Életciklus elemzések a biomasszából l elıáll llított energiatermelésre Tóthné Szita Klára Miskolci Egyetem regszita@uni-miskolc.hu
Fıbb kérdk rdések A biomassza hasznosítás lehetıségei A biomassza hasznosítás életciklus elemzései Biomassza hazai megítélése Biomasszából nyert elektromos energia
A biomassza hasznosítás lehetıségei A biomassza iránti érdeklıdés okai (erıforrás és klímaváltozás) White Paper: COM(97)599: 3%, 45 Mtoe 2010: 90 Mtoe; 2000-tıl R+D fókuszában: Biomass Energy Europe BEE (2008-2011); szilárd biofőtıanyagok (pren 14961), az osztályozás alapja az eredet (CEN/TC-335 2008). Fı kategóriák: (1) fás biomassza, (2) növényi biomassza, (3) gyümölcs törköly, (4) vegyes és kevert biomassza. A mezıgazdasági termelés lehetıségei és korlátai A tényleges költségek és hasznok
A biomassza hasznosítás általános képek
Energia konverziós s megoldások Source: Øyvind Vessia, 2006
LCA LCA LCC Crops Wood Solar energy Energy grass Cellulose Different conversion technology Electricity + heat fuel Alga biogas Waste SLCA SusLCA
A biomassza hasznosítás életciklus elemzései Sok-sok elemzés szerte a világon - Google 84000 találat» Scirus:11» Science direct:1156 LCA of biomass Néhány cím: 25 Jul 2008... LCA studies have been conducted on the following systems: Power generation technologies: Biomass-fired integrated gasification... www.nrel.gov/biomass/energy_analysis.html - Life Cycle Assessment of Biomass-to-Liquid Fuels, N. Jungbluth et al.... www.bfe.admin.ch/php/modules/enet/streamfile.php?file...pdf... 2008 Life Cycle Assessment (LCA) of biomass conversion plants constructed in Miyako Island LCA of Biomass Three South West Case. Studies. February 2009. Marcelle mcmanus. Sustainable Energy Research Team,. Department of Mechanical Engineering,... www.knowledgewest.org.uk/displayentry.asp?urn=109&pid=1 LCA microalgából nyert biodízelre Lardon et al. (2009) Crop residues as raw materials for biorefinery systems A LCA case study Applied Energy, In Press, Corrected Proof, Available online 15 September 2009 Francesco Cherubini, Sergio Ulgiati. SA
Különbözı üzemanyagok üvegházhatása Forrás: Niels Jungbluth, 2008
A teljes környezet-terhelések alakulása A biomassza környezetterhelésért leginkább a mezıgazdasági termelés felelıs; A környezeti hatások 40 %- át a szállítás és infrastruktúra adja; A sütıolajból nyert biodízel 40 %-kal csökkentette a környezetterhelést; Forrás: Niels Jungbluth, 2008
Közlekedésben okozott üvegházhatás Forrás: Niels Jungbluth, 2008
A közlekedés teljes környezeti hatása Forrás: Niels Jungbluth, 2008
Niels Jungbluth következtetései A megújuló erıforrások nem klíma semlegesek (40 %-os GWG csökkenés) A megújulók teljes környezeti hatása nagyobb, lehet, mint a referens fosszilis üzemanyagé, egy esetben a teljes környezeti hatás a fosszilishez viszonyítva 125 % A kiindulási alapanyag minısége, jellege meghatározó A hulladékok használatával óvatosan kell bánni A bioüzemanyagok nem csökkentik az infrastruktúra okozta környezetszennnyezést
Biomassza potenciál Magyarországon gon Source: Porteleki & Szabó, 2008
Kukorica termelés s (millió tonna) Source: KSH, 2007
Biomass quantity and extraable energy t/y 12000 10000 8000 6000 4000 Qmin t/y Qmax t/y Energy PJ/year Energy PJ/year 70 60 50 40 30 20 PJ/y 2000 10 0 0 cereals corn grape grasse woodchips biog-sub. rape corn fermentable waste Source: KSH, 2006; Béres, 2006
A technológiai modellváltozatok erıforrásfelhasználása és a felhasznált hajtóanyag - növényolaj-kihozatala. 70 65 60 55 50 45 40 35 30 25 20 15 10 5 0 ext enzív tech nológia Source: Tóth, 2008 inte nzív technológia Fajl. hajtóanyag felhasználás (lit./t növényolaj) Fajl. talajtaposás (mőveletszám/t növényolaj) Fajl. területigény (ha/t növényolaj) Fajl. gépkapacitás igénybevétel (mőszakóra/t növényolaj) Fajl. növ.szerfelhasználás (kg/t növényolaj) Növényolaj lit./ hajtóanyag lit.
A bioetanol dilemma okai 2,5 million tons animalbreeding 4-8 million tons corn 1,5 million tons chemical industry 1,2 million tons seed export 3 million tons bioethanol 1.2 millió ha Max. 8 millió tonna kukorica Mőtrágya, növényvédıszerek
Tervezett biomassza erımővek Source:http://www.uni-koblenz.de/ist/ewis/images/maps/ungarn_xgross.jpg
Biomassza erımővek Szigetvár, Mátészalka, Körmend, Szombathely, Sárospatak, Tata, Szentendre, Balassagyarmat, Papkeszi, Pécs, Kazincbarcika és Ajka Capacity 2-50 MW Pro vs. contra
Bio energiával mőködı erımővek LCA modellje Forrás: www.lcacenter.hu
Energiafarm-projekt Befejezés elıtt áll. Itt biogáz-elıállítás, a szerves trágya fermentálása, és bioetanol-elıállítás is megvalósul. Ez egy zárt rendszert képez, ahol káros melléktermék nem keletkezik és a széndioxid-kibocsátás is jelentısen csökken. Input: 2000 szarvasmarha telep trágyája Output: 2,3 millió m3 biogáz 5,3 millió KWh humusz trágyázásra
Energiafarm-folyamatábra Forrás:http://www.agrarhirek.hu/files.php?file=energiafarm_folyamatabra_620281871.jpg
Frings Austria GmbH technológi giája Raw materials The end products Corn / Maize bioethanol 2962 kg 10.000 l /day Other materials Enzymes, 1,44 kg propilene-, butil,- Vitamix 0.01kg isoamile alcohol, Tracemix 0,01kg dried substrate DDGS (fodder), fertliser Water 2100 m3 biogas, Cooling water 83400 m3 electricity Electricity 580,56 kwh Steam (6-8 bar) 2901 kg Raw materials for bioethanol production are chosen according to their price, Source: Béres, 2006
Konklúziók Rendkívül vegyes a kép Nemzetközi vonatkozásban több és több LCA Környezeti hatások az alapanyagok és technológiák függvényeiben változnak Hazai viszonylatban vannak elemzések bioenergia klaszter de nincs átfogó LCA alapú vizsgálat Anyagáram-elemzéssel összekapcsolt komplex vizsgálat hiányzik, Gazdaságilag függ a támogatásoktól és adóktól