AGRÁRIUM vs BIOÜZEMANYAGOK. VERSENY VAGY PARTNERSÉG?

Átírás

1 A Szegedi Tudományegyetem quadruplehelix modell alapú gazdasági- és társadalmi pozicionálása, a tudástranszfer gyakorlatának kialakítása Hódmezővásárhely-Szeged kiemelt növekedési zónában c. projekt keretében valósul meg AGRÁRIUM vs BIOÜZEMANYAGOK. VERSENY VAGY PARTNERSÉG? Dr. Rákhely Gábor SZTE TTIK Biotechnológiai Tanszék Környezettudományi és Műszaki Intézet Agrárinnováció a gyakorlatban Hódmezővásárhely,

2 Magyarországi energiakép A magyarországi energiaellátás alakulása között. A magyarországi energiatermelés alakulása között. (IEA, Energy Policies of IEA Countries, Hungary, 2007)

3 Villamos energia és hűtés-fűtés szektorokban felhasznált megújuló energiahordozók megoszlása 2010-ben

4 MEGÚJULÓ ALTERNATÍV ENEGIAFORRÁSOK, ENERGIAHORDOZÓK Nap Szél Nukleáris hasadásos, fúziós (Cadarache, 2040) geotermális víz Biohidrogén biogáz Bioetanol, biometanol, Biodízel stb.

5 A bioenergia megoszlása Magyarországon Forestry Agriculture Animals Food/Feed Communal

6 Biogáz üzemek Magyaországon

7 Földterületek, termesztett növények

8 Biogáz szubsztrátok ipar háztartások agrárium Szerves hulladékok BIOFINOMÍTÁS agrárium energianövények BIOGÁZ ipar háztartások agrárium Szennyvíz, szennyvíziszap KOMPOSZT AGRÁRIUM

9 Biogáz szubsztrátok

10 STRUKTÚRA, ÖSSZEFÜGGÉSEK Energia szektor Környezetvédelem Tudásbázis Mezőgazdaság MEGÚJULÓ ENERGIA

11 FUTÓ FŐBB ROJEKTEK - hidrogén anyagcsere prokarióta szervezetekben, alap és alkalmazott kutatás - biogáz termelés elméleti és gyakorlati vonatkozásai - veszélyes anyagok biológiai ártalmatlanítása, - a biodegradációs mechanizmusok molekuláris vizsgálata - Biokontrol készítmények az agrárium, élelmiszeripar számára, fágterápia

12 Energia növények, poliszaharid hulladékok Állati hulladékok SÖTÉT FERMENTÁCIÓ Caldicellulosiruptor saccharolyticus SZUBSZTRÁT Thermococcus litoralis poliszaharid fehérje, peptid polimer bontás egységekre cukor aminosav biohidrogén biogáz bioetanol...

13 SÖTÉT FERMENTÁCIÓ I. Caldicellulosiruptor saccharolyticus Gram positív thermofil baktérium hidrogén fejlesztő és cellulóz bontó genom kész Alkalmazások: thermofil biogáz projektben, mint intenzifikáló törzs HYVOLUTION (EU FP6) ígéretes jelölt sötét fermentatációhoz legalább két hidrogenáza van: egy csak Fe és egy NiFe hidrogenáz cél: jobb törzs eszköztár: genetikai rendszer NiFe hidrogenáz negatív törzs

14 D-fructose starch cellulose D-glucose 0426 D-xylose xylan 2436 pectin oligogalacturonate 0361 PTS /428 α-l-fucoside 1340 L-fucose 1339 L-fuculose 0989 Fuc-1-P L-rhamnose NADH FADH L-rhamnulose Rhu-1-P 0865 lactaldehyde ,2-propanediol fumarate 1640? succinate succinyl-coa Fd red F-1-P 2759/ oxoglutarate D-galactose D-Gal-6-P malate 1511 glycogen DHAP NADH 2059 NADPH 0751 oxalosuccinate G-1-P 2059? maltose cellobiose oxaloacetate citrate 0750 isocitrate D-glucose G-6-P F-6-P F-1,6-bisP 1952 NADPH / / /0974 WO GAP NADH PG PG 1950 PEP pyruvate Ac-CoA 2041 Ac-P 2040 Fd red D-xylose 1154 D-xylulose NADH NADH L-arabinose L-ribulose L-Ru-5-P D-Xu-5-P 1351/ F-6-P 721 lactate ethanol D-arabinose D-ribulose D-Ru-5-P GAP 1339?? D-Ri-5-P 2471/ /1943 glucuronate fructuronate galacturonate tagaturonate NADH 268 NADH 8 mannonate altronate KDG acetate 1010/ / /1050 br. chain polar 1028/ / /0175 amino 2457/2458 amino dipeptide/ NO - 3 PO 3-4 Fe 3+ acids MoO 2-4 acids oligopeptide metal digalacturonate Fd red 0355/2720 KDPG CO CO / /2730 DKI 0356/2719 DKII NADH NADH / / /1242 H + 2 H + H 2 Response regulators (AraC)? Fd red ATP 2682/2684 Co 2+ 2 H + H 2 Sensor kinases H +

15 Cellulózból hidrogén

16 SÖTÉT FERMENTÁCIÓ II. Thermococcus litoralis I. keratintartalmú hulladék biológiai bontása Bacillus licheniformis II. hidrogéntermelés Thermococcus litoralis III. gáztisztítás H 2 oldott keratin H 2, CO 2 keratintartalmú hulladék biomassza biomassza CO 2

17 Kutatás - BIOGÁZ Intenzifikálás Integráció Új szubsztrátok, biomassza, hulladék Folyamatmonitorozás, tervezés

18 Folyamatos üzemű biogáz fermentorok

19 Unortodox szubsztrátok Fehérje gazdag: kazein, húsliszt Csirke trágya Lignocellulóz: kukoricaszár, szalma Articsóka, édes cirok, dohánt Algák Különféle előkezelések, fiziko-kémiai, biológiai

20 Biogas yield (NL)/1 g casein ots Protein loading (g ots) Kazein fermentáció ,9 0, ,7 0,6 80 0,5 60 0,4 0,3 40 0,2 0, Time (week) 0

21 A mikróbaközösség változása I

22 Az Archaebaktériumok mikrobiális dinamikája

23 HIDROGÉNTERMELÉS ALGÁKKAL

24 Cumulative methane yield (ln) Biogáztermelés algákból algae corn silage Sampling points

25 KÖSZÖNÖM A FIGYELMET