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, 2015. 10.27.
Magyarországi energiakép A magyarországi energiaellátás alakulása 1973 2030 között. A magyarországi energiatermelés alakulása 1973 2030 között. (IEA, Energy Policies of IEA Countries, Hungary, 2007)
Villamos energia és hűtés-fűtés szektorokban felhasznált megújuló energiahordozók megoszlása 2010-ben
MEGÚJULÓ ALTERNATÍV ENEGIAFORRÁSOK, ENERGIAHORDOZÓK Nap Szél Nukleáris hasadásos, fúziós (Cadarache, 2040) geotermális víz Biohidrogén biogáz Bioetanol, biometanol, Biodízel stb.
A bioenergia megoszlása Magyarországon Forestry Agriculture Animals Food/Feed Communal
Biogáz üzemek Magyaországon
Földterületek, termesztett növények
Biogáz szubsztrátok ipar háztartások agrárium Szerves hulladékok BIOFINOMÍTÁS agrárium energianövények BIOGÁZ ipar háztartások agrárium Szennyvíz, szennyvíziszap KOMPOSZT AGRÁRIUM
Biogáz szubsztrátok
STRUKTÚRA, ÖSSZEFÜGGÉSEK Energia szektor Környezetvédelem Tudásbázis Mezőgazdaság MEGÚJULÓ ENERGIA
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
Energia növények, poliszaharid hulladékok Állati hulladékok SÖTÉT FERMENTÁCIÓ Caldicellulosiruptor saccharolyticus SZUBSZTRÁT Thermococcus litoralis poliszaharid fehérje, peptid polimer bontás egységekre cukor aminosav biohidrogén biogáz bioetanol...
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
D-fructose starch cellulose D-glucose 0426 D-xylose xylan 2436 pectin oligogalacturonate 0361 PTS 0431 0358 0427/428 α-l-fucoside 1340 L-fucose 1339 L-fuculose 0989 Fuc-1-P L-rhamnose NADH FADH L-rhamnulose 0425 0876 0989 Rhu-1-P 0865 lactaldehyde 0407 1,2-propanediol fumarate 1640? succinate succinyl-coa 1548-1551 Fd red 2437-2440 F-1-P 2759/0738 0751 244 1 2-oxoglutarate D-galactose D-Gal-6-P 1510 1512 malate 1511 glycogen DHAP NADH 2059 NADPH 0751 oxalosuccinate G-1-P 2059? maltose cellobiose 0429 2295 oxaloacetate citrate 0750 isocitrate D-glucose G-6-P 1187 236 6 F-6-P F-1,6-bisP 1952 NADPH 1189 183 0 0274 746/724 1883/2485 0972/0974 WO 4 2-0778 GAP NADH 1953 1952 3- PG 1951 2-PG 1950 PEP 1831 1458-1461 1955 pyruvate Ac-CoA 2041 Ac-P 2040 Fd red D-xylose 1154 D-xylulose NADH 1027 2 NADH L-arabinose L-ribulose L-Ru-5-P 798 723 2074 1200 D-Xu-5-P 1351/52 2036 F-6-P 721 lactate ethanol D-arabinose D-ribulose D-Ru-5-P GAP 1339?? D-Ri-5-P 2471/2475 1939/1943 glucuronate fructuronate galacturonate tagaturonate NADH 268 NADH 8 mannonate altronate KDG acetate 1010/1012 0261/0265 1048/1050 br. chain polar 1028/1032 1610/1612 0173/0175 amino 2457/2458 amino dipeptide/ NO - 3 PO 3-4 Fe 3+ acids MoO 2-4 acids oligopeptide metal 2689 1949 0354 2687 digalacturonate Fd red 0355/2720 KDPG CO 0361 1949 CO 2 0400 0357/2718 0359 0360/2730 DKI 0356/2719 DKII NADH NADH 1860-1864 1616/1618 1631/1633 1240/1242 H + 2 H + H 2 Response regulators (AraC)? Fd red 1534-1539 ATP 2682/2684 Co 2+ 2 H + H 2 Sensor kinases H +
Cellulózból hidrogén
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
Kutatás - BIOGÁZ Intenzifikálás Integráció Új szubsztrátok, biomassza, hulladék Folyamatmonitorozás, tervezés
Folyamatos üzemű biogáz fermentorok
Unortodox szubsztrátok Fehérje gazdag: kazein, húsliszt Csirke trágya Lignocellulóz: kukoricaszár, szalma Articsóka, édes cirok, dohánt Algák Különféle előkezelések, fiziko-kémiai, biológiai
Biogas yield (NL)/1 g casein ots Protein loading (g ots) Kazein fermentáció 1 120 0,9 0,8 100 0,7 0,6 80 0,5 60 0,4 0,3 40 0,2 0,1 20 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 Time (week) 0
A mikróbaközösség változása I
Az Archaebaktériumok mikrobiális dinamikája
HIDROGÉNTERMELÉS ALGÁKKAL
1 6 11 16 21 26 31 36 41 46 51 56 61 66 71 76 81 86 91 96 101 106 111 116 121 126 131 136 141 146 151 156 161 166 Cumulative methane yield (ln) Biogáztermelés algákból 50 45 40 35 30 25 20 15 algae corn silage 10 5 0 Sampling points
KÖSZÖNÖM A FIGYELMET