Αξιολόγηση Κύκλου Ζωής παραγωγής βιοαιθανόλης από θαλάσσια μακροάλγη

Η παρούσα διπλωματική εργασία εξετάζει και αξιολογεί την περιβαλλοντική βιωσιμότητα της παραγωγής βιοαιθανόλης από θαλάσσια μακροάλγη, στο πλαίσιο της παγκόσμιας ενεργειακής μετάβασης. Παρόλο που η μακροάλγη αποτελεί βιομάζα τρίτης γενιάς, η οποία είναι πολλά υποσχόμενη, η διεργασία μετατροπής της περιλαμβάνει ενεργοβόρα στάδια που ενδέχεται να αναιρούν τα περιβαλλοντικά πλεονεκτήματά της. Κεντρικό ερευνητικό ερώτημα αποτελεί το κατά πόσο η επιλογή διαφορετικών συνδυασμών μεθόδου προεπεξεργασίας και υδρόλυσης μπορεί να επηρεάσει το συνολικό περιβαλλοντικό αποτύπωμα της παραγωγής βιοαιθανόλης, καθώς και ποιο στάδιο της διεργασίας συμβάλλει περισσότερο στις επιπτώσεις. Η αξιολόγηση έγινε μέσω Ανάλυσης Κύκλου Ζωής, κάνοντας χρήση του λογισμικού SimaPro και της μεθοδολογίας ReCiPe 2016 Midpoint (H). Τα σενάρια που μελετήθηκαν είναι: 1) όξινη προεπεξεργασία και όξινη υδρόλυση, 2) όξινη προεπεξεργασία και ενζυμική υδρόλυση και 3) αλκαλική προεπεξεργασία και ενζυμική υδρόλυση. Ως λειτουργική μονάδα ορίστηκε η παραγωγή 1t άνυδρης βιοαιθανόλης (99,5%). Ακόμα, πραγματοποιήθηκε Ανάλυση Συμβολής, ενώ για το περιβαλλοντικά βέλτιστο σενάριο εφαρμόστηκε ανάλυση αβεβαιότητας Monte Carlo. Επιπλέον, εξετάστηκαν σενάρια ενεργειακής βελτιστοποίησης με μερική υποκατάσταση της ήδη υπάρχουσας ενέργειας από ανανεώσιμες πηγές. Από τα αποτελέσματα προκύπτει ότι η χερσαία οικοτοξικότητα αποτελεί την κυρίαρχη κατηγορία περιβαλλοντικής επίπτωσης σε όλα τα στάδια κάθε σεναρίου. Ιδιαίτερα υψηλές τιμές εμφανίζονται στα στάδια διαχωρισμού, απόσταξη και αφυδάτωση, τα οποία χαρακτηρίζονται από έντονες ενεργειακές ανάγκες. Το Σενάριο 2 παρουσιάζει τη χαμηλότερη συνολική επιβάρυνση, υποδεικνύοντας ότι επηρεάζεται κυρίως από τις ενεργειακές απαιτήσεις της διεργασίας παρόλο που γίνεται χρήση ενζύμων. Η ενσωμάτωση των Ανανεώσιμων Πηγών Ενέργειας μειώνει σημαντικά κατηγορίες όπως την υπερθέρμανση του πλανήτη, και την σπανιότητα ορυκτών πόρων, χωρίς όμως να εξαλείφει πλήρως τις επιπτώσεις. Συνολικά, η μελέτη συμβάλλει στην κατανόηση της σχέσης μεταξύ ενεργειακής κατανάλωσης και τεχνολογικού σχεδιασμού στη βιωσιμότητα των βιοδιυλιστηρίων μακροαλγών, παρέχοντας βάση για μελλοντικό σχεδιασμό και βελτιστοποιήσεις.