TERMÉSZETI ERŐFORRÁSOK ÉS ZÖLD IPAR Tamás János DE MÉK, Víz és Környezetgazdálkodási Tanszék Kárpát-medencei Területfejlesztési Nyári Egyetem A területi kohézió jövője Debrecen, 2010. július 26 augusztus 1.
Fenntartható Fejlődés ÖKÖLÓGIA TÁRSADALOM GAZDASÁG TERMÉSZETI ERŐFORRÁSOK??? ZÖLD IPAR GONDOLKOZZ GLOBÁLISAN - CSELEKEDJ LOKÁLISAN
TERMÉSZETI ERŐFORRÁSOK Föld Talaj Vízkészletek- felszíni, felszínalatti Biomassza - Biodiverzitás Levegő Tájkép NYÁRI EGYETEM Page 3 2010
ZÖLD IPAR Mezőgazdaság Energetika Megújulók - Bioenergetika Hulladékgazdálkodás (Szilárd, Folyékony) NYÁRI EGYETEM Page 4 2010
Ökológia Lábnyom L és s Biológiai Kapacitások (Ecological( Footprint and biocapacity) ) mérésének m hat alapfeltevése (Wackernagel 2002): 1.Az emberi tevékenys kenységek legtöbbje fogyasztással ssal és s hulladéktermel ktermeléssel jár r amely folyamatokat követni k lehet. 2.A A legtöbb természeti erőforr forrás s használat és s hulladéktermel ktermelés s anyag és energiaáraml ramlással jár, j amelyet a biológiailag termőképes területek állítanak elő.. Azok az erőforr forrás s használatok amelyeket nem veszünk nk figyelembe a kapacitások hibás és s szisztematikus alulbecsléséhez vezetnek. Ez az ökoszisztéma károsodk rosodását t okozza. 3.A A források felméréséhez azonos léptl ptéket és s mértm rtékegységet get kell használni és s ez a biológiailag termőképes globális lis hektár.. Ez az ökológiai lábnyom l és a természeti szeti erőforr források kifejezésére egyaránt használt. 4. Az azonos számítási si módszer m alkalmaznak ez évente összehasonlítható referenciát t jelent. 5.Az emberi igényeket kifejező Ökológiai Lábnyom L is globális lis hektárban kifejezhető és értékelhető bolygó,, kontinens, ország, régir gió léptékben és ugyanígy összevethető az ugyanitt rendelkezésre álló biológiai kapacitásokkal. 6. Amennyiben a forrásokat és s az igényeket összevetjük k meghatározhat rozhatóak ak azok a területek ahol fenntartható a jelenlegi fogyasztási si szint és s azok ahol a természeti erőforr forrásokat túlhasznt lhasználják (overshoot).
Az Ökológiai Lábnyom L és s a Biológiai Kapacitások Meghatározz rozzák k a Globális lis Túl T l használatot 1.8 gha/fő biológiai kapacitás 2.6 gha ökológiai lábnyom Terület X Termőképesség = Biológiai kapacitás Népesség x 1 főre eső fogyasztás x Forrás használat és hulladék = Ökológiai lábnyom 1 főre vetített GDP az I. világháború óta (1914) 400%-al növekedett a Földön.
Erőforr források 2006-ban 11.9 milliárd ha volt a biológiailag termőképes föld f területe a bolygón, ebből: 1.6 milliárd ha volt a szánt ntó 3.4 milliárd ha volt a legelő 3.9 milliárd ha az erdő 2.4 milliárd ha a halászati terület (ebből 433 millió ha a belső kontinentális édesvízi terület) 167 millió ha a beépített terület (FAO ResourceSTAT Statistical Database 2007);
A Globális lis Hektár Értékei és s FöldhasznF ldhasználat lat A Földön,, 2006 Beépített terület Erdő Halászati Terület Legelő Szántó
Jövedelem Csoportok Szerinti Lakossági Piramis a FöldF ldön,, 1986, 2006, 2026 Korosztályok Az alacsony jövedelem kategóriában 112%-al, közepes jövedelem kategóriában 52-al. Míg magas jövedelem kategóriában 23%- al nőtt a népesség 1980 óta. Lakosság %
Vízhiány Vízfogyasztás trend 1 főre vetített fogyasztás Szektoriális fogyasztás
Tények a vízrv zről 1,8 milliárd ember nem jut vízellv zellátáshoz, 2,6 milliárd ember szenved a szennyvízelvezet zelvezetés hiány nyától Kevesebb mint 1%-a a a föld f édesvízkészleteinek (vagy 0,007% a föld f teljes vízkv zkészletének) amely alkalmas közvetlen emberi fogyasztásra sra Minden 1 dollár r amit vízellv zellátásra és s csatornázásra sra költenek a világon további 8 dollár r költsk ltségmegtakarítást vagy jövedelmet j biztosít A vízellv zellátó rendszerek legalább 50%-a a hibás United Nations Human Development Report. 2006 World Health Organization Fact Sheet "Health in Water Resources Development."
Tények a vízrv zről Egy átlagos amerikai 20-35X több t vizet használ l naponta, mint egy afrikai átlagcsalád A nők n k naponta több t órát t töltenek t a távoli t és s szűkös s vízforrv zforrásokból l a napi vízkv zkészlet beszerzésével A nyomornegyedekben élők k 5-10x 5 nagyobb összeget fizetnek 1 liter vízért, mint azonos város v gazdag negyedeiben élők Minden 15 másodpercben m meghal egy gyermek a víz v z okozta betegség g miatt és s 5 éves kor alatt ez a vezető halálok lok 1,8 millió gyerek hal meg évente fertőző hasmenésben sben 4900 an naponta Az összes megbetegedés s 88%-a a a nem megfelelő vízminőségre és higiénia hiány nyára vezethető vissza United Nations Human Development Report. 2006 World Health Organization Fact Sheet "Health in Water Resources Development."
1 Főre F vetített tett Ökológiai Lábnyom L, 1961 and 2006. 1961 2006
Ökológiailag Fenntartható és s Nem Fenntartható Országok gok,, 2006.
Ökológiai Lábnyom L 1.75 gha/fő Európában ban. Beépített terület Erdő Halászati Terület Legelő Szántó CO2 terhelés
Amit a GDP nem mutat Global Footprint Network, http://www.footprintnetwork.org Románia Csehország
Egy átlagos magyar állampolgár r ellátásához 2003-ban 3,5 ha földterületre letre volt szüks kség, kétszer annyira mint amennyi a Föld F biológiai kapacitásának egyenlő elosztása sa esetén n jutna Biológiai kapacitás: hány hektár r biológiailag produktív terület szánt ntóföld, legelő,, erdő és s halászter szterület áll rendelkezésre a FöldF ldön n vagy az adott országban, térségben Egy ország ökológiai lábnyoml bnyomát a népessn pesség g mérete, m egy átlagos lakójának fogyasztása, sa, ill. a fogyasztott javak és szolgáltat ltatások előáll llításának energiaigénye nye határozza meg. Az emberi szüks kségletek figyelembe vett kategóri riái: i: élelmiszer, lakás, közlekedk zlekedés és s száll llítás, fogyasztási si javak, ill. szolgáltat ltatások mindezekre megnézik, hogy hány hektárra van szüks kség g a kielégítésükh khöz Forrás: Vermes L. (2004) A felélt lt jövőj 17
Magyarországon gon az egy főre f eső biológiai kapacitás csak 2 ha, azaz fejenként nt 1,5 ha-ral többet t veszünk igénybe mit amit az ország g területe lehetővé tenne: nagylábon élünk! Az emberiség g létszl tszámának növekedn vekedésével vel az egy főre f jutó produktív v földterf ldterület let a század zad eleji 5 ha-ról l 2003-ra 1,8 ha-ra csökkent; az egy emberre jutó átlagos ökológiai lábnyom l viszont 2,2 ha-ra növekedett, n ami 0,4 ha-ral meghaladta a rendelkezésre álló tényleges földterületet. letet. Az 1980-as évek vége v óta egyfajta túllövést produkál az emberiség, mivel nagyobb az ökológiai lábnyoma l mint a Föld F biológiai kapacitása. Ez a különbsk nbség 2003-ban már m r 25 % volt, vagyis nagyobb ütemben használjuk a természet erőforr forrásait mint amivel annak regeneráló képessége lépést l tud tartani. A felélt lt jövőj 18
Aszály Tápa. stress Sekély termő réteg Vízstressz Permafroszt Használh ató Agro-Ökol kológiai Korlátoz tozó Feltételek telek Central America North America South Asia Africa South America Australasia South East Asia North and Central Asia World Average Europe % 36 25 22 18 16 15 15 14 10 11 Forrás: EU - JRC
Talaj leromlási folyamatok Európában Erózió Szerves anyag Tömörödés Csökkenő Biodiverzítás Árvíz, belvíz, földcsuszamlás Pont és nem szerű szennyezés Lefedés Szikesedés
Kárpát-Medence Átalagosnál l Jobb Helyzetben, DE Talaj leromlás Szélsőséges vízháztartás Tápanyag stressz Környezeti szennyezés
Characteristic of zone aerationof heavy soils on the East Slovakian Lowland East Slovakian Lowland (ESL) belongs to the most important regions of Slovakia from the point of view of heavy soils occurrence. 45% of entire soil survey of ESL belongs to heavy soils. Ústav hydrológie, SAVBratislava
Kelet-Szlovák Alföld May 2000
HŐMÉRSÉKLET JANUÁR CSAPADÉK JÚLIUS Európában leginkább a Mediterrán n térst rséget, a Balkán félszigetet, valamint a közép-k és s kelet-eur európai országok terület letét t sújtjs jtják aszályok. A klímav maváltozás s következtk vetkeztében ez a probléma élesebbé válhat. JANUÁR Szerbia: Éves csapadék összegek (1950 2000) JÚLIUS
Összesített Elöntési Gyakoriság Műholdas Adatok Alapján
A MEGÚJUL JULÓ ENERGIAHORDOZÓK
Villamosenergia-termel termelés referencia villamosenergia-termelés, TWh 70,000 60,000 50,000 40,000 30,000 20,000 10,000 megújuló atom gáz olaj szén 0 2001 2010 2020 2030 2050 Forrás: European Commission: World Energy Technology Outlook 2050, Brüsszel, 2006.11.29. p.36.
Fajlagos termelési költsk ltségek és változásuk Biomassza Napenergia Szélenergia Földgáz Szén
Közép p Európai Energiai Kihívások Energiaimport függf ggőség-ellátásbiztonság Ukrajna/Oroszország (70% fölötti f importfügg ggőség) g) Az energiahordozók k hosszabb távút drágul gulása (Nabuccó, Déli Áramlat) Felért rtékelődik az atomenergia szerepe Nagyobb szerepet kap az energiatakarékoss kosság Gazdaságosabb gosabbá válik a megújul juló energiahordozó- felhasználás Az éghajlatváltozás s kezelése (Szén-dioxid min. 50% mérséklés, Metán n 15-20% mérsm rséklés,dinitrogén- oxid 70-80% mérsm rséklés) Az EU energiapolitikájával való összhang 2050-es távlatt vlat: : 80%-os ÜHG mérsm rséklés 35%-os energiatakarékoss kosság 60%-os megújul juló energiahordozó részarány
A megújul juló energiahordozó felhasználás s növeln velés szüks kségességének a további szempontjai Környezetvédelem Ellátásbiztons sbiztonság Gazdasági élénkülés s (vállalkoz llalkozások, beruházások) Munkanélk lküliség g csökkent kkentése Vidék k népessn pességmegtartó képességének a növeln velése Földhasználat lat optimalizálás Az EU energiapolitikájával való összhang
FOKOZOTTAN ELŐTÉRBE KERÜL L AZ ENERGIATAKARÉKOSS KOSSÁG, A MEGÚJUL JULÓ ENERGIAHORDOZÓ FELHASZNÁLÁS S NÖVELN VELÉSE 2001/77/EK irányelv nyelv: 2010-re 22,1%-ra növelni n a zöldz ldáram részarányt. Magyarország g felé elvárás s (3,6%), (2011-ig él) 2002/91/EK irányelv nyelv: 1000 m 2 fölött vizsgálni kell a megújul juló energiahordozó bázisú hőellátás s lehetőségét, t, 2003/30/EK irányelv nyelv: 2005 -ig 2 %-ra,% 2010-ig 5,75%-ra kell növelni a közlekedk zlekedésben a bioüzemanyagok arány nyát t (2011-ig él) 2007 január r 10: EURÓPAI BIZOTTSÁG Európai energiapolitika CÉLOK: 3 X 20-20% ÜHG mérsm rséklés, 20% energiatakarékoss kosság -2020-ig 20% megújul juló energiahordozó részarány és 10% bio üzemanyag részarr szarány 2008 december: az Európai Parlament megerősítette a 3-szor 3 20%- os EU szintű elvárást
Európai Parlament és s Tanács 2009/28/EK irányelve a megújul juló energiaforrásb sból l előáll llított energia támogatt mogatásáról Rögzíti a tagállamok által 2020-ra Magyarország g vonatkozásában 13 %. elérend rendő célszámokat: ez Rögzíti a bioüzemanyagok egységesen gesen 10 %-os% kötelező arány nyát és s a fenntarthatóság g követelmk vetelményét. Rögzíti, hogy a közössk sségi célkitc lkitűzések eléréséhez állami támogatt mogatás szüks kséges. Rögzíti a támogatási, elszámol molási feltételeket teleket a következk vetkezők k szerint: - a megújul juló energiahordozó bázisú távfűtés és s távht vhűtés s támogatt mogatása ajánlott, - a száll llító szüks kséges és s elosztó hálózatokhoz való kapcsolódáshoz shoz támogatt mogatás - zöldáramra előírja a hálózatokhoz h az elsőbbs bbségi hozzáférést és s az állami támogatás s szüks kségességét. Előírja, hogy 2010 június j 30-ig a tagállamok készk szítsenek nemzeti cselekvési si terveket és s meghatározza ezek egységes ges formanyomtatvány nyát. Jelentési kötelezettsk telezettséget ír r elő 2011.december 31-ig, majd kétévente k további előrehalad rehaladási jelentéseket, - a biomassza használat latában elért haladást, - valamint a nettó üvegházhatású gáz z megtakarítást.
Meg Megújul juló részar szarányok az EU nyok az EU - 27 v 27 végs gső energiafelhaszn energiafelhasználásb sból 33 33 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% 2009 7.3%
Megújuló forrásokból termelt, hálózatra adott villamos energia 2008-ban szél 9.1% víz 9.0% hulladék 9.1% biogáz 1.7% biomassza szél víz hulladék biogáz napelem 1606 GWh 206 GWh 204 GWh 205 GWh 38 GWh < 1 GWh biomassza 71.1% Összes nettó termelés: 2261 GWh Az összes hazai nettó termelés 6,0%-a Forrás: Dr. Stróbl Alajos megújuló 1771 GWh hulladék 87 GWh összesen 1856 GWh
Megújul juló Magyar Energiafelhasználás 2008-2020 2020 Megújuló energiafelhasználás mindösszesen 2008 2020 Mindösszesen PJ 65 186,3 Bioüzemanyag PJ 6,9 19,6 Összesen (bioüzemanyag nélkül) PJ 58,1 166,7 Vízenergia PJ 0,75 0,9 Szél PJ 0,74 6,2 Napenergia (napelem+napkollektor) PJ 0,16 1,7 Geotermikus PJ 3,6 11,4 Biomassza PJ 50,0 130,8 Biogáz+biometán PJ 0,91 12,6 Hulladék megújuló része PJ 1,94 3,3 35
Megújul juló stratégia: gia:kapacitás s fejlesztés TELJESÍTMÉNYEK 2008 Fejlesztés 20020-ig VILLAMOSENERGIA TERMELÉS MW 504 1541 Vízenergia MW 56,9 0,9 Szél MW 176 744 Biomassza MW 264 709 Biogáz MW 7,1 87 Napelem MW 0,37 0,32 HŐENERGIA TERMELÉS Napkollektor m 2 100ezer 677ezer Geotermikus PJ 3,63 11,4 Biomassza PJ 43, 55 62 Biogáz+biometán PJ 1 5,1 Bio üzemanyag PJ 6,9 12,65 * Magyarország Megújuló Energia Stratégiája 2007-2020 háttérszámításai alapján 36
Kritikus Magyarországi gi Pontok A Zöldenergia Z Terület letén A vállalkozv llalkozási és önkormányzati nyzati tőke t hiánya A támogatt mogatási igény fedezetének a bizonytalansága Magyarország g esetében hosszabb távon t kell számolni kell a támogatt mogatási források szűköss sségével - recesszió Az árrendszer felülvizsg lvizsgálatalata Rendszerszabályoz lyozás s problémái i (széler lerőművek és napelemes áramtermelés) Energia rendszerünk nk újratervezése - Lokális energiai hálózatok és s felhasználás Lassú és s bizonytalan energetikai növénytermesztn nytermesztés s (2020-ig a terv 1 M hektár-úmvp MVP-ben jelenleg 4720 hektár r pályp lyázat) AGRÁRENERGETIKIKAI RENERGETIKIKAI PROGRAM HIÁNYA 37
Kritikus Magyarországi gi Pontok A Zöldenergia Z Terület letén (Jelenleg) Kevés s az új j biomassza erőmű Eldöntend ntendő kérdések: - Mit érdemes száll llítani? A biomasszát t vagy a villamos energiát? Brazíli liában max. 50 km a cukornád d száll llítása. Kanada Európába száll llít t pelletet. - Mit érdemes finanszírozni: a kis méretm retű biogáz z projektet vagy a kis méretű erőművet? A meglévő pályázati rendszerek problémái Szigorú környezetvédelmi feltételrendszer telrendszer (vízenergia és s geotermia) BAT hiánya AZ ENERGIAI TAKARÉKOSS KOSSÁG G IS NAGY TARTALÉKOKKAL BÍR B!!! 38
ÖSSZEFOGLALVA: 2008-2020 2020 stratégia a hazai megújul juló energiaforrások felhasználásának nak a növelésére Célok: - A megújul juló energiahordozó felhasználás 186 PJ-ra való növelése, ami 15% körüli k részarr szarányt jelent (2008-ban 65 PJ, ez 5,8%) - A zöldz ldáram termelés 9470 GWh-ra való növelése, ami 21% körüli k részarr szarányt jelent (2008-ban 2355 GWh, ez 5,4%) Szüks kséges pénzp nzügyi eszközök: k: - 2300 Mrd Ft beruházás - 380 Mrd Ft támogatás
BIOMASSZA
Biomassza-fajt fajták Elsődleges biomasszák: Növényi főf és s mellékterm ktermékek kek hulladékai (szalma, kukoricaszár, r, stb.), erdőgazdas gazdasági gi és s fafeldolgozási hulladékokat (faapríték, -nyesedék, fűrészpor, stb.), energetikai célra c termesztett növények n nyek (fűfélék, fák: f akác, nyárfa, éger, fűz, f takarmányn nynövények: nyek: cukorrépa, köles, k rozs, repce, stb.); Másodlagos biomasszák: állati biomassza (trágya, stb.). Harmadlagos biomasszák: Biomassza jellegű hulladékok (vágóhidi mellékterm ktermék) k) Nem homogén n biomassza-feldolgoz feldolgozási mellékterm ktermékek kek (háztart ztartási szervesanyag) Recycling biomassza(lerakók k szervesanyagai)
A biomassza-hasznos hasznosítás lehetőségei Anyagában hasznosítás s (faipar, papíripar, rostipar, stb.) Hasznosítás átalakítás s követk vetőenen Kémiai hasznosítás Termikus hasznosítás Égetés/hőtermelés Gázosítás/pirogáz Pirogáz-termel termelés Biotechnológiai hasznosítás Alkoholos erjesztés Fermentáci ció Komposztálás Egyéb b hasznosítási si lehetőségek
Szilárd biomassza A z eltüzel zelés s a biomassza energetikai felhasználásának nak jelenleg legelterjedtebb módszere, m ahol elméletileg letileg szinte bármilyen b száraz (max. 20-25% 25%-os nedvességtartalm gtartalmú) ) biomassza felhasználhat lható. A tüzelt zeléstechnikai cél c l alapján n ez lehet egyedi vagy több t fogyasztót kiszolgáló hő- vagy gőz g z előáll llítás, illetve erőművekben kombinált hő-és s villamos energia előáll llítás. Főbb alapanyagok : erdészeti tűzifa; t faapríték;, forgács; szánt ntóföldi kertészeti mellékterm ktermékek kek (venyige, nyesedék, kukoricacsutka stb.) fás s szárú energiaültetv ltetvény; (energiafűz, energia nyár) lágy szárú (szánt ntóföldi) energianövény; ny; (energiafű) A könnyebb k kezelhetőség és s száll llítás s céljc ljából l présekkel a biomasszát t mechanikai átalakítás s során összepréselik selik ( pellett, brikett ).
Hol van, hol legyen az erdei tüzifa helye A természetvédelmi területek növekedése ellenére is fenntartható-e, növelhető-e az erdőből származó alapanyag mennyisége? Igen! De csak technológia váltással, kialakítva a folyamatos erdőborítást. Ez eleinte többletköltséggel jár! Az erdészeti alapanyagtermelés átlagos üteme 180 000 160 000 Faexport 2001-2008. 14 12 10 8 6 4 2 0 jan febr márc ápr máj jún júl aug szept okt nov dec 140 000 120 000 100 000 80 000 60 000 40 000 20 000 0 sarangolt rönk 2001. 2002. 2003. 2004. 2005. 2006. 2007. 2008. Szőnyi János: A hazai bioenergetika szerepe a jövő villamos energia ellátásban 2009. december 15.
Bruttó fakitermelés 2008. bruttó 1000 m3-ben Erdőgazdasági Zrt-k Erdőtervi előírás egy évi átlaga Éves teljesítés előírás / teljesítés 4 746 3 948 83% Magánszektor 5 002 2 528 51% Egyéb 636 548 86% 10 384 7 024 68%
Biogáz A biogáz z szerves anyagok anaerob bomolásával keletkező elsősorban sorban metánt és s szén-dioxidot tartalmazó gázkeverék. k. A biogáz felhasználása sa törtt rténhet közvetlenk zvetlenül l helyben hő-elh előállításra illetve helyben kombinált villamos- és s hőenergia h előáll llítására. Nem helyben történő felhasználás s során n biometánk nként nt az országos gázhg zhálózatban, zatban, vagy pl. motorok meghajtására. A biogáz z alapanyaga általában szerves mellékterm ktermék, k, vagy hulladék: élelmiszeripari szerves hulladék, a bioetanol vagy biodízel gyárt rtás mellékterm ktermékei, kei, települési szennyvíziszap, ziszap, kommunális hulladék depóniag niagáz és s az álltatartó telepeken képzk pződő híg- és szervestrágya. Egy korszerű hulladék k kezelést jelent. A kierjesztett szerves anyag talajerő-visszap visszapótlásra felhasználhat lható.
Biogáz Európában közvetlen k összefüggés s figyelhető meg a biogáz üzemek száma és s a kormányzatok gazdaságpolitik gpolitikája között. k A biogáz z ipar elsősorban sorban azokban az országokban (pl. Németország, Ausztria, Dánia, D Csehország) fejlett, ahol a gazdasági gi kormányzat hatékonyan támogatja t a megújul juló energiahordozók k fokozott felhasználását és s a környezetvédelmet. Más M s európai országokban (mint példp ldául Angliában, Franciaországban) alig találni lni mezőgazdas gazdasági gi biogáz üzemeket, viszont nagyon fejlett a depóniag niagáz hasznosítása sa és s a szennyvíziszap ziszap rothasztása. sa. A magyarországi gi helyzetre az jellemző,, hogy a kormányzati támogatás s jelen van, azonban annak formája és s mértm rtéke egyelőre nem elegendő a lényeges l előrel relépés s eléréséhez.
Biogáz-termelés technológiai vázlata Haase Energietechnik AG. (www.kekenergia.hu)
Biogáz (l/kg) alsó érték Biogáz (l/kg) felső érték Biogáz (l/kg) átlag érték Hasznosítható biogáz (l/kg) Állati trágya sertés 340 550 445 338 szarvasmarha 90 310 200 152 baromfi (csirke) 310 620 465 353 baromfi (pulyka, liba) 455 505 480 365 ló 200 300 250 190 istálló 175 280 225 171 almostrágya juh 90 310 200 152 nyúl 380 464 422 321 prémesállatok 347 413 380 289 Hazai búzaszalma 200 300 250 190 mezőgazdasági rozsszalma 200 300 250 190 melléktermék zabszalma 290 310 300 228 kukoricaszár, 380 460 420 319 csutka napraforgószár 279 321 300 228 repceszalma 180 220 200 152 rizs szalma 170 280 225 171 burgonyaszár 280 490 385 293 paradicsomszár 361 385 373 283 vágott 400 500 450 342 cukorrépafej Használt ker- fű 280 550 415 315 tészeti növény- elefántfű 430 560 495 376 maradék nád-káka 170 260 215 163 here 430 490 460 350 zöldséghulladék 330 360 345 262 palántamaradék 602 638 620 471 lomb 210 290 250 190 vegyes mg-i hulladék 310 430 370 281 Szennyvíziszap 310 740 525 399
A biogáz energiatartalmának 35-42%-át képes elektromos energiává alakítani, így termikus hatásfoka 40%-körül alakul. A biogáz energiatartalmát a metántartalomból lehet következtetni: 1 m 3 metán 9,94 kwh energiát tartalmaz. 60%-os metántartalom esetén 1 m 3 biogáz 0,6 l tüzelőolaj energiájával egyenértékű.
Családi farmok - Biogáz Egy nagyobb, 150 m 2 -es családi ház fűtéséhez és melegvíz-ellátásához naponta 70-80 m 3 biogázra van szükség, amiben az áramigény nem szerepel. A biogáz-termel termelés s hozamát t az erjesztő berendezés s térfogatt rfogatára ra is kifejezhetik:, általában 1 m 3 erjesztő-térfogatra rfogatra naponta 1 m 3 biogáz termelést lehet figyelembe venni. Kun-Szabó T. (2003): Megújuló energia előállítása biogázgyártással. In Proc. XVII. Országos Környezetvédelmi Konferencia, Siófok, 505-511.
Mezőgazdas gazdasági gi Biogáztermel ztermelés Az FVM az EMVA alapból l 35 elsősorban sorban állati eredetű mellékterm ktermére re alapozott biogázt előáll llító céget részesített támogatt mogatásban. Az egyenként nt 0,2-1 1 MW teljesítm tményű erőművek várhatv rhatóan an 2010-ben kezdhetik meg a működésűket m ket Magyarországon gon a biogáz z termelés óriási fejlődésen ment keresztül l azonban a rendszerszerű fejlesztések sek hiány nyában a beruházó csak részmegoldr szmegoldásokkal sokkal élhet. Kritikus a biogáztermel ztermelési folyamathoz köthetk thető logisztika- az energiatermelés és s hasznosítás s valamint a mellékterm ktermék újrahasznosítás s komplex integráci ciójának hiánya.
A nyírb rbátori üzem
A nyírb rbátori üzem Legnagyobb arányban állati hulladékot (39%) és s trágy gyát t (29%), emellett növényi nyi főtermf terméket (13%) és s növényi n nyi hulladékot (19%) hasznosítanak. Az alapanyagok megtermelése több t ezer hektár r területen folyik. 3000 hektár területen maga az üzem folytat növénytermesztn nytermesztést, st, további 5000 hektáron integráci ciós s termeltetés s folyik. Az üzem szarvasmarhatelepén n 9 millió liter tej termelődik, míg m g a csirke telepen 1,5-3 3 millió brojlercsirke nevelése, illetve 6 millió csirke feldolgozása folyik. A növényi n nyi főtermf termék k elsősorban sorban silókukorica, édes cirok és s különfk nféle takarmánykever nykeverékek. kek. A növényi n nyi mellékterm kterméknek knek a silózásb sból l képzk pződő anyagok, a szemes termény szárításából l kikerülő tört szemek és s gyommagvak, a hűtőipari h és konzervipari mellékterm ktermékek. kek. Az állattartásból l kikerülő hulladékok egy részét t maga a hígtrh gtrágya gya teszi ki, de jelentős s mennyiségű állati tetem és vágóhídi hulladék k is szerepel benne.
A nyírb rbátori üzem A szerves anyagok feldolgozására a nyírb rbátori telepen sorba kapcsolva hat termofil, hat mezofil reaktort telepítettek. tettek. A biogáz z a fermentorok gázterg zterében kialakuló túlnyomással, csővezet vezetéken keresztül l kerül l elősz ször r a gáztisztítóba, majd az egyenként nt 2000 m 3 térfogatú gázzsákokba kerül. A biogáz z szüks kséges tisztítása sa a víztelenítésen kívül k l még m g a kénhidrogk nhidrogén n mennyiségének nek a csökkent kkentését t biztosítja. tja. A fermentorokban visszamaradó hígtrágyát t a szánt ntóföldeken, termőter területeken a talaj tápanyagtartalmának nak pótlp tlására kiválóan alkalmas. A hígtrágyát t kijuttatni azonban csak az év v egy bizonyos szakaszában lehetséges, így szüks kség g volt 6 db 10000 m 3 befogadóképess pességű tározótér r kiépítése.
Logisztika
A C% napi változása az előfermentorban C-N N arány % 70,00 60,00 50,00 40,00 30,00 20,00 10,00 0,00 10.01 11.01 12.01 01.01 02.01 03.01 04.01 05.01 6,00 A N% napi változása az előfermentorban 5,00 4,00 % 3,00 2,00 1,00 0,00.10.01.11.01.12.01.01.01.02.01.03.01.04.01 A C% és a N% értékei szinkronban vannak egymással, az október-január közötti időszakban mindkettő alacsonyabb (C: 20%, N: 2%) értéket vesz fel, míg a januártól áprilisig mindkettő növekvő tendenciát mutat (C: 50%, C:5%), majd májusig újból csökkenés tapasztalható. A fermentorokban visszamaradó hígtrágyát a szántóföldeken, termő területeken a talaj tápanyagtartalmának pótlására kiválóan alkalmas. A hígtrágyát kijuttatni azonban csak az év egy bizonyos szakaszában lehetséges, így szükség volt a 60 000 m 3 befogadóképességű tározótér kiépítésére.05.01
Hidrolízis zis-toxikus Anyagok- Metán n kihozatal- Gáztisztítás
A kihelyezési rendszer adatkapcsolata Talajmintavételi adatok Géczy féle talajtérképek Agrotopo GPS felmérés Orthofotó Interpoláció RDBMS Talajtani adottságok Termesztési adatok Precíziós Öntözési adatok Geodéziai felmérés Szintvonal -TIN Domborzati adottságok Elhelyezõ terület Csatornák Tározók Patakok Hidrológiai adottságok Puffertávolságok kizárt területek Precíziós Kijuttatási adatok Szárnyvezetékek hidránsok Monitoring kutak Meteorológiai adatok
Nyírgyulaj Nyírgyulaj GIS µ a a a a a a a a a Nyírcsászári a a a a a Ny döntéstámogatás Nyírbogát a a a a a a a a a a Nyírbátor a a a a a a a a a a Nyírvasvári Jelkulcs Belterulet a Talajszelvény talajtipus µ 0 500 1 000 2 000 3 000 4 000 Meters Nyírpilis Nyírcsászári mintavételi_pontok Nyírbátor NO2_NO3_N P2O5 K2O Belterulet Nyírvasvári Nyírpilis
Precízi ziós öntözés
Precízi ziós s injektálás
Bio üzemanyag Bioetanol elsősorban sorban cukor és s kemény nyítő tartalmú növényekből l származik. 2005-ben 721,000 t bioetanolt használt fel a közlekedésben Európa, 50%-al többet t mint 2004-ben. 2010 re 5.75%-os üzemanyagaránya benzin és s dízel d hajtóanyagoknak anyagoknak 760 PJ bioüzemanyagot igényel Ez megfelel 15 millió t vagy 18 millió m3 hajtóanyagnak anyagnak Senter Novem (2006). Bioethanol in Europe: overview and comparison of production processes. Rapport 2GAVEO601
Biodízel A biodízel telítetlen tetlen zsírsavakb rsavakból l előáll llított metil észter. Alapanyagai lehetnek a növényi n nyi olajok, állati zsiradékok és s használt sütőolajok. s Hazánkban a legfontosabb termesztett alapanyag a repce és s a napraforgó. A növényi n nyi olajok nyers formájában törtt rténő alkalmazása - azok trigicelid tartalma miatt problémát t okozhat, amely átészterezéssel ssel minimálisra csökkenthet kkenthetőek. ek. Az így nyert bio-üzemanyag a biodízel (észterezett( növényi n nyi olaj v. állati llati zsiradék). Az olajprésel selés s mellékterm kterméke ke az olajpogácsa (takarmány, energetika) Az észterezés s mellékterm kterméke ke a glicerin ( vegyipar, energetikai)
Bioetanol A bioetanol nagy tisztaságú víztelenített tett finomszesz. Üzemanyagként nt történő felhasználása sa törtt rténhet eredeti formájában benzinbe keverve, illetve komponensként nt üzemanyag-adalék k formájában. Üzemanyag-adalékként történő felhasználásának nak legelterjedtebb módja m annak etlil-tercier tercier-butil-éter (ETBE) formában alkalmazása, amely oktánsz nszámjavítóként széles körűen k alkalmazott, az ETBE 47%-ban tartalmaz biokomponenst. A tiszta formában törtt rténő bekeverés s különfk nféle térfogatszt rfogatszázalékokban történhet, legelterjedtebb megoldások az E5, E10, E85 (5-10 10-85% 85%-ban bioetanolt tartalmazó benzin). A bioetanol előáll llítható cukor és s kemény nyítő tartalmú növényekből, illetve un. második m generáci ciós s eljárással cellulóz z bázison. b Magyarországon gon cukortartalmú bioetanol alapanyagok: a melasz, cukorrépa, cukorcirok, borfelesleg, párlatok, p gyümölcs lcsök. A kemény nyítő tartalmú növények nyek közül k l a kukorica, kalászosok, burgonya, csicsóka. A bioetanol előáll llításának fázisai f un. nyersszesz előáll llításra és s annak finomításra. 2003/30/EK irányelv: 2010-ig 5,75%-ra kell növelni a közlekedk zlekedésben a bioüzemanyagok arány nyát
Szénhidr nhidrát t etanolos fermentáci ciójának eredménye Alapanyag Etanol (kg/kg) Etanol (l/kg) Cellulóz, keményítő 0,568 0.717 Glükóz 0.511 0.645 Pentóz 0.538 0.679 Hemicellulóz 0.581 0.733 Szilóz 0.511 0.645 Galakturonsav 0.507 0.644 Kuyper, M., Toirkens, M.J., Diderich, J.A., Winkler, A.A., van Dijken, J.P. and Pronk, J.T. (2005). Evolutionary engineering of mixed-sugar utilization by a xylose-fermenting Saccharomyces cerevisiae strain. FEMS Yeast Research, 5, 925-034.
Első generáci ciós s bioetanol gyárt rtás Kemény nyítő kivonása Enzimes hidrolízis (20%-os cukor tart.) Cukor fermentáci ció (α-amiláz z 1h) Élesztőgomba -Saccharomyces cerevisiae erjesztés s (28-35, ph 4.5-5.0 5.0 ) 95%-os finomítás Víztelenítés s 99.99%-ra (benz( benzén vagy ciklohexán keverésével vel és újra desztillálással) ssal) 90-92% 92% hatásfokkal (Roehr, 2001)
Második generáci ciós s bioetanol gyárt rtás összetevői Összetevők Cellulóz, keménytő (gyümölcs, zöldség hulladék) 38% C6 Hemicellulóz (gyümölcs, zöldség hulladék) (25%) C5 Pektin (fa. Szalma) (12%) Fermentációs termék Glükóz Glükóz, galaktóz, xilóz,arabinóz, Galakturonsav Lignin (fa, szalma) (25%) Fenil-propán (komposztálás) (15%) Hőkezelés,savas vagy enzimatikus feltárás kell ahhoz, hogy a Saccharomyces cerevisiae a glükózhoz hozzáférjen. Pentózokat a Fusarium oxysporum, Schizosaccharomyces pombe, Kluyveromyces lactis, Candida tropicalis képes hatékonyan fermentálni. (Bidlingmaier, 2000; Lens et al., 2004; Unger, 1994; Willson, 1977)
Alga biodízel Solatube 6g CO2/l megkötést tud végezni speciális megvilágítás mellett. Az algák a világ leggyorsabban növő fajai közé tartoznak és test tömegük 50% olaj Az extrahálás után visszamaradó anyag állati takarmányozásra és gyógyászati célra használható. as animal food 1 ha intenzív algatelep 1000 t olajat állít elő évente A fejlett arab világban megelőzte a pálma olaj (25%-os kihozatal) biodízel előállítását Greer, D. (2008b). Confronting challenges in developing bioethanol and biofuel. Biocycle, 49, 2, p. 45-46.