Συντάχθηκε 24-02-2026 13:09
Τόπος: Κ2 - Κτίριο ΧΗΜΗΠΕΡ, Κ2.Α.7
Έναρξη: 26/02/2026 14:00
Λήξη: 26/02/2026 15:00
ΑΝΑΚΟΙΝΩΣΗ ΠΑΡΟΥΣΙΑΣΗΣ ΔΙΠΛΩΜΑΤΙΚΗΣ ΕΡΓΑΣΙΑΣ
Όνοματεπώνυμο Φοιτητή: Γαλατά Σουλτάνα
Α.Μ.: 2020050017
Ημερομηνία Παρουσίασης: 26/02/2026
Ώρα: 14:00
Αίθουσα: Κ2.Α7
Θέμα ΔE «Αξιολόγηση Κύκλου Ζωής Παραγωγής Βιοαιθανόλης από θαλάσσια μακροάλγη»
Title «Life Cycle Assessment of Bioethanol Production from Marine Macroalgae»
Επιβλέπων: Θεοχάρης Τσούτσος
Τριμελής Εξεταστική Επιτροπή:
1 Θεοχάρης Τσούτσος
2 Νικόλαος Διαγγελάκης
3 Μιχαήλ Φουντουλάκης
Περίληψη:
Η παρούσα διπλωματική εργασία εξετάζει και αξιολογεί την περιβαλλοντική βιωσιμότητα της παραγωγής βιοαιθανόλης από θαλάσσια μακροάλγη, στο πλαίσιο της παγκόσμιας ενεργειακής μετάβασης. Παρόλο που η μακροάλγη αποτελεί βιομάζα τρίτης γενιάς, η οποία είναι πολλά υποσχόμενη, η διεργασία μετατροπής της περιλαμβάνει ενεργοβόρα στάδια που ενδέχεται να αναιρούν τα περιβαλλοντικά πλεονεκτήματά της. Κεντρικό ερευνητικό ερώτημα αποτελεί το κατά πόσο η επιλογή διαφορετικών συνδυασμών μεθόδου προεπεξεργασίας και υδρόλυσης μπορεί να επηρεάσει το συνολικό περιβαλλοντικό αποτύπωμα της παραγωγής βιοαιθανόλης, καθώς και ποιο στάδιο της διεργασίας συμβάλλει περισσότερο στις επιπτώσεις.
Η αξιολόγηση έγινε μέσω Ανάλυσης Κύκλου Ζωής, κάνοντας χρήση του λογισμικού SimaPro και της μεθοδολογίας ReCiPe 2016 Midpoint (H). Τα σενάρια που μελετήθηκαν είναι: 1) όξινη προεπεξεργασία και όξινη υδρόλυση, 2) όξινη προεπεξεργασία και ενζυμική υδρόλυση και 3) αλκαλική προεπεξεργασία και ενζυμική υδρόλυση. Ως λειτουργική μονάδα ορίστηκε η παραγωγή 1t άνυδρης βιοαιθανόλης (99,5%). Ακόμα, πραγματοποιήθηκε Ανάλυση Συμβολής, ενώ για το περιβαλλοντικά βέλτιστο σενάριο εφαρμόστηκε ανάλυση αβεβαιότητας Monte Carlo. Επιπλέον, εξετάστηκαν σενάρια ενεργειακής βελτιστοποίησης με μερική υποκατάσταση της ήδη υπάρχουσας ενέργειας από ανανεώσιμες πηγές.
Από τα αποτελέσματα προκύπτει ότι η χερσαία οικοτοξικότητα αποτελεί την κυρίαρχη κατηγορία περιβαλλοντικής επίπτωσης σε όλα τα στάδια κάθε σεναρίου. Ιδιαίτερα υψηλές τιμές εμφανίζονται στα στάδια διαχωρισμού, απόσταξη και αφυδάτωση, τα οποία χαρακτηρίζονται από έντονες ενεργειακές ανάγκες. Το Σενάριο 2 παρουσιάζει τη χαμηλότερη συνολική επιβάρυνση, υποδεικνύοντας ότι επηρεάζεται κυρίως από τις ενεργειακές απαιτήσεις της διεργασίας παρόλο που γίνεται χρήση ενζύμων. Η ενσωμάτωση των Ανανεώσιμων Πηγών Ενέργειας μειώνει σημαντικά κατηγορίες όπως την υπερθέρμανση του πλανήτη, και την σπανιότητα ορυκτών πόρων, χωρίς όμως να εξαλείφει πλήρως τις επιπτώσεις.
Συνολικά, η μελέτη συμβάλλει στην κατανόηση της σχέσης μεταξύ ενεργειακής κατανάλωσης και τεχνολογικού σχεδιασμού στη βιωσιμότητα των βιοδιυλιστηρίων μακροαλγών, παρέχοντας βάση για μελλοντικό σχεδιασμό και βελτιστοποιήσεις.
Abstract:
This thesis examines and evaluates the environmental sustainability of bioethanol production from marine macroalgae within the context of the global energy transition. Although macroalgae represent a promising third-generation biomass resource, their conversion into bioethanol involves energy-intensive processing stages that may offset their environmental advantages. The main research objective is to investigate whether different combinations of pretreatment and hydrolysis methods influence the overall environmental footprint of bioethanol production and to identify the processing stage that contributes most significantly to the associated environmental impacts.
The assessment was conducted using Life Cycle Assessment (LCA) methodology, implemented in SimaPro software, applying the ReCiPe 2016 Midpoint (H) impact assessment method. Three alternative production scenarios were examined: (1) acid pretreatment combined with acid hydrolysis, (2) acid pretreatment combined with enzymatic hydrolysis, and (3) alkaline pretreatment combined with enzymatic hydrolysis. The functional unit was defined as the production of 1 tonne of anhydrous bioethanol (99.5% purity). Contribution analysis was performed to identify the dominant impact drivers, while Monte Carlo uncertainty analysis was applied to the environmentally optimal scenario. Furthermore, energy optimization scenarios were evaluated, involving the partial substitution of conventional electricity with renewable energy sources.
The results indicate that terrestrial ecotoxicity is the dominant environmental impact category across all scenarios and process stages. Particularly high impact values are associated with the separation stages, namely distillation and dehydration, due to their substantial energy requirements. Scenario 2 demonstrates the lowest overall environmental burden, suggesting that environmental performance is primarily driven by energy consumption despite the inclusion of enzymatic hydrolysis. The integration of renewable energy significantly reduces impact categories such as global warming potential and fossil resource scarcity, although it does not completely eliminate environmental burdens.
Overall, this study contributes to a deeper understanding of the relationship between energy demand and process configuration in determining the sustainability of macroalgae-based biorefineries, providing a foundation for future process optimization and sustainable system design.
