Καινοτόμες τεχνολογίες για την επίλυση των τεχνο-οικονομικών και περιβαλλοντικών περιορισμών των βιοκαυσίμων αναπτύσσει το ΕΚΕΤΑ

Oι μεταφορές παγκοσμίως συνδέονται με ~25% της συνολικής ενεργειακής ζήτησης, καθώς αναγνωρίζονται ως ένας από τους τομείς με τις υψηλότερες περιβαλλοντικές επιπτώσεις. Οι στόχοι της Ευρωπαϊκής Ένωσης για τη σταδιακή μείωση των εκπομπών αερίων του θερμοκηπίου και η εξάντληση των αποθεμάτων των ορυκτών καυσίμων, οδήγησαν στην αναζήτηση μίας νέας γενιάς καυσίμων. Ωστόσο, η παραγωγή των βιοκαυσίμων από βρώσιμες καλλιέργειες, συνδέεται με την αλόγιστη χρήση καλλιεργήσιμης γης, την κατανάλωση νερού και τις αυξημένες τιμές των τροφίμων. Τα βιοκαύσιμα που προέρχονται από ανανεώσιμες πηγές, μέσω διαφόρων θερμοχημικών ή ενζυματικών διεργασιών, μπορούν να αναμειχθούν με τα συμβατικά ορυκτά καύσιμα (drop-in βιοκαύσιμα). 

Στόχος του ερευνητικού έργου BioΜates (Reliable Bio -based Refinery Intermediates) είναι η επίλυση των τεχνο-οικονομικών και περιβαλλοντικών περιορισμών των βιοκαυσίμων συνδυάζοντας καινοτόμες τεχνολογίες μετατροπής βιομάζας προς παραγωγή ενδιάμεσων βιοπροϊόντων, συμβατών με τα υπάρχοντα διυλιστήρια, ελαχιστοποιώντας τις ενεργειακές απαιτήσεις ορυκτής προέλευσης καθώς και τα λειτουργικά έξοδα. 

Κατά τη διάρκειά του έργου, αναπτύχθηκε και αξιολογήθηκε μία καινοτόμα τεχνολογική διεργασία αναφορικά με τις περιβαλλοντικές και οικονομικές της επιπτώσεις καθώς και με τον κοινωνικό της αντίκτυπο. 

Το τεχνολογικό σχήμα του BioMates στηρίζεται στη λιγνοκυτταρινική βιομάζα από αγροτικά υπολείμματα και μη βρώσιμες καλλιέργειες, που αναφέρονται ως βιομάζα 2ης γενιάς. Το άχυρο μια υπολειμματική τροφοδοσία και ο μίσχανθος ένα αγρωστώδες φυτό με ταχεία ανάπτυξη και υψηλή απόδοση αποτελούν ιδανικές πηγές βιομάζας. Η στερεά βιομάζα μετατράπηκε σε υγρή μορφή μέσω της ταχείας πυρόλυσης, ενώ το παραγόμενο βιοέλαιο περιέχει ενώσεις ανεπιθύμητες για τα καύσιμα μεταφορών καθιστώντας επιτακτική την περαιτέρω επεξεργασία του. 

Το έργο αποσκοπεί στην αναβάθμιση του βιο-ελαίου μέσω ενός σταδίου καταλυτικής υδρογονοεπεξεργασίας χρησιμοποιώντας εξατομικευμένο καταλύτη, για την παραγωγή ενδιάμεσων βιοπροϊόντων (BioMates) προς ενσωμάτωση στο διυλιστήριo. Κατά τη διάρκεια του έργου αναπτύχθηκε ακόμη σύστημα παραγωγής υδρογόνου μέσω ηλεκτρόλυσης νερού και χρήσης ανανεώσιμων πηγών ενέργειας, ηλεκτροχημικής συμπίεσης και καθαρισμού του προκειμένου να μειωθεί περαιτέρω το ανθρακικό αποτύπωμα της εξεταζόμενης διεργασίας. 

Ο κύριος τεχνολογικός σκοπός του έργου είναι η παραγωγή ενός ανανέωσιμου ενδιάμεσου βιο- προϊόντος του διυλιστηρίου (BioMates), ωστόσο διερευνήθηκε το βέλτιστο σημείο ενσωμάτωσής του σε αυτό. Το αεριέλαιο αναγνωρίστηκε ως η καταλληλότερη συν-τροφοδοσία, μεταξύ άλλων κλασμάτων πετρελαίου. 

«Πρόκειται για ένα καινοτόμο πρόγραμμα, το οποίο έχει τη δυναμική να ελαττώσει την εξάρτηση της Ευρώπης από τα ορυκτά καύσιμα και να εξασφαλίσει την παροχή ενέργειας», αναφέρει η Δρ. Στέλλα Μπεζεργιάννη, Διευθύντρια Ερευνών και Συντονίστρια του BioMates. 

Το Ινστιτούτο Χημικών Διεργασιών και Ενεργειακών Πόρων (ΙΔΕΠ) του ΕΚΕΤΑ είχε καταλυτική συνεισφορά στο έργο, καθώς ανέπτυξε την τεχνολογία αναβάθμισης του βιοελαίου μέσω καταλυτικής υδρογονοεπεξεργασίας και επικύρωσε τη διεργασία σε επίπεδο ετοιμότητας τεχνολογίας TRL5, παράγοντας 180 λίτρα BioMates και 1000 λίτρα υβριδικού καυσίμου, μέσω συν-υδροεπεξεργασίας BioMates με αεριέλαιο. 

Το έργο BioMates αναμένεται να επιφέρει μείωση των εκπομπών αερίων του θερμοκηπίου κατά 75-85% σύμφωνα με τη μεθοδολογία RED II (με τη χρήση πρόσθετης ανανεώσιμης ενέργειας) και δύναται να υποκαταστήσει 15 εκατομμύρια m 3 /έτος αργού πετρελαίου ορυκτής προέλευσης. Η εμπορευματοποίηση της τεχνολογίας BioMates παρουσιάζει επίσης εξαιρετικές δυνατότητες με αναμενόμενο εσωτερικό βαθμό απόδοσης που κυμαίνεται μεταξύ 9.9 - 14.5%. 

Το έργο BioMates χρηματοδοτήθηκε από την Ευρωπαϊκή Ένωση στο πλαίσιο του προγράμματος HORIZON 2020. Tο έργο ολοκληρώθηκε τον Μάρτιο του 2022 και υλοποιήθηκε από μια κοινοπραξία 9 εταίρων από 6 χώρες της Ευρωπαϊκής Ένωσης. Επικεφαλής εταίρος του έργου ήταν το Ινστιτούτο Χημικών Διεργασιών και Ενεργειακών Πόρων του ΕΚΕΤΑ, ενώ εκτενές πληροφοριακό υλικό για το έργο είναι διαθέσιμο στην ιστοσελίδα του (http://www.biomates.eu/). 

(Από το τ.34 του newletter του ΕΚΕΤΑ)