή τους σε απλά σάκχαρα.
 
Βέβαια, στην πραγματικότητα η ιδέα δεν είναι και τόσο νέα, αλλά σήμερα γίνεται ιδιαίτερα σημαντική λόγω της ενεργειακής και περιβαλλοντικής ανασφάλειας που μαστίζει τον πλανήτη. Συγκεκριμένα, για πρώτη φορά αναπτύχθηκε το 1898 στη Γερμανία μέθοδος παραγωγής αιθανόλης από κυτταρίνη σε εμπορική κλίμακα. Οι επιστήμονες τότε παρήγαγαν αιθανόλη από ξύλο, μεσώ υδρόλυσης με οξέα, της κυτταρίνης προς γλυκόζη. Με τη συγκεκριμένη μέθοδο ήταν δυνατή η παραγωγή 7,6 λίτρων αιθανόλης ανά 100 κιλά ξύλου. Οι Γερμανοί επιστήμονες σύντομα βελτίωσαν τη μέθοδο, ώστε ήταν δυνατή (πριν έναν αιώνα) η βιομηχανική παραγωγή 22 λίτρων αιθανόλης ανά 100 κιλά ξύλου (τριπλασιασμός απόδοσης). Σήμερα παρόμοιες μέθοδοι αναπτύσσονται ή βελτιώνονται από τους επιστήμονες ανά τη γη.

Το πρώτο στάδιο της παραγωγής περιλαμβάνει υδρόλυση της κυτταρίνης με τη χρήση οξέος (πχ θειικό οξύ) ή ενζύμων και παραγωγή μίγματος γλυκόζης και ξυλόζης. Στη συνέχεια τα σάκχαρα ζυμώνονται και παράγεται αιθανόλη όπως φαίνεται στο παρακάτω σχήμα.
 
 
Σχήμα: Διάγραμμα ροής της παραγωγής αιθανόλης από λιγνοκυτταρινούχες πρώτες ύλες

Η ενζυμική υδρόλυση γίνεται με ένζυμα (κυτταρινάσες) που παράγονται από μύκητες, βακτήρια και πρωτόζωα.
Τελευταία γίνεται μεγάλη έρευνα για ανάπτυξη οικονομικών μεθόδων υδρόλυσης και εφαρμογή τους σε βιομηχανική κλίμακα. Η μέθοδος υδρόλυσης με χρήση οξέων είναι ακριβή ενώ σχετικά με τη χρήση ενζύμων, η παραγωγή τους είναι επίσης ακριβή ενώ δεν έχει επιβεβαιωθεί η αποτελεσματικότητα σε βιομηχανικό επίπεδο. Πρόσφατες μελέτες δείχνουν ότι ο μύκητας Trichoderma reesi μπορεί να χρησιμοποιηθεί για την παραγωγή των περισσότερων ενζύμων που απαιτούνται.
Προς το παρόν με την υπάρχουσα τεχνολογία μόνο το 45% του ενεργειακού περιεχομένου της βιομάζας μετατρέπεται σε αιθανόλη οπότε αναζητούνται λύσεις για μεγιστοποίηση της απόδοσης. Επειδή οι περισσότερες λύσεις βρίσκονται στη φύση, πολλές έρευνες στηρίζονται στους τερμίτες και στην ιδιότητά τους να τρέφονται με κυτταρίνη (ξύλο) την οποία διασπούν κατά την πέψη μέσω ενζύμων που παράγουν στο πεπτικό τους σύστημα. Έτσι με βάση τους σχετιζόμενους με τους τερμίτες μικροοργανισμούς (μικροχλωρίδα πεπτικού), μεταφέρονται γονίδιά τους σε νέους οργανισμούς με στόχο τη φθηνή μαζική παραγωγή ενζύμων για βιομηχανική χρήση στην παραγωγή κυτταρινικής βιοαιθανόλης.

Στην Ευρώπη ξεκίνησε το 2004 να λειτουργεί πιλοτικά στη Σουηδία μονάδα παραγωγής αιθανόλης από δασικά υπολείμματα, άχυρο και άλλα κυτταρινούχα υπολείμματα, ενώ τέτοιες μονάδες λειτουργούν επίσης στην Ισπανία και τη Δανία. Επίσης έχει αναπτυχθεί μια νέα τεχνολογία ενζυμικής υδρόλυσης στον Καναδά όπου και έχει ξεκινήσει βιομηχανική παραγωγή αιθανόλης από δασικά υπολείμματα και άχυρο ενώ πιλοτική παραγωγή γίνεται και σε άλλες χώρες (Βραζιλία και ΗΠΑ).

Συγκεκριμένα, η Καναδική εταιρεία βιοτεχνολογίας IOGEN, είναι η πρώτη παγκοσμίως που άρχισε να παράγει και να εμπορεύεται κυτταρινική αιθανόλη, τον Απρίλιο του 2004. Η εταιρεία χρησιμοποιεί για την ενζυματική υδρόλυση της κυτταρίνης το μύκητα Trichoderma reesei.

Μεγάλη επίσης έρευνα γίνεται και στον τομέα παραγωγής βιοαιθανόλης από άλγη (φύκια) τα οποία αποτελούν μια εξαιρετικά παραγωγική πηγή βιομάζας και μάλιστα χωρίς τη χρήση αγροτικών εκτάσεων. Ήδη αρκετές εταιρείες και ερευνητικά κέντρα αναπτύσσουν ή βελτιώνουν μεθόδους φυκοκαλλιέργειας και παραγωγής βιοκαυσίμου.

Τέλος, έρευνα γίνεται και για την παραγωγή αιθανόλης από φυτά όπως το γλυκό σόργο και το ζαχαροκάλαμο, με ταυτόχρονη ζύμωση (one-step) σακχάρων και κυτταρίνης. Στην περίπτωση αυτή χρησιμοποιούνται μίγματα καλλιεργειών μικροοργανισμών, όπως για παράδειγμα μίγμα Fusarium oxysporum και στελεχών Saccharomyces cerevisiae. Με τη συγκεκριμένη μέθοδο η παραγωγή αλκοόλης από την καλλιέργεια του σόργου ανέρχεται σε 1000-1100 λίτρα/στρέμμα όταν με απλή ζύμωση του σακχαρούχου χυμού αναμένονται αποδόσεις 650-900 λίτρα/στρέμμα. Με παρόμοιες τεχνικές η στρεμματική απόδοση βιοαιθανόλης από καλαμπόκι αναμένεται να διπλασιαστεί με αξιοποίηση της κυτταρίνης του βλαστού και των φύλλων του.
 Βιοαιθανόλη και περιβάλλον

Κύρια πλεονεκτήματα της βιοαιθανόλης σε σχέση με τη βενζίνη είναι ότι θεωρητικά είναι CO2-ουδέτερη, κατά την καύση της εκπέμπονται μικρότερες ποσότητες ρύπων, είναι βιοαποδομήσιμη και συμβάλλει στην αειφορία, ενώ πρακτικά δεν παράγονται οξείδια του θείου. Επιπρόσθετα, η αιθανόλη δεν περιέχει επικίνδυνους αρωματικούς υδρογονάνθρακες, όπως για παράδειγμα βενζένιο το οποίο είναι καρκινογόνο, ενώ πλεονεκτεί και στις εκπομπές μονοξειδίου και διοξειδίου του άνθρακα.
 Ειδικότερα, η προσθήκη 5% αιθανόλης σε βενζίνη μειώνει κατά 7% τους αρωματικούς υδρογονάνθρακες και κατά 50% τις εκπομπές CO2. Έρευνες στη Γαλλία δείχνουν ότι μίξη αιθανόλης κατά 5-7% με βενζίνη μειώνει τις εκπομπές CO κατά 15-40% με αντίστοιχες μελέτες στις ΗΠΑ να δείχνουν μείωση κατά 11-30%.

Επίσης η χρήση της βιοαιθανόλης ως καύσιμο οδηγεί σε μείωση της φωτοχημικά σχηματιζόμενης αιθαλομίχλης στην ατμόσφαιρα.
 Εκτός από τη μείωση της μη σημειακής ρύπανσης που οφείλεται στις εκπομπές αέριων ρύπων, η βιοαιθανόλη δεν προκαλεί σημαντική σημειακή ρύπανση, όπως για παράδειγμα στην περίπτωση ατυχημάτων ή διαρροών πετρελαιοειδών, διότι έχει πολύ χαμηλή τοξικότητα σε σχέση με τα πετρελαιοειδή και είναι άμεσα βιοαποδομήσιμη στο νερό και το έδαφος.

Εστιάζοντας στις καθαρές εκπομπές CO2 από τη χρήση αιθανόλης ως καύσιμο, δηλαδή λαμβάνοντας υπόψη το σύνολο των εκπομπών κατά την παραγωγή (καλλιέργεια & βιομηχανία) και την καύση, τα αποτελέσματα ποικίλουν ανάλογα με την πρώτη ύλη και τη μέθοδο παραγωγής. Στο μοντέλο των ΗΠΑ, δηλαδή την παραγωγή αιθανόλης από καλαμπόκι, η μείωση CO2 είναι μόνο 15-25% σε σχέση με τη βενζίνη. Αντιθέτως, η αιθανόλη που παράγεται ζαχαροκάλαμο με το βραζιλιάνικο μοντέλο, συντελεί σε μείωση μέχρι και 90% των εκπομπών CO2 σε σχέση με τη βενζίνη. Τέλος η χρήση κυτταρινικής αιθανόλης μειώνει τις εκπομπές CO2 κατά 70-90%, ενώ στην περίπτωση που κατά την παραγωγική διαδικασία γίνει και συμπαραγωγή θερμότητας – ηλεκτρισμού από τη βιομάζα, τότε οι εκπομπές CO2 είναι μηδενικές (100% μείωση).
 Ένα άλλο σημαντικό θέμα είναι το ενεργειακό ισοζύγιο της αλυσίδας παραγωγής βιοαιθανόλης, δηλαδή την ποσότητα ενέργειας (εισροές) που δαπανάται κατά την παραγωγική διαδικασία και προέρχεται από ορυκτά καύσιμα σε σχέση με την τελική ενέργεια που παρέχει η αιθανόλη (εκροές).
 Ενεργειακό Ισοζύγιο της παραγωγής βιοαιθανόλης
(πηγές National Geographic & LAMNET)

Και στο ενεργειακό ισοζύγιο, το αμερικάνικο μοντέλο έχει τις χειρότερες επιδόσεις, αφού καταναλώνεται 1 μονάδα ορυκτού καυσίμου για να παραχθούν μόνο 1,3 μονάδες αιθανόλης, δηλαδή 1 λίτρο βενζίνης για παραγωγή αιθανόλης που ισοδυναμεί με 1,3 λίτρα βενζίνης. Αντιθέτως, στο βραζιλιάνικο μοντέλο καταναλώνεται 1 μονάδα ορυκτού καυσίμου για να παραχθούν 8 μονάδες αιθανόλης από ζαχαροκάλαμο, με προοπτική για 9-13 μονάδες ισοδύναμου βενζίνης όταν γίνεται αξιοποίηση και των στερεών παραπροϊόντων της βιομηχανίας και χρησιμοποιηθούν αυτά για παραγωγή ενέργειας (πχ ηλεκτροπαραγωγή, πελλέτες κ.α). Στην κυτταρινική αιθανόλη το ενεργειακό ισοζύγιο κυμαίνεται από 2 ως 36 ανάλογα με τη μέθοδο παραγωγής. Στον παρακάτω πίνακα δίνεται η επιμέρους ανάλυση του ενεργειακού ισοζυγίου της βιοαιθανόλης από ζαχαροκάλαμο.
 
 
Πίνακας: Ενεργειακό ισοζύγιο παραγωγής βιοαιθανόλης από ζαχαροκάλαμο στη Βραζιλία.


Κλείνοντας, αξίζει να γίνει αναφορά και για το ενεργειακό ισοζύγιο της παραγωγής αιθανόλης από γλυκό σόργο. Η τυπική ενεργειακή αποδοτικότητα (ενεργειακές εκροές/ενεργειακές εισροές) είναι περίπου 7, ενώ για την περίπτωση που γίνεται παραγωγή αιθανόλης από τα σάκχαρα και συμπαραγωγή στερεών καυσίμων (πελλέτες) από τα υποπροϊόντα της καλλιέργειας (υπολείμματα) τότε η αποδοτικότητα είναι 15.
 Μερικά προσωπικά σχόλια

Τα παραπάνω στοιχεία που παρουσιάζονται προέρχονται από προσωπική έρευνα σε καθόλα αξιόπιστες πηγές όπως επιστημονικά βιβλία και ερευνητικές εργασίες δημοσιευμένες σε διεθνή επιστημονικά περιοδικά, στοιχεία από οργανισμούς όπως του International Energy Agency (ΙΕΑ) και της Ευρωπαϊκής Ένωσης καθώς και περιοδικά όπως το National Geographic.

Στη συγγραφή του άρθρου με ώθησε η γενικότερη απουσία μιας περιληπτικής περιγραφής της υπάρχουσας κατάστασης και των πραγματικών επιστημονικών δεδομένων για τη βιοαιθανόλη. Έχω βαρεθεί να διαβάζω δημοσιεύματα και απόψεις αμαθών, ημιμαθών ή και κατευθυνόμενων πολέμιων των βιοκαυσίμων.
Ο καθένας βέβαια πρέπει να γνωρίζει ότι ούτε υπάρχει κάποια καλλιέργεια ή μέθοδος – θαύμα για παραγωγή αιθανόλης, ούτε τα βιοκαύσιμα θα λύσουν το ενεργειακό ή το περιβαλλοντικό πρόβλημα του πλανήτη. Δυστυχώς όμως τη δεδομένη χρονική στιγμή, τα μόνα σοβαρά όπλα που έχουμε ενάντια στην κλιματική αλλαγή είναι η εξοικονόμηση ενέργειας, η αύξηση της ενεργειακής αποδοτικότητας και η ανανεώσιμη ενέργεια. Επιπλέον, εκτός από τα βιοκαύσιμα, δεν υπάρχει καμιά εναλλακτική λύση προς το παρόν για αντικατάσταση των καυσίμων κίνησης, μέχρι να περάσουμε στο καύσιμο υδρογόνο (σε μερικές δεκάδες χρόνια). Έτσι πρέπει να τα βλέπουμε απλά σαν τη γέφυρα που θα μας πάει στο υδρογόνο.

Κλείνοντας, τα δεδομένα που αφορούν στο κατά πόσο η βιοαιθανόλη είναι φιλική ή όχι προς το περιβάλλον, έχουν παρουσιαστεί παραπάνω. Είναι η απάντηση στους θιασώτες της βλακείας, που μπερδεύουν τη λούτσα με τη βούρτσα, τολμώντας να συγκρίνουν τα δύο καύσιμα λέγοντας ότι η αιθανόλη (και γενικότερα τα βιοκαύσιμα) είναι τελικά ίδια ή και χειρότερη από τα ορυκτά καύσιμα ή ότι δαπανάται περισσότερη ενέργεια από αυτή που παράγεται. Τα αντίστοιχα δεδομένα για το βιοντήζελ παρουσιάζοντα σε αντίστοιχο άρθρο.

Φυσικά, δε συμφωνώ με το αμερικάνικο μοντέλο παραγωγής αιθανόλης γιατί δεν οδηγεί σε βιώσιμη ανάπτυξη, αλλά η αιθανόλη από ζαχαροκάλαμο ή γλυκό σόργο σε συστήματα ολοκληρωμένης παραγωγής (βιοδιυλιστήρια) προς το παρόν και η κυτταρινική αιθανόλη στο μέλλον, είναι βιώσιμες και ωφέλιμες προτάσεις, χωρίς να αποτελούν πανάκεια. Η λύση πιθανώς θα έρθει από το υδρογόνο αλλά μέχρι τότε το μη χείρον βέλτιστο.

Παρασκευή, 4 Μαΐου 2012

Εναλλακτικά προϊόντα, που προκύπτουν κατά τη διάρκεια επεξεργασίας γλυκό σόργο

Σόργο γεωπονικών συνθηκών σημαντικές ποικιλίες μπορούν να χωριστούν σε τρεις μεγάλες κατηγορίες. Ποικιλίες σιτηρών σόργο αυξάνεται από τρία σε έξι πόδια ύψος και παράγουν μεγάλες seedheads που έχουν συγκομισθεί συνήθως για ζωοτροφών. Γλυκό σόργο ποικιλίες είναι πολύ μεγαλύτερα, συνήθως από οκτώ έως είκοσι πόδια ύψος, με λεπτές και fleshier προέρχεται από τις ποικιλίες σιτηρών, αλλά με πολύ μικρότερη seedheads. Κτηνοτροφικά ποικιλιών είναι παρόμοια με τα γλυκά ποικιλίες, αλλά είναι συνήθως μικρότερες και χαμηλότερη περιεκτικότητα ύδατος και ζάχαρης. Λιγότερη οικονομική σημασία είναι τα στενά συνδεόμενες με Sudangrass και broomcorn, που είναι μέλη των s. bicolor ssp. Drummondii. Γλυκό και κτηνοτροφικά sorghums μπορούν να παράγουν επίσης σημαντικές ποσότητες σπόρων, οπουδήποτε από 5 να 25% συνολικό βάρος ξηράς κατά τη λήξη, ανάλογα με την ποικιλία. Οι σπόροι θα μπορούσε να συγκομιστεί ως υποπροϊόν ξεχωριστά για την περιεκτικότητα σε άμυλο, ή ως ένα ζώο ζωοτροφών ή θα περιλαμβάνονται σε ζύμωση.
Ως ενεργειακών φυτών, γλυκό σόργο έχει το ασυνήθιστο πλεονέκτημα ότι είναι μια πηγή ζάχαρης, άμυλο και κυτταρίνη. Φυσικά, το σημαντικό πρόγραμμα οδήγησης ενδιαφέροντος στο εργοστάσιο, τόσο για τα τρόφιμα και έχει υποστεί μερική ζύμωση, έχει τις μεγάλες ποσότητες ζάχαρης του χυμού, γενικά αποτελείται από οπουδήποτε από 20 να 50% ολόκληρο το φυτό του ξηρού βάρους. Ζυμωσίμων σακχάρων είναι κατά κύριο λόγο σε σακχαρόζη, ΓΛΥΚΟΖΗ και ΦΡΟΥΚΤΟΖΗ.
Τα πιθανά προϊόντα ζύμωσης γλυκό σόργου είναι ευρύ κυμαίνονται; αιθανόλη, ακετόνη, Βουτανόλη, διάφορες λιπίδια (λιπίδια προορίζονται συνήθως για την παραγωγή βιοντίζελ), γαλακτικό οξύ, υδρογόνο, και το μεθάνιο. Πολλές πιθανές εγγενή προϊόντα του φυτού, εκτός από την κυτταρίνη για την παραγωγή χαρτιού, αναγνωρίζονται επίσης: κεριά, πρωτεΐνες, και allelopathic ενώσεις, όπως sorgoleone.
Του κόκκου γλυκό σόργου μπορεί να επεξεργαστεί σύμφωνα με διαδικασίες που έχουν υποστεί μερική ζύμωση τυπική σιτηρών, που παράγουν δαπανώνται σιτηρών και αριθμός. Αποδείχθηκε ότι ο αριθμός θα μπορούσαν να εστιασθούν χρήση υπερδιήθηση και αντίστροφης όσμωσης, για τη δημιουργία, μαζί με το αναλωμένο σιτηρών, μια πλούσια σε πρωτεΐνες ζωοτροφές. Κεριά από κόκκους σόργο μπορούν να χρησιμοποιηθούν για επιχρίσματα τροφίμων και έχουν χρησιμοποιηθεί για την παραγωγή των ταινιών βιοαποδομήσιμων και βρώσιμα.
Είναι δυνατόν να ζυμώσουν γλυκό σόργο σάκχαρα, από την πανταχού παρούσα μικρόβια, για την παραγωγή υδρογόνου, ακολουθείται από αναερόβια πέψη το υπόλοιπο βιομάζας σε μονάδες παραγωγής βιοαερίου. Σε μια μελέτη, 90% πτητικές στερεών μετατροπής αποδόσεις επιτεύχθηκαν κατά 75-ημέρα στερεών χρόνος κατακράτησης. Προκαταρκτικές τεχνικές έχουν επίσης χρησιμοποιηθεί για να αυξηθεί η διαθέσιμη για την παραγωγή υδρογόνου saccharides. Επιπρόσθετα, ορισμένες μικροοργανισμούς που χρησιμοποιούνται για την παραγωγή υδρογόνου έχουν αποδειχθεί να μετατρέψετε τόσο pentose και hexose saccharides, επιτρέπει τη μετατροπή των hemicellulose για την παραγωγή υδρογόνου.
Ορισμένα προϊόντα μπορούν να διατίθενται για την εκχύλιση πριν από τη ζύμωση, ή μπορούν να δημιουργηθούν από τα υπολείμματα. Τα υπολείμματα ίδια, Αν και όχι μια τροπολογία καλή εδάφους σε ακατέργαστη κατάσταση, μπορούν να μετατραπούν σε χρήσιμο λιπασματοποίηση. Το εντεριώνη από υπολείμματα σόργο έχει μετατραπεί ενεργοποιημένου άνθρακα για την κατασκευή ηλεκτροδίων στο supercapacitors. Σόργο υπολείμματα μπορούν επίσης να χρησιμοποιηθούν για την παραγωγή συνθετικού αερίου και βιο-πετρέλαιο, Via πυρόλυση.
Έχει αποδειχθεί διαλυτών αποσπάσματα του σόργου, δια των οποίων αναχαιτίζεται η δραστηριότητα της α-glucosidase και ανθρώπινη σάλιου α-αμυλασών, και έτσι μπορεί να υπάρχουν ενώσεις σόργο χρήσης σε θεραπείες διαβήτη.
Τέλος, έχει παρατηρηθεί η allelopathic φύση του σταθμού του σόργου και πρόσφατα, καταστολή ανάπτυξη φυκών μοβ nutsedge έχει αποδειχθεί χρήση διαλυτών αποσπάσματα του σόργου. Μερικές μελέτες έχουν εντοπίσει δυνητικές allelopathic ενώσεις, όπως το εκχύλισμα ρίζα sorgoleone και άμυνας των επαγωμένων σύνθετες dhurrin (p-υδροξυ-(S)-mandelonitrile-β-D-glucoside). Sorgoleone επίπεδα διαφέρουν ευρέως μεταξύ των ποικιλιών, αλλά είναι η πρωτογενής σταθερά, επιλεκτική δράση, αποτελεσματική σε εξαιρετικά χαμηλές συγκεντρώσεις και έτσι θα μπορούσαν να έχουν εμπορικές εφαρμογές.
Στον ακόλουθο πίνακα, διάφορα προϊόντα και των μικροοργανισμών που χρησιμοποιούνται, κατά τη διάρκεια της ζύμωση του σόργου, γλυκό, παρουσιάζονται.
Table 1 

 'πηγη:''http://esse-community.eu''


Βιοκαύσιμα οφέλη και τις προκλήσεις για τη δημιουργία γλυκό σόργο ως μια καλλιέργεια βιώσιμης ενέργειας

Βιοκαύσιμα παρέχουν την υπόσχεση για πολυάριθμα οφέλη που συνδέονται με την ενεργειακή ασφάλεια, οικονομικών επιστημών, και το περιβάλλον.
Η ποσοτική και ποιοτική παραγωγή γλυκό σόργου εξαρτάται σε μεγάλο βαθμό τη χρήση κατάλληλα και βελτιωμένη αγρονομικές διαχείριση τεχνικών που είναι, σε ορισμένες πτυχές, ακόμη σε μεγάλο βαθμό άγνωστες, Δεδομένου ότι είναι, σε πολλές πτυχές, ακόμη μια άγρια είδη. Οι προκλήσεις που αντιμετωπίζουν οι παραγωγοί θα μπορούσε να συνοψίζει στα ακόλουθα σημεία:
  • Έρευνα σχετικά με τη διαχείριση αγρονομικές γλυκό σόργου για βιοαιθανόλη σκοπούς, Ωστόσο,, αντιμετώπισε εναλλασσόμενων περιόδων αύξηση και τη μείωση των τόκων, ανάλογα με τις διακυμάνσεις στις τιμές διεθνή ορυκτών καυσίμων και τη διαθεσιμότητα.
  • Σύντομη συγκομιδής παράθυρο (περιορίζεται σε περίπου 20-40 ημέρες) και η κακή δυνατότητα διατήρησής του το αποξηραμένοι που θα μπορούσε να επηρεάσει ουσιωδώς το κόστος παραγωγής αιθανόλης.
  • Έστω και αν το γλυκό σόργο επωφελείται από μια ευρεία φύτευσης πυκνότητα (στενές γραμμές ως αποτέλεσμα υψηλότερες αποδόσεις στέλεχος και της ζάχαρης και ο καλύτερος έλεγχος των ζιζανίων), κυμαίνονται από 12 να 20 φυτά m2, Εύρεση της κατάλληλης πυκνότητας και σπόρων προς σπορά των βελτιωμένων ποικιλιών για ότι πυκνότητα μπορεί να είναι προβληματική. Πληροφορίες σχετικά με αλυσίδες παραγωγής και προμήθειας σπόρων προς σπορά που δεν είναι άμεσα διαθέσιμες και φαίνεται ότι η παραγωγή σπόρων προς σπορά σε εμπορικό επίπεδο είναι στα πρώτα του στάδια της ανάπτυξης.
  • Στα περιβάλλοντα που εκτίθενται εξάτμιση υψηλά ποσοστά και χαμηλή γονιμότητας συνθήκες, την πυκνότητα των χαμηλών φυτών μπορεί να μειώσει της αποτελεσματικότητας χρήσης ύδατος στάση, όπως μεγάλες ποσότητες νερού μπορεί να χαθούν ως άμεση εξάτμιση.
  • Ωστόσο,, σε πιο κοντά φύτευσης απόσταση, φυτά παράγουν λεπτότερο βλαστοί με ελαφρώς περισσότερες μηχανήματα αρόσεως και εάν το αυξανόμενο περιοχές κυριαρχούνται από ισχυρούς ανέμους and thunderstorms, ο κίνδυνος της καταθέτοντας αυξήσεις. Ορθή διαθεσιμότητα του καλίου μπορεί να είναι μια αποτελεσματική διαχείριση πρακτική να προσθέσετε δύναμη το προέρχεται και μείωση των προβλημάτων που κατάθεση.
  • Στις εύκρατες περιοχές του Βορείου ημισφαιρίου γλυκό σόργο είναι συνήθως που σπέρνονται ανοιξιάτικη και που συγκομίζονται στο τέλος του καλοκαιριού ή τις αρχές του φθινοπώρου. Σε αυτά τα γεωγραφικά πλάτη νωρίς την άνοιξη ή τέλη χειμώνα σπορά δεν είναι εφικτή όπως γλυκό σόργο δεν ανέχεται κρύο στρες. Εξάλλου, φυτά που σπέρνονται μαζί πολύ νωρίς να αναπτύξουν πολύ αργά κάνουν βοτάνισμα πιο δύσκολη και δαπανηρή. Καθυστερημένη συγκομιδές οδηγεί σε μειωμένη περιεκτικότητες σε ζαχαρόζη oBrix και στέλεχος.
  • Ακόμη και αν ένα ανθεκτικό είδος σόργου και παρασίτων δεν προκαλούν σοβαρές ζημίες για την καλλιέργεια, ιδιαίτερα σε εύκρατα κλίματα, μπορεί να θεωρηθεί ευαίσθητα επιθέσεων Lepidoptera. Κύρια ζημιών από Lepidoptera που βρίσκονται στο επίπεδο στέλεχος όπου οι κοιλότητες που δημιουργήθηκε από των προνυμφών ως συνέπεια την απώλεια σημαντικών απόδοσης και μερικές φορές προκαλούν κατάθεση ή ακόμη και το θάνατο του φυτού. Χυμός ποιότητας μπορεί να επηρεαστεί επίσης από το επίπεδο μόλυνσης. Τα επίπεδα μόλυνσης διαφορετικά μπορεί να οδηγήσει σε τόσο υψηλές όσο 30% απώλειες ζάχαρης.
  • Μια άλλη επιβλαβή έντομα για το σόργο είναι το αφίδες που τρέφονται με το κάτω μέρος των φύλλων και εισαγωγής τοξινών που καταστρέφουν ιστών σε φύλλα, και μπορεί να είναι επίσης διανύσματα για ασθένειες. Μπορεί να χρειαστούν χημική επεξεργασία, αλλά οι περισσότερες ποικιλίες είναι ευαίσθητα στην οργανοφωσφορική φυτοφάρμακα, Έτσι θα πρέπει να αναζητηθούν κατάλληλες aphid ελέγχου.
  • Γλυκό σόργο σπόρων προς σπορά πρέπει να αντιμετωπίζονται με χρήση εντομοκτόνων και μυκητοκτόνων πριν από τη σπορά για την πρόληψη των σπόρων προς σπορά rots, Σπερμοφυείς καλλιέργειες blights και sucking τα έντομα sap. Στο τελευταίο επίπεδο η καλλιέργεια αυτή είναι ευπαθή σε ορισμένες ασθένειες, συμπεριλαμβανομένων των anthracnose (κόκκινο στέλεχος rot), γένους Fusarium, μωσαϊκό αραβοσίτου νάνος και άλλων ιογενών νόσων. Δεδομένου ότι δεν μυκητοκτόνα έχουν την ετικέτα για το σόργο γλυκό, οι ασθένειες αυτές θα μπορούσαν να ελέγχονται, σε περιορισμένο βαθμό, με τη χρήση ανθεκτικών ποικιλιών, φύτευσης σπόρων απαλλαγμένο από ασθένειες, και εναλλαγές καλλιεργειών με Ηλιοτρόπιο, cowpea, καλαμποκιού ή σόγιας. Από αυξανόμενη σόργου σε ξηρά περιβάλλοντα που είναι δυσμενούς για την ασθένεια μπορεί να αποφευχθεί η anthracnose.
  • Γλυκό σόργο της παραγωγικότητας μπορεί να επηρεαστεί σοβαρά, Εάν ξηρασία άγχος που παρουσιάζεται σε ένα στάδιο της συγκεκριμένης ανάπτυξης. Για παράδειγμα,, η μείωση της απόδοσης ήταν μόνο 1% στο post-anthesis ξηρασία στρες, αλλά έως 36% Όταν ξηρασία άγχος παρουσιάστηκε κατά τη διάρκεια αγενούς ανάπτυξης.
  • Η ποιότητα του χυμού, εκφρασμένο ως σύνολο διαλελυμένου στερεών, μειώσεις με το υψηλότερο επίπεδο της γονιμοποίησης. Υψηλά επίπεδα της γονιμοποίησης n μπορεί να ενισχύσει το βλαστικό μειώνοντας έτσι η συγκέντρωση σε σάκχαρα στα όργανα αποθήκευσης όπως συμβαίνει εν γένει σε άλλες καλλιέργειες ζάχαρης.
  • Η περιορισμένη δυνατότητα διατήρησής και γρήγορη φθίνων του υλικού που συγκομίζονται, και ως εκ τούτου, το περιορισμένο χρόνο για τη μεταφορά και επεξεργασία, οι παράγοντες που επηρεάζουν σοβαρά το σύστημα παραγωγής γλυκό σόργο. Εξάλλου, το υψηλό ποσοστό υγρασίας (περίπου. 70%) περιορίζει το ποσό της βιομάζας που μπορεί να διενεργούνται σε ένα φορτηγό φορτίο, επηρεάζουν σε μεγάλο βαθμό το κόστος μεταφοράς, κυρίως σε μεγάλες αποστάσεις.
  • Αν και μελέτες έδειξαν το διοξείδιο του θείου θα μπορούσε να διατηρηθεί γλυκό σόργο chopped αποξηραμένοι για περίπου τρεις έως τέσσερις μήνες χωρίς να υποστούν αλλοίωση της ζάχαρης, ένα μειονέκτημα του χρησιμοποιώντας μεγάλα ποσά SO2 θα την διαχείριση και την εφαρμογή δυσκολίες λόγω της τοξικότητας του SO2, η οποία έχει ταξινομηθεί ως επικίνδυνη υλικό για την υγεία του ανθρώπου και ιδιαίτερα πρόσμειξη για το περιβάλλον.
'' http://esse-community.eu''

Πέμπτη, 22 Μαρτίου 2012

Ετοιμάζεται η νομοθεσία για βιοαιθανόλη στην Ελλάδα

Μέχρι το τέλος Νοεμβρίου αναμένεται να είναι έτοιμη η γνωμοδότηση της επιτροπής για τις ρυθμίσεις που θα πρέπει να καθορίζουν την παραγωγή διακίνηση και διάθεση του βιοκαυσίμου, βιοαιθανόλη στην ελληνική αγορά.
Η έλλειψη και της σχετικής νομοθεσίας συντέλεσε στο να μην έχει η Ελλάδα ούτε ένα εργοστάσιο παραγωγής βιοαιθανόλης, ενός καθαρού βιολογικού καυσίμου που δίνει την  προοπτική της “καλλιέργειας ενέργειας”. Έτσι την ώρα που η παραγωγή βιοαιθανόλης στην Ευρωπαϊκή Ένωση φτάνει στα 3,7 εκατ. Λίτρα, η ελληνική παραγωγή είναι ...μηδέν, παρότι η χώρα μας λόγω κλίματος είναι ιδανική για την καλλιέργεια των ενεργειακών φυτών -όπως το γλυκό σόργο- που είναι τα παραγωγικότερα σε βιοαιθανόλη.
Τώρα όπως δηλώνει ο προϊστάμενος τμήματος καπνού, αρωματικών & φαρμακευτικών φυτών του υπουργείου Αγροτικής Ανάπτυξης και Τροφίμων, Κωνσταντίνος Αναστόπουλος, το νομοθετικό πλαίσιο είναι ένα πρώτο βήμα ώστε να εισαχθεί ομαλά και με ολοκληρωμένη στρατηγική, η παραγωγή βιοαιθανόλης στην ελληνική αγορά.
Με την ολοκλήρωση αυτής της διαδικασίας, σειρά θα πάρει η τεχνοπαρασκευαστική επιτροπή, η οποία και θα ανάψει το πράσινος φως, για την ύπαρξη σχετικής νομοθεσίας στη χώρα μας.
Όπως όμως υπογραμμίζεται  το όλο εγχείρημα για να πετύχει όπως δικαιούται, απαιτούνται προσεκτικά και σταδιακά βήματα σε όλη τη διαδρομή του προς την υλοποίηση, αφού μπορεί ο κλάδος να παρουσιάζει τεράστιες προοπτικές, αλλά σε καμία περίπτωση δεν προσφέρετε για γρήγορο και εύκολο κέρδος.
Όπως τόνισε ο κ. Αναστόπουλος δεν θα πρέπει να «φουσκώνουν τα μυαλά» των καλλιεργητών. «Έρχονται άνεργοι στο υπουργείο, με 10 και 20 στρέμματα και νομίζουν ότι καλλιεργώντας ενεργειακά ή αρωματικά ή φαρμακευτικά φυτά θα γίνουν πλούσιοι απευθείας», επεσήμανε. Όπως όμως μεταξύ άλλων τόνισε ότι σύμφωνα με τις ευρωπαϊκές επιταγές, η Ελλάδα θα πρέπει ως 31 Δεκεμβρίου του 2020 να πετύχει μείωση των εκπομπών αερίων του θερμοκηπίου κατά 10% από την ενέργεια και 6% τα καύσιμα.
Όπως υπογραμμίζει η μηχανολόγος /μηχανικός στο Περιφερειακό Ενεργειακό Κέντρο Κ. Μακεδονίας, Ειρήνη Τσακιρίδου η διάδοση της πληροφόρησης για την βιοαιθανόλη σε όλες τις βαθμίδες είναι αναγκαία, με στόχο την ωρίμανση της συγκεκριμένης αγοράς. Αυτός είναι και ο βασικός στόχος του ευρωπαϊκού έργου «Sweethanol», που αφορά την παραγωγή του ευγενούς καύσιμου από γλυκό σόργο. Το κοινοτικό πρόγραμμα, εκπνέει τον Αύγουστο του 2012.
Πάντως, όπως εκτιμά η κ. Τσακιρίδου, εν μέσω της οικονομικής κρίσης, η κατασκευή μονάδας βιοαιθανόλης μοιάζει ιδιαίτερα δύσκολο εγχείρημα. Βάσει υπολογισμών που έχουν γίνει για την κατασκευή μονάδας δυναμικότητας 10.000 τόνων άνυδρης βιοαιθανόλης, απαιτείται ποσό ύψους 30 εκατ. ευρώ, με απόσβεση εντός εξαετίας.
Πηγή: www.enet.gr