Új lehetőségek a biogáz technológiában Szegedi Tudományegyetem, Biotechnológiai Tanszék Magyar Biogáz Egyesület MTA Szegedi Biológiai Kutatóközpont KOVÁCS L. Kornél elnok@biogas.hu, kornel@brc.hu XXV. Dunagáz konferencia 2017. április 19. Visegrád
Biogáz termelés lényege Szerves, anyag Anaerob lebontás BIOGÁZ BIOTRÁGYA
A biogáz mikrobák HIDROLIZÁLÓK Polimer bontás: Cellulóz, Keményítő, Fejérjék, Zsírok Termék: Cukrok, Aminosavak, Lipidek ACETOGÉNEK Illékony szerves savak+ H 2 METANOGÉNEK CH 4 + CO 2
A biotechnológiai kihívás Kérődzők: 2-3 nap Mezofil: 30-60 nap Termofil: 15-30 nap
A versenyképességet hátráltatja: Zöld áram a biogázból Megújuló technológiák hálózatának hiánya Alacsony hatásfok: a biotechnológiai lehetőségek kihasználatlanok Drága alapanyagok: silokukorica
Fejlesztési irányok Megújuló technológiák összekapcsolása Biometán: földgáz hálózatba vagy hajtóanyagként Olcsó, hulladék alapanyagok
Fejlesztési irányok Megújuló technológiák összekapcsolása Biometán: földgáz hálózatba vagy hajtóanyagként Olcsó, hulladék alapanyagok
Hullámzó megújuló termelés
Hullámzás csillapítása: Power-to-Gas
Vas tehenek
CO2 adagolás [ml] Koncentráció [mmol] 1 2 3 4 5 6 0,9 0,8 0,7 0,6 0,5 0,4 Napi H 2 adagolás Maradék H 2 CH 4 termelés CH 4 kontrol reaktor 0,3 0,2 0,1 0 30 0 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 70 75 Time [days] 25 20 Napi CO 2 adagolás 15 10 Maradék CO 2 5 0 0 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 70 75 Idő [napok]
A mikrobák csinálják! HIDROLIZÁLÓK Polimer bontás: Cellulóz, Keményítő, Fejérjék, Zsírok Termék: Cukrok, Aminosavak, Lipidek ACETOGÉNEK Illékony szerves savak+ H 2 METANOGÉNEK CH 4 + CO 2
Metagenomika
Metagenomika
Microba közösség vizsgálata IonTorrent PGM teljes-genom szekvenálás (ki vagy és mit csinálsz?) Ion 318 chip (246.000 367.000 egyedi szekvencia)
Eubaktériumok 0 200 1000 Lactobacillales Burkholderiales KH2w12 Clostridiales Bacteroidales Pseudomonadales Methylophilales Nitrosomonadales Rhodocyclales Synergistales Enterobacteriales unclassified (derived from Bacteria) Rhizobiales Actinomycetales Bacillales Campylobacterales -100-50 50 100 150 250 1050 1100
Metanogének Methanothermobacter Methanobrevibacter Methanosarcina Methanosphaera Methanothermus Methanospirillum Methanococcus Methanoculleus Methanosaeta Methanosphaerula Methanoregula Methanocorpusculum Methanoplanus Thermococcus Methanocaldococcus Methanothermococcus Methanobacterium Methanomicrobium 0 100-40 -20 20 40 60 80 460 KH2W12
Power-to-Biogas: hálózatban
Előnyök A fermentációs maradék hatékony, olcsó, folyamatosan képződő katalizátor; Jól és gyorsan reagál a ki-be kapcsolásokra; Megfelelő H 2 /CO 2 arány mellett csak H 2 S és H 2 O tisztítás kell; A CO 2 lábnyom negatív; Fenntartható működés, könnyen irányítható; De: H 2 oldékonysága rossz!
Fejlesztési irányok Megújuló technológiák összekapcsolása Biometán: földgáz hálózatba vagy hajtóanyagként Olcsó, hulladék alapanyagok
Olcsó alapanyag: csirke trágya
Vizes extrakció Vizes előkezelés Nyers CM Önmagában Kukorica szárral szilárd frakció Folyamatos biogáz termelés Kezelt CM
Olcsó alapanyag: alga
Olcsó alapanyag: energiafűz
Rövid vágásfordulójú energiafűz
Diploid és Poliploid fűz 0,40 Levél/Szár biomassza arány 0,35 0,30 0,25 0,20 0,15 0,10 0,05 0,00 Poli Plus Energo
Következtetések: A biogáz technológia a megújuló hálózat központi eleme lehet, mert: a.) Biometán termelés előnyösebb, mint a zöld áram. (Circular economy) b.) Jelentős technológiai fejlesztési potenciállal rendelkezik ( hulladék alapanyagok és biotechnológiai fejlesztés).
Köszönöm a megtisztelő figyelmet! Thank you for your attention!
Biogas producing systems