Ανάλυση κύκλου ζωής και εκτίμηση της βιωσιμότητας δεξαμενών αποθήκευσης υγρού υδρογόνου
Loading...
Date
2025-07-07
Authors
Βασιλόπουλος, Φίλιππος Άγγελος
Journal Title
Journal ISSN
Volume Title
Publisher
Abstract
Στην σημερινή εποχή, παρατηρείται ανάπτυξη πληθώρας καινοτόμων εφαρμογών που στοχεύουν στον μετριασμό των περιβαλλοντικών επιπτώσεων, των ήδη υπαρχουσών τεχνολογιών. Μια τέτοια καινοτομία αποτελεί το αεροσκάφος που κινείται αμιγώς με υδρογόνο. Παρότι η φάση λειτουργίας του εν λόγω αεροσκάφους, ευθύνεται για το μεγαλύτερο ποσοστό των περιβαλλοντικών επιπτώσεών του, η συνεισφορά του σταδίου παραγωγής των, απαραίτητων για την λειτουργία του, υποσυστημάτων δεν πρέπει να αμελείται. Με την παρούσα εργασία πραγματοποιείται η αξιολόγηση και η εκτίμηση της βιωσιμότητας 12 διαφορετικών εκδοχών παραγωγής μιας δεξαμενής υδρογόνου, με την βοήθεια εργαλείων όπως η Ανάλυση Κύκλου Ζωής (ΑΚΖ) και η Ανάλυση Κύκλου Κόστους Ζωής (ΑΚΚΖ). Η βασική δομή της δεξαμενής υδρογόνου αποτελείται από τα υποσυστήματα της εξωτερικής και εσωτερικής δεξαμενής, τις στηρίξεις τους, και από τα απαιτούμενα μονωτικά υλικά. Η εναλλαγή των κύριων υλικών των υποσυστημάτων είναι αυτή που θα δημιουργήσει τις 12 διαφορετικές εναλλακτικές παραγωγής της δεξαμενής. Οι ΑΚΖ και ΑΚΚΖ πραγματοποιήθηκαν με τη χρήση του λογισμικού SimaPro. Οι περιβαλλοντικές επιπτώσεις εξετάστηκαν χάρη στις μεθόδους εκτίμησης επιπτώσεων ReCiPe 2016 Endpoint (H), IPCC2021 GWP100 και Cumulative Energy Demand (CED). Οι επιδόσεις των εναλλακτικών παραγωγής αξιολογήθηκαν σύμφωνα με το βάρος τους, ενώ για την οικονομική αξιολόγηση χρησιμοποιήθηκε μια προσαρμοσμένη μέθοδος κόστους βασιζόμενη σε πραγματικές τιμές αγοράς υλικών και ενέργειας. Ο υπολογισμός του βέλτιστου σεναρίου παραγωγής της δεξαμενής πραγματοποιήθηκε, με βάση τις τιμές που ελήφθησαν από τις παραπάνω μεθόδους, αξιοποιώντας την βοήθεια της πολυκριτηριακής μεθόδου λήψης αποφάσεων R-TOPSIS. Από το σύνολο της παραπάνω μελέτης, εξάγεται ως βέλτιστο, το σενάριο παραγωγής που τα υποσυστήματα της εσωτερικής και εξωτερικής δεξαμενής κατασκευάζονται από κράμα αλουμινίου και οι στηρίξεις της εξωτερικής δεξαμενής από ανοξείδωτο χάλυβα. Παράλληλα, το μονωτικό υλικό που χρησιμοποιείται για την εσωτερική μόνωση προκαλεί την μεγαλύτερη περιβαλλοντική και οικονομική επιβάρυνση συγκριτικά με τα υπόλοιπα υλικά της δεξαμενής.
Description
Keywords
Δεξαμενή υδρογόνου, Βιωσιμότητα, Σύνθετα υλικά, Ανάλυση κύκλου ζωής, Πολυκριτηριακή μέθοδος λήψης αποφάσεων R-TOPSIS