BORSOD-ABAÚJ-ZEMPLÉN MEGYE

BORSOD-ABAÚJ-ZEMPLÉN MEGYE BIOGÁZ-POTENCIÁLJA ÉS ANNAK ENERGETIKAI HASZNOSÍTÁSI LEHETŐSÉGEI Papp Luca Geográfus mesterszak Táj- és környezetkutató szakirány Energiaföldrajz c. kurzus 2019. 04. 01.

Témaválasztás és motiváció Témaválasztás indoklása Erasmus+ helyszín tudatos választása Aalborgi Egyetem Tervezési Tanszék Energiatervezési szaktudás Biogáz-hasznosítási kultúra

Problémafelvetés és a kutatás célja Energetikai struktúraváltásra van szükség megújuló energiaforrások Biogáz-hasznosítás: méltatlanul alábecsült + helytelenül alkalmazott EU-s és hazai energiastratégiák csak említés szintjén foglalkoznak a témával A kutatás célja: Egy kevésbé kutatott megújuló energiaforrás megismerése Hazai alkalmazási lehetőségek feltárása Borsod-Abaúj-Zemplén megye példáján keresztül Fenntarthatósági szempontok előtérbe helyezése

A biogáz Ahol a hulladékgazdálkodás és az energiagazdálkodás találkozik Szerves anyagok anaerob fermentációja során képződő, metántartalmú gázelegy 50-75% metán (földgáz összetétele: 97% metán) 25-45% szén-dioxid kén-hidrogén, szén-monoxid stb. Lehetséges alapanyagok (szubsztrátumok): Települési szilárd hulladék Szennyvíziszap Mezőgazdasági hulladék állati trágya/növényi melléktermék Egyéb KOFERMENTÁCIÓ

A biogázeljárás Combined Heat and Power

Települési szilárd hulladék Kofermentáció Szennyvíziszap Állati trágya Növényi melléktermékek Elméleti biogázpotenciál Technikai biogázpotenciál Települési szilárd hulladék + szennyvíziszap Állati trágya + növényi melléktermék A kutatás Távhő Lakossági hőigények Potenciális biogázüzemek módszertanának CHP-erőművek vázlata Villamos energia Potenciális biogázüzemek

Elméleti potenciál számítása Települési Módszertan szilárd és eredmények hulladék Állati trágya Az összes elszállított szilárd hulladék mennyisége alapján 37,5% szerves hányad Családi házas + társasházas övezetek A települési szilárd hulladék szerves részéből fejleszthető biogáz potenciálja: 0,11 PJ/év

Elméleti potenciál számítása Szennyvíziszap Módszertan és eredmények Állati trágya Szennyvíztisztítókon keletkező iszapmennyiség alapján A szennyvíziszapból fejleszthető biogáz potenciálja: 0,28 PJ/év

Elméleti potenciál számítása Állati Módszertan trágya és eredmények Állati trágya Sertés- és szarvasmarhatrágya mennyisége az állatállomány alapján Állati trágyából fejleszthető biogáz potenciálja: 0,43 PJ/év

Elméleti potenciál számítása Növényi Módszertan és melléktermékek eredmények Állati trágya Bizonyos szántóföldi növények nem hasznos részeinek tömege alapján Növényi melléktermékekből fejleszthető biogáz potenciálja: 6,4 PJ/év

Potenciálszintek összehasonlítása 7,22 PJ/év 3,28 PJ/év

Települési szilárd hulladék Kofermentáció Szennyvíziszap Állati trágya Növényi melléktermékek Elméleti biogázpotenciál Technikai biogázpotenciál Települési szilárd hulladék + szennyvíziszap Állati trágya + növényi melléktermék A kutatás Távhő Lakossági hőigények Potenciális biogázüzemek módszertanának CHP-erőművek vázlata Villamos energia Potenciális biogázüzemek

A helyszínkiválasztást befolyásoló főbb tényezők Települési szilárd hulladék + szennyvíziszap: 1:4 +85,3% 1:1 +47,2% Állati trágya + növényi melléktermék: 1:1 +39% 3:1 +18% Gazdaságos üzemméret alsó határa: 363 000 m 3 biogáz/év 7800 GJ/év (Bai Attila munkája alapján)

Települési szilárd hulladék és szennyvíziszap kofermentációja 1:4-es keverési arány +85,3% (206 t szilárd hulladék + 824 t iszap ) 1:1-es keverési arány +47,2% (703 t szilárd hulladék + 703 t iszap) 15 szennyvíztelep érné el a gazdaságos üzemméret alsó határát NEM KELETKEZNE ELÉG KIEGÉSZÍTŐ ALAPANYAG A MEGYÉBEN ÖSSZESEN a közelségi vizsgálat nem nyer értelmet Hulladék irányából történő megközelítés bonyolult

Állati trágya és növényi melléktermék kofermentációja 1:1-es keverési arány +39% (823 t szarvasmarhatrágya/894 t sertéstrágya) 3:1-es keverési arány +18% (2517 t szarvasmarhatrágya/2736 t sertéstrágya)

Felhasználási lehetőségek CHP-erőmű létesítése a biogázüzemek mellett Villamos energia hálózatra táplálása Hőenergia hasznosítása távhőrendszerben Összevetés a lakossági hőigényekkel

Lakossági hőigények Települések felosztása családi házas és társasházas övezetekre Családi ház: 21,7 MWh/év Társasházi lakás: 7,7 MWh/év

Eredmények 3% - 592% A részesedés két tényező egymáshoz viszonyított arányának a függvénye Sem a nagyon alacsony, sem a túl magas arány nem szerencsés

További eredmények és megoldási javaslatok A felhasznált alapanyagok mennyisége alapján 2,38 PJ kerülne felhasználásra (a potenciál 72,5%-a) kofermentációval 3,35 PJ biogáz fejlődne Szerencsére a kofermentáció hazánkban is elterjedt és alkalmazott gyakorlat Ha a biogázból fedezhető hőmennyiség több, mint a legközelebbi település hőigénye: A gazdaságos üzemeltetéshez szükséges maximális körzethatáron belül minden település hálózatra csatlakoztatása Biogáztisztító berendezés Harsány esete (122%)

Jelentős kihasználatlan kapacitások (3,28 PJ technikai potenciál a megyében vs. 3,7 PJ/év országos biogáz-hasznosítás) Részletes és korszerű potenciálszámítások szükségessége Következtetések Alapanyagok összegyűjtésének minél magasabb fokú optimalizációja szükséges Egyúttal törekedni kell a hőigények csökkentésére Térbeliség fontos szerepe az energiatervezésben Harsány