Lágy szárú energianövények termesztésének gépesítése és hasznosítása

Lágy szárú energianövények termesztésének gépesítése és hasznosítása

Megújuló energiahordozóra vonatkozó EU irányelvek 2001/77/EK irányelv: az EU-ban megújuló energiahordozóval elıállított villamos energia 1997-es 12,9%-os részarányát 2010-re 21%-ra növelni (erısen differenciált arányok szerint) Fehér Könyv ajánlása: a megújuló energiahordozóknál EU-beli 5,3%-os részarányát 2010-re 12%-ra növelni 2003/30/EK irányelv a bio motorhajtóanyagokról

A VILÁG ENERGIAFOGYASZTÁSA 2060-IG 1600 1400 Energiafogyasztás (Exajoule/év) 1200 1000 800 600 400 egyéb ár-apály energia napenergia új biomassza szélenergia vízenergia hagyományos biomassza atomenergia földgáz kıolaj szén 200 0 1900 1910 1920 1930 1940 1950 1960 1970 1980 1990 2000 2010 2020 2030 2040 2050 2060 Év

Megújuló energiaforrások felhasználási arányai jelenleg Magyarországon Jelenleg a megújuló energiaforrások mintegy 3,6 %-kal% részesednek az ország összes energia felhasználásából ennek: 85,0 % tőzifa és egyéb biomassza 10,0 % geotermia 3,2 % megújulóból termelt villamos energia 0,5 % biogáz és kommunális hulladék égetés 0,2 % napenergia 1,1 % egyéb

Megújuló energiaforrások Magyarországon (PJ/év) 70 60 50 40 30 50 58 28 Potenciálisan felhasználható Jelenleg hasznosított 20 10 0 3,2 4 0,01 7,2 5 0,006 0,7 Geotermia Nap Biomassza Szél Vízenergia

Energetikai növénytermesztés 1. Biomassza alapú energia felhasználás növelésével lehetséges a megújuló energiaforrások hasznosításának jelentıs növelése és az EU megújulóból termelt villamos energia elıírásának teljesítése. Fajtái: fás szárú, különbözı vágásfordulójú ültetvények telepítése (nemesnyár, főz, akác, éger, gyertyán, stb.) száraz biomassza szántóföldi termesztésbıl (energiafüvek, nádféleségek) olajos magvú növények (repce, napraforgó) vetése etanol elıállítására alkalmas növények (kukorica, burgonya) ültetése tése

Energetikai növénytermesztés 2. Környezeti hatások: csökkennek a felhasználáskori környezetszennyez-anyag kibocsátások mérséklıdnek az eróziós károk rekultiválandó területek (zagytér, meddıhányó) körzetében javuló egészségvédelmi hatások (csökken az allergia, asztma, bırpanasz), javul a por és CO2 megkötés Szociális hatások: javul a lokális ellátásbiztonság az energiahordozók területén a föld nem marad parlagon, a meglévı munkagépek hasznosulnak munkanélküliség csökken, javul az életkörülmény és létbiztonság

Energia fő, energia kender, kínai nád Piaci pozíci ció Tıkeigény és jövedelmezıség Nemzetgazdasági gi és/vagy regionális hatás Környezeti hatás Társadalmi hatás a kínai k nád n d kivétel telével rövid r idejő földlekötés s miatt vetésszerkezeti rugalmasság a kínai k nád n d kivétel telével igen rövid r tıkett ketérülési idı a kínai k nád n d kivétel telével megfelelı közgazdasági gi szabályoz lyozás s mellett rövid r távon nyereséget hoz a földtulajdonos, f illetve a földbf ldbérlı számára energetikai felhasználása sa lehetséges energia mérleg m javító energia import mérleg m javító regionális fejlıdést támogatjat defláci ció,, erózi zió veszély minimális jó környezeti hatás Elıny tartós s keresleti piac a termékek iránt a kooperáci ciós s kultúra színvonal nvonalát t emeli Hátrány további tüzelt zeléstechnikai kutatásokra van szüks kség g tömeges t alkalmazásához közepes beruházási igény a kínai k nádnn dnál l kiemelkedıen en magas beruházási igény nincs rekreáci ciós s potenciál sokszereplıs összefogást, st, integrátori tori tevékenys kenységet, szakosodást st kívánk nagy igényt támaszt t a kooperáci ciós mentalitás s iránt

Lágyszárú növények Lágy és lédús, nem, vagy csak kevéssé fásodó szárképlettel rendelkezı, áttelelésre többnyire nem képes növények. Nagy mennyiségben állnak rendelkezésre az étkezési és takarmányozási célra termelt kultúrnövények, ezek közül a különbözı gabonafélék szalmája, a kukoricacsutka, kukoricaszár, valamint több más növény szára és terménymaradványa használható fel jó hatásfokkal tüzelési célokra, a kifejezetten energetikai célra nemesített és termesztett növényféleségek, pl. energiafő, energianád, energiakender.

Lágyszárú növények tüzelıanyagként felhasználható melléktermék hozama (betakarításkor) Kalászos növények 1,5 3,5 t/ha egyenérték 29 50 GJ/ha Kukoricaszár 3,5 5,5 t/ha egyenérték 50 75 GJ/ha Napraforgószár 1,9 3,5 t/ha egyenérték 25 45 GJ/ha Repceszalma 3,0 4,0 t/ha egyenérték 45 65 GJ/ha Energia növények tüzelıanyagként felhasználható fıtermék hozama (betakarításkor) Energiafő 7 15 t/ha egyenérték 120 260 GJ/ha Cukorcirok 20 25 t/ha egyenérték 250 350 GJ/ha Energiakender 15 17 t/ha egyenérték 150 230 GJ/ha

Energetikai ültetvények (lágy szárú energetikai ültetvények) Elsısorban az energiafő és az energianád vehetı számításba, de további kutatásokra van szükség a gazdaságosan termeszthetı fajták meghatározására Tüzeléstechnikai felhasználáson kívül egyéb ipari célra is termeszthetı A mezıgazdaságban alkalmazott gépek általában használhatók Tüzeléstechnikai kérdések egy részét tisztázni kell Hosszú távon exportcikként is számításba vehetı Normatív területalapú támogatás szükséges a termesztéséhez

Az energiafő Az energiafő mintegy 2 méter magas, laikus számára inkább tarackra hasonlító növény, amit az Alföld szikes területein és Közép-Ázsia száraz pusztaságain élı főfélék keresztezésével állítottak elı. Európában elıször Magyarországon kezdıdött meg az ipari hasznosításra irányuló főfélék nemesítése. A jelenleg energetikai céllal termesztett főfélék főtıértéke eléri, illetve meghaladja a nyár- főz-,, az akácfa és a hazai barnaszén hasonló értékadatait, ezért kiválóan alkalmasak hı- és áramtermelésre. Egy hektárnyi területen évente 10-15 15 t szárazanyag nyerhetı. Hosszú élettartamúak, egy helyben 10-15 évig termeszthetık. A tavaszi telepítést követı évtıl teljes termést ad. Termesztésük és betakarításuk nem igényel speciális gépeket, a gabonafélék illetve a szálas takarmányfélék géprendszerével megoldható. Fontos agronómiai jellemzıjük, hogy a homokos talajtól a szikes talajig, beleértve a belvizes területektıl a szárazfekvéső területekig egyaránt eredményesen termeszthetı. Az energetikai célra termesztett főfélék közül a Dr. Janowszky János és Janowszky Zsolt által Szarvason nemesített Szarvasi 1 ígéretes fajta.

Évelı, bokros szálfő. Nagy tömegő, finom textúrájú, bojtos gyökérzetet fejleszt, mely mélyen hatol a talajba. Szürkés-zöld zöld színő szára gyéren leveles, egyenes, sima felülető, kemény, 160-200cm magas. A változó talajviszonyokhoz való nagyfokú alkalmazkodóképesség jellemzi. Jól tolerálja a szikes-,, szódás talajokat, kedveli a sósviző vízállásos területeket és homokon is megterem.

Az energiafüvek termesztésével tulajdonképpen egy új mezıgazdasági fıtermék (energia, illetve papíripari alapanyag) jelenhet meg, új piaci távlatokat, biztos jövedelempozíciót és foglalkoztatottsági lehetıségeket adva a mezıgazdaságnak, a kedvezıtlen ökológiai adottságú térségeknek. Végül, de nem utolsósorban az energiafüvek számos felhasználási területen képesek helyettesíteni a fát, mint alapanyagot, hasonló vagy jobb tulajdonságai révén.

A lágy szárú energiaültetvények termesztésének gépesítése: -Talajelıkészítés -Ültetés -Állománykezelés: Gyommentesítés Tápanyagellátás -Betakarítás -Bálázás

Talajelıkészítés Szántás 40-50 cm Szántáselmunkálás, Magágykészítés -egyenletes talajfelszín -gyommentesítés

Állománykezelés Gyommentesítés

Vetés

Betakarítás A mai magyar mezıgazdaságban meglévı - egyébként a rétek, legelık mővelésére használt kaszák, ill. kaszálógépek, rendsodró, ill. rendkezelı-gépek, bála- készítı eszközök megfelelı, elegendı hatékonyságú és eredményő technikai színvonalat képviselnek az energia-fő betakarítására.

Kaszálás

Bendsodró

Bálázás

Bálák

Szalma-pellet gyártás blokksémája

Pellet A növényi anyagokból megfelelı méretre történı ırléssel, a víztartalomtól függıen szárítással, vagy nedvesítéssel, kötıanyagok hozzáadása nélkül, nagy nyomáson préselt, méretre aprított nagy tömörségő rudacska. A pellet készülhet fából, vagy lágyszárú növénybıl is. A lágyszárú növénybıl készített pelletet az alapanyagban lévı lignin tartja össze. Tüzeléstechnikai szempontból a 6-86 8 mm átmérıjő, 20-25 mm hosszú pellet használata célszerő. A pelletálás célja tiszta, jól tárolható és csomagolható, gazdaságosan szállítható, magas főtıértékő, jól adagolható tüzelési alapanyag elıállítása.

Mechanikus brikettáló

Hidraulikus brikettáló

Pellettáló

Biomassza tüzelıanyagok Energiafő a tenyészidıben 3 kaszálást igényel főtıértéke eléri, illetve meghaladja a nyár-,, a főz-, az akácfáét és a hazai barnaszenekét

Biomassza koncepció

Mezıgazdasági energianövény (energiafő) pellet Energiafő pellet főtıértéke 17 MJ / kg (6% nedvességtartalom mellett) Energiafő pellet fajsúly 700 kg / m³ Energiafő pellet / földgáz egyenérték 2 kg = 1 m³

Hıteljesítmény: : 200 kw 5,0 MW Víz hımérséklet: max.. 105 C Hatásfok: 85 % Füstgáz emisszió: 23/2001. KöM rend. Tüzelıanyag: lágyszárú növénybıl készült pellet Alkalmazás: ipari létesítmények, bioerımővek Referenciahely: Kiskunfélegyháza, Petheı Géza kertészete Beüzemelés kezdete: 1. kazán : 2006. február 2. kazán : 2006. szeptember Telepítve: 2 db 800 kw hıteljesítményő tüzelıberendezés a meglévı melegvíz kazánhoz 2 db 15 m³-es m pellet siló Üzemmód: Automatikus, napi egyszeri karbantartással Üzemeltetési költség: a földgáztól 40%-al alacsonyabb

LTB gızkazánok g technológiai hıellátáshoz ellátáshoz,, villamos áram termeléshez Gızteljesítmény: 1,0 6,5 t/h Gıznyomás: 0,6 18 bar Hatásfok: 85 % Tüzelıanyag: energiafő pellet, energetikai apriték Füstgáz emisszió: 23/2001. KöM rendelet Alkalmazás: technológiai gızellátás, bioerımővek Referenciahely: Balástya, Becsey Zoltán kertészete

Tőztér Komponens Na 2 O K 2 O SiO 2 P 2 O 5 Fe 2 O 3 Al 2 O 3 MgO CaO Tömegarány % 6,53 13,37 60,72 5,19 3,65 2,34 3,13 5,07 A hamu eltávolítása a kazánból automatikusan, szállítócsigával történik. A lágyszárú növények hamuja nem tartozik a veszélyes hulladékok kategóriájába. Feldolgozva, a természetbe visszaforgatható. Hamukihordó csiga Gyakorlati tapasztalat: 14 m³ energiafő pellet elégetése során keletkezik 5-6 talicska hamu

Tüzelıanyag tárolók Acéllemez tüzelıanyag tárolók Torony silók Csigás transzport rendszerek Kapacitás: 1,5 50 m³ Mőködés: gravitációs Alkalmazás: LTB, ATP készlettárolók

Erımő technológia - emisszió légszennyezı anyag Várható maximális kibocsátás Fluidizáci ciós tüzelésre érvényes határért rték más tüzelı Berendezések- re érvényes határért rték Barnaszén tüzelésére érvényes határért rték por 25 150 150 150 CO 215 250 250 250 NOx (NO 2 -ben kifejezve) 200 200 650 650 SOx (SO 2 -ben kifejezve) 10 1000 1000 3000 elégetlen szerves (C-ben kifejezve) 40 50 50 50

Energiahordozó neve Főtıérték MJ Bekerülés Ft/kg,m³ Fajlagos bekerülés Árarány a földgázhoz, LPG-hez, a könnyő főtıolajhoz képest %-ban Lágyszárú bálázott Lágyszárú pellet Fás apríték Fás pellet Földgáz 34,1 82 2,4 33% 75% 58% 96% Tart. gáz LPG 42 180 4,2 19% 43% 33% 53% Könnyő főtıolaj 36 140 3,8 21% 47% 37% 61% Lágyszárú kalászos bála 14,5 12 0,8 1 MW hıteljesítményre vetítve: Lágyszárú pellet * Fásszárú apríték Fásszárú pellet * 16,5 12,5 15,5 30 18 35 1,8 1,5 2,3 Tüzelıanyag: lágyszárú pellet Tüzelıanyag Felhasználás: 280 kg/h 4m³ /nap 500 t/év 3000 üzemóra * brikett hasonló jellemzıkkel rendelkezik

A biomassza mint energiaforrás győjt jtıfogalmába a következıket ket sorolják: A biomassza mint energiaforrás győjtıfogalmába a következıket sorolják: hagyományos mezıgazdasági termények melléktermékei és hulladékai (szalma, kukoricaszár, stb.), erdıgazdasági és fafeldolgozási hulladékokat (faapríték, -nyesedék, főrészpor, stb.), energetikai célra termesztett növények (főfélék, fák: akác, nyárfa, éger, főz, takarmánynövények: cukorrépa, köles, rozs, repce, stb.); másodlagos (állati) biomassza (trágya, stb.).

Energetikai célú biomassza közgazdasági, agrár és vidékfejlesztési jellemzıi, hatásai Jelenleg még nem versenypiaci árú Csak céltermelésben ajánlott termelni (végfelhasználóval hosszútávú szerzıdés) Jelenleg még nincs közteher viselı képessége (versenytársai például a lakossági földgáz állami támogatást kap) Ha CO 2 kvótát vált ki, akkor indokolt osztozni a termelı és végfelhasználó között a kvóta értékesítés bevételében Termelıi Csoportok profilját ki kell bıvíteni ezzel Csökkenti a potenciális élelmiszertermelı területet Európai Unió Energiaerdı programot Kedvezıtlen termıhelyi adottságok között új jövedelem szerzési, foglalkoztatási lehetıség Parlagok, elhanyagolt területek hosszú idıszakon át kultúrállapotban tarthatóak Csökkenti az allergén parlagok területét Csökkenti az ország energiaellátásának import függıségét Csökkenti az energiahordozó importot Javítja az ország külkereskedelmi mérlegét A növekvı fosszilis energiahordozó ár ellen hat.

Energetikai ültetvények támogatása (várható) Három kategória Bioüzemanyagok alapanyaga SAPS alanyi jogon jár GOFR top up-ot kaphat Energetikai kiegészítést kaphat Fás szárú energia ültetvények (ha az EU elfogadja a tervezett rendeletmódosítást) SAPS nem jár GOFR top up-ot kaphat Energetikai kiegészítést kaphat Lágy szárú energiaültetvények SAPS támogatásra jogosult GOFR nem jár Energetikai kiegészítést kaphat (kérdéses)