Transcript Διερεύνηση αξιοποίησης παλαιών ανοιχτών λατομείων για τη

ΕΘΝΙΚΟ ΜΕΤΣΟΒΙΟ ΠΟΛΥΤΕΧΝΕΙΟ
Τομέας Δομοστατικής
ΔΙΠΛΩΜΑΤΙΚΗ ΕΡΓΑΣΙΑ
«Διερεύνηση αξιοποίησης παλαιών ανοιχτών λατομείων
για τη χωροθέτηση μονάδων ηλεκτροπαραγωγής μέσω
ΑΠΕ»
Του σπουδαστή, Μιχαήλ Καλτσούνη
[email protected]
Επιβλέπων : Ι. Τζουβαδάκης, Αναπληρωτής Καθηγητής ΕΜΠ
Συνεπιβλέπων: Δρ. Αθανάσιος Στάμος
Αθήνα, Σεπτέμβριος 2014
ΕΘΝΙΚΟ ΜΕΤΣΟΒΙΟ ΠΟΛΥΤΕΧΝΕΙΟ
Τομέας Δομοστατικής
Εισαγωγή
Μεταλλείο Γερακινής
Ανενεργά Λατομεία
Ανεξέλεγκτη λειτουργία πολυάριθμων λατομείων
• οπτική ρύπανση
• εστίες μόλυνσης (ανεξέλεγκτες χωματερές)
• αυξημένη επικινδυνότητα
(ελεύθερη πρόσβαση)
Αθήνα, Σεπτέμβριος 2014
Διερεύνηση αξιοποίησης παλαιών ανοιχτών
λατομείων για τη χωροθέτηση μονάδων
ηλεκτροπαραγωγής μέσω ΑΠΕ
ΕΘΝΙΚΟ ΜΕΤΣΟΒΙΟ ΠΟΛΥΤΕΧΝΕΙΟ
Τομέας Δομοστατικής
Διερεύνηση αξιοποίησης παλαιών ανοιχτών
λατομείων για τη χωροθέτηση μονάδων
ηλεκτροπαραγωγής μέσω ΑΠΕ
Πολιτική χρήσης ανενεργών λατομείων
Αποκατάσταση Λατομικών χώρων
1. Η πρόσδοση στο χώρο των βασικών χαρακτηριστικών της
πριν την εκμετάλλευση μορφής του (restoration)
2. Η κατάλληλη διαμόρφωση του χώρου για την υποδοχή μιας
νέας χρήσης (rehabilitation).
Αποκατάσταση :
Δενδροφύτευση στις βαθμίδες λατομείου
Αθήνα, Σεπτέμβριος 2014
ΕΘΝΙΚΟ ΜΕΤΣΟΒΙΟ ΠΟΛΥΤΕΧΝΕΙΟ
Τομέας Δομοστατικής
Διερεύνηση αξιοποίησης παλαιών ανοιχτών
λατομείων για τη χωροθέτηση μονάδων
ηλεκτροπαραγωγής μέσω ΑΠΕ
Εναλλακτική χρήση ανενεργών λατομείων στο εξωτερικό
• Δημιουργεία ξενοδοχίου εντός του λατομικού χώρου
Στη Σουηδία
• Δημιουργεία σταθμού παραγωγής ηλεκτρικής ενέργειας
Παράδειγμα συνδυασμού
τεχνολογίας ηλιακού
πύργου και
«Πνευματικού Πύργου»
σε ένα ανοικτό ορυχείο
χαλκού
Αθήνα, Σεπτέμβριος 2014
ΕΘΝΙΚΟ ΜΕΤΣΟΒΙΟ ΠΟΛΥΤΕΧΝΕΙΟ
Τομέας Δομοστατικής
Διερεύνηση αξιοποίησης παλαιών ανοιχτών
λατομείων για τη χωροθέτηση μονάδων
ηλεκτροπαραγωγής μέσω ΑΠΕ
Ευρωπαϊκή παραίνεση για πράσινη ανάπτυξη
Στην Ελλάδα η παραγωγή από Ανανεώσιμες Πηγές Ενέργειας
καλύπτει το 11,6% της ενέργειας που καταναλώνεται (στοιχεία του 2011).
Υποχρεώσεις Ελλάδας για «πράσινους στόχους» :
•
στρατηγική «Ευρώπη 2020» : το ποσοστό της παραγώμενης ενέργειας
από ΑΠΕ πρέπει να φτάσει το 18%
•
Πρωτόκολλο του Κιότο (δεύτερη περίοδος 2013-2017) : περαιτέρω
(για την πρώτη περίοδο 2008-2012 ήταν 5%) μείωση των εκπομπών
των αερίων του θερμοκηπίου σε σχέση με τις εκπομπές το 1990
•
Ενεργειακό Πακέτο «20-20-20 για το 2020» : 20% μείωση των
εκπομπών σε σχέση με το 1990
Αθήνα, Σεπτέμβριος 2014
ΕΘΝΙΚΟ ΜΕΤΣΟΒΙΟ ΠΟΛΥΤΕΧΝΕΙΟ
Τομέας Δομοστατικής
Διερεύνηση αξιοποίησης παλαιών ανοιχτών
λατομείων για τη χωροθέτηση μονάδων
ηλεκτροπαραγωγής μέσω ΑΠΕ
Παρουσίαση Μεταλλείου Γερακινής
•Θέση: Γερακινή, Πολύγυρος
Χαλκιδικής
Συνολική Έκταση: 910 στρ
Προσονατολισμός: Νότιος
Επιπλέον χαρακτηριστικό:
Οι βορινές βαθμίδες είναι
μεγάλες σε έκταση
Σκοπός: Εγκατάσταση σταθμού παραγωγής ηλεκτρικής ενέργειας με χρήση
φωτοβολταϊκών στοιχείων.
Αθήνα, Σεπτέμβριος 2014
ΕΘΝΙΚΟ ΜΕΤΣΟΒΙΟ ΠΟΛΥΤΕΧΝΕΙΟ
Τομέας Δομοστατικής
Διερεύνηση αξιοποίησης παλαιών ανοιχτών
λατομείων για τη χωροθέτηση μονάδων
ηλεκτροπαραγωγής μέσω ΑΠΕ
Μελέτη σκιάσεων
Το επόμενο βήμα στη μελέτη ήταν να καθορίσουμε τις περιοχές του
μεταλλείου που μπορούμε να αξιοποιήσουμε με κύριο κριτήριο την αποφυγή
των σκιάσεων, δηλαδή να εντοπίσουμε τις βαθμίδες εκείνες που κατά τη
διάρκεια της ημέρας είχαν μηδενικές σκιάσεις στο επίπεδό τους.
Για το λόγο αυτό ήταν επιτακτική η ανάγκη δημιουργίας ενός τρισδιάστατου
μοντέλου του μεταλλείου, το οποίο δημιουργήσαμε με τη βοήθεια του
τοπογραφικού και του προγράμματος Sketch Up.
B
Αθήνα, Σεπτέμβριος 2014
ΕΘΝΙΚΟ ΜΕΤΣΟΒΙΟ ΠΟΛΥΤΕΧΝΕΙΟ
Τομέας Δομοστατικής
Διερεύνηση αξιοποίησης παλαιών ανοιχτών
λατομείων για τη χωροθέτηση μονάδων
ηλεκτροπαραγωγής μέσω ΑΠΕ
Σκιάσεις
Σκοπός αυτής της παραγράφου είναι να ορίσουμε την περιοχή του
μεταλλείου που καθ’ όλη τη διάρκεια του έτους είναι μηδενικές ή σχεδόν
μηδενικές. Για το λόγο αυτό μελετήσαμε το μοντέλο σε τέσσερις
χαρακτηριστικές – αντιπροσωπευτικές ημέρες του χρόνου.
•21Δεκεμβρίου (η δυσμενέστερη λόγω της μικρότερης διάρκειας της ημέρας)
•21 Μαρτίου
•21 Ιουνίου (η ευμενέστερη λόγω της μεγαλύτερης διάρκειας της ημέρας)
•21 Σεπτεμβρίου
Στα αποτελέσματα που ακολουθούν φαίνεται μέσα σε κίτρινο πλαίσιο ο χώρος
με τις μηδενικές σκιάσεις, τον οποίο ονομάσαμε Χώρο Α και είναι αυτός που
θα εκμεταλλευτούμε.
Αθήνα, Σεπτέμβριος 2014
ΕΘΝΙΚΟ ΜΕΤΣΟΒΙΟ ΠΟΛΥΤΕΧΝΕΙΟ
Τομέας Δομοστατικής
Αθήνα, Σεπτέμβριος 2014
Διερεύνηση αξιοποίησης παλαιών ανοιχτών
λατομείων για τη χωροθέτηση μονάδων
ηλεκτροπαραγωγής μέσω ΑΠΕ
ΕΘΝΙΚΟ ΜΕΤΣΟΒΙΟ ΠΟΛΥΤΕΧΝΕΙΟ
Τομέας Δομοστατικής
Διερεύνηση αξιοποίησης παλαιών ανοιχτών
λατομείων για τη χωροθέτηση μονάδων
ηλεκτροπαραγωγής μέσω ΑΠΕ
Χωροθέτηση πλαισίων
Η μελέτη για τη χωροθέτηση των πλαισίων έγινε σε δύο φάσεις:
•Αρχικά, στο τοπογραφικό:
Αθήνα, Σεπτέμβριος 2014
Διερεύνηση αξιοποίησης παλαιών ανοιχτών
λατομείων για τη χωροθέτηση μονάδων
ηλεκτροπαραγωγής μέσω ΑΠΕ
ΕΘΝΙΚΟ ΜΕΤΣΟΒΙΟ ΠΟΛΥΤΕΧΝΕΙΟ
Τομέας Δομοστατικής
•Στη συνέχεια στο προσομοίωμα του μεταλλείου:
Αριθμητικά δεδομένα:
Διαστάσεις
Αριθμός
Συνολική
Ισχύς
Πλαίσια
1.01m * 1.7m
93 * 36 = 3348
-
Τραπέζια
18.16m * 3.4m
93
-
Ισχύς
300W / πλαίσιο
3348
3348*300=1MW
Αθήνα, Σεπτέμβριος 2014
Διερεύνηση αξιοποίησης παλαιών ανοιχτών
λατομείων για τη χωροθέτηση μονάδων
ηλεκτροπαραγωγής μέσω ΑΠΕ
ΕΘΝΙΚΟ ΜΕΤΣΟΒΙΟ ΠΟΛΥΤΕΧΝΕΙΟ
Τομέας Δομοστατικής
Τεχνικά χαρακτηριστικά συστήματος
Στήριξη:
Πέτρωμα: Σερπετινίτης
Ιδιότητες: χαμηλές αντοχές,
εύθραυστο με σαπωνώδεις,
επιφάνειες, μικρή αντοχή σε
διάτμηση.
Ιδανικός τρόπος
στήριξης
Βαρυτικές βάσεις από
μπετόν
Ηλεκτρολογικός εξοπλισμός:
•Μετατροπείς dc – ac
•Καλωδιώσεις, πίνακες προστασίας, γειώσεις και αντικεραυνική προστασία
•Υποσταθμός ανύψωσης της τάσης για τη διασύνδεση με το δίκτυο της ΔΕΗ
Λοιπά βοηθητικά συστήματα:
•Συστήματα ασφαλείας για την φύλαξη
•Συστήματα τηλεμετρίας για την απομακρυσμένη απόδοση του φωτοβολταικού
πάρκου
•Περίφραξη του χώρου
Αθήνα, Σεπτέμβριος 2014
Διερεύνηση αξιοποίησης παλαιών ανοιχτών
λατομείων για τη χωροθέτηση μονάδων
ηλεκτροπαραγωγής μέσω ΑΠΕ
ΕΘΝΙΚΟ ΜΕΤΣΟΒΙΟ ΠΟΛΥΤΕΧΝΕΙΟ
Τομέας Δομοστατικής
Ενεργειακή απόδοση του συστήματος
ΠΙΝΑΚΑΣ ΔΕΔΟΜΕΝΩΝ
ΤΟΠΟΘΕΣΙΑ ΓΕΡΑΚΙΝΗΣ
Latitude: 40ο 17΄43.47΄΄Ν
Longitude: 23ο 26΄51.05΄΄Ε
ΟΝΟΜΑΣΤΙΚΗ ΙΣΧΥΣ ΣΥΣΤΗΜΑΤΟΣ
1000 KW
ΚΛΙΣΗ ΠΑΝΕΛ
30ο
ΑΖΙΜΟΥΘΙΟ
0ο
Χρησιμοποιώντας το πρόγραμμα PVGIS προκύπτουν η εκτιμώμενη ετήσια
παραγωγή ηλεκτρικής ενέργειας καθώς και τα διαγράμματα :
•μέσης ημερήσιας και
•μέσης μηνιαίας παραγωγής ηλεκτρικής ενέργειας κάθε μήνα
Εκτιμώμενη ετήσια: 1.510.000 KWh
Αθήνα, Σεπτέμβριος 2014
ΕΘΝΙΚΟ ΜΕΤΣΟΒΙΟ ΠΟΛΥΤΕΧΝΕΙΟ
Τομέας Δομοστατικής
Αθήνα, Σεπτέμβριος 2014
Διερεύνηση αξιοποίησης παλαιών ανοιχτών
λατομείων για τη χωροθέτηση μονάδων
ηλεκτροπαραγωγής μέσω ΑΠΕ
Διερεύνηση αξιοποίησης παλαιών ανοιχτών
λατομείων για τη χωροθέτηση μονάδων
ηλεκτροπαραγωγής μέσω ΑΠΕ
ΕΘΝΙΚΟ ΜΕΤΣΟΒΙΟ ΠΟΛΥΤΕΧΝΕΙΟ
Τομέας Δομοστατικής
Οικονομική αξιολόγηση του έργου
•Εκτιμώμενο αρχικό κόστος:
Εξοπλισμός
Κόστος
Φωτοβολταϊκά πλαίσια
500.000 €
Σύστημα στήριξης
200.000 €
Υπόλοιπος ηλεκτρολογικός εξοπλισμός
200.000 €
Υποσταθμός ανύψωσης
50.000 €
Λοιπά βοηθητικά συστήματα
50.000 €
Μεταφορές –Χωματουργικά- Απρόβλεπτα
50.000 €
Συνολικό Αρχικό Κόστος Επένδυσης (Ko)
1.050.000 €
•Εκτιμώμενα ακαθάριστα ετήσια έσοδα:
Ετήσιο σύνολο παραγωγής
Εκτιμώμενα
ηλεκτρικής ενέργειας σύμφωνα με το
Τιμή ανά παραγόμενη
ακαθάριστα έσοδα
PVGIS
€ /ΚWh
ετησίως
€
KWh
1.510.000
0.09
Αθήνα, Σεπτέμβριος 2014
135.900 €
Διερεύνηση αξιοποίησης παλαιών ανοιχτών
λατομείων για τη χωροθέτηση μονάδων
ηλεκτροπαραγωγής μέσω ΑΠΕ
ΕΘΝΙΚΟ ΜΕΤΣΟΒΙΟ ΠΟΛΥΤΕΧΝΕΙΟ
Τομέας Δομοστατικής
Με αυτά δεδομένα και χρησιμοποιώντας τον οικονομικό δείκτη της
Καθαράς Παρούσας Αξίας (NPV) θα αξιολογήσουμε το έργο:
τιμές
•Αρχικό κόστος:
•Καθαρή ταμειακή ροή:
•Εκτιμώμενα ακαθάριστα
ετήσια έσοδα:
•Απόσβεση:
•Λειτουργική δαπάνη:
•Φορολογικός συντελεστής:
•Ελάχιστη απαιτούμενη
απόδοση των κεφαλαίων:
•Διάρκεια απόσβεσης
της επένδυσης:
Ko
1.050.000 €
KTΡt= (Ε-ΛΔ-Α) * (1- Φ) + Α
106.500 €
Ε
135.900 €
Α = Κ0/ 20
52500 €
ΛΔ = 1% * Κ0
10.500 €
Φ
26%
k
10%
N
20 έτη
Αθήνα, Σεπτέμβριος 2014
NPV
-143.000 €
ΕΘΝΙΚΟ ΜΕΤΣΟΒΙΟ ΠΟΛΥΤΕΧΝΕΙΟ
Τομέας Δομοστατικής
Προτάσεις
Διερεύνηση αξιοποίησης παλαιών ανοιχτών
λατομείων για τη χωροθέτηση μονάδων
ηλεκτροπαραγωγής μέσω ΑΠΕ
Η Καθαρή Παρούσα Αξία προέκυψε αρνητική. Αυτό σημαίνει πως το έργο
κρίνεται αντιοικονομικό αφού δεν αποσβένεται σε μία περίοδο 20 ετών.
Είναι σημαντικό λοιπόν να εξετάσουμε τους λόγους για τους οποίους
συμβαίνει αυτό και πως μπορούν να δωθούν κίνητρα σε επενδυτές για την
υλοποίηση τέτοιων έργων:
•Φορολογικός Συντελεστής (ΦΣ):
Ο ΦΣ είναι για τη χώρα μας στο 26% και για μείωση του στο 3% η
καθαρή παρούσα αξία μηδενίζεται:
Αθήνα, Σεπτέμβριος 2014
ΕΘΝΙΚΟ ΜΕΤΣΟΒΙΟ ΠΟΛΥΤΕΧΝΕΙΟ
Τομέας Δομοστατικής
Προτάσεις
Διερεύνηση αξιοποίησης παλαιών ανοιχτών
λατομείων για τη χωροθέτηση μονάδων
ηλεκτροπαραγωγής μέσω ΑΠΕ
Η Καθαρή Παρούσα Αξία προέκυψε αρνητική. Αυτό σημαίνει πως το έργο
κρίνεται αντιοικονομικό αφού δεν αποσβένεται σε μία περίοδο 20 ετών.
Είναι σημαντικό λοιπόν να εξετάσουμε τους λόγους για τους οποίους
συμβαίνει αυτό και πως μπορούν να δωθούν κίνητρα σε επενδυτές για την
υλοποίηση τέτοιων έργων:
•Φορολογικός Συντελεστής (ΦΣ):
Ο ΦΣ είναι για τη χώρα μας στο 26% και για μείωση του στο 3% η
καθαρή παρούσα αξία μηδενίζεται:
Για 3% μηδενίζει
η NPV
Αθήνα, Σεπτέμβριος 2014
ΕΘΝΙΚΟ ΜΕΤΣΟΒΙΟ ΠΟΛΥΤΕΧΝΕΙΟ
Τομέας Δομοστατικής
Διερεύνηση αξιοποίησης παλαιών ανοιχτών
λατομείων για τη χωροθέτηση μονάδων
ηλεκτροπαραγωγής μέσω ΑΠΕ
•Αύξηση τιμής για κάθε παραγόμενη KWh:
Ένας ακόμη τρόπος για να πετύχουμε τη βιωσιμότητα του έργου θα
ήταν να αυξηθεί η τιμή της KWh.
Για 0,105€ μηδενίζει
η NPV
•Επιδότηση από το Κράτος μέσω ΕΣΠΑ:
Το Κράτος μέσω κοινωνικών χρημάτων θα μπορούσε να επιχορηγήσει και
να δώσει κίνητρα για τέτοιες κινήσεις.
Αθήνα, Σεπτέμβριος 2014
Διερεύνηση αξιοποίησης παλαιών ανοιχτών
λατομείων για τη χωροθέτηση μονάδων
ηλεκτροπαραγωγής μέσω ΑΠΕ
ΕΘΝΙΚΟ ΜΕΤΣΟΒΙΟ ΠΟΛΥΤΕΧΝΕΙΟ
Τομέας Δομοστατικής
Περιβαλλοντική αξιολόγηση
Ένας καθοριστικός παράγοντας του έργου είναι οι ευεργετικές περιβαλλοντικές
συνέπειες του, έτσι κρίνεται αναγκαίο να κριθεί κι αυτή η διάσταση του έργου:
•Σύμφωνα με την Τεχνική Οδηγία του Τεχνικού Επιμελητηρίου Ελλάδας
μπορούμε να υπολογίσουμε την ποσότητα διοξειδίου του άνθρακα (CO2) που
εξοικονομείται από τη λειτουργία του πάρκου.
Πηγή Ενέργειας
Ηλεκτρική Ενέργεια
Συντελεστής Μετατροπής σε
πρωτογενή ενέργεια
2.9
Εκλυόμενοι ρύποι ανά
μονάδα ενέργειας
(KgCO2/KWh)
0,989
Μ = (1510000 / 2.9) * 0.989 = 514.962,069 Kg CO2
Αθήνα, Σεπτέμβριος 2014
ΕΘΝΙΚΟ ΜΕΤΣΟΒΙΟ ΠΟΛΥΤΕΧΝΕΙΟ
Τομέας Δομοστατικής
Διερεύνηση αξιοποίησης παλαιών ανοιχτών
λατομείων για τη χωροθέτηση μονάδων
ηλεκτροπαραγωγής μέσω ΑΠΕ
Συμπεράσματα
Με τις υπάρχουσες συνθήκες το έργο θεωρείται οικονομικά μη βιώσιμο:
•Αυξημένο κόστος
•Υψηλός Φορολογικός συντελεστής
•Χαμηλή τιμή KWh
Μπορεί το έργο να γίνει ελκυστικό για επενδυτές;
Επιλογή μίας τοποθεσίας νοτιότερα, με υψηλότερη ηλιακή ακτινοβολία
Χαμηλότερο κόστος αγοράς και εγκατάστασης του εξοπλισμού
Μείωση του φορολογικού συντελεστή
Επιδότηση με ευρωπαϊκά κονδύλια στην αρχική επένδυση
Αύξηση τιμής KWh
Αθήνα, Σεπτέμβριος 2014
ΕΘΝΙΚΟ ΜΕΤΣΟΒΙΟ ΠΟΛΥΤΕΧΝΕΙΟ
Τομέας Δομοστατικής
Ευχαριστώ για την προσοχή σας
Διπλωματική Εργασία:Διερεύνηση αξιοποίησης παλαιών ανοιχτών λατομείων
για τη χωροθέτηση μονάδων ηλεκτροπαραγωγής μέσω ΑΠΕ
Σπουδαστής:
Καλτσούνης Μιχαήλ,
[email protected] ,
6937421889
Αθήνα, Σεπτέμβριος 2014