Dr. habil. Bai Attila egyetemi docens Biogáz-alga rendszer bemutatása Algák biogáztermelése Saját kísérletek Algatermesztés Különböző algatermékek értéke
A biogáz-alga rendszer jellemzői Vállalati szinten Hígtrágya-kezelés Takarmány Trágya-gazdálkodás ÜHG Gazdasági szempontok Költséges beruházás Kis tőkeigényű működtetés Rugalmas Környezetbarát Melléktermék-hasznosítás www.herbator.hu Algae-energy.co.uk
Biogáztelepi alga-előállítás rendszerei Kogeneráció Füstgáz tisztítása Hulladékhő: algatavak fűtése. Tisztítás (biometán) Közvetlen széndioxid-trágyázás Kierjesztett trágya NPK-tartalma Alga tápanyag-utánpótlás (szűrés) A megtermelt algatömeg egy része Fermentálás (pl kevés szántóföld esetén)
Az alga-koncepció Igen magas hozamok fotoszintetikus aktivitás, növekedési erély 3-dimenziós termesztés teljes alganövény feldolgozása Folyamatos betakarítás pénzforgalom, folyamatos működés Sokféle hasznosíthatóság (faj) ugyanazon technológia, beruházás Élelmezés melléktermék: takarmány Területigény potenciálisan: 100 M ha (35 Mrd ha-ból) Környezetvédelem szén-dioxid, szennyvíz
Területigény, folyamatok http://www.algen.si/node/109 335 ha kukorica 1 MWe 0,3-2 % 2-4 % Szerves anyag, hő, CO2 CO2 50 %-a: 28 ha algaterület (nem szántó!) 5-6 ha üzemi terület Egyéb algahasznosítás után megmaradó sze.a.
Algák biogáz-termelése Igen változékony biogázhozam Lipid: kinyerhetőség Fehérje: szűk C/N arány (fűrészpor, szalma (hamu) hozzáadása) széndioxid-trágyázás toxicitás (NH3, savasítás), Szénhidrát: kevesebb lignin és cellulóz (lebonthatóság) Scenedesmus obliquus: 287 m3/t sze.a. (Mussgnug et al, 2010) Chlamydomonas reinhardtii: 587 m3/t sze.a. (Mussgnug et al, 2010) Laminaria sp. (makroalga): 22 m3/ t nedves anyag (Matusi, 2006) Nem részletezett fajok: 210-280 Nm3/t sze.a. (Sukias-Craggs, 2011) 300 Nm3/t sze.a. (Oswald-Golueke, 1960) 420-500 Nm3/t sze.a. (Kaltwasser, 1983) Szilázstól magasabb metántart. (+7-13 %, Mussgnug et al, 2010) Kofermentáció jelentősége 50 % Spirulina + szennyvíz: 2x hozam (Samson-LeDuy, 1983) 50 % Spirulina + hulladékpapír: 1200 m3/t hozam (10 nap, Samson- LeDuy, 1983
Alga keverése szennyvízzel és szójaolajjal Szennyvíz: 2,2 % sze.a., 50 g/l COD, Alga: 12 % sze.a., 250 g/l COD Szójaolaj: 100 % sze.a., 1800 g/l COD Salerno et al, 2009
Alga keverése szennyvízzel és glicerinnel Metántartalom: Alga nélkül: 48-58 % Algával: 59-69 %
Biomassza célú algatermesztés fejlesztése, állattartó telepi szubsztráton, gazdasági modellépítés (ATEBION, 2009-10) Témavezető: Monergo Kft Vaszkó Gábor Együttműködő: DE-AGTC Dr. habil Bai Attila altéma-felelős Dr. Stündl László, Dr. Bársony Péter Jobbágy Péter, Fehér Milán Herpergel Zoltán
Elvégzett kísérletek Beltéri kísérletek Vizsgált 4 algafaj felszaporítása tenyészedényben Cél: elegendő algamennyiség a kísérletekhez Hígítás nélküli sertés-hígtrágyán történő algatermesztés 20 cm-es tenyészedényben, ill 3 cm-es akváriumban Cél: fényintenzitás vizsgálata Hígított sertés-hígtrágyán történő algatermesztés Cél: hígítás és CO2 trágyázás vizsgálata fajonként Nagyobb kísérleti méret alkalmazása trágyamentes, de megfelelő tápelemekkel ellátott tápoldaton Cél: nagyobb méret hatása, legjobb faj kiválasztása Kültéri kísérlet Chlorella vulgaris-sal Cél: üzemi technológiában is várható, valósághű hozamadatok elérése
A vizsgált algafajok értékarányos (elvi) értéke (M.e.: eft/t sz.a.) 250 200 150 100 50 0 Takarmányozás Eltüzelés (földgáz) Eltüzelés (szén) Eltüzelés (pellet) AME+takarmány Biogáz
Algahasznosítási módok indokoltsága Takarmány Legértékesebb, rendelkezésre álló állatállomány, kis tőkeigény Tisztázatlan hatás a bekeverhetőségre, az állati termékek minőségére, mennyiségére (Biodízel, étkezési olaj) Komoly tőkeigény, magas érték, piac? Eltüzelés Jelentős szárítási hőigény Biogáz Ha nincs jobb?
Biogázcélú algahasznosítás tartalékai Biogáz-eljárás végtermékei földgáz, illetve zöld villamos áram árának emelkedése Alga-összetétel az alga szerves- és olajtartalmának növekedése az alga fajlagos biogáz-hozamának fokozása a képződő biogáz metántartalmának javulása
abai@agr.unideb.hu
Felhasznált paraméterek I. Feltételezett hígítás/szűrés: 1 % hígtrágya-tartalom 74-277 t/ha sz.a., optimális lipidtartalom Takarmányárak (www.aki.gov.hu, 2013) Fehérje: 244 Ft/kg (szója) Növényi olaj: 267 Ft/kg (napraforgó) Szénhidrát: 76 Ft/kg (kukorica) Növényolaj: 302 Ft/kg (napraforgóolaj) Az algák biogáz-hozama: 350 Nm3/t sze.a. (80 % sze.a.)
Felhasznált paraméterek II. Tüzelőanyag-árak (www.eh.gov.hu, 2013) földgáz 4060 Ft/GJ szén 2500 Ft/GJ tűzipellet 3474 Ft/GJ Beltartalmi fajlagosok (Pethes, 1987 in Husvéth, 1994) Fehérje égéshője: 24 GJ/t Lipid égéshője: 39 GJ/t Szénhidrát égéshője: 17 GJ/t Fűtőérték és égéshő átlagos aránya: 0,9