Mezőgazdasági melléktermék-hasznosításon alapuló élelmiszer- és energiatermelés lehetőségei kisüzemi méretekben

Hasonló dokumentumok
A BIOGÁZ KOMPLEX ENERGETIKAI HASZNA. Készítette: Szlavov Krisztián Geográfus, ELTE-TTK

VEZETŐI ÖSSZEFOGLALÓ

Hidrogén előállítása tejcukor folyamatos erjesztésével

MMT Magyar Megújuló Energia Technológia Szolgáltató Zrt. Medgyesegyházi projektterv bemutatása

MISKOLC MJV ENERGETIKAI KONCEPCIÓJA

VILÁG MŰTRÁGYA GYÁRTÁSA ÉS FELHASZNÁLÁSA. SZÉCHENYI ISTVÁN EGYETEM Audi Hungária Járműmérnöki Kar. Huszár Andrea IHYADJ

DOKTORI (PhD) ÉRTEKEZÉS TÉZISEI RÉCZEY GÁBOR MOSONMAGYARÓVÁR

Vidékfejlesztés fenntarthatóan Az FT projekt Fenntartható település Készítette:

Zsiborács Henrik 1 - Dr. Pályi Béla 2 Dr. Demeter Győző 3 Napelemes rendszerek energetikai hasznosítása Magyarországon kiserőművi méretekben

EURÓPAI PARLAMENT. Mezőgazdasági és Vidékfejlesztési Bizottság JELENTÉSTERVEZET

AZ EURÓPAI KÖZÖSSÉGEK BIZOTTSÁGA

Szennyvíziszap- kezelési technológiák összehasonlítása

SZENNYVÍZISZAP KEZELÉSI ÉS HASZNOSÍTÁSI STRATÉGIA ÉS PROGRAM

LEADER HELYI FEJLESZTÉSI STRATÉGIA

ENERGIAHATÉKONYSÁGI POLITIKÁK ÉS INTÉZKEDÉSEK MAGYARORSZÁGON

hatékonyságát növelő és káros kifejlesztése című projekt

Közép-Tisza-vidéki Környezetvédelmi, Természetvédelmi és Vízügyi Felügyelőség

Egyetemi doktori (PhD) értekezés tézisei A BÚZATERMELÉS, A TERMÉNYMANIPULÁCIÓ ÉS A LISZTGYÁRTÁS KOMPLEX ÜZEMTANI ELEMZÉSE.

Az akcióterv neve. KMOP Települési területek megújítása. HBF Hungaricum kft. és INNOV Hungaricum Kft. konzorciuma

A biogáztermelés és -felhasználás környezeti hatásai

Magyarország. Vidékfejlesztési Minisztérium Környezetügyért Felelős Államtitkárság TÁJÉKOZTATÓ

A villamos energiára vonatkozó uniós GPP-követelmények

FELHÍVÁS. A mezőgazdasági üzemek összteljesítményének és fenntarthatóságának javítására. A felhívás címe:

A napenergia felhasználásának lehetőségei Magyarországon fűtési és melegvíz előállítási célokra

KÖRNYEZETGAZDÁLKODÁS. Vízszennyezés Vízszennyezés elleni védekezés. Összeállította: Dr. Simon László Nyíregyházi Főiskola

Újratervezés. TÉ-KOFA Tépe község helyi termelési és fogyasztási rendszerének fejlesztési terve

FÖLDTULAJDON ÉS FÖLDBIRTOKVISZONYOK ALAKULÁSA AZ EU TAGORSZÁGOKBAN

Kuti Rajmund. A víz tűzoltói felhasználhatóságának lehetőségei, korlátai

Környezet és egészség a hulladékhasznosítástól a címkékig

MINISZTERELNÖKSÉG MINISZTERELNÖKSÉG EURÓPAI UNIÓS FEJLESZTÉSEKÉRT FELELŐS ÁLLAMTITKÁRSÁG KÖRNYEZETVÉDELMI NYILATKOZATA VERZIÓ:

Helyi Fejlesztési Stratégia

ENERGIAPOLITIKA, MEGÚJULÓ

2. Légköri aeroszol. 2. Légköri aeroszol 3

Hulladékgazdálkodás. A hulladékgazdálkodás elméleti alapjai. A hulladékok fogalma, fajtái; környezeti hatásai

Indokolt-e határértékek szigorítása a szennyvíziszapok mezőgazdasági felhasználásánál?

Akcióterv a Dél-Alföld hulladékgazdálkodásának fenntartható fejlődése érdekében

DOKTORI (PhD) ÉRTEKEZÉS. Dombi Mihály

Fekete Dávid: Az EU regionális politikájának városfejlesztést támogató új eszközei a as programozási időszakban

A biomassza alapú falufűtőművek létesítésének társadalomföldrajzi kérdései a Hernád-völgy településein

DOKTORI (PhD) ÉRTEKEZÉS

5-3 melléklet: Vízenergia termelés előrejelzése

Antreter Ferenc. Termelési-logisztikai rendszerek tervezése és teljesítményének mérése

NYUGAT-MAGYARORSZÁGI EGYETEM DOKTORI (PHD) ÉRTEKEZÉS TÉZISEI A LOGISZTIKA EREDMÉNYEINEK ALKALMAZÁSA A HAZAI FAHASZNÁLATOK HATÉKONYSÁGÁNAK FOKOZÁSÁRA

A biogáz előállítás,mint a trágya hasznosítás egy lehetséges formája. Megvalósitás a gyakorlatban.

projekt címe: projektgazda: készítette: dátum:

BIOGÁZ HÁZI DOLGOZAT. Kacz Károly részére. Készítette: Szabó Miklós Árpád

A víz fizikai, kémiai tulajdonságai, felhasználhatóságának korlátai

Nemzeti Stratégia. a kábítószer-probléma kezelésére

Áll l a l ti i hu h l u l l a l dé d kok o ene n rge g tik i ai h szno n s o ít í ásána n k krit i ériu i m u ai

A magyar Zöld Beruházási Rendszer Éves Jelentés Készítette: Energia Központ Nonprofit Kft. Vass Adriánné

A közlekedés társadalmi költségei és azok általános és közlekedési módtól függő hazai sajátosságai

Vélemény a BKV menetdíjainak évi tervezett emeléséről Bevezetés

SZENT ISTVÁN EGYETEM

Kapcsolt hő- és villamosenergia-termelő egységek Termékadatlap környezetvédelmi szemléletű közbeszerzéshez

IP & EUSS. Indikátorprotokollok Környezetvédelem (EN) Villamosenergia-iparra vonatkozó ágazati kiegészítés

FELHÍVÁS. A mezőgazdasági termékek feldolgozásának fejlesztésére irányuló projektek támogatására. A felhívás címe:

TERMÁLVÍZ-HASZNOSÍTÁSI PROGRAM NAGYSZÉNÁS GEOTERMIKUS ADOTTSÁGAINAK KIAKNÁZÁSÁRA

Adottságokból előnyt. A megújuló és alternatív energiaforrások hasznosítása és az energiahatékonyság az önkormányzatok mindennapjaiban

IFFK 2011 Budapest, augusztus Biogáz laboratórium fejlesztése

Geotermikus energia felhasználása

A BUDAPESTI MŰSZAKI FŐISKOLA FENNTARTHATÓ FEJLŐDÉSI ELVI STRATÉGIÁJA

Korszerű szénerőművek helyzete a világban

Észak-Alföldi Operatív Program (egyeztetési anyag)

Az új EU ETS bevezetésének hatása a szénalapú villamosenergia-termelésre

DOKTORI (PhD) ÉRTEKEZÉS TÉZISEI

WEKERLE TERV. A magyar gazdaság Kárpát-medencei léptékű növekedési stratégiája

TÁPANYAGGAZDÁLKODÁS. Az Agrármérnöki MSc szak tananyagfejlesztése TÁMOP /1/A

A mezőgazdaság szerepe a Megújuló Energiák Nemzeti Cselekvési Tervben

A BARANYA MEGYEI TERÜLETFEJLESZTÉSI KONCEPCIÓ

Közép-Tisza-vidéki Környezetvédelmi, Természetvédelmi és Vízügyi Felügyelőség

Európai energiaipari célok, trendek és ezek technológiai, innovációs kihatásai

TÁMOP Projekt. Javaslat Regionális Technológiatranszfer Hálózat Működési Rendszerére

- a teljes időszak trendfüggvénye-, - az utolsó szignifikánsan eltérő időszak trendfüggvénye-,

Ipoly-menti Palócok HACS HFS 2016.

Ökológiai földhasználat

A nemzeti hőszivattyúipar megteremtése a jövő egyik lehetősége

Stratégiai Főosztály 3. sz. melléklet. A KAP időszakot felölelő holland jövőképe

Növekvı arzén adagokkal kezelt öntözıvíz hatása a paradicsom és a saláta növényi részenkénti arzén tartalmára és eloszlására

Épületek energetikai hatékonyságának növelése aktív hőszigeteléssel (ATI)

Energiatámogatások az EU-ban

Károly Róbert Fıiskola Gazdaság és Társadalomtudományi Kar tudományos közleményei Alapítva: 2011

Az ipari energiaköltségek csökkentésének lehetőségei egy svéd vasöntöde példáján

A Balatoni Múzeum Fenntarthatósági Terve (Local Agenda 21)

XII. Földművelésügyi Minisztérium

TÁVOKTATÁSI TANANYAGOK FEJLESZTÉSÉNEK MÓDSZERTANI KÉRDÉSEI

Pannon Egyetem Vegyészmérnöki- és Anyagtudományok Doktori Iskola

Önfenntart Szeptember 22. Debrecen

Gazdaság-szabályozási koncepció javaslatai prioritás szerint rendszerezve. Előterjesztést megalapozó

SZENNYVÍZISZAP KEZELÉSI ÉS HASZNOSÍTÁSI STRATÉGIA a társadalmi egyeztetés észrevételeinek és javaslatainak átvezetésével

A KORMÁNYZAT GAZDASÁGPOLITIKÁJÁNAK FŐ VONÁSAI, AZ ÁLLAMHÁZTARTÁS ALAKULÁSA IG

BIOMASSZA ANYAGISMERET

ELŐTERJESZTÉS ( TERVEZET )

Szezonális foglalkoztatás a magyar mezőgazdaságban Seasonal employment in Hungarian agriculture

Baromfitartó telepek korszerűsítése

A biogáz-termelés és -felhasználás alakulása Magyarországon és az EU tagállamaiban

A KEG Közép-európai Gázterminál Nyilvánosan Működő Részvénytársaság időközi vezetőségi beszámolója május

Állattartó telepek korszerűsítése

ÁOGYTI Takarmányellenőrzési Főosztály

Felhasználói hőközpontok kialakítása

FENNTARTHATÓ FÖLDHASZNÁLATI STRATÉGIA KIALAKÍTÁSA MAGYARORSZÁGON

Átírás:

Gabnai Zoltán Mezőgazdasági melléktermék-hasznosításon alapuló élelmiszer- és energiatermelés lehetőségei kisüzemi méretekben Possibilities of small-scale food and energy production based on utilization of agricultural by-products gabnai.zoltan@econ.unideb.hu Debreceni Egyetem GTK, PhD-hallgató Bevezetés A fenntarthatósági kritériumok szem előtt tartása végett napjainkban egyre inkább előtérbe kerülnek az olyan technológiák, amelyek anyagtakarékos és környezettudatos, egyben energiahatékony módon, komplex rendszerként többcélú alapanyag-termelésre képesek. A hangsúly az egyes alkotóelemek megfelelő megválasztásán és méretezésén, valamint a keletkező melléktermékek hatékony felhasználásán van, amely relatíve kis területigény mellett teheti lehetővé a fenntartható működést. A fenntarthatóság szempontjából pedig elengedhetetlen az olyan technológiákra és megoldásokra való törekvés, amelyek a lehető legkisebb környezeti terhelést jelentik. Így az egyes területekhez kapcsolódóan mindinkább előtérbe kerülnek az olyan technológiák és megoldások, amelyek: hatékony, környezetbarát melléktermék/hulladék-kezelést tesznek lehetővé, jó hatásfokú és környezettudatos működést és energiatermelést valósítanak meg, energia- és anyagtakarékos, hatékony élelmiszer-termelést végeznek. A felvázolt rendszer jellemzői, rendszeralkotók Munkámban speciális felépítésű rendszert vázolok fel, amelyben egyidejűleg történik hulladék-ártalmatlanítás, melléktermék-hasznosítás, élelmiszer- és energiatermelés. A rendszer tulajdonképpen egy lépésként fogható fel az élelmiszer- és energiatermelés közötti ellentmondások oldására, valamint a fenntarthatóság és a hatékony hulladékgazdálkodás elősegítésére. A konkrét rendszer elsődleges alapanyaga a sertés hígtrágya és letermett gomba-termőközeg (valamint egyéb zöldhulladékok), amelyek ártalmatlanítása a villamos energiát és hőenergiát előállító biogáz-üzemben, valamint az algás rendszerben történik. A tisztított víz később növényi öntözésére használható, vagy további technológiai elemek bekapcsolásával halak életteréül szolgálhat. A halak által termelt szerves anyag pedig növények és gombák tápanyaga lehet, amelyek további lépéseket követően szintén hasznosíthatók. A rendszer inputjai és outputjai körfolyamatot alkotva, egymást kiegészítve biztosítják a költséghatékony, fenntartható működést. 122

1. ábra: A rendszer sematikus ábrája Forrás: saját szerkesztés A fenti (1. számú) ábrán az általam felvázolt koncepció sematikus ábrája látható. Felül az alapanyag-források és input anyagok láthatók, az ábra alsó részénél pedig a magasabb hozzáadott értékű outputok szerepelnek. A rendszerben kiemelt hangsúly van a körfolyamatokon és az anyagtakarékosságon. A továbbiakban az egyes rendszeralkotók jellemzőit és sajátosságait fejtem ki, valamint olyan kapcsolódó példákat említek, amelyek a napjainkban aktuális kutatás-fejlesztési eredményeket és kezdeményezéseket foglalnak magukban. A keletkező (mezőgazdasági) hulladék, mint a biogázüzem alapanyaga Az általam felvázolt rendszer egyik fontos tulajdonsága annak hulladék-hasznosító kapacitása. Ez a biogázüzem alapanyagául szolgáló, mezőgazdasági eredetű hulladék többféle lehet: akár állattartó telepekről származó trágya és technológiai szennyvíz, akár növénytermesztésből vagy gombatermesztésből származó, magas szervesanyagtartalmú hulladék. Így egy kötelező jelleggel, hagyományosan magas költségen ártalmatlanítandó, folyamatosan és nagy mennyiségben keletkező melléktermék költséghatékony hasznosítására, egyben ártalmatlanítására nyílik lehetőség. Magyarországon az állatállománynak az utóbbi évtizedben tapasztalt csökkenő tendenciája 2010-re megállt, egyes 12 3 123

állatfajoknál (pl. szarvasmarha) enyhén növekedett. A szarvasmarha állomány 62%-át gazdasági szervezetek, 38%-át egyéni gazdaságok tartják, míg a sertésállománynál az arányok 74%, illetve 26%. Az óriási mennyiségben keletkező hígtrágya igen komoly környezetvédelmi előírásokat kielégítő módon történő kezelése és ártalmatlanítása az állattenyésztők számára jelentős problémát okoz. A tárolás és kezelés során igen költséges berendezések építésének kötelezettsége és ártalmatlanítási technológiák alkalmazása a költségek növelésével még inkább nehéz helyzetet alakított ki az állattenyésztők körében (KSH, 2015). Az állattartó telepeken éves szinten 35-40 millió tonna hagyományos konzisztenciájú szerves trágya keletkezik, amelyből 15 millió tonna körüli mennyiség a szarvasmarhatrágya, a többi pedig elsődlegesen a sertés- és baromfitartásból származik (I1). A sertéstelepek túlnyomó része almozás nélküli technológiára van berendezkedve, amelynek velejárója a jelentős mennyiségű hígtrágya képződése (BAI, 2013). Üzemmérettől függetlenül a következők szerint alakul az állatok fajlagos trágyatermelése: szarvasmarhánál 5-10 t/év, míg sertésnél 0,8-1,3 t/év (I2). Feltételezésem szerint az állattartó telepekről homogén, nehézfémektől és szélsőségesen toxikus anyagoktól mentes hígtrágya kerül ki, amely a komoly környezetvédelmi kötelezettségek mellett egyben lehetőséget is jelenthet a gazdálkodóknak. az adottságoknak és körülményeknek megfelelő, szakszerűen kidolgozott tisztítási rendszer akár (másodlagos) élelmiszer-termelésre, akár egyéb jelentős hozzáadott értéket képviselő piacképes outputok előállítására adhat módot, így a követelményeket kielégítő tisztítási tevékenység mellett javítva az állattenyésztési ágazat gazdaságosságát. További alapanyag-forrás lehet a rendszerben például a növénytermesztés során keletkező zöldhulladék, a szántóföldi kultúrák szármaradványai vagy éppen a gombatermesztés során keletkező elhasznált termőközeg, amely felhasználása egyébként nem megoldott. Az utóbbi időben egyre több gombatermesztő vállalkozás jelent meg (SALLAI, 2012), a tevékenység kedvező gazdaságossága, jövedelmezősége miatt (GYŐRFI, 2001). Utóbbira egy innovatív magyarországi példa a Pilze- Nagy Kft. által úttörő fejlesztésként kialakított rendszer. Az évi 1,2 millió m 3 biogázt előállító üzembe éves szinten 7-9 ezer tonna mezőgazdasági szerves anyagot táplálnak be. E mennyiség jó része (kb. 3 ezer tonna letermett táptalaj évente) a gombatermesztésből származik, amelyet sertéstenyésztő üzemből származó hígtrágyával, illetve silókukoricával egészítenek ki. A biogáz-előállításhoz szükséges szerves anyagok közel egésze mezőgazdasági hulladék vagy melléktermék. A letermett alapanyag helyben van, a sertéstrágyát pedig közeli telepekről szállítják az üzembe, így nincs jelentős teherforgalom (I3). A rendszer hulladék-hasznosítási kapacitása az újrafeldolgozáson keresztül ily módon összhangban van az Országos Hulladékgazdálkodási Tervben (2014-2020) megfogalmazott célkitűzésekkel is (2. számú ábra): 2. ábra: A hulladékgazdálkodás hierarchiája Forrás: Internet 4 124

A következő technológiai elem, a biogázüzem Elmondható, hogy a hazai biogázüzemek elsődlegesen hulladék-gazdálkodási céllal valósultak meg, és a keletkező biogázból szinte kizárólag villamos áramot és hulladékhőt állítanak elő (BAI, 2007). Az általam felvázolt rendszerben a hagyományos energiatermelő funkció mellett egyik fontos tényező, hogy a nedves technológiájú biogáz-reaktorban a magas hőmérsékleten történő kezelés során elpusztulnak a különféle kórokozók, káros mikroorganizmusok, amelyek később így nem jelentenek problémát sem a későbbi algás tisztítás, sem pedig a szántóföldre való kijuttatás során. Másik előny, hogy ily módon lehetőség van a tisztább, homogén folyékony frakció előállítására a későbbi technológiai/tisztítási elemek részére. További jelentős pozitívum, hogy a biogáz üzemek esetében kardinális kérdésként megjelenő hulladékhőhasznosítás is megoldott: a hő egy részével a fermentorok hőigényét fedezik, míg másik részével a gombatermesztő sátrak vagy éppen egy későbbi lehetséges technológiai elem, az akvapónia hőigényét fedezhetik. Az üzemméretre vonatkozóan a biogáz-üzem megvalósíthatósága érdekében annak mérete (így a fermentálandó alapanyag mennyiségének is) meg kell, hogy haladjon egy bizonyos méretet ahhoz, hogy hatékonyan és fenntarthatóan üzemelő rendszert lehessen kialakítani. Ennek érdekében a kisebb üzemeknek összefogással, közös megvalósítású biogáz-üzemet, és hozzá kapcsolódó egyéb technológiai elemeket érdemes tervezni, szem előtt tartva a szállítási távolságok minimalizálását. Az algás rendszer Az algás rendszerben a biogázüzem kierjedt csurgaléklevének utótisztítása történik. Ez lehetőséget ad olyan jelentős hozzáadott értéket képviselő outputok előállítására, amely a hagyományos rendszerekben nem jelenik meg. Az algák több szempontból igen hatékony rendszerként működhetnek, hozzájárulva a fenntarthatósági törekvésekhez (GRASSELLI SZENDREI, 2012). Fontos tény, hogy a biogáz-előállításnak és az algás tisztításnak egymást kiegészítő szerepe van, ugyanis előbbi a szerves anyagokat hasznosítja, míg utóbbi (vagyis az algás tisztítás) a szervetlen alkotók jelentős részét szűri ki a vízből, és alakítja fotoszintézis útján szerves anyaggá, O 2-kibocsátás mellett. Az algafajok magas fotoszintetikus aktivitása a többi szántóföldi növényhez képest kiemelkedően magas hozamok elérését teszi lehetővé, 5-7% körüli hatásfokkal. Az algák számára a levegőből és vízből felvehető CO 2-mennyiség alacsony, ezért terméskorlátozó tényezőként sok esetben éppen a széndioxid hiánya jelentkezik, ezért ennek pótlására akár a biogázüzem által kibocsátott CO 2-gáz is alkalmas lehet (BAI GABNAI, 2014). A mikroalga megfelelő módszerekkel történő betakarítását követően pedig a megtermelt algát többféle módon hasznosítani lehet a termesztés céljától és lehetőségeitől függően. Az alga hasznosítási lehetőségeinek részletezésére jelen cikkben részletesen nem térek ki, elmondható azonban, hogy az egyes hasznosítási módok között (energetikai biomassza, takarmányozás, élelmiszeripari/vegyipari alapanyag, gyógyszeripar/kozmetikai ipar) nagyságrendi különbségek vannak, az értékesítési árakat és ezzel együtt természetesen a ráfordításokat illetően. Az állattenyésztési ágazatok (elsősorban a sertés ágazat) esetében az alkalmazott takarmányok fehérjetartalmának növelése jogszabályba foglalt célkitűzés, emellett lehetőség adódhat akvakultúrában történő felhasználásra is, a halak, vagy azok táplálékául szolgáló puhatestűek, egyéb állatok számára (ROBIN, 2012). Az elsődleges cél a jövedelmezőség javításának céljából természetesen az, hogy a lehető legmagasabb hozzáadott értékű technológia meghatározását követően annak megfelelően történjen az algatermesztés, az adott üzem, telep adottságainak és körülményeinek megfelelően. Az akvapónia rendszerbe építése Az algás medencé(ke)t követően egy további technológiai elem lehet a halas medence, amelyben a keletkező halürüléket akár az algás medencébe, akár egy további szakaszban akvapónia jellegű növénytermesztési rendszerben vagy akár a gombatermesztés termőközegének egyik alkotóelemeként is fel lehetne használni. Az 12 5 125

előző egy napjainkban kibontakozó technológiának számít, amelyben folyamatos a kutatás-fejlesztési tevékenység, több esetekben az algás technológiát is beépítve. Algás szennyvíztisztítással egybekötött komplex (akvakultúrát és növénytermesztést is magába foglaló) rendszerrel kapcsolatos kutatás-fejlesztési tevékenységet végez például az amerikai Econopex cég. Az egyes részegységek működésének összehangolásánál tehát kiemelt figyelmet kell fordítani a méretezésre. Az előzetes információk alapján az algatenyészetet és a biogáz-üzemet, valamint az akvapónia elemeit (akvakultúra és hidropónia) szükséges egy termelési volumenre hozni. 3. ábra: Az akvapónia elvi működése Az akvapónia működésének sematikus, egyszerűsített ábráját láthatjuk a fenti (3. számú) ábrán. Forrás: Lapere, 2010 alapján Az akvapónia az akvakultúra és a hidropónia előnyeit ötvözi, miközben egyfajta körfolyamat valósul meg a két rendszeralkotó között. A talaj nélküli élelmiszertermelés e két, leghatékonyabb módjának integrációja különösen foglalkoztatja a kutatókat az utóbbi évtizedekben. Habár az állati melléktermékre, ürülékre alapozott növénytermesztés, és egyúttal tisztítás alkalmazása természetesen már a korai civilizációktól kezdve ismert és alkalmazott, a haltenyésztés és növénytermesztés e modern megoldásának kifejlődése az 1970-es években kezdődött Észak-Amerikában és Európában. Napjainkra az akvapónia a modern élelmiszer-előállítás egyik ígéretes, helytakarékos és környezettudatos alternatívája. Az 1980-as évektől kezdve zajlik a kísérletezés az akvakultúra és a hidropónia integrálására, azonban jelentősebb hatékonyságbeli fejlődés csak az 1990-es évekre volt megfigyelhető, a rendszerelemek, a biofiltráció és az optimális állat-növény arányok kikísérletezésével. Ily módon olyan zárt rendszerek lettek kialakítva, amely a víz- és tápanyagok körforgásával kifejezetten víztakarékos módon, kis mennyiségű külső anyagbevitel mellett megfelelő módon képes biztosítani a rendszer fenntartható működését (FAO, 2014). Az akvapóniás rendszer előnyei közé tartoznak a következők: fenntartható és intenzív élelmiszertermelés lehetősége, víz- és energiahatékonyság, nem igényel talajt, nincs szükség műtrágyára és vegyszerekre, helytakarékos, jó minőségű és biztonságos élelmiszerforrás, kevés hulladékot termel, kedvezőtlen adottságú területeken is alkalmazható. Az előnyök mellett hátrányai közé tartoznak például a relatíve nagy kezdeti tőkeigény, a rendszerzavarok és méretezési hibák előfordulásának esélye, valamint hogy megfelelő szakértelem kell a rendszer fenntartható és biztonságos üzemeltetéséhez. Az akvapónia ismertté válásával a világ számos pontján egyetemeken, kutatóintézetekben és magánszemélyek által egyaránt elkezdődött a kísérletezés, és a legkülönbözőbb méretekben kezdték el építeni a rendszereket, a kis háztartási mérettől az intenzív, ipari méretű termelésig. 126

Egy háztartás számára például egy 1000 literes tartály, valamint ezzel összekötött 3 m 2 -es növénytermesztő részleg már elegendő méretű lehet. Kereskedelmi méretekben viszont rendkívül eltérő méretekben üzemelnek telepek. A rendszer működésének céljából különböző, tapasztalati úton kijelölt irányelveket kell figyelembe venni, a termesztett növényfajtól függően. Ily módon becsülhető a halak napi tápanyagszükséglete, és a növények telepítési sűrűsége. Igaz ez az olyan technológiai részletekre is, mint a szükséges vízmennyiség, a halállomány mérete, vagy éppen az anyagkörforgás kialakításának paraméterei és az időzítés kérdése. Az akvapóniás rendszerrel kapcsolatos kutatás-fejlesztési tevékenység keretében azokon a területeken is zajlik az innováció, amely a hagyományos technológiát kiegészítő alternatív megoldásokat illeti. Ezen megoldások között találhatunk példát komposztálásra, alternatív haleledelre (a békalencsétől és légylárváktól kezdve a különböző férgekig), az esővíz felhasználására, vagy a megújuló energiaforrások kiaknázására a rendszer költséghatékony üzemeltetésének céljából. Utóbbira jó példa lehet az általam felvázolt koncepcióban a biogázüzem által előállított elektromos áram saját rendszerben történő felhasználása, amely a jelenlegi átvételi árak figyelembe vétele mellett kedvezőbb megtérülést tesz lehetővé, mint értékesítés mellett. A rendszer egyik legnagyobb előnyeként lehet megemlíteni annak tápanyag- és víztakarékos jellegét, továbbá az elérhető kiemelkedően magas hozamokat, amely részben a szezonalitás kiszűrésének is köszönhető. Ezek a jövőre nézve igen fontos sajátosságnak tekinthetőek. Az akvapóniás rendszerek gazdaságosságára, megtérülésére vonatkozóan számos tanulmány látott napvilágot. Lapere (2010) tanulmányában négy Dél-Afrikai Köztársaság-beli akvapóniás rendszert ismertet részletesen, egyenként 2 millió és 5 millió forintnak megfelelő összköltséggel. A számítások szerint minden bizonnyal a technológiai eltérésekből kifolyólag a négyből mindössze egy (a legkisebb méretű) rendszer jellemezhető pozitív nettó jelenértékkel (NPV), ennek megtérülési ideje 6 év. Előző adat a méretgazdaságosság elvének ellent mond, ennek azonban számos oka lehet, elsősorban a rendszer kialakításából fakadóan. Donald et al. (1997) salátatermesztés és tilápia-tenyésztés céljából kiépített rendszer vizsgálatát végezte, ahol mérettől függően 11 és 22 % közötti belső megtérülési rátát (IRR) számítottak. További innovációk A felvázolt rendszer egyik potenciális kiegészítő lehetőségeként tekinthetünk egy olyan innovatív magyar megoldásra, amely az állati melléktermékből készít piacképes terméket. Az említett megoldás a magyar baromfiágazat piacvezetőjéhez, a Master Good cégcsoporthoz kötődik. A környezettudatos fejlesztés megvalósítása közben az üzleti életben érvényesülő egyik alapelvüket is szem előtt tartották, a költséghatékonyságra vonatkozóan: A vevő nem akarja megfizetni a termelő és a feldolgozó hatékonytalanságát. A fejlesztés során az óriási mennyiségben keletkező, ártalmatlanítási kötelezettséggel terhelt szerves trágya, valamint baromfitrágya iszap és szennyvíziszap hasznosítását célozták meg, annak (esetenként kisebb-nagyobb mennyiségű adalékanyagokkal történő) fermentálása, majd granulálása útján (AKI, 2015). A baromfitrágya az általam felvázolt koncepcióhoz két helyen is közvetlenül kapcsolódhat: a granulált baromfitrágya (akár különböző adalékanyagokkal kiegészítve, bekeverve) akár az algás tavak tápanyagutánpótlásaként is alkalmazható; a gombatermesztés céljából előállított termőközeg alapanyagául a források szerint baromfitrágya is alkalmas, amely szintén egyfajta hozzáadott értékkel jellemezhető hasznosítási lehetőségként jelenhet meg. Ily módon nagyobb hozzáadott értéket teremtenek az állati melléktermék feldolgozásával. Az utóbbi időben egyre több olyan projekt lát napvilágot, amely magas innovatív értékkel bír, és a speciális adottságokra, körülményekre alapozva speciális megoldásokat kínál. Erre kiváló példa a Norvég Finanszírozási Mechanizmus Zöld Ipari Innováció Program Környezetbarát termelési technológiák fokozottabb használat alprogramja keretében támogatott projekt. A Metán tartalmú és magas sókoncentrációjú termálvíz integrált környezetkímélő hasznosítása zéró emissziós zárt rendszerben című projekt nyitórendezvénye 2015. szeptember 11-én került megrendezésre a Hajdú-Bihar megyei Földes nagyközségben. A 123 millió Ft összköltségű, EGT 12 7 127

Alapok és Norvég Alapok támogatásával megvalósuló projekt keretében kidolgozott K+F technológia a termálvíz kísérőgázát hasznosítja villamos energia termelésre egy gázmotor által hajtott kiserőművel, majd a füstgázt egy algabioreaktorban alga termelésével passziválja. A projekt számos újdonságot tartalmaz. A rendszernek köszönhetően a CO 2 nem a környezetbe jut, hanem értékes algatermékek formájában lehet hasznosítani. A becslések alapján miközben több oldalon keletkezik megtakarítás környezetvédelmi és energetikai szempontból évi 97 ezer m 3 metánból évi 200 kg füstgáz-co 2 kerülhet felhasználásra, mindezzel évente több mint négyezer tonna CO 2-terheléstől mentesülhet a környezet (STÜNDL, 2015). A rendszert kiegészítő további lehetséges fejlesztésként került megemlítésre az akvakultúrás és hidropóniás rész beépítése, amely további anyagok felhasználását, valamint esetleg magasabb hozzáadott érték elérését tenné lehetővé (4. ábra). Termékek Elektromos energia Biodízel, EPA, DHA, fehérje, stb. Ráfordítások Termálvíz (CH 4 tartalom) Gázmotor Hő- és elektromos energia Hőenergia, CO 2 Víz, tápag. Alga bioreaktor Haltakarmány Akvakultúra Víz Víz, tápanyagok Hidrokultúrás egység Alga fehérje (takarmány) Haltermékek Zöldség, dísznövény, stb. 4. ábra: A rendszer elvi működése Forrás: Stündl, 2015 Összefoglalás A hasonló komplex rendszerek tervezésénél kiemelt figyelmet kell fordítani a kapcsolódó területek szintetizálási lehetőségeire, a rendelkezésre álló és termelődő anyagok minél hatékonyabb hasznosításának megtervezésére, valamint létfontosságú a megfelelő méretezés kialakítása. Ehhez természetesen nélkülözhetetlen az egyes rendszerelemek működésének, biológiájának, illetve élettanának beható ismerete. A bemutatott rendszeralkotók felhasználásával olyan rendszer épülhet fel, amely az adottságokból és körülményekből kiindulva költséghatékony, gazdaságos, egyben fenntartható alternatívát kínálhat mind a hulladék-gazdálkodásra, az energiatermelésre és az élelmiszer-előállításra vonatkozóan. Egy körültekintően kialakított akvapóniás rendszer minden bizonnyal tovább javíthatja a biogáz-alga rendszer hatékonyságát és gazdaságosságát. Fontos lehet a fentiekben ismertetett egyéb technológiai elemek és újítások megfontolása. A technológiának ezzel együtt számos nehézsége és problémája jelentkezhet, a magas beruházási tőkeigénytől kezdve a komoly szakmai felügyelet szükségességén át a jelentkezhető rendszerzavarokig. A cikkben bemutatott területek számos kapcsolódási lehetőséget tartalmaznak, úgy gondolom, hogy ezek tanulmányozása, fejlesztése és fenntarthatóvá tétele komoly lehetőségeket rejt magában. 128

Szakirodalom AKI (2015): Tudásintenzív élelmiszer-gazdaság. Agrárinnováció a gyakorlatban. Előadás anyag. Agrárgazdasági Kutató Intézet, Master Good cégcsoport, 2015.04.16. Bai, A. (2013): Sertés hígtrágyából előállított alga energetikai hasznosítási lehetőségei. LV. Georgikon Napok Nemzetközi Tudományos Konferencia. Konferencia kiadvány, Keszthely. Bai, A. Gabnai, Z. (2014): Energiatermeléssel kombinált innovatív szennyvíztisztítási eljárások. LVI. Georgikon Napok Nemzetközi Tudományos Konferencia. Konferencia kiadvány, Keszthely. Bailey, D.S. - Rakocy, J.E. Cole, W.M. Shultz, K.A. (1997): Economic Analysis Of A Commercial-Scale Aquaponic System For The Production Of Tilapia And Lettuce. University of the Virgin Islands, Agriculture Experiment Station. St. Croix, U.S. Virgin Islands. Chiang, R. (2009): Cost/Benefit Analysis of Aquaponic Systems. University of Queensland. FAO (2014): Small-scale aquaponic food production. Integrated fish and plant farming. FAO FISHERIES AND AQUACULTURE TECHNICAL PAPER. 589. ISSN 2070-7010. Grasselli G. Szendrei J., (2012): Possibilities of algae in biomass energy and food production through gas emission mitigating. Hungarian Agricultural Engineering. Győrfi, J. (2001): A magyar gombatermesztés helyzete és fejlesztési lehetőségei. Doktori értekezés. Szent István Egyetem. Budapest, 2001. Központi Statisztikai Hivatal (2015): Statisztikai Tükör, 2015/56. 2015. Július 31. Állatállomány, 2015. június 1. http://www.ksh.hu/docs/hun/xftp/idoszaki/allat/allat1506.pdf. Letöltve: Lapere (2010): A Techno-Economic Feasibility Study into Aquaponics in South Africa. Thesis. Master of Science in Engineering (Engineering Management), University of Stellenbosch. Stündl, L. (2015): Metán tartalmú és magas sókoncentrációjú termálvíz integrált környezetkímélő hasznosítása zéró emissziós zárt rendszerben (HU09-0059-A2-2013 projekt). Nyitó rendezvény. Előadás anyag. Földes, 2015.09.11. Robin, J. S. Lupatsch, I. (2012): Algae for Aquaculture and Animal Feeds. Swansea University, UK. Sallai, L. (2012): Egy adott gazdasági szerkezetű, kisebb régió szerves hulladékaira alapozott biogáz előállítási technológia kialakítása. Doktori értekezés. Debreceni Egyetem, Kerpely Kálmán Doktori Iskola. Debrecen, 2012. Internetes források: Internet 1 (2009): Agrár-környezetvédelmi Modul. Agrár-környezetvédelem, agrotechnológia. DE-MÉK PE GK. TÁMOP 4.1.2.-08/1/A-2009-0032 számú projekt. http://www.tankonyvtar.hu/hu/tartalom/tamop425/0032_agrarkornyezetvedelem/132_agrar.ppt. Internet 2: Amit egy állattenyésztőnek a trágyával kapcsolatban tudni kell. FVM kiadvány. http://www.kolcsonosmegfeleltetes.eu/portals/0/km/downloads/jfgk/tragya_masz_fvm_kiadvany.pdf. Internet 3: http://pleurotus.hu/biogaz. Internet 4: Országos Hulladékgazdálkodási Terv 2014-2020. http://web.okir.hu/dokumentum/318/orszagos_hulladekgazdalkodasi_terv_20142020.pdf. 12 9 129