του Νίκου Αβουκάτου
Η ηλιακή και η αιολική ενέργεια είναι οι πιο διαδεδομένες ανανεώσιμες πηγές ενέργειας. Ωστόσο και οι δύο χαρακτηρίζονται από έντονες διακυμάνσεις στην παραγωγή τους, με αποτέλεσμα σημαντικές ποσότητες να χάνονται όταν δεν μπορούν να αποθηκευτούν.
Σύμφωνα με τον καθηγητή του ΕΜΠ Γεράσιμο Λυμπεράτο η περίσσεια ηλιακής ή αιολικής ενέργειας που δεν μπορεί να αποθηκευτεί μπορεί να χρησιμοποιηθεί για ηλεκτρόλυση νερού παράγοντας υδρογόνο. Το υδρογόνο που παράγεται με αυτόν τον τρόπο μπορεί στη συνέχεια να χρησιμοποιηθεί για την μετατροπή (αναγωγή) του διοξειδίου του άνθρακα σε μεθάνιο.
Βιοφίλτρο για παραγωγή μεθανίου από διοξείδιο του άνθρακα και υδρογόνο
Η διεργασία αυτή μπορεί να χρησιμοποιηθεί με δύο τρόπους:
Ο πρώτος είναι η αναγωγή του διοξειδίου του άνθρακα που περιέχεται στο βιοαέριο (σε ποσοστά 30-50%) και που παράγεται από την αναερόβια χώνευση αποβλήτων παράγοντας καθαρό μεθάνιο.
Ο δεύτερος είναι η αναγωγή του διοξειδίου του άνθρακα που περιέχεται στα καυσαέρια σε καθαρό μεθάνιο.
Το καθαρό μεθάνιο αποτελεί βιοκαύσιμο που μπορεί να χρησιμοποιηθεί για συμπαραγωγή ηλεκτρικής και θερμικής ενέργειας. Εναλλακτικά μπορεί να χρησιμοποιηθεί για τη κίνηση οχημάτων ή για έγχυση στο δίκτυο φυσικού αερίου.
Στην ουσία η προσέγγιση αυτή αποθηκεύει την περίσσεια ανανεώσιμης ενέργειας σε χημική ενέργεια και χρήση στη συνέχεια όπου χρειάζεται. Ταυτόχρονα επιτυγχάνεται μείωση των εκπομπών διοξειδίου του άνθρακα, που ως γνωστόν αποτελεί το σημαντικότερο αέριο του θερμοκηπίου.
Η αξιοποίηση ανανεώσιμων πηγών ενέργειας για την αναβάθμιση του βιοαερίου που παράγεται από την αναερόβια χώνευση αποβλήτων σε καθαρό μεθάνιο αποτελεί το αντικείμενο του ερευνητικού προγράμματος GREENUPGRADE (Valorization of green energy for enhancing the robustness and upgrading the performance of anaerobic digestion systems) που ξεκίνησε στο Εργαστήριο Οργανικής Χημικής Τεχνολογίας του ΕΜΠ με επιστημονικό υπεύθυνο τον καθηγητή Γεράσιμο Λυμπεράτο και που χρηματοδοτείται από το Ελληνικό Ίδρυμα ‘Ερευνας και Καινοτομίας (ΕΛ.ΙΔ.Ε.Κ.).
Στο πρόγραμμα θα αναπτυχθούν τρεις καινοτόμες προσεγγίσεις προκειμένου να βελτιστοποιηθεί η παραγωγή μεθανίου από πράσινο υδρογόνο (που παράγεται με ηλεκτρόλυση) και διοξειδίου του άνθρακα:
(α) χρήση μικροφυσσαλίδων για αποτελεσματική διάχυση του υδρογόνου
(β) ανάπτυξη βιόφιλτρου για την αντίδραση της αναγωγής
(γ) ανάπτυξη βιοηλεκτροχημικής αναγωγής στου διοξειδίου του άνθρακα σε μικροβιακή ηλεκτρολυτική κυψελίδα.