Image default
Επιστήμη

Συμπαραγωγή Ενέργειας για Ενεργειακά Αποδοτική Καλλιέργεια

Η Ελλάδα είναι μια από τις πρώτες χώρες της ΕΕ που επιτρέπουν την παραγωγή φαρμακευτικής κάνναβης μεγάλης κλίμακας, από ανεξάρτητες εταιρείες. Η κάνναβη που καλλιεργείται σε θερμοκήπια υψηλής τεχνολογίας, πλήρως αυτοματοποιημένα και κλιματικά ελεγχόμενα ή σε εσωτερικούς χώρους για καλλιέργεια καθ ‘όλη τη διάρκεια του έτους, απαιτεί σημαντικές ποσότητες ενέργειας και δυνατότητα υψηλής ισχύος. Ορισμένες μελέτες που έγιναν στις ΗΠΑ, στα κράτη όπου η ιατρική και η ψυχαγωγική κάνναβη είναι νόμιμες, δείχνουν ότι η χρήση ενέργειας από τις περιοχές καλλιέργειας μπορεί να φθάσει το 2% της συνολικής κατανάλωσης ενέργειας του κράτους.

 

Αυτή είναι μια σημαντική ποσότητα ενέργειας. Καθώς αντιμετωπίζουμε την αλλαγή του κλίματος και την καρκινογόνο ρύπανση που προκαλείται από την καύση του πετρελαίου και των ορυκτών καυσίμων, οι τουρμπίνες που τροφοδοτούνται με φυσικό αέριο, βιοκαύσιμα, αιολική ή ηλιακή ενέργεια, αντιπροσωπεύουν μία από τις μόνες πρακτικές λύσεις, που επιτρέπουν την επέκταση της φαρμακευτικής παραγωγής όλο το χρόνο.

 

Η τουρμπίνα είναι μια γεννήτρια, η οποία παράγει ηλεκτρική ενέργεια μέσω θέρμανσης συμπιέζoντας ένα μίγμα αέρα και καυσίμου, προκαλώντας καύση και δημιουργώντας ένα θερμό, πεπιεσμένο αέριο που προκαλεί την περιστροφή των πτερυγίων της τουρμπίνας. Αυτή η κίνηση χρησιμοποιείται για να περιστρέψει έναν μαγνήτη που περιβάλλεται από χαλκοσωλήνες, οι οποίοι παράγουν ηλεκτρική ενέργεια. Η έννοια της Συνδυασμένης Παραγωγής ή Θερμότητας και Ηλεκτρικής Ενέργειας (CHP), είναι η χρήση του πλεονάσματος θερμότητας που απελευθερώνεται από την καύση του αέρα και των καυσίμων για την τροφοδοσία ενός άλλου συστήματος. Η θερμότητα μπορεί να χρησιμοποιηθεί απευθείας σε εφαρμογές βιομηχανικής θέρμανσης ή ψύξης ή για την τροφοδοσία μιας αντλίας ατμού, παράγοντας περισσότερη ηλεκτρική ενέργεια.

 

Οι τριγενείς τουρμπίνες είναι συμπαραγωγοί, που συχνά αναφέρονται ως μονάδες συνδυασμένης Ψύξης, Θέρμανσης και Ισχύος (CCHP), οι οποίες χρησιμοποιούν τη θερμότητα για να τροφοδοτήσουν απευθείας μια αντλία θερμότητας ή ένα ψυκτικό σύστημα απορρόφησης, ενώ ταυτόχρονα τη χρησιμοποιούν για τη θέρμανση του νερού σε ένα λέβητα και παράγουν ατμό για να λειτουργήσουν μια αντλία ατμού. Αυτές οι τουρμπίνες είναι ακόμη πιο αποτελεσματικές απ’ ότι τα παραδοσιακά CHP. Πρόσφατα, έχει αναπτυχθεί τεχνολογία για τον “καθαρισμό” των καυσαερίων που παράγονται από την αρχική καύση. Αφού γίνει η εξόρυξη της θερμότητας από το αέριο, αυτή διοχετεύεται μέσω ενός καταλυτικού μετατροπέα, ο οποίος μέσω χημικών αντιδράσεων, μειώνει τους υπάρχοντες υδρογονάνθρακες σε διοξείδιο του άνθρακα και νερό και διασπά το οξείδιο του αζώτου σε αδρανές Ν2. Αυτό το πλούσιο σε CO2 αέριο είναι απαλλαγμένο από επικίνδυνες ενώσεις και μπορεί να φιλτραριστεί περαιτέρω για να παράγει 99% καθαρό διοξείδιο του άνθρακα ή CO2.

 

Αυτή η τεχνολογία ονομάζεται “quad-generation” (τετραγενείς). Το CO2 έχει πολύτιμες εφαρμογές στον κλάδο της κηπευτικής. Τα αυξημένα επίπεδα CO2 στο θερμοκήπιο σας θα αυξήσουν τη φωτοσύνθεση στα φυτά, θα ενισχύσουν την ανάπτυξη των φυτών, θα μειώσουν το χρόνο παραγωγής και θα αυξήσουν αισθητά τις αποδόσεις. Το CO2 χρησιμοποιείται, κατά κύριο λόγο, στην καλλιέργεια κάνναβης εμπορικής κλίμακας στον Καναδά και στις ΗΠΑ. Η χρήση μιας quad-generation για την παραγωγή αερίου CO2 για καλλιέργεια, εξαλείφει την ανάγκη για ξεχωριστή γεννήτρια CO2, που καταναλώνει περισσότερη ενέργεια ή για δαπανηρές παραδόσεις CO2 στην περιοχή καλλιέργειας.

 

Με τις δυνατότητες παραγωγής διοξειδίου του άνθρακα, η quad-generation σαφώς παρουσιάζει την πιο αποδοτική και φιλική προς το περιβάλλον επιλογή για μια πηγή πρωτογενούς ενέργειας, για τις εγκαταστάσεις ιατρικής χρήσης κάνναβης σε εσωτερικούς χώρους ή  θερμοκήπιο. Ο φωτισμός, η άρδευση, ο έλεγχος του κλίματος και πολλοί άλλοι καλλιεργητικοί και τεχνικοί εξοπλισμοί απαιτούν ενέργεια με τη μορφή ηλεκτρικού ρεύματος, που τροφοδοτείται από την αρχική καύση ή από την αντλία ατμού ενώ το πλεόνασμα θερμότητας μπορεί να χρησιμοποιηθεί στην άμεση μορφή του σε συσκευές θέρμανσης ή ψύξης στις περιοχές καλλιέργειας, εξόρυξης και γραφείων. Οι τετραγενείς γεννήτριες υπάρχουν σε μια ευρεία γκάμα δυνητικών εξόδων ισχύος, από μικρές μονάδες 250 kW, μέχρι συσκευές με 10,5 MW ισχύος. Μια επιχείρηση καλλιέργειας μπορεί να αποφασίσει ποιο μέγεθος είναι το καλύτερο για τη λειτουργία της, με βάση τους στόχους παραγωγής και το σχεδιασμό της εγκατάστασης.

 

Μια άλλη παραλλαγή των μονάδων Συνδυασμένης Παραγωγής, που είναι ιδιαίτερα λειτουργικές για την παραγωγή κάνναβης, είναι οι μονάδες Συνδυασμένης Ρύθμισης Θερμοκρασίας και Υγρασίας (CTHC). Αυτές οι μονάδες μπορούν να λειτουργούν με φυσικό αέριο, καθώς και εναλλακτικές λύσεις όπως τα βιοκαύσιμα και η ηλιακή ενέργεια, λειτουργώντας ακριβώς όπως και οι τουρμπίνες Συνδυασμένης Παραγωγής. Όμως, όλη η ηλεκτρική ενέργεια που παράγεται, χρησιμοποιείται από τη μονάδα για να τροφοδοτεί τη δική της περιστροφική διαδικασία “αφυγραντικής ξήρανσης”, ενώ  το πλεόνασμα θερμότητας μπορεί να χρησιμοποιηθεί άμεσα για τη θέρμανση του περιβάλλοντος καλλιέργειας ή για την κίνηση της αντλίας θερμότητας ή του ψυκτικού συστήματος. Η θερμότητα χρησιμοποιείται επίσης για την επανενεργοποίηση του αφυγραντικού τροχού απορρόφησης, με την θέρμανση του αέρα για την εξάτμιση και την εκκένωση της απορροφούμενης υγρασίας από τον τροχό. Η αφύγρανση είναι ζωτικής σημασίας για την καλλιέργεια κάνναβης και το μικρό μέγεθος αυτών των συσκευών διευκολύνει την εγκατάσταση στις περιοχές καλλιέργειας. Οι μηχανικοί σχεδιασμού του θερμοκηπίου είναι σε θέση να προτείνουν το κατάλληλο μέγεθος και ποσότητα μονάδων, για μια συγκεκριμένη εγκατάσταση.

 

Σε σύγκριση με τη χρήση δικτύου ηλεκτρικού ρεύματος για την κάλυψη των αναγκών του χώρου, πολλά οφέλη προέρχονται από τη χρήση τουρμπίνας quad-generation και από μονάδες συνδυασμένης ρύθμισης θερμοκρασίας και υγρασίας. Η αποδοτικότητα των σταθμών παραγωγής ορυκτών καυσίμων είναι συνήθως γύρω στο 40%. Η ηλεκτρική ενέργεια που παράγεται από μια τουρμπίνα έχει αποδοτικότητα 45-49%, ωστόσο χρησιμοποιώντας και τη θερμική ενέργεια, η απόδοση της συμπαραγωγής αυξάνεται σε περίπου 85%! Αυτά είναι εξαιρετικά νέα για τη συνολική εξοικονόμηση κόστους και επίσης σημαίνει ότι το αποτύπωμα άνθρακα της επιχείρησης σας μειώνεται δραστικά. Υπάρχουν κίνητρα για τις επιχειρήσεις, για να εγκαταστήσουν λύσεις καθαρής ενέργειας. Για παράδειγμα, κάθε πλεόνασμα ηλεκτρικής ενέργειας που παράγεται από την μονάδα Συνδυασμένης Παραγωγής σας μπορεί να πωληθεί πίσω στο κύριο δίκτυο, για περαιτέρω εξοικονόμηση κόστους και ταχεία Απόδοση της Επένδυσης (Return on Investment – ROI). Επιπλέον, επιδοτήσεις της Ευρωπαϊκής Ένωσης είναι διαθέσιμες σε εταιρείες που επιθυμούν να εγκαταστήσουν συστήματα παραγωγής ενέργειας, που εξαλείφουν τις εκπομπές διοξειδίου του άνθρακα και λειτουργούν με καθαρότερα καύσιμα καύσης ή με ηλιακή ή αιολική ενέργεια, όπως οι τριγενείς, οι τετραγενείς και οι μονάδες CTHC.

 

Όλοι αυτοί οι παράγοντες κάνουν τις Μονάδες Συνδυασμένης Παραγωγής την προφανή επιλογή για την οικοδόμηση ενός οικονομικά αποδοτικού επιχειρηματικού μοντέλου. Καθώς ξεκινά η κατασκευή ευρείας κλίμακας εγκαταστάσεων καλλιέργειας κάνναβης, όσοι μπορούν να δουν τη μεγάλη εικόνα, που σχετίζεται με την κατανάλωση ενέργειας και το κόστος, θα κερδίσουν την επιτυχία και θα μπορούν να είναι υπερήφανοι, γνωρίζοντας ότι χρησιμοποιούν φιλικές προς το περιβάλλον πρακτικές ως μέρος της λύσης στο πρόβλημα της παγκόσμιας ρύπανσης.

Σχετικά Άρθρα

This website uses cookies to improve your experience. We'll assume you're ok with this, but you can opt-out if you wish. Αποδοχή Περισσότερα..

Πολιτική απορρήτου και Cookies