Ερευνητικά Προγράμματα

Ανάπτυξη πολυπαραμετρικού μαθηματικού μοντέλου για τη βελτιστοποίηση του ενεργειακού σχεδιασμού σε ορεινές περιοχές - ΑΕΝΑΟΣ
2014 to 2015
Χρηματοδότηση:
Επιστημονικός Υπεύθυνος:

Το ερευνητικό έργο είχε ως στόχο την ανάπτυξη μιας πρωτότυπης μεθοδολογίας, η οποία θα προσδιορίζει το βέλτιστο ενεργειακό μίγμα σε ορεινούς οικισμούς μέσω ειδικού μαθηματικού μοντέλου και κατάλληλων αντικειμενικών συναρτήσεων.

Το μαθηματικό μοντέλο (με την ονομασία ΑΕΝΑΟΣ), το οποίο θα αναπτύχθηκε με αντικειμενοστραφή (object-oriented) γλώσσα προγραμματισμού, βελτιστοποιεί την αντικειμενική συνάρτηση στη βάση οικονομικών, περιβαλλοντικών, τεχνικών και κοινωνικών κριτηρίων, συνδυάζοντας το εξειδικευμένο προφίλ ενεργειακής ζήτησης των ορεινών περιοχών με κατάλληλο μίγμα ανανεώσιμων και συμβατικών πηγών ενέργειας αλλά και τεχνολογίες εξοικονόμησης ενέργειας. Για τις ανάγκες του Έργου χρησιμοποιήθηκε ως μελέτη περίπτωσης ο οικισμός του Μετσόβου και η ευρύτερη περιοχή του ομώνυμου Δήμου. Η επιλεγείσα περιοχή θεωρείται ιδανική καθώς βρίσκεται σε μεγάλο υψόμετρο, διαθέτει πλούσιο και ποικιλόμορφο δυναμικό ΑΠΕ και έχει σημαντικές ενεργειακές ανάγκες (θερμικές και ηλεκτρικές) λόγω του αριθμού μόνιμων κατοίκων και τουριστών. Εν συντομία από το ερευνητικό πρόγραμμα προέκυψαν:

  • Μια πρωτότυπη, σε διεθνές επίπεδο, μεθοδολογία για τη βελτιστοποίηση του ενεργειακού συστήματος των ορεινών περιοχών, η οποία λαμβάνει για πρώτη φορά υπόψη τις ιδιαιτερότητες των ορεινών ενεργειακών φορτίων, το σύνολο των διαθέσιμων μορφών ΑΠΕ, και τις περιβαλλοντικές, κοινωνικές και οικονομικές επιπτώσεις, αξιοποιώντας σύγχρονες επιστημονικές προσεγγίσεις, νέες τεχνολογίες και τεχνικές και πρωτογενείς έρευνες πεδίου.
  • Μια μεθοδολογία εκτίμησης των ιδιαίτερων ενεργειακών αναγκών των ορεινών οικισμών. Ιδιαίτερη βαρύτητα δόθηκε στην ανάπτυξη «πρότυπων μοντέλων» για ορεινές κατοικίες, τα οποία καθιστούν εύκολο και ακριβή τον υπολογισμό των ενεργειακών φορτίων με χρήση δευτερογενών στατιστικών στοιχείων και ελάχιστων πρωτογενών δεδομένων.
  • Αποτελέσματα σχετικά με τον αριθμό των νοικοκυριών που είναι εκτεθειμένα στην ενεργειακή φτώχεια. Αυτό επετεύχθη μέσα από τρεις πρωτογενείς έρευνες σε διαφορετική χωρική κλίμακα: Μία πανελλαδική, μία στις ορεινές περιοχές της χώρας και μία στο Δήμο Μετσόβου. Έτσι, για πρώτη φορά στην Ελλάδα αποτυπώθηκε η έκταση του προβλήματος και η συσχέτισή του με τεχνικές, οικονομικές και κοινωνικές παραμέτρους.
  • Ένα λογισμικό εφαρμογής του μαθηματικού πολυπαραμετρικού μοντέλου βελτιστοποίησης, με φιλικό περιβάλλον για το χρήστη.
Διερεύνηση των δυνατοτήτων ενεργειακής αξιοποίησης βιομάζας για την τηλεθέρμανση της πόλης του Μετσόβου
2014
Χρηματοδότηση:
Επιστημονικός Υπεύθυνος:

Αντικείμενο του ερευνητικού έργου είναι η διερεύνηση της σκοπιμότητας κατασκευής μιας μονάδας ενεργειακής αξιοποίησης βιομάζας στο Μέτσοβο. Η μονάδα θα βασίζεται σε καύση ξυλώδους βιομάζας (προϊόντα και υπολείμματα δασικής παραγωγής, υπολείμματα βιοτεχνιών ξύλου, υπολείμματα/ κλαδέματα καλλιεργειών), με συμπαραγωγή ηλεκτρισμού και θερμότητας. Ο ηλεκτρισμός θα διοχετεύεται στο διασυνδεδεμένο δίκτυο ηλεκτρικής ενέργειας και η θερμότητα μέσω δικτύου τηλεθέρμανσης σε θερμικές καταναλώσεις εντός του οικισμού του Μετσόβου.

Η ανάπτυξη της ενεργειακής μονάδας με βιομάζα στο Μέτσοβο στοχεύει στην ανακούφιση του τοπικού πληθυσμού από το εξαιρετικά υψηλό κόστος θέρμανσης, μέσω μιας περιβαλλοντικά φιλικής τεχνολογίας που θα εξασφαλίζει υψηλού επιπέδου ενεργειακές υπηρεσίες στους καταναλωτές που θα συνδεθούν στο δίκτυο τηλεθέρμανσης.

Η ευρύτερη περιοχή του Δήμου Μετσόβου διαθέτει σημαντικό δασικό πλούτο, με 285.000 στρέμματα δασικών εκτάσεων να υλοτομούνται συστηματικά. Τα παραγόμενα δασικά προϊόντα ανέρχονται σε περίπου 12.400 tn σε ετήσια βάση, ενώ τα υπολείμματα της δασικής παραγωγής σε 2.000 tn, τα υπολείμματα της αγροτικής παραγωγής σε 800 tn και τα πριονίδια των βιοτεχνιών ξύλου σε 500 tn. Το συνολικό θερμικό περιεχόμενο της βιομάζας αυτής ξεπερνά τις 63.000 MWh. Η ζήτηση θερμικής ενέργειας στην πόλη του Μετσόβου εκτιμάται σε 21.200 MWh, με μέγιστη ζήτηση ισχύος τα 4,85 MW. Υπολογίστηκε ότι αξιοποιώντας περίπου το μισό δυναμικό δασικής βιομάζας μπορεί να καλυφθεί το 70% των θερμικών αναγκών της πόλης.

Το συνολικό κόστος της επένδυσης εκτιμήθηκε σε 13.600.000 ευρώ, συμπεριλαμβανομένου του δικτύου τηλεθέρμανσης και των εναλλακτών θερμότητας για τη διανομή της θερμότητας στις κατοικίες. Η επένδυση μπορεί, υπό προϋποθέσεις να είναι βιώσιμη με ιδιωτικοοικονομικά κριτήρια, ενώ με κοινωνικοοικονομικά κριτήρια κρίνεται βιώσιμη, ακόμη και εάν χρηματοδοτηθεί κατά 100% από ίδια κεφάλαια του Δήμου.

Το ερευνητικό πρόγραμμα αποδεικνύει ότι η αξιοποίηση της τοπικά διαθέσιμης βιομάζας αποτελεί ιδιαίτερα σημαντικό αναπτυξιακό βήμα για την περιοχή του Μετσόβου, το οποίο και θα ανακουφίσει τα νοικοκυριά από το μεγάλο κόστος θέρμανσης αλλά και θα αναβαθμίσει περιβαλλοντικά την περιοχή.

Τεχνική βοήθεια στο Δήμο Μετσόβου για τη δημιουργία μονάδας ενεργειακής αξιοποίησης βιομάζας
2013 to 2014
Χρηματοδότηση:
Επιστημονικός Υπεύθυνος:

Αντικείμενο του ερευνητικού έργου είναι η διερεύνηση της σκοπιμότητας κατασκευής μιας πιλοτικής μονάδας ενεργειακής αξιοποίησης βιοαερίου στο Μέτσοβο με χρήση οργανικών αποβλήτων της γεωργοκτηνοτροφικής παραγωγής. Η μονάδα ενεργειακής αξιοποίησης βιοαερίου θα έχει ως στόχο την τροφοδοσία με ηλεκτρική ενέργεια της εγκατάστασης επεξεργασίας λυμάτων του Δήμου Μετσόβου (ΕΕΛ) και την τροφοδοσία με θερμική ενέργεια του Δημοτικού Σχολείου.

Έτσι, το έργο επιλύει ένα σημαντικό περιβαλλοντικό πρόβλημα, ενώ ταυτόχρονα προσφέρει πραγματικά δεδομένα για την ανάπτυξη ενός εκτεταμένου δικτύου τηλεθέρμανσης στο Μέτσοβο.

Στην περιοχή που διοικητικά υπάγεται στον Καλλικρατικό Δήμο Μετσόβου, διατηρείται ακόμη σημαντική δραστηριότητα στον πρωτογενή τομέα, ιδίως όσον αφορά στην κτηνοτροφία. Επιπλέον, υπάρχουν μονάδες μεταποίησης αγροκτηνοτροφικών προϊόντων. Τα υπολείμματα των δραστηριοτήτων αυτών συνιστούν υπολογίσιμη πηγή παραγωγής βιοαερίου. Αναλυτικότερα, σύμφωνα με πρωτογενή έρευνα, το συνολικά αξιοποιήσιμο δυναμικό παραγωγής βιοαερίου στην περιοχή του Μετσόβου, κυμαίνεται μεταξύ 1.216.288 και 2.039.466m3, με ενεργειακό περιεχόμενο από 7.297 έως 12.237 MWh.

Η υπό μελέτη πιλοτική μονάδα σχεδιάζεται με μικρότερη δυναμικότητα, σε σχέση με τη μέγιστη δυνατή, για λόγους ασφάλειας και σταθερότητας του συστήματος. Η τροφοδοσία της ενεργειακής μονάδας με πρώτη ύλη θα βασιστεί στις οργανωμένες κτηνοτροφικές εκμεταλλεύσεις, το τυροκομείο του ιδρύματος Τοσίτσα, το οινοποιείο «Κατώγι Αβέρωφ» και την παραγωγή δημητριακών και κτηνοτροφικών φυτών που διατηρείται ακόμη στην περιοχή. Έτσι, θα αξιοποιηθούν 751.000m3 βιοαερίου, εκ των οποίων: τα 16.900m3 προέρχονται από τα υπολείμματα του οινοποιείου, τα 46.500m3 από τα υπολείμματα του τυροκομείου, τα 161.200m3 από υπολείμματα οργανωμένων μονάδων εκτροφής αιγοπροβάτων, τα 53.400m3 από υπολείμματα χοιροτροφείων, τα 326.000m3 από υπολείμματα πτηνοτροφείων και τα 147.000m3 από υπολείμματα καλλιεργειών.

Η ποσότητα βιοαερίου που θα παράγεται στη μονάδα μπορεί να τροφοδοτήσει ηλεκτρογεννήτρια ισχύος 180kW. Το σύστημα ανάκτησης θερμότητας μιας τέτοιας ηλεκτρογεννήτριας μπορεί να έχει ισχύ έως 270kW. Το παραγόμενο ηλεκτρικό ρεύμα από τη μονάδα βιοαερίου θα διατίθεται για τη λειτουργία της ΕΕΛ. Για τη διασύνδεση απαιτείται: Υ/Σ ανύψωσης τάσης από τα 400 V στα 20 kV, ο οποίος θα εγκατασταθεί στο χώρο της μονάδας παραγωγής βιοαερίου, δίκτυο μεταφοράς που προτείνεται να είναι εναέριο για να ελαχιστοποιηθεί η απόσταση μεταξύ μονάδας και ΕΕΛ και Υ/Σ υποβίβασης της τάσης από τα 20KV στα 400V στην πλευρά της ΕΕΛ. Όσον αφορά στο δίκτυο τηλεθέρμανσης, αυτό θα καλύπτει οριζόντια απόσταση περίπου 1.260m, προκειμένου να τροφοδοτήσει με θερμική ενέργεια το Δημοτικό Σχολείο. Θα αποτελείται από προμονωμένους χαλύβδινους αγωγούς, οι οποίοι θα τοποθετηθούν σε βάθος τουλάχιστον 50cm.

Με βάση την έρευνα αγοράς που πραγματοποιήθηκε, τα αποτελέσματα της σχετικής βιβλιογραφικής έρευνας, καθώς και με χρήση των αναλυτικών τιμολογίων της ΓΓΔΕ σε ορισμένες περιπτώσεις, ο συνολικός προϋπολογισμός του έργου ανέρχεται σε 1.950.000€. Συνολικά, βάσει κοινωνικοοικονομικής ανάλυσης κόστους – οφέλους (συμπεριλαμβάνοντας τα περιβαλλοντικά του οφέλη), το έργο έχει θετική απόδοση. Για την οικονομική αποτίμηση των περιβαλλοντικών επιπτώσεων από την πλημμελή διαχείριση των οργανικών αποβλήτων των αγροτοκτηνοτροφικών δραστηριοτήτων εκτελέσθηκε, για πρώτη φορά στην Ελλάδα, πρωτογενής έρευνα, στη βάση των αρχών και των μεθοδολογιών της Περιβαλλοντικής Οικονομίας.

Μεθοδολογία Εντοπισμού και Αξιολόγησης Περιοχών για Ολοκληρωμένες Παρεμβάσεις Αγροτικής Αναγέννησης
2010
Χρηματοδότηση:
Επιστημονικός Υπεύθυνος:

Ε. Παναγιωτάτου.

 

 

 

Στο πλαίσιο των προτεραιοτήτων που αφορούν στην αγροτική ανάπτυξη και ιδιαίτερα στην ανάπτυξη ορεινών και μειονεκτικών περιοχών της υπαίθρου, μέσω του ερευνητικού προγράμματος, επιδιώχθηκε να καλυφθούν οι ακόλουθοι στόχοι της Περιφέρειας Ηπείρου:

  • Προσδιορισμός των χαρακτηριστικών των δυνητικών επιλέξιμων ημιαστικών – αγροτικών περιοχών από ολόκληρη την  Ήπειρο  για την εφαρμογή των ολοκληρωμένων δράσεων
  • Περιγραφή δράσεων με τη μορφή ολοκληρωμένων σχεδίων που θα εστιάζουν τις παρεμβάσεις σε πολλαπλές και συνεκτικές δράσεις
  • Περιγραφή των σχετικών διαδικασιών για το σχεδιασμό και των προϋποθέσεων υποβολής σχεδίων από τους φορείς καθώς και τα κριτήρια επιλεξιμότητας των ζωνών και η μεθοδολογία αξιολόγησης αυτών
  • Σύνταξη των προδιαγραφών σύμφωνα με τις οποίες οι φορείς θα πρέπει να συντάξουν τις προτάσεις τους

Στο πλαίσιο του ερευνητικού έργου, αναπτύχθηκε μια καινοτομική μεθοδολογία εντοπισμού και αξιολόγησης περιοχών, με στόχο τη σύνθεση  πολιτικών και μέτρων αγροτικής αναδιάρθρωσης. Με βάση την ερευνητική και χαρτογραφική υποδομή και με «κύτταρο» το δημοτικό διαμέρισμα, το έργο συναρθρώνει μεθοδολογική προσέγγιση η οποία συναρτά τις αναπτυξιακές δυνατότητες του αγροτικού τομέα με πολυλειτουργικές περιοχές και οικιστικά πλέγματα. Η ενιαία αυτή θεώρηση της Περιφέρειας Ηπείρου οδηγεί στη διάρθρωση Δυναμικών Δικτύων βάσει των οποίων σχεδιάζονται μέτρα και δράσεις. Η χαρτογράφηση των δεδομένων για την ανάλυση των χωρικών προτύπων στην περιφέρεια και η ειδικά σχεδιασμένη για το έργο «γεωβάση» συνέβαλαν στην ολοκλήρωση της προσπάθειας. Ιδιαίτερη σημασία δόθηκε στην έρευνα πεδίου με διακίνηση ειδικά σχεδιασμένων ερωτηματολογίων για τους Δήμους και τις Κοινότητες, στις συνεντεύξεις και τα ερωτηματολόγια προς τους σχετικούς με το αντικείμενο φορείς.

Ανάπτυξη συστήματος παρακολούθησης και πρόληψης φυσικών καταστροφών για την προσαρμογή του Δήμου Μετσόβου στην κλιματική αλλαγή
2017 to 2019
Χρηματοδότηση:
Επιστημονικός Υπεύθυνος:

Το παρόν ερευνητικό έργο έχει ως αντικείμενο την ανάπτυξη ενός συστήματος παρακολούθησης και πρόληψης των φυσικών καταστροφών στο Δήμο Μετσόβου λόγω της κλιματικής αλλαγής και, ταυτόχρονα, την κάλυψη του κενού της επιστημονικής γνώσης που υπάρχει στη θεματική περιοχή των επιπτώσεων της κλιματικής αλλαγής στις ορεινές περιοχές.

Οι επιμέρους στόχοι της έρευνας είναι (α) η εκτίμηση των επιπτώσεων της κλιματικής αλλαγής σε δύο κρίσιμους, για τις ορεινές περιοχές, τομείς και, συγκεκριμένα, στην (επιταχυνόμενη) διάβρωση του εδάφους και στις δασικές πυρκαγιές, (β) η διερεύνηση των επιπτώσεων αυτών σε τοπική κλίμακα, σε αντίθεση με την πλειονότητα των μέχρι σήμερα μελετών, οι οποίες αφορούν σε περιφερειακή, εθνική ή και μεγαλύτερη κλίμακα, με αποτέλεσμα την αδυναμία λήψης συγκεκριμένων (tailor-cut) μέτρων αντιμετώπισης των επιπτώσεων σε τοπικό επίπεδο και (γ) ο προσδιορισμός των απαραίτητων παρεμβατικών δράσεων, στο πλαίσιο αναλύσεων σκοπιμότητας (κόστους-αποτελεσματικότητας ή/και κόστους-οφέλους ή/και πολυκριτηριακές αναλύσεις), που πρέπει να ληφθούν υπ’ όψιν στο μακροπρόθεσμο σχεδιασμό ανάπτυξης των ελληνικών ορεινών περιοχών.

Ιστοσελίδα προγράμματος: http://www.mirc.ntua.gr/natural-disasters-metsovo/