EGYMÁSRA ÉPÜLŐ ÉLELMISZER ÉS ENERGIA ELŐÁLLÍTÁS
EGYMÁSRA ÉPÜLŐ ÉLELMISZER ÉS ENERGIA ELŐÁLLÍTÁS A kétpólusú mezőgazdaság lényege, hogy olyan gazdasági ösztönző és támogatási rendszert kell kialakítani, amely lehetővé teszi a piaci igények szerinti flexibilis váltást az élelmezési, illetve az energetikai célú gazdálkodás között. A zöld fejlesztési program sikerének fontos további előfeltétele a decentralizált megvalósítási modell követése, hiszen a vidéki kistérségek munkaerő vonzási képességének növelése, illetve a leszakadó mezőgazdasági kistérségek újjáélesztése csakis ezen az úton lehet reális célkitűzés. A decentralizált működési modell rendelkezik olyan másodlagos társadalmi, társadalmi-szociális hatásokkal is, mint a vidéki foglalkoztatás bővítés és a folyamatos mélyszegénységben élő rétegek bevonása a munka világába és ellátása helyi, kedvező árú megújuló energiával, valamint kiváló minőségű élelmiszerrel. A megfelelő és ösztönző befektetői környezet biztosítása esetén a decentralizált modell terjedését a helyi adottságok, villamos-energia és hőigények, valamint a helyi fizetőképes kereslet fogja meghatározni. Emellett a kis energetikai rendszerek létesítése, üzemeltetése és szervizelése nagyrészt kvalifikált munkaerőt igényel, valamint a decentralizált 1
villamosenergia-termelés megvalósulásával a hálózati veszteség is csökkenthető. A lokális adottságok kihasználása mellett a decentralizált modell másik jellemzője az integráció, azaz többféle technológia és funkció egy rendszerbe illesztése. Egy ilyen komplex rendszerrel helyi szinten, a haszon helyben tartása mellett egységesíthetők többek között az élelmiszer előállítási, energetikai, a hulladékkezelési és a vidékfejlesztési szempontok is. Magyarország egyik legnagyobb kincse a jó minőségű termőföld, ezért a biomassza energetikai hasznosítása során különös figyelmet kell fordítani fenntarthatósági kritériumok definiálásának és alkalmazásának. A kétpólusú mezőgazdaság kialakításának lényegi pontjai a talajjal való helyes gazdálkodás és stratégiai vagyonként való kezelése. A fenntartható fejlődés, azon belül a fenntartható és versenyképes mezőgazdaság feltétele az organikus, lokális lehetőségekre és igényekre támaszkodó gazdaságok elterjedése. Ebben a kiadványunkban bemutatjuk a kétpólusú mezőgazdaság modelljét, amelyben megvalósul a nagy hozzáadott értékű biotermékek és zöldenergia előállítása, a keletkező melléktermékek teljes körű hasznosítása mellett. 2
3
Az egymásra épülő élelmiszer és energia előállítás rendszerének kiindulási pontja a növénytermesztés. A szántóföldi növénytermesztés során emberi fogyasztásra és állati takarmányozás céljára előállított termékek közvetlenül, illetve feldolgozás után kerülnek hasznosításra. A növénytermesztés során keletkező másodlagos anyagok, melléktermékek egy része az állattartás rendszerében kerülnek felhasználásra, például almozás céljára. Az ezen felül képződő biomassza anyagot célszerű égetés útján, az erre a célra alkalmas kazánokban hővé alakítani. A megtermelt hő felhasználása lehet technológiai célú, pl. terményszárítás, gyümölcsaszalás, vagy fűtési célú: egyéni, vagy közösségi, ill. falufűtőmű. 4
Az állattenyésztésben hasznosításra kerülnek azok a termények, takarmányok, amelyek a szántóföldi növénytermesztés során erre a célra kerültek előállításra. Az állattenyésztés fő termékei pl. a hús, a tej, stb. kerülnek további feldolgozásra a feldolgozó üzemekbe. A feldolgozó üzemekben a bekerülő nyersanyagokból előállításra kerül az emberi fogyasztásra szánt végtermék. A feldolgozás sok esetben jelentős energia igényét a rendszerben keletkező hulladék hasznosítása során előállított zöld energia bőségesen fedezi. A feldolgozás során keletkező hulladék a biogázüzemben felhasználásra kerül. 5
A mélyalmos állattartás során keletkező trágya, mint melléktermék megfelelő kezelés során szétválasztásra kerül, folyékony illetve szilárd fázisú összetevőire. A hasznosítás innentől két irányban történik: energetikai illetve növénytermesztési alapanyagként. A szilárd fázis megfelelő komposztálás, érlelés után a gombatermesztés alapanyagaként kitűnően hasznosítható. A folyékony fázis a biogáz előállítás egyik alapanyagát képezi, előkészítés után a fermentáló tartályokba kerül. 6
A termesztett csiperke és laska gomba, a csomagolás vagy konzervipari feldolgozás után kerül a fogyasztóhoz. A letermett gombakomposzt megfelelő technológia alkalmazása mellett kiválóan alkalmas bio-giliszta tenyésztésére. Az így előállított főtermék a bio-giliszta, melléktermékként bio-humusz keletkezik. 7
A bio-giliszta kiváló fehérje és tápanyagforrást biztosít, haltenyésztés során takarmányozási célra felhasználható. A bio-giliszták melléktermékét, a bio-humuszt a zöldségtermesztésben talejerő utánpótlásra hasznosíthatjuk, elkerülve ezzel a kemikáliák használatát, így bio-zöldséget állíthatunk elő. Mindkét főtermék feldolgozás után kerül a fogyasztóhoz. A feldolgozás során keletkező hulladékot ebben az esetben is a biogáz-üzem hasznosítja. Az egymásra épülő élelmiszer és energia előállítás rendszerében a legfőbb felhasználó az emberi fogyasztás. Az így előállított élelmiszer termékek magas biológiai értéket képviselnek. 8
Az élelmiszerek feldolgozási folyamatai, valamint az emberi fogyasztás során keletkező szerves hulladékok, melléktermékek összegyűjtésre, és továbbításra kerülnek a biogáz előállító üzembe. A rendszerhez kapcsolódó biogáz előállító üzemben az állattenyésztésből, az élemiszerfeldolgozásból és az emberi fogyasztásból származó híg fázisú hulladék szervesanyagból fermentáció útján biogáz előállítás történik. A fermentációs reaktorból kikerülő biomassza sterilizálódott, biológiailag nagy értékű tápanyagot képez a növénytermesztés számára. 9
A biogáz előállító üzemben termelt gáz felhasználása több célú is lehet. Szűrés és tisztítás után felhasználható közvetlen elégetésre hőtermelés céljából, üzemi vagy háztartási berendezésekben. A biogáz leggazdaságosabb felhasználási módja a kogenerációs, vagy trigenerációs kiserőműben, villamos-és hőenergia előállítása. A gázmotor által előállított villamos energia helyben felhasználható, vagy az elektromos hálózatra táplálható. A keletkező hulladékhő fűtésre, melegvíz előállításra, vagy abszorpciós hűtés (klíma, hűtőház) energia szükségletének fedezésére is szolgálhat. 10
A biogáz-üzem működése során melléktermékként keletkező híg, illetve szilárd fázisú biomassza a termőföldekre kerül kijutatásra a halmazállapottól függő módon, jelentős mértékű biológiai tápanyaghoz juttatva az elsavanyodás veszélyének kitett termőtalajokat. Az energetikai faültetvény telepítésének jelentősége a helyben megtermelt CO2 semleges energia-előállítás megvalósításában van. A biogáz-üzem melléktermékeit az energiaerdő telepítése előtt a talajba jutatva jelentős hatással van a képződő biomassza hozamra. Egyes nagy vízigényű fafajták, pl. nyárfa a fejlődése során jelentős mennyiségű, híg fázisú, biogáz reaktorban kierjesztett szennyvizet illetve trágyalét képes hasznosítani. Ebben az esetben az időszakonkénti elárasztásos technológiával is kijuttatható a szerves tápanyag. 11
Az energetikai faültetvényből származó biomassza elsősorban energetikai célra hasznosítható a kitermelését és feldolgozását követően. A feldolgozás módjánál figyelembe kell venni, hogy minél több átalakítási fázison esik át a biomassza-anyag annál jobban rontja az előállítás energiamérlegét és ennél fogva drágítja is az előállított tüzelőanyagot. Pl.: a faapríték előállítása lényegesen olcsóbb, mint a fa-pelleté. A korszerű biomassza-kazánok kialakításuktól függően lehetnek fahasáb eltüzelésére alkalmas elgázosító, vagy faapríték illetve pelletkazánok. Közös jellemzőjük, hogy magas konfortfokozattal, automatizáltsággal és igen jó, 80% fölötti hatásfokkal rendelkeznek. A kazánok által előállított hő lehet technológiai vagy háztartási célú is. A hulladékként keletkező fahamu a növénytermesztésben hasznosítható. Írta és szerkesztette: Király Károly energetikus, FITC 12
TÁMOP-4.2.3-12/1/KONV-2012-0047 Kutatási eredmények és innovációk disszeminációja az energetikai biomassza (zöldenergia) termelés, átalakítás, hasznosítás, a vidékfejlesztés és környezeti fenntarthatóság terén a Zöld Magyarországért