Δέσμευση CO2

Η αυξανόμενη επιστημονική ανησυχία για το κλίμα οδήγησε, ως γνωστόν,  στην υπογραφή της Σύμβασης - Πλαίσιο των Ηνωμένων Εθνών στο Ρίο ντε Τζανέιρο τον Ιούνιο του 1992. Στόχος είναι η σταθεροποίηση των συγκεντρώσεων των αερίων του θερμοκηπίου στην ατμόσφαιρα. Η 3η Σύνοδος των Συμβαλλομένων Μερών της Σύμβασης έλαβε χώρα στο Κιότο το Δεκεμβρίου 1997. Κεντρικό σημείο του Πρωτοκόλλου συνιστά η δέσμευση των αναπτυγμένων κρατών για μείωση των εκπομπών 6 αερίων του θερμοκηπίου και συγκεκριμένα των: CO2, CH4, N2O, HFCs, PFCs  και SF6, την περίοδο 2008-2012 σε ποσοστό μεγαλύτερο του 5% από τα επίπεδα του 1990. Η Ε.Ε. και οι συνδεδεμένες με αυτήν χώρες δεσμεύτηκαν για μείωση κατά 8%, οι Η.Π.Α. κατά 7%, η Ιαπωνία κατά 6%, η Ρωσία και η Αυστραλία διατήρηση στα επίπεδα του 1990. Το Πρωτόκολλο τέθηκε σε ισχύ στις 16/2/05, ύστερα από την κύρωση από 141 ανεπτυγμένα κράτη με εξαίρεση των ΗΠΑ και της Αυστραλίας. Η χώρα μας δεσμεύτηκε για τον περιορισμό της αύξησης των εκπομπών αερίων του θερμοκηπίου κατά την περίοδο 2008 - 2012 στο 25% σε σχέση με τις εκπομπές βάσης.
Κάθε κράτος - μέλος και στη συνέχεια κάθε εταιρεία έχουν το δικαίωμα να εκπέμπουν έναν ορισμένο αριθμό τόνων CO2 ανά έτος και να παρακολουθούνται οι επιδόσεις τους. Αν η εταιρεία εκπέμπει λιγότερους τόνους CO2 από αυτούς που έχει δικαίωμα τότε μπορεί να πουλήσει το πλεόνασμά της. Αν εκπέμπει περισσότερους τότε πρέπει να καλύψει το έλλειμμά της. Γι' αυτό υπάρχουν δύο λύσεις:

• πρόστιμο για τον κάθε επιπλέον τόνο CO2 που εκπέμπει  στο ταμείο ρύπων και αγορά από άλλες εταιρείες ή από το «χρηματιστήριο εκπομπών» - έτσι όπως ακριβώς γίνεται με τις μετοχές των εισηγμένων στο χρηματιστήριο εταιρειών
• εφαρμογή  αντιρρυπαντικών τεχνολογιών για τη μείωση των εκπομπών

Με βάση την Επιτροπή για τη συγκρότηση του Εθνικού Σχεδίου Δράσης για τις Ανανεώσιμες Πηγές Ενέργειας 2010 – 2020 (Συνεδρίαση στις 04-11-2009) ορίστηκε ως Εθνικός Στόχος το 20-20-20, δηλαδή:

- Μείωση των εκπομπών αερίων του θερμοκηπίου κατά 20%
- Αύξηση της ενεργειακής αποδοτικότητας κατά 20%
- Αύξηση της συμμετοχής των ΑΠΕ στη συνολική παραγωγή ενέργειας στο 20%, μέχρι το 2020

Επομένως οι δράσεις που θα συμβάλουν στους στόχους αυτούς θα βρεθούν στο επίκεντρο της εθνικής πολιτικής αλλά και του επιχειρηματικού ενδιαφέροντος τα επόμενα χρόνια. Υπάρχουν διάφορες επιχειρηματικές δράσεις οι οποίες μπορούν να υιοθετηθούν:

• Παραγωγή βιοκαυσίμων (Μηδενικές εκπομπές CO2)
• Ανάπτυξη τεχνολογιών δέσμευσης ή μείωσης εκπομπών. Προώθηση οργανικών καλλιεργειών, διαχείριση αποβλήτων.
• Συνδυασμός ανάπτυξης τεχνολογιών παραγωγής βιοκαυσίμων με ταυτόχρονη δέσμευση εκπομπών, π.χ. άλγης

Τα άλγη έχουν αυξημένη φωτοσυνθετική ικανότητα (10-20% CO2), σε σύγκριση με άλλα φυτά (0,036% CO2). Υπάρχει μεγάλη ποικιλία  καλλιέργειας μικροαλγών, οι οποίες μπορούν να χρησιμοποιηθούν για την κατακράτηση του διοξειδίου του άνθρακα: Spirullina, Scenedesmus obliquus, Nannochlropsis, Tetraselmis, Murcia, Synechococcus, Chlorella κ.α. Το κάθε είδος διαφέρει όσον αφορά τις βέλτιστες συνθήκες ανάπτυξης.

Ένας βασικός παράγοντας που επηρεάζει την ανάπτυξή τους είναι το φως.  Η ποσότητα αυτού που φτάνει στις καλλιέργειες καθορίζεται από το σχήμα των αντιδραστήρων, μέσα στους οποίους αναπτύσσονται. Μάλιστα είναι σύνηθες  να χρησιμοποιούνται συλλέκτες φωτός για την μετέπειτα διοχέτευση τους στις μικροάλγεις. Η σωστή συλλογή και μεταφορά του φωτός μπορεί να αυξήσει την απόδοση ως και 55%.

Το pH του διαλύματος μέσα στο οποίο αναπτύσσονται, αποτελεί επίσης παράγοντα ανάπτυξης. Οι βέλτιστες τιμές κυμαίνονται από 6,5 έως 8.

Τέλος, βασικό χαρακτηριστικό αποτελεί η θερμοκρασία ανάπτυξης της καλλιέργειας, γνωρίζοντας πως τα καυσαέρια που θα εισέρχονται σε αυτή θα έχουν υψηλή θερμοκρασία. Σύμφωνα με πειράματα ορισμένα είδη μικροαλγών έχουν τη δυνατότητα να ευδοκιμούν σε θερμοκρασίες που φτάνουν ως τους 80oC

Το παράγομενο CO2 μπορεί να διοχετευθεί με δύο τρόπους στις καλλιέργειες:

• Απευθείας μεταφορά των παραγόμενων από την μονάδα καυσαερίων
• Προεπεξεργασία των καυσαερίων και απομόνωση του CO2 προς μεταφορά στις καλλιέργειες

Θα μπορούσε να πει κανείς πως η πρώτη μέθοδος είναι αποδοτικότερη, χωρίς όμως να παρατηρούνται σημαντικές διαφορές όσον αφορα τα ποσοστά δέσμευσης ανάμεσα στις δύο.

Σε μια μονάδα δέσμευσης CO2 τα καυσαέρια μεταφέρονται από τον σταθμό παραγωγής ενέργειας, μέσω αγωγού. Σε αυτόν υπάρχει τοποθετημένος εναλλάκτης θερμότητας, για μείωση της θερμοκρασίας και δέσμευση της υγρασίας. Τα μεταφερόμενα καυσαέρια καταλήγουν σε δεξαμενές που περιέχουν μικροάλγη. Το μίγμα μικροφυκών-καυσαερίων μεταφέρεται σε βιοαντιδραστήρες, όπου και γίνεται η φωτοσύνθεση.