Τεχνοοικονομική ανάλυση βιομηχανικής μονάδας συγκομποστοποίησης υπολειμμάτων τροφίμων και βιοπλαστικών
Loading...
Date
2026-10-06
Authors
Ρισκάκη, Σταυρούλα Ευτυχία
Journal Title
Journal ISSN
Volume Title
Publisher
Abstract
Η ευρεία χρήση των συμβατικών πλαστικών, αν και προσφέρει σημαντικά πλεονεκτήματα σε τομείς όπως η συσκευασία, συνοδεύεται από ραγδαία αύξηση της παραγωγής αποβλήτων και εξάντληση των ορυκτών πόρων. Η αναζήτηση εναλλακτικών βιώσιμων λύσεων οδήγησε στα βιοπλαστικά, λόγω του μικρότερου περιβαλλοντικού τους αποτυπώματος. Ωστόσο, η διοχέτευσή τους στην αγορά χωρίς τις κατάλληλες υποδομές διαχείρισης δημιουργεί νέες προκλήσεις. Η απουσία κατάλληλης διαλογής οδηγεί συχνά στην τυχαία ανάμειξή τους με τα συμβατικά πλαστικά, γεγονός που υποβαθμίζει τα ρεύματα ανακύκλωσης, ενώ η απόρριψή τους στο περιβάλλον προκαλεί ατελή βιοδιάσπαση και συσσώρευση μικροπλαστικών. Στο πλαίσιο αυτό, εξετάζεται η συγκομποστοποίηση υπολειμμάτων τροφίμων και βιοπλαστικών ως μια ενδεδειγμένη μέθοδος, η οποία παρακάμπτει την ανάγκη διαλογής, ελαχιστοποιεί την παραγωγή μικροπλαστικών και αποτρέπει την απόρριψη οργανικών στους ΧΥΤΑ.
Στην παρούσα διπλωματική εργασία πραγματοποιείται ο σχεδιασμός και η τεχνοοικονομική αξιολόγηση μιας βιομηχανικής μονάδας συγκομποστοποίησης, με βάση δεδομένα πιλοτικής κλίμακας. Αφετηρία της ανάλυσης αποτέλεσε η εκτίμηση των αποβλήτων της ευρύτερης περιοχής της Πάτρας, η οποία χωρίζεται σε αστική ζώνη (170,000 κάτοικοι) και περιαστική ζώνη (41,000 κάτοικοι). Η μονάδα σχεδιάζεται για εισερχόμενη ποσότητα αποβλήτων 9,584 τόνων ετησίως, η οποία περιλαμβάνει χωριστά συλλεγόμενα υπολείμματα τροφίμων και βιοπλαστικά σε ποσοστό 8% κ.β. ως προς αυτά.
Αρχικά, εξετάζονται και συγκρίνονται δύο εναλλακτικά συστήματα συλλογής και μεταφοράς: η συμβατική αποκομιδή από κοινόχρηστους κάδους και η συλλογή «πόρτα-πόρτα» (door-to-door). Διαμορφώνονται υπολογιστικά μοντέλα για την εκτίμηση των απαιτήσεων σε κάδους και οχήματα, καθώς και του κόστους συλλογής, ως προς βασικές παραμέτρους σχεδιασμού όπως η συχνότητα αποκομιδής, η χωρητικότητα των κάδων και ο στόχος συλλογής (60% για την τυπική συλλογή έναντι 90% για το door-to-door). Η σύγκριση δείχνει ότι, παρά τις μεγαλύτερες ανάγκες σε εξοπλισμό, η συλλογή πόρτα-πόρτα μπορεί να επιτύχει χαμηλότερο κόστος ανά τόνο απορριμμάτων, κυρίως λόγω της μειωμένης συχνότητας αποκομιδής και της αυξημένης ποσότητας συλλεγόμενων αποβλήτων (39.35 tn/d, ενώ στην τυπική συλλογή 26.23 tn/d).
Η προτεινόμενη μονάδα περιλαμβάνει τα στάδια του τεμαχισμού των εισερχόμενων υλικών, της ανάμειξης με διογκωτικό παράγοντα, της κομποστοποίησης σε κλειστούς αντιδραστήρες τύπου In-Vessel (IVC), του μηχανικού διαχωρισμού μέσω κοσκίνου και της τελικής ωρίμανσης σε ανοιχτά σειράδια. Ο χρόνος παραμονής στους αντιδραστήρες ορίζεται σε 14 ημέρες με παραδοχή αποδόμησης του 50% των βιοπλαστικών στο στάδιο αυτό, ενώ η ωρίμανση διαρκεί 42 ημέρες. Μέσω του κοσκινίσματος, επιτρέπεται η ανακυκλοφορία του διογκωτικού υλικού και των μη πλήρως αποδομημένων βιοπλαστικών, με στόχο την παράταση του χρόνου επεξεργασίας τους και τον περιορισμό των βιοπλαστικών στο τελικό κομπόστ.
Για τον τεχνικό σχεδιασμό αναπτύχθηκαν ισοζύγια μάζας, υγρασίας και στοιχείων στα επιμέρους στάδια, από τα οποία προσδιορίζονται οι παροχές των ρευμάτων, οι ανάγκες προσθήκης νερού, οι απαιτήσεις αερισμού και οι εκτιμώμενες αέριες εκπομπές. Παράλληλα, αναλύθηκαν τα ενεργειακά ισοζύγια για τους κλειστούς αντιδραστήρες και τα ανοιχτά σειράδια, λαμβάνοντας υπόψη τη θερμότητα της βιοαποδόμησης, την εξάτμιση και τους μηχανισμούς μεταφοράς θερμότητας.
Μετά τη διαστασιολόγηση του μηχανολογικού εξοπλισμού, πραγματοποιήθηκε η εκτίμηση του κόστους εγκατάστασης (CAPEX) και των ετήσιων λειτουργικών δαπανών (OPEX), με χρήση εμπειρικών συσχετίσεων κόστους και αναγωγή τιμών. Η οικονομική βιωσιμότητα αξιολογείται μέσω ανάλυσης των ταμειακών ροών και της καθαρής παρούσας αξίας, αναδεικνύοντας ότι για το βασικό σενάριο της Πάτρας (9,584 tn/y) η μονάδα δεν είναι βιώσιμη οικονομικά. Προκειμένου να επιτευχθεί το νεκρό σημείο (break-even), το τέλος επεξεργασίας των αποβλήτων (gate fee) θα έπρεπε να ανέλθει περίπου στα 150€/tn, θεωρώντας μια ρεαλιστική τιμή αγοράς για την πώληση του κομπόστ στα 79€/tn. Επιπλέον, μέσω της αναγωγής του σχεδιασμού σε διαφορετικές δυναμικότητες ώστε να εξεταστεί η επίδραση των οικονομιών κλίμακας, καταδείχθηκε ότι η εγκατάσταση καθίσταται εν τέλει οικονομικά βιώσιμη σε κλίμακες δυναμικότητας άνω των 30,000 έως 40,000 τόνων ετησίως.
Description
Keywords
Τεχνοοικονομική ανάλυση, Συγκομποστοποίηση, Υπολείμματα τροφίμων, Βιοπλαστικά, Στερεά απόβλητα