A biomassza jelenlegi és jövőbeni energetikai hasznosítási lehetőségei Magyarországon Prof.Dr. Marosvölgyi Béla D.Sc. MBmT, NyME marosvolgyi@asys.hu
Európai Parlament 2009. február 3-i állásfoglalása az energiapolitika második stratégiai felülvizsgálatáról (2008/2239(INI)) 2., Megerősíti a 2008.január 23-i döntést, hogy 2020-ra három célt kell elérni: az üvegházhatású gázok kibocsátásának 20%-os, illetve nemzetközi megállapodások esetében 30%-os csökkentését, az energiafogyasztás legalább 20%-os csökkentését, és a megújuló energia legalább 20%-os arányának elérését a végső energiafogyasztásban; felhívja az Európai Uniót és a tagállamokat, hogy gazdaságuk energiafelhasználását tegyék a lehető leghatékonyabbá annak érdekében, hogy tevékenyen hozzájáruljanak az éghajlatváltozás 2 Celsius-fokra való csökkentésére irányuló célkitűzés eléréséhez; felhívja az Európai Uniót és a tagállamokat, hogy 2050-ig legalább 80%-kal csökkentsék az üveghatású gázok kibocsátását;{???} felszólítja a Bizottságot, hogy valamennyi érdekelt féllel egyeztetve dolgozza ki a lehetséges energetikai forgatókönyveket, amelyek szemléltetik az említett célkitűzések eléréséhez vezető lehetséges megoldásokat, valamint az azok mögött rejlő műszaki és gazdasági feltételezéseket;
A szén-dioxid-kibocsátás jövője 30 alapeset szén-dioxid-emisszió, Mrd tonna 25 20 15 10 5 0 tüzelőanyagváltás hatékonyság javulása leválasztás elkerülési eset 1990 2000 2010 2020 2030 2040 2050 Forrás: BWK Brennstoff-Wärme-Kraft, 59. k. 3. sz. 2007. p. 52.
A biomasszák csoportosítása Primer biomasszák (lignocellulózok) erdőgazdálkodás fatermékei (Fő-, melléktermék) fafeldolgozás mezőgazdasági főtermékek (magok, származékok) mg.-i melléktermékek/hulladékok ( szalma, szárak, venyige, feldolgozási t.(napraforgóhély, stb.) termesztett (új) biomasszák Szekunder biomasszák (állati biomassza, és termék) hús (fehérje), zsírok, termékek (tej, tojás, stb.) Tercier biomasszák a P. és Sz. biomasszák feldolgozásával illetve hasznosításával kapcsolatban megjelenő anyagok (bőr, szőr, vér, trágya, fekália, vizelet, élelmiszermaradvány, sütőolaj, stb. stb.)
A HAZAI MEGÚJULÓ ENERGIAHORDOZÓ POTENCIÁL (hulladékégetés nélkül) (a jövő alapja, vitatott terület) MTA Megújuló Energia Albizottság felmérése (PJ/év Kiaknázható potenciál (PJ/év) Megújuló stratégia Jelenlegi felhasználás (PJ/év) Napenergia 1838 2 0,16 Vízenergia 14,4 1 0,77 Geotermia 63,5 12 4 Biomassza 203-328 142 58,9 Szélenergia 532,8 6 0,74 ÖSSZESEN 2600-2700 163 64,57
A fenntartható erdőgazdálkodás fakibocsátása 8 millió m3 7 6 5 4 bruttó nettó tűzifa 3 2 1 0 2002 2003 2004 2005 2006 2007 Ez elmúlt évek átlaga: 2,9 millió m 3 tűzifa
Becsült erdészeti biomassza potenciál Biomassza típus Volumen (millió t/év) Becsült fűtőérték (PJ) Tűzifa 2,7 3,7 36,5 50,0 Becsült vágástéri apadék 0,3 0,4 4,1 5,4 Becsült faipari hulladék 0,2 2,7 Összesen 3,2 4,3 43,3 57,1 Feltételezve a 2020-ra kitűzött 13 %-os megújuló részarányt, a teljes megújulópotencián belül a fenti mennyiség 32 42 %-a az erdőgazdálkodásból rendelkezésre áll.
Megújulók a vill.energia-termelésben 2003 2004 2005 Biomassza 97 677 1568 Borsodi Hőerőmű 71 247 278 Tiszapalkonya 15 77 229 Pécs 0 129 344 Bakony V.VI. 0 13 60 Bakony VII. 3 189 201 Mátra 1 14 445 Egyéb 6 8 11 Szél 4 5 9 Víz 23 42 50 Összesen 130 732 1638 Az össz. beszállított famennyiség megközelíti a 900 etonnát
Hulladék vagy melléktermék Növénytermesztési melléktermék (PJ) 169,6 gabonaszalma 67 kukoricaszár 78 napraforgószár 17 repceszár 3 napraforgóhéj 1,9 venyige-nyesedék 2,7 Erdőgazdálkodási melléktermék (PJ) 31 hagyományos tűzifa 24 fűrészipari melléktermékek (kéreg, por, darabos eselék) Fafeldolgozás (PJ) 7 4 faporok, forgácsok, selejt naturfa hull. Lignocellulózok összesen: 4 204,6 PJ
ENERGIANÖVÉNYEK / növényi energiahordozók Növényi melléktermékek magok (túltermelés, alacsony minőség, stb) szárak (szalma, széna, stb.) hajtások (venyige, gally) erdészeti fa melléktermékek (gally, tűzifa, tuskó, stb) Alternatív és kettőshasznosítású növények olajnövények gabonafélék gyökerek, gumók teljes-növények (kukorica, napraforgó, stb) Energetikai célnövények fás növények (faalakúak és cserjék) lágyszárúak (egynyáriak, évelők)
ENERGIANÖVÉNYEK / jósági paraméterek Felhasználási területek Elégetés Gázosítás Hajtóanyag Energetikai szempontból meghatározó jellemzők: C - tartalom K tartalom Ca - tartalom S tartalom Cl tartalom Si - tartalom Hamutartalom
ENERGIANÖVÉNYEK / Célnövények Külföldön favorizált növények: repcemag biodízel előállításhoz (4 t/ha) kukorica-zöld(siló) biogáz előállításához cukorcirok biogáz-termeléshez pántlikafű-félék biogáz-termeléshez gabonafélék bio-benzin előállításához évelő lágyszárú (miscanthus) hőtermeléshez, energetikai tömörítvény előállításához, energiacserjék (fűzfélék, örökzöldek) hőtermeléshez faalakúak faültetvényekhez, hőtermelésre. nemesnyárak melegebb termőhelyekre nemesnyárak hűvösebb, nedvesebb termőhelyekre
Akác Robinia energetikai faültetvény 4 éves
Kihajtó fűz ültetvény
20-35 t/ha*év
Faültetvény betakarítása járvaaprítóval
Bálványfa energiaültetvény
NEMESNYÁR AILANTHUS
ENERGIANÖVÉNYEK / Császárfa 1 éves császárfa hajtások
AMORFA 1 ÉVES TŐ
Amorfa természetes állomány betakarítása ártéren
Szarvasi 1 energiafű
CUKORCIROK
MISCANTHUS TATAI
MISZKANTHUS BETAKARÍTÁSA BÁLÁZVA
ENERGIANÖVÉNYEK Arundo mikroszaporítás
ENERGIA-MÁLYVA
Biobrikettgyártás - biobrikett
Tercier biomassza/hulladék Megnevezés Potenciál (PJ/év) Almostrágya + 31,5 Hígtrágya + 13,6 élelmiszerip. hull. 0,3 települési szennyvíz ++ 406,7 települési szilárd szerves 31,7 kommunális összesen 438,4 + több mint 500 állattartó telep vár megoldást ++ legalább 550 település, ill. település csoport
Hulladék-biomassza hasznosítása A hulladékok hasznosítása a jelenlegi deponálás helyett, régió szintű ártalmatlanítókban, mely lehet: - fermentálás - égetés, - pirolízis, - magas hőmérsékletű gázosítás. Ezekkel a technológiákkal lehet a szemétből energia célú hasznosítást megvalósítani.
A megvalósítandó kísérleti biogáz-technológia
nyersgáz tisztított gáz CO 2 ki P=25 bar Meleg K 2 CO 3 -KHCO 3 oldattal történő szén-dioxid mentesítés a KELLOOGG technológia szerint gőz gőz Biometán-gyártás biogáz tisztítással
Folyamatos üzemű pirolizáló
Megújulók a végső energiafelhasználásból 7,2% 8,7% 9,4% 10,3% 15,0% 16,0% 17,0% 17,8% 18,0% 20,5% 23,3% 28,5% 34,9% 39,8% 15% 20% 16% 23% 23% 25% 30% 24% 25% 31% 34% 38% 42% 49% Lengyelország Spanyolország Bulgária Franciaország Litvánia Szlovénia Dánia Románia Észtország Portugália Ausztria Finnország Lettország Svédország 2020 2005 0,0% 0,9% 1,3% 2,2% 2,4% 2,9% 3,1% 4,3% 5,2% 5,8% 6,1% 6,7% 6,9% 10% 11% 15% 13% 14% 13% 16% 13% 17% 18% 13% 14% 18% Málta Luxemburg Egyesült Királyság Belgium Hollandia Ciprus Írország Magyarország Olaszország Németország Csehország Szlovákia Görögország Magyarország cél tény 20%
Megújuló energiaforrások Magyarországon (PJ/év) 2008-2020 100 90 80 70 60 50 40 30 20 10 0 10,52 4 0,161,32 52,8 93,54 6,12 0,7 0,770,9 6,9 19,55 1,93,05 2008 2020 terv Geotermia Nap Biomassza Szél Vízenergia Bio üzemanyag hulladék
Megújuló energiaforrás felhasználás változási terve Megújuló villamosenergia-termelés 2005 2008 2010 2015 2020 Összesen GWh 1803 2363 2662 5133 7790 Vízenergia GWh 202 213 215 230 250 Szél GWh 10 205 450 1370 1700 Napenergia (napelem) GWh 0,1 0,5 2 8 16,5 Geotermikus GWh 0,0 0,0 0,0 65 422 Biomassza GWh 1506 1766 1800 3000 4440 Biogáz GWh 25 69 85 350 660 Hulladék megújuló része GWh 59 110 110 110 187 Megújuló energiafelhasználás hőtermelésre 2005 2008 2010 2015 2020 Összesen PJ 28,30 38,93 40,23 48 53,7 Napenergia (napkollektor) PJ 0,08 0,16 0,25 0,8 1,26 Geotermikus energia PJ 3,63 4,0 4,5 7,0 9,0 Biogáz + biometán PJ 0,07 0,29 1,0 5,0 7,0 Tűzifa, biomassza PJ 23,94 33,63 33,63 34 34,94 Hulladék megújuló része PJ 0,57 0,85 0,85 1,2 1,5
Köszönöm a megtisztelő figyelmet Prof.Dr. Marosvölgyi Béla D.Sc. marosvolgyi@asys.hu