BIOMASSZA ENERGIA A MEZŐGAZDASÁGBÓL HŐENERGIA, VILLAMOS ÁRAM ÉS HAJTÓANYAG A SZÁNTÓFÖLDRŐL háromhatár konferencia magyar elő adásai (kivonat) Nyitra, Szlovák Köztársaság 2005. május 3-4.
BIOMASSZA ENERGIA A MEZŐGAZDASÁGBÓL Hőenergia, villamos áram és hajtóanyag a szántóföldről Nyitra, 2005. május 3-4. Rendező: Techniczky a Skúsobny Ústav Pódohospodársky (TSÚP) SK-900 41 Rovinka, Szlovák Köztársaság Társrendezők: Höhere Bundeslehr- und Forschungsanstalt für Landwirtschaft, Landtechnik und Lebensmitteltechnologie (HBLFA) Francisco Josephinum BLT A-3250 Wieselburg, Ausztria FVM Mezőgazdasági Gépesítési Intézet (MGI) H-2100 Gödöllő, Magyar Köztársaság A kiadványt szerkesztette: Dr. Tátrai György PhD. az Európai Bioenergetikai Fejlesztési Társaság (EBEF) magyar tagozatának titkára Számítógépes szerkesztés, tördelés: Dr. Vinczeffyné Jeney Klára Nyomdai munkák: Szabó Attila Felelős kiadó: FVM Mezőgazdasági Gépesítési Intézet (MGI) H-2100 Gödöllő, Tessedik S. u. 4. Főigazgató: Prof. Dr. habil Fenyvesi László ISBN 963 611 424 2
TARTALOM Oldall Megújuló energiaforrásokkal kapcsolatps törvényi keretfeltételek (EU, Ausztria) a nyersanyag oldaláról Sonja SCHANTL...5 A Szlovák Köztársaság energiapolitikája és a mezőgazdaság energetikai igénye Nataša WIEDEMANNOVÁ...11 Biomassza potenciál és hasznosítása Magyarországon GŐGÖS Zoltán...20 Az EU bio-hajtóanyag direktívájának érvényesítése Stefan SALCHENEGGER...25 Az energetikáról szóló törvényrendeletek és a megújuló energiaforrások támogatása Szlovákiában Kvetoslava ŠOLTÉSOVÁ...31 Mezőgazdasági nyersanyag-potenciál és az esélyek Josef RATHBAUER...33 Növényi biomassza-nyersanyag előállítása Ewald LUGER...38 A biomassza felhasználása energetikai célokra Ivan ĎUĎÁK...41 A biomassza mint tüzelőanyag PECZNIK Pál, TÓVÁRI Péter...45 Magasabbszintű értékteremtés mezőgazdasági üzemekben energianövények termelésével Christoph WALLA...47 Dendromassza felhasználása energetikai célokra a Szlovák Köztársaság feltételei mellett Eduard GREPPEL...54 Áramfejlesztés és hőtermelés növényi biomasszából (nagykazánok) Zvonimir PREVEDEN...58 Szilárd biomassza tüzeléstechnikája (kiskazánok) Leopold LASSELSBERGER...60 Biomassza tüzelőberendezések gyártása és üzemeltetése TÓTH Dezső...67 Biogáz a közösségi földgázhálózatban további esély a mezőgazdaságnak Franz KIRCHMEYR...72 Elektromos energia ELŐÁLLÍTÁSA biogázból Ján Gaduš...76 Biogáz a szántóföldről Thomas AMON, Vitaliy KRYVORUCHKO, Vitomir BODIROZA, Barbara AMON...80
Oldall Bioüzemanyag gyártásának lehetőségei Szlovákiában Tibor HUSÁR...83 Növényolaj-alapú hajtóanyagokkal szerzett tapasztalatok Kurt KRAMMER...95 Öko-áram növényolajjal működő tömbfűtő erőművekből Heinrich PRANKL...97 Energiaerdő-ültetvények gépbetakarítása és hasznosítása PÜSKI János...108 Eenergetikai célú technológiai gépsorok Karol POVAŽAN...114 Biogáz- és fagáz állomások, elektromos enegiagyártás Miroslav KUŠNÍR...116 Üzemszerű biogáz-termelés biomasszából PETIS Mihály...121 Biomassza tüzelés a kor szükséglete avagy a ma igénye Jozef REZNÍK...124 A sikeres bioenergetikai projektek nem véletlenek Josef BREINESBERGER...127 A biomassza kihasználásának gazdaságossága a mezőgazdasági termékek szárításánál Štefan PEPICH...128 A biomassza hasznosításának gazdaságossági összefüggései Magyarországon FENYVESI László, HAJDÚ József...133 Gráci Nyilatkozat...139 Az MGI magyar Intézetnél jelentkezett magyar résztvevők...141 Az FJ-BLT osztrák Intézetnél jelentkezett résztvevők...145 A TSÚP szlovák Intézetnél jelentkezett résztvevők...147
20 GŐGÖS Z. BIOMASSZA POTENCIÁL ÉS HASZNOSÍTÁSA MAGYARORSZÁGON GŐGÖS Zoltán bioenergetikai kormánybiztos, az Országgyűlés Mezőgazdasági Bizottságának alelnöke Magyarország teljes biomassza készlete 350-360 millió tonnára becsülhető, ebből 105 110 millió tonna elsődleges biomassza évente újratermelődik, amelynek nagy része felhasználásra is kerül. Az évente képződő növényi biomassza bruttó energiatartalma 1185 PJ, amely meghaladja az ország teljes éves energiafelhasználását úgy, hogy a hazánk területére jutó napenergiának csak 0,3%-át hasznosítják a növények. A hazai növénytermelés és erdőgazdálkodás a befektetett összenergia 4-5-szörösét termeli meg biomasszaként, azaz ennyi az energiahatékonysági mutatója. A mezőgazdasági fő- és melléktermékek mintegy 57-58 millió tonnával járulnak hozzá az évente megújuló magyarországi biomassza készlethez. Az erdők 9 millió tonna biomasszát adnak évente, miközben a teljes élőfában meglévő biomassza mennyiség 250 millió tonnát tesz ki. A mezőgazdaság által termelt elsődleges biomasszának csak kis része 4,5 és 5,0 millió tonna kerül közvetlen emberi fogyasztásra, mintegy 16-17 millió tonna az állatok takarmányozására fordítódik. További mintegy 6,0-7,0 millió tonna ipari feldolgozásra kerül. A biomassza zöme a talaj szervesanyag készletét gyarapítja elsődleges vagy másodlagos biomassza formájában. Az elsődleges növényi biomasszából a talajt gazdagítják még a növények és fák gyökerei (7,0-8,0 millió tonna) a bedolgozásra kerülő szalmák és szármaradványok (12,0 14,0 millió tonna), valamint a másodlagos biomasszaként hasznosuló állati trágyák (5-6 millió tonna). A magyarországi energiafelhasználásnak jelenleg mindössze 3,2-3,6%-át (34-38 PJ/év) adják a megújuló energiák, ebből a növényi eredetű biomassza mintegy 2,8%-ot tesz ki, amelynek a túlnyomó részét az erdeinkből kitermelt tűzifa adja. Energetikai célú biomassza A mezőgazdaságban megtermelt primer biomassza közül energetikai célra elsősorban a nagytömegben jelentkező melléktermékek vehetők számításba. Gabonaszalmából átlagos körülmények között évente 4,0-4,5 millió tonna keletkezik, amelyből az állattartás és az ipar 1,6-1,7 millió tonnát használ fel. A maradék 2,4-2,8 millió tonna gabonaszalma jelentős része energiatermelésre lenne felhasználható és évente 28-34 PJ energia állítható elő belőle. Megfelelő tüzelőberendezések hiányában jelenleg Magyarországon a szalmát energetikai célra gyakorlatilag nem hasznosítjuk. A legnagyobb tömegben jelentkező szántóföldi növénytermelési melléktermék Magyarországon a kukoricaszár, amely 8-10 millió tonna mennyiségben jelentkezik évente, ebből 4-5 millió tonna hasznosítható energetikai céllal, amely 48-60 PJ/év energiát lenne képes szolgáltatni. Jelenleg azonban hazánkban megfelelő tüzelési technológia nem áll rendelkezésre a nagy nedvességtartalmú kukoricaszár megfelelő hatásfokkal történő eltüzelésére. A növénytermelés melléktermékei közül még számottevő mennyiségben keletkezik a napraforgószár, valamint repceszalma is, amelyek tüzelési célra felhasználhatók lennének és 5-6 PJ/év hőenergiát lehetne belőlük előállítani, amennyiben megfelelő technológiák állnának rendelkezésre a betakarításra és a tüzelésre. A szőlő- és gyümölcstermelés fás szárú növényi melléktermékeiből (szőlővenyigéből és gyümölcsfa-nyesedékből) évente 350-400 ezer tonna keletkezik, amelynek 5-6 PJ energiát lenne képes szolgáltatni. Tüzelésükre eddig csak próbálkozások történtek. A szőlővenyige TSÚP BLT MGI Nyitra, 2005. május 3-4.
GŐGÖS Z. 21 bálázásos betakarítása és kisméretű kazánokban történő építése a szőlőtermelő gazdaságokban járható út. A venyige és a gyümölcsfa-nyesedékek aprítására, gyűjtésére és tüzelésére még nincs kialakult technológia. Az energetikai célra nagy felületen termelhető növények közül Magyarországon elsősorban a Szarvasi energiafű és az energetikai faültetvények vehetők számításba. A nagy tömegben termelhető évelő energiafű termesztésére és betakarítására kialakult gépesített technológiával rendelkezünk, a tüzelésénél jelenleg még gondot okoz a magas ásványi anyag különösen a szilícium tartalma, melynek révén a viszonylag alacsony hőmérsékleten (600-700C o -on) olvad meg a hamuja. Ez speciális tűzterű kazánok vagy tüzelési technológia alkalmazását igényli, amelyek fejlesztése megkezdődött. A Szarvasi energiafű több éven keresztül 10 t/ha bálázható száraz tömeget képes szolgáltatni, amely 110-120 GJ/ha energiatartalommal bír. Az energiafű jól pelletálható. Egy hektár fűtermésből 6-7 tonna pellet készíthető, amelynek a tüzelési tulajdonságai kisebb teljesítményű kazánokban kedvezőbbek, mint az aprítéknak a hőerőművekben. Amennyiben az energiafű tüzelési technológiája véglegesen kialakul, rövid idő alatt akár 50-60 ezer hektáron indulhat a telepítése, amely 500-600 ezer t/év biomassza tömeget szolgáltatna, amelyből évi 6-7 PJ energia állítható elő. Két hőerőműben is tervezik az energiafű felhasználását a faapríték mellett, illetve azzal keverve. A másik perspektivikus bioenergia forrás a mezőgazdasági ültetvénygazdálkodási művelési ágba sorolt energetikai faültetvény, amelyekkel viszonylag gyorsan és nagy mennyiségben állítható elő energetikai célra dendromassza. Az energetikai faültetvények iránti érdeklődés azért is növekvő, mert a mezőgazdasági élelmiszertermelésből kikerülő területek, illetve a nagyobb folyók ártéri területei ezekkel a célültetvényekkel jól hasznosíthatók. Jelenleg több kísérleti energetikai faültetvény is található Magyarországon, amelynek célja a termeszthető, gyorsan növő fafajok kiválasztása, a komplett termesztési és betakarítási technológia kidolgozása, az elérhető hozamok és a nyerhető energiamennyiségek pontos meghatározása, termeléstechnológiai ajánlások kidolgozása. Az eddigi tapasztalatok azt mutatják, hogy a gyorsan növő fafajokat (nyár, fűz) 12000-15000 tő/ha tőszámra célszerű telepíteni, amely 3-5 év alatt válik vágásra alkalmassá. Az újra sarjadó faállomány újabb 3-5 évenként takarítható be tarvágással, összesen 5-7 alkalommal, amely 15-25 éves ültetvény élettartamot tételez fel. Az egyes fafajokkal végzett tartamkísérletek alapján 11-20 t/ha/év hozamok érhetők el, amelyből 185-330 GJ/ha energia állítható elő. Az energiaültetvények járvaaprításos betakarítására bíztató eredményekkel gépeket is fejlesztenek Magyarországon. A traktorra függesztett nagyteljesítményű vágó-aprító gép elsősorban ikersoros ültetvényekben dolgozik termelékenyen és hatékonyan. (Erről még hallhatnak majd beszámolót a fejlesztő és a gyártó ismertetésében!) Az energetikai faültetvények erőművi célra történő telepítése is megkezdődött két biomassza fűtésű hőerőmű közelében, amelyek a későbbiekben a jelenleg nagy mennyiségben felhasználásra kerülő erdei faapríték mellett a jövőben a faültetvények aprítékát és az energiafű aprítékot is tüzelni szándékoznak. Ezért már a közeljövőben az energetikai faültetvények területének gyors növekedésével számolunk, amely elérheti, sőt meghaladhatja a 100 ezer hektárt is, amelyből 25-30 PJ energia is előállítható. Energia előállítására szántóföldi körülmények között számításba vehető még a tritikale is teljes növényi formában, rendre vágva és bebálázva, amely akár 8-10 t/h hozamot is produkál, amelynek 40%-a a szemtömeg. Az energiatartalma 15-16 GJ/t, így hektáronként 120-160 GJ/ha energia állítható elő. Előnyös tüzeléstechnológiai tulajdonsága, hogy bálázott formában a búzaszalmánál lassabban és egyenletesebb hőleadással ég.
22 GŐGÖS Z. A következő években ezek a szántóföldön megtermelhető, közvetlen égetéssel is hasznosítható növényi eredetű biomasszák egyre nagyobb hangsúlyt kapnak az országos energiapolitikánkban. Biogáz mint energiaforrás A mezőgazdasági eredetű biológiailag gázosítható biomassza tömege 8-10 millió tonnára tehető Magyarországon, amelyből 7-9 PJ energia is előállítható. A szubsztrátokat tekintve a nedves (8-20%-os szárazanyag-tartalom melletti), illetve a félszáraz (20-50% közötti szárazanyag-tartalom melletti) technológiák alkalmazása választható hazai körülmények között a kedvező gázképződés szempontjából, amelyeknek bázisai főleg a nagyobb állattartó telepek lehetnek. Ebben az esetben a híg állapotú állati trágyák kiegészítve a mezőgazdasági termelésből származó szervesanyagokkal kedvező szubsztrátot képeznek az anaerob fermentációhoz. Átlagos körülmények között 1 kg szárazanyagból 300-400 liter 60% metántartalmú biogáz állítható elő, amelynek a mennyisége nagyobb energiatartalmú, hevítő hatású mezőgazdasági eredetű fő- (pl. teljes-kukoricanövényi zúzalék) és melléktermékeknek (pl. répaszelet) a bevitelével, ill. erjesztésével még növelhető is. A nyers biogáz amelynek 1 m 3 -e megközelítőleg 0,5 liter gázolajat képes helyettesíteni tisztítás és dúsítás után úgynevezett Greengas minőségben motorok hajtására vagy földgáz hálózatba történő beadagolásra alkalmas. Magyarországon a biogáz az állattartó telepek fűtése vagy hűtése mellett mindenekelőtt áramtermelésre hasznosítható. Az áramtermelő blokk hulladékhője pedig a fermentorok fűtésére, a technológia saját energiafogyasztásának kielégítésére használható fel. A megújuló energiákkal termelt villamos áram átvételére Magyarországon is kötelezettek az áramszolgáltatók a hatályos rendeletek értelmében. A következő években várható új biogáztelepek beruházása Magyarországon. A már működő legnagyobb hazai telepről pedig külön beszámolót hallhatnak majd az üzemeltető részéről. A biogáz nyerésére más területeken is kínálkozik lehetőség, mint ahogy már található az országban erre is példák. A kommunális hulladéklerakókból depóniagáz nyerhető, a szennyvíztisztító telepek is kiegészíthetők biogáztermelő egységekkel. Magyarországon jelenleg jelentős hulladéklerakó korszerűsítési és bővítési program zajlik, melynek keretében a biomassza hasznosítással és a depóniagáz termeléssel kapcsolatos fejlesztések is egyre nagyobb figyelmet kapnak. Biomassza mint motorhajtóanyag vagy adalék Hazánkban is kormányrendelet teszi lehetővé hasonlóan az EU legtöbb tagországához -, hogy a biológiai eredetű motorhajtóanyagok bekeverhetők az ásványiolaj-származékból előállított és forgalomba hozott üzemanyagokba. Így várható, hogy felgyorsul a két biológiai eredetű motorhajtóanyag a biodízel (RME) és a bioetanol (ETBE) előállítása, ill. motorhajtóanyag adalékként történő felhasználása, annál is inkább mivel a legnagyobb hazai üzemanyag előállító és forgalmazó társaság, a MOL Rt. komoly vásárlóként jelent meg a piacon. Mögötte természetesen az Európai Unió tagországokkal szembeni elvárásai fedezhetők fel, amelyek 2005-ig 2%-os, majd 2010-ig 5,25%-os biológiai eredetű motorhajtóanyagok bekeverését várják el az Union belüli forgalmazóktól. Magyarország ökológiai adottságai nem igazán kedveznek a repcetermelésnek. Elfogadható hozamok mellett mintegy 150 ezer hektáron termelhető az őszi káposztarepce, ezen 250-270 ezer tonna repcemag állítható elő, amelyből 100-110 ezer tonna biodízel nyerhető. Ez nem fedezi teljes egészében a hazai dízelüzemanyagok bekeverési igényét, amely 120-130 ezer tonnára tehető évente. Ennek ellenére a jelenlegi hazai energetikai célú repcetermelés területét meg lehet duplázni és a hazai motorüzemanyag gyártók RME igényét legalább 80%-ban célszerű hazai forrásból TSÚP BLT MGI Nyitra, 2005. május 3-4.
GŐGÖS Z. 23 fedezni. Jelenleg két nem üzemelő biodízel üzem található Magyarországon, összesen 8 ezer tonna termelő kapacitással. Ezek üzembehelyezése és újabb kapacitások kiépítése sürgető feladat. A jelenlegi kúti gázolaj árak mellett az jövedéki adómentes biodízel (RME) árban még versenyképes. Elsősorban a beruházás ösztönzése szükséges a termelés bővüléséhez. A biodízelnél kedvezőbb feltételek mellett állítható elő Magyarországon bioetanol, amelynek az alapanyagát a hazai kukoricatermés egy része képezheti. Évente átlagosan 6-7 millió tonna kukorica terem, jobb években mint 2004-ben 8 millió tonna felett is. Az állatlétszám csökkenése folytán ebből egyre kevesebbet használunk fel takarmányozásra és nő az export, illetve nő az ipari feldolgozásra kerülő kukorica mennyisége is. Kedvező esetben akár 2-3 millió tonnát is elérheti évente az ipari feldolgozásra felhasználható kukorica volumene. Ebből a keményítő ipar és az izocukor gyártás mellett a bioetanol gyártás használhat fel legtöbbet. Így a hazai előállítású kukoricaalapú etanol mennyisége akár 700-800 ezer litert is elérheti évente, amely hatszorosa a magyarországi motorüzemanyag gyártók és forgalmazók 2010-ig várható ETBE igényének. A jelenlegi magyarországi bioetanol gyártó kapacitás az élelmiszeripar, italgyártás, a gyógyszergyártás, valamint a vegyipari igényeket kielégíteni. A következő évek feladata, hogy több nagyobb 50-100 ezer tonna/év kapacitású, napi 150-250 tonna/nap bioetanol gyártó kapacitások épüljenek ki fokozatosan az országban. A jövedéki adómentes bioetanol termelői ára jelenleg versenyképes a benzin kiskereskedelmi kúti árával. Egyéb ipari hasznosítások A növényi eredetű megújuló biomassza egyéb ipari felhasználása is várhatóan növekedni fog az elkövetkező években. Bővülni fog a természetes alapanyagok felhasználása a környezetbarát építészetben is. Biomasszából falazó elemek, válaszfalak, panelek, szigetelő lapok, lemezek állíthatók elő, amelyekre kialakult ipari technológiák léteznek. Ezek alapanyagai az extrudált gabonák, szalma, nád, kender, len, faapríték és fagyapot. Kötőanyaguk pedig keményítő bázisú ragasztók lehetnek. A vegyipar területén pedig a szintetikus polimerek helyettesítésére alkalmas keményítő, szénhidrát és fehérje alapú biopolimerek terjedése várható, amelyre már szintén léteznek ipari megoldások is. Magyarországon kísérleti technológiákon dolgoznak a kutatóhelyek. Az üveg- és szénszál erősítésű szintetikus kompozitok amelyből sokat használ fel a járműipar és az építészet környezetbarátabbá tehetők természetes rostok (len és kender szálak) bevitelével a kompozitokba, amely együttjár a környezetre káros üveg, valamint a szénszálak kiváltásával. Várható, hogy már a közeljövőben számolni lehet teljesen természetes alapú kompozitok (biopolimer + természetes rostok) megjelenésével is. Ezekkel a biomassza alapú természetes biodegradációs úton lebomló anyagokkal tisztábbá és elviselhetőbbé tehetjük környezetünket. A hazai bioplasztik technológiák kiszolgálására elsősorban a gabona alapú keményítő bázis, valamint a rostnövények len és kender termesztésének növelése, nemesítéssel a keményítő és rosthozam javítása, valamint a termesztéstechnológiák korszerűsítése a feladat. Magyarország a biomassza hasznosításában még a folyamat kezdetén tart. A kormányzat azonban jelentős forrásokat mozgósít a biológiai alapú megújuló ipari nyersanyagok és energiahordozók támogatásának ösztönzésére. A napokban jelent meg a Földművelésügyi és Vidékfejlesztési rendelete arról, hogy kiegészítő nemzeti támogatásban részesül az energianövények előállítása és energiaültetvények telepítése, amely felgyorsíthatja az energetikai célú biomassza termelését Magyarországon is.
24 GŐGÖS Z. 1. táblázat A magyarországi biomassza-potenciál számokban Primer Millió t Szekunder Ezer db Ezer t Tercier Millió t produkció produkció produkció Gabonaféle 13,7 szarvasmarha 800 640 szilárd 5 szerves ebből búza 5,2 sertés 4900 560 kummunális 17 szennyvíz kukorica 6,5 juh 1100 80 veszélyes 0,5 hulladék Olajnövény 1 baromfi-féle 19400 80 élelm.ipari 1 melléktermék Egyéb ipari 3,3 ló 70 60 Szálastakarmányok 7 26300 1420 Zöldség 2 710 Gyümölcs 1 trágya* 7000-8000 Melléktermék 28-30 almos trágya 3900 Gyökérmaradvány 8-10 hígtrágya* 4000-5000 Gyep, nádas 3 állati 3000-3500 termékek Erdő 9 Összesen 75-77 10.000-11.000 23,5 Mindösszesen 105-110 Teljes élőfa-készlet 250 Összes primer produkció 350-360 Jelmagyarázat: *szalma, ill. víz hozzáadása nélkül Forrás: KSH, FAO: az 1999-2003. évek átlagadatai 2. táblázat A biomassza hasznosítási lehetőségek és volumenek Sorszám Hasznosítható biomassza-féleségek Mennyiség ezer t/év Nyerhető energia PJ/év 1. Gabonaszalmák 2400-800 28-34 2. Kukorica szár 4000-5000 48-60 3. Szőlővenyige, gyümölcsfa-nyesedék 350-400 5-6 4. Szarvasi energiafű 500-600 6-7 5. Energetikai faapríték 1200-1800 25-30 6. Biogáz szubsztrát 8000-10000 7-9 7. Repce RME-nek 220-250 3,5-3,8 8. Kukorica ETBE-nek 2000-3000 24-27 TSÚP BLT MGI Nyitra, 2005. május 3-4.
PECZNIK P., TÓVÁRI P. 45 A BIOMASSZA MINT TÜZELŐANYAG PECZNIK Pál, TÓVÁRI Péter MGI Gödöllő, Tessedik S. u 4. A biomassza- tüzelőanyag fogalma: Tágabb fogalom: Egy adott élettérben, adott pillanatban jelenlévő szerves anyagok összessége Szűkebb fogalom: Energetikai célokra felhasználható szerves anyag Tüzelőanyagok: Azok az anyagok, melyek magas hőmérsékleten hő és fényjelenség kíséretében gyorsan egyesülnek a levegő oxigénjével Az égés Tüzelőanyag: vegyes faforgács Fűtőérték: 18122, kj/kg Összetétel Tömeg Tömeg Levegő-szükséglet Füstgáz % rész O 2 N 2 Összes CO 2 SO 2 H 2 O gőz N 2 Összes kg/kg m 3 /kg tüzelőanyag m 3 /kg tüzelőanyag C 50,5 0,5049 0,9390 3,5308 4,4699 0,9340 ****** ****** 3,5 4,4648 H 2 4,9 0,0488 0,2715 1,0209 1,2924 ****** ****** 0,54206 1,0 1,5630 S 0,0 0,0000 0,0000 0,0000 0,0000 ****** 0,0000 ****** 0,0 0,0000 O2 34,8 0,3478-0,2435-0,9155-1,1590 ****** ****** ****** -0,9-0,9155 N 2 0,3 0,0025 ****** ****** ****** ****** ****** ****** 0,0 0,0020 H 2 O 9,2 0,0922 ****** ****** ****** ****** ****** 0,11433 ****** 0,1143 Hamu 0,4 0,0037 ****** ****** ****** ****** ****** ****** ****** ****** Összesen 100,00 1,0000 0,9671 3,6362 4,6033 0,9340 0,0000 0,6564 3,6 5,2286 Biotüzelőanyagok összehasonlítása: Megnevezés Víz C H S Hamu O N Illó Fűtő-érték % % % % % % % % MJ/kg Bükk 14,3 45,3 4,6 0 0,8 34,8 0,2 72,7 16,5 Forgács 9,2 50,5 4,9 0 0,4 34,7 0,3 75,6 18,1 Szarvasi 1 energiafű 5,5 43,6 3,2 0,1 6,3 40,4 0,9 70,3 16,7 Brno-i energiafű 7,2 46,3 4,3 0,1 3,6 38,2 0,3 69,6 16,2 Akác 9,2 43,5 5,0 0,1 1,0 38,3 2,9 75,4 16,5 Szalma 10,9 40,9 5,2 0,1 4,3 35,1 3,5 69,0 15,8 Venyige 29,0 33,1 3,7 0,1 4,4 29,1 0,6 70,0 11,9 Energia erdő 35,9 30,9 3,5 0,1 0,5 27,1 2,0 72,0 10,1 Egyedi égetés: Az illó-éghető tartalom és a tömegcsökkenés sebességének összefüggése
46 PECZNIK P., TÓVÁRI P. Biomassza fajták: Mg.-i melléktermékek: szalma, kukoricaszár, egyéb szármaradványok Erdészeti melléktermékek: faforgács, fűrészpor, kéreg, faapríték stb. Energia erdők: nyárfa, akácfa, egyéb gyorsan növő fafajok Energia ültetvények: fásszárú, lágyszárú Betakarítás: Lágyszárúaknál: bálázás Fás szárúaknál: aprítás Logisztikai műveletek szerepe Előkészítés tüzelésre: Utóaprítás, keverés, Nemesítés: brikettálás, pelletálás Adagolási kérdések Tüzelés: Kazán fajták Elő és utóégető szétválasztása Hamuolvadási problémák Emisszió: Gázemisszió: határértékek betartásának lehetőségei Szilárd: hamu pernye, hamu-összetétel. Alkalmazási példák TSÚP BLT MGI Nyitra, 2005. május 3-4.
TÓTH D. 67 BIOMASSZA TÜZELŐBERENDEZÉSEK GYÁRTÁSA ÉS ÜZEMELTETÉSE TÓTH Dezső Bioláng Kft., Szolnok A Bioláng Kft., Szolnok profiljába olyan tüzelőberendezések és hőhasznosítók gyártása és telepítése tartozik, melyek alkalmasak a biomassza, és az abból készített tüzelőanyag (apríték, fűrészpor, forgács, bio-pellett, -brikett stb.) kiváló hatásfokú, európai uniós normatíváknak is megfelelő eltüzelésére. A vállalkozás 1992. novemberében alakult. Megvásárolta, az előzőekben több nemzetközi vásáron nagydíjat szerzett, apríték előtéttüzelő berendezések gyártási és forgalmazási jogát a Nagykunsági Erdőgazdaságtól. A vásárlás után továbbfejlesztette a berendezéseket, ennek eredményeként, több új típussorozat készült (FHB, AT, SHB). Ezek a berendezések, kiváló hatásfokúak, az európai emisszió értékeket biztosítani tudják. 2001-ben a LIGNO NOVUM Faipari kiállításon vásárdíjas lett az FHB típusú kazáncsalád. 2. Berendezések általános ismertetése 2.1 A berendezések jelenlegi szénhidrogén energiaforrás helyett az évenként megújuló energiabázisra alapulnak. Az új technikai vívmányok felhasználásával a fa és más növényi hulladékok felhasználásával állít elő hőenergiát. A hőenergia nyerését szabályozott módon, külön tűztérben elégetett a BIO-anyagok (fa, szármaradványok stb.) eltüzelésével nyeri Eltünteti a hulladékot (fűrészpor, forgács, vegyes, darabos, éghetőanyagok), az üzem hőigényét nem kell a hagyományos gáz, vagy olaj felhasználásával biztosítani (jelentős költséget takarít meg vele). Az üzemek részéről ez igen gazdaságos, pl. egy 500 kw-os hőteljesítményű rendszer telepítésének költsége 1-1,5 éven belül megtérül, ezt egyre több vállalat felismeri. Az általunk gyártott berendezések magukban foglalják: tüzelőberendezést és a hozzá tartozó vezérlő automatikát BIOLÁNG-, ATB-, BTB- és FHB-tüzelők, a tüzelőanyag előtároló-tartályt és adagolóberendezést, alvállalkozó /UNIFERRÓ/ bevonásával a hőhasznosítót, tüzelőanyag gyűjtősiló kitároló-berendezését, anyagmozgató-, szállítóberendezéseket, telepítést és szerelést, a BIO erőművek komplett kivitelezését. 3. FHB kazántelep ismertetés A fatüzelő berendezés alkalmas fűrészpor, forgács, apríték automatikus, üzemzavar estében darabos fahulladék félautomatikus égetésére. A melegvízkazán 90/110 o C melegvíz előállítására alkalmas, zárt fűtési rendszerű kazántelepítésnél (1,5 bar nyomáson), gőzkazán estében max.16 bar nyomású telített vízgőz biztosítására.
68 TÓTH D. A bio-tüzelőberendezés áll egy előégető (kigázosító) és egy utóégető kamrából. Az előégető kamrában történik a fa elgázosítása, begyújtása, az utóégető kamrában pedig a tökéletes égés történik hőszigetelt tűzálló falazatok között. Az égéstermékek egy felső lángcsövön távoznak a melegvizes hőcserélőbe. A kazántest hegesztett, háromhuzamú, láng- és füstcsöves kialakítású. A kazántest a legmegfelelőbb hőhasznosítási paraméterekkel rendelkezik a szerkezeti kialakításából adódóan. A kazánköpenyt hőszigetelés és dekorációs burkolat takarja. A tüzelőberendezést a melegvíz-kazánnal a helyszínen kell összeépíteni a megadott összeépítési technológia alapján. A tüzelőberendezés hőtechnikai illesztése beüzemelés utáni beszabályozással történik. A keletkező füstgázokat füstgázelszívó ventilátor segítségével távolítjuk el. A ventilátor a kazánház mögött, lábakon álló állványon van elhelyezve. A ciklon a füstgázventillátor mögött van telepítve. A füstgáz ventilátor elszívási teljesítménye frekvenciaváltóval van szabályozva a tűztérvákuum szerint. A tüzelőberendezést és a füstgázelszívó ventillátor működését automatika vezérli, hogy a mindenkori hőigénynek megfelelően működjön, valamint a környezetvédelmi határértékeket sem lépjék túl a távozó füstgáz összetevői. Az automatika biztosítja a kazán üzemét is. Az elektromos működtetést a kazán mellé telepített központi vezérlőszekrényből biztosítjuk. Az automatika PLC vezérléssel készül. TSÚP BLT MGI Nyitra, 2005. május 3-4.
TÓTH D. 69 4. AT kazáncsalád ismertetése 1/1 Automatikus fatüzelésű melegvíz kazán A fatüzelésű melegvíz kazán alkalmas fűrészpor, forgács, apríték és pellet automatikus égetésére és maximálisan 90 C fokos melegvíz termelésére. Lehetőség van üzemzavar vagy egyéb ok miatt darabos hulladéktüzelésre is. A bio berendezéshez két típusú tűztér csatlakoztatható: fűrészpor forgács-, apríték-, pelletégető (típus AT) vegyes darabos és aprított tüzelőanyag égető (típus AT- /D) Típusjel AT-05 AT-08 AT-10 AT-14 Megnevezés Höteljesítm.(melegvíz) 50 kw 80 kw 100 kw 140 kw Automatikus üzemmód: apríték, fűrészpor forgács, pellet Tüzelőanyag Kézi üzemmód: tüzifa (hasábfa) Huzat igény 50 mbar 60 mbar 80 mbar 80 mbar Villamos teljesítmény 220 V 380 V igény 0,65 kw 1,1 kw 1,1 kw 1,5 kw fatüzelővel egybeépített melegvízkazán (alapkivitel) jellemző méretei Szélesség 600 mm 700 mm 750 mm 900 mm Hosszúság 1250 mm 1450 mm 1600 mm 1900 mm Magasság 1700 mm 1800 mm 2000 mm 2200 mm A melegvíz kazán a tüzelőberendezéssel egybe van építve, hegesztett szerkezetű, függőleges füstcsöves elrendezésű. A melegvizes kazántest a tüzelő berendezés tetejére van szerelve, hőszigeteléssel és festett burkolattal, szerelvények nélkül készül. A tüzelőberendezés tűzálló falazatú gyújtó boltozattal elhatárolt egyhuzamú égőtérből áll.
70 TÓTH D. Az égőtér elején tűztér ajtó van elhelyezve. A tűztér alatt kézi mozgatású hőálló acél rostély és nagy hamutér található a szükséges tisztító ajtóval szerelve. Az égőtér hátsó részén égési levegő ventilátor található. A tüzelőberendezés tüzelőanyag beadagoló szerkezete visszaégés megakadályozó kettős védelemmel van ellátva. A kazántelep és a hozzá épített készlettároló automatikus működtetését vezérlő berendezés biztosítja. Az automatika biztosítja a melegvizes kazán túlfűtés elleni védelmét is. Az AT típus sorozatú kazánok fűrészpor, forgács, apríték, pellet tüzelőanyag elégetésére, alkalmasak. Egy adott típusú tüzelőanyag égetésének megfelelő szerkezeti kialakításúak. A biokazán működtetéséhez beépíthető egy füstgáz elszívó ventillátor és portalanító berendezés. A komplett fa tüzelésű melegvíz kazán telep felépítését az 1 ábra szemlélteti. 5. Tüzelőanyag kitároló adagoló berendezések A BIOLÁNG Kft. többféle tüzelőanyag siló és tüzelőanyag előtároló, tartályos kitároló berendezést gyárt, ezek : acéllemez silók éklétrás rendszerű silók csigás transzportőrök tolóléces szállító vályúk Az acéllemez tüzelőanyag elő és tároló tartály. A siló acél vázszerkezetre szerelt megerősített fenéklemezzel készül. A silókitároló, mechanikusan működtetett tolóléces rendszerű. A tolólécek egy gyűjtővályúba tolják a tüzelőanyagot. A vályúból kihordócsiga szállítja a tüzelőberendezés tüzelőanyag adagoló csiga garatjába. TSÚP BLT MGI Nyitra, 2005. május 3-4.
TÓTH D. 71 Éklétrás siló kitároló Silókitároló berendezés padozatra szerelt hidraulika munkahengerekkel működtetett éklétrás rendszerű. A siló kitároló, hidraulikusan működtetett éklétrából áll. Az éklétrák egy oldalt kihordó vályúba tolják a tüzelőanyagot. Az oldalt kihordó vályú szállítja a tüzelő berendezés tüzelőanyag készlettároló tartályába. A készlettárolóból ferdefelhordó csigával továbbítjuk, amely a kazán tűzterébe benyúló adagoló csiga garatjába szállítja a tüzelőanyagot. 6. Generál kivitelezése a biomassza fűtőművek létesítésének bioláng tüzeléstechnika bio tüzelőanyag energetikai hőhasznosítók. www.biolang.hu; biolang@axelero.hu;
108 PÜSKI J. ENERGIAERDŐ-ÜLTETVÉNYEK GÉPBETAKARÍTÁSA ÉS HASZNOSÍTÁSA PÜSKI János OPTIGÉP Kft., Békés A megújuló energiaforrások közül igen jelentősnek látszik az energiaerdő és az energiaültetvény. Az energianövények termesztésének és hasznosításának magyarországi helyzete c. 1999-ben készült OMFB tanulmány szerint, 69,1 PJ/év energia nyerhető 300 ezer ha területen. Dr. Marosvölgyi Béla kísérletei szerint a fűz-, akác- és nyár energetikai ültetvényeken 200-250 GJ/ha/év energia termelhető. Ilyen magas energia értéket más termelési módokkal nem lehet elérni. Az energia faültetvény betakarításának gépesítése eddig nem volt gazdaságosan megoldva, ezért vállalkoztunk a feladatra. A kifejlesztendő géppel szemben támasztott követelmények. - Illeszkedjen az alkalmazott 1,5-2,5 m-es sortávhoz - Az aprítást tudja elvégezni a 3-4 éves bokrosan növő hajtásokkal (nyár, akác).6-8 cm szárvastagságnál. - Elég nagy legyen a teljesítménye ahhoz, hogy megfelelő menetsebességet fenn lehessen tartani. - A hajtásokat menetközben a tőtől elválassza, és felaprítva egy párhuzamosan közlekedő szállító járműre dobja. - A apríték mérete feleljen meg a nagyteljesítményű aprítéktüzelésű kazánok igényének. - Masszív felépítés mellett a lehető legkisebb tömegű legyen. - Legyen viszonylag olcsó. Az energiai faültetvényeken folyó termesztéstechnológiai kísérleteket követően megindult egy olyan gép keresése, mely megfelelő lehet az ilyen ültetvények betakarítására. Az első ilyen betakarító gépet Diemelstadtban (Németország, Hessen) gyártották le, K. Döhrer és társai szabadalma alapján. A gépük működésének lényege a fűrésztárcsa által kivágott fát a bevezető csatornába szorítja, és az élezett csigalevelek a folyamatosan a fatörzsbe mélyedve lehúzzák, és egyben felaprítják a menetemelkedés és a csiga bekezdések száma által meghatározott méretre. Az aprítékot a fűrésztárcsára szerelt lapátok a kifúvó csatornán és a kifúvó tornyon át a gépet követő szállító járműbe továbbítják. A Diemelstadtban készült gépet az FVMMI GM Kht., Gödöllő a hazai próbák végrehajtása érdekében a tatai kiséleti telepre szállította, ahol részvételünk mellett funkcióvizsgálatnak vetettük alá a gépet, amely vizsgálaton K Döhrer úr is részt vett. 1. ábra TSÚP BLT MGI Nyitra, 2005. május 3-4.
PÜSKI J. 109 A vizsgálatok bizonyították az elv működő képességét. Azonban olyan problémákat is tapasztaltunk, melyek igazolták, hogy ezzel a géppel nem lehet jó minőségű aprítékot gyártani. Az Optigép Kft. elkészítette a Döhrer gép módosítását az OG-FA típusú gépet. Az OG-FA típusú függesztett aprítékészítő gép felépítése és működése 2. ábra Az aprítógép a traktor hátsó, vagy elejére szerelt járompont függesztő hidraulikus karokra szerelhető. Munka közben nem terheli teljes súlyával a traktort, mert elejére szerelt talajkövetést is végző kerekek átveszik a súly egy részét. Ezeknek a kerekeknek a magassága állítható, ezzel állítható a két fűrésztárcsa magassága, vagyis a tarlómagasság. A gép hajtása a traktor TLT-jéről 1000 1/p-en történik, a behúzó láncok, és a támasztó csigákat hidraulikus motorok hajtják melyek fordulatszáma állítható. A forgó fűrésztárcsák elvágják a fákat, melyek állva maradnak a fönt elhelyezett támasztócsigák miatt. Az álló fákat a fűrésztárcsák, és a bal oldali tárcsa fölött elhelyezett füleslánc és továbbító bütykök tolják az állókéshez. A baloldali fűrésztárcsán a fogókések fölött vannak szerelve a kiröpülő csigaszegmensek. Ezek a centrifugális erőhatására az ágaknak feszülnek, a csigák élei belekapaszkodnak a fák törzsébe és a forgó késre, erőteljesen lefelé tolják azokat. A fűrésztárcsára szerelt kések felaprítják a fát, és az aprítékot a kifúvó csonkon, a párhuzamosan haladó pótkocsiba dobják. Nyitra, 2005. május 3-4. TSÚP BLT MGI
110 PÜSKI J. 3.ábra A gép munka közben 4. ábra TSÚP BLT MGI Nyitra, 2005. május 3-4.
PÜSKI J. 111 Teljesítményjellemzők A különböző fajtájú és évjáratú energiaültetvényben mért teljesítményadatokat az 1.sz táblázatban foglaltuk össze. 1.sz táblázat Sorszám 1 2 3 Betakarított ültetvény megnevezése 2 éves nyár állomány 3 éves nyár állomány 3 éves akác állomány Munkasebesség Betakarítási teljesítmény Mért jellemző Területteljesítmény az alapidőre Területteljesítmény az összes munkaidőre (km/h) (t/h) (ha/h) (ha/h) 2,05 15,2 0,246 0,147 1,60 17,2 0,192 0,115 1,50 16,1 0,180 0,108 FVMMI GM Kht. adatai Munkaminőségi jellemzők A teljesítményadatok meghatározása során mintát vettünk a készített aprítékból és a felaprított anyagot méretosztályba soroltuk. A vizsgálatok eredményeit a 2. táblázatban foglaltuk össze. 2. táblázat A különböző energiaültetvényekből készített apríték méret szerinti tömegeloszlása százalékban kifejezve Tömegarány (%) Sorszám Betakarított ültetvény megnevezése Méretosztály (mm) 0-25 25-50 50-75 75-100 100-125 125-150 150 < 1 2 éves nyár állomány 17,9 20,1 22,5 11,6 12,4 10,6 4,9 2 2 éves nyár állomány 18,1 19,9 23,6 10,4 13,4 11,6 3,0 3 3 éves akác állomány 19,2 20,1 22,0 11,6 14,1 9,6 3,4 FVMMI GM Kht. adatai Vizsgáltuk a gép után visszamaradt rönkök magasságát, mely az újrasarjadás szempontjából fontos: a rönkök magassága 120-180 mm között változott. Nyitra, 2005. május 3-4. TSÚP BLT MGI
112 PÜSKI J. Az apríték 5.ábra 6.ábra Dr. Marosvölgyi Béla mérése TSÚP BLT MGI Nyitra, 2005. május 3-4.
PÜSKI J. 113 Energetikai jellemzők A vizsgálat során meghatároztuk a NEW HOLLAND TM 160 traktor függesztő berendezésére szerelt és hátramenetben üzemeltetett két forgórészes gép energetikai jellemzőit, melyet a 3. táblázat szemléltet. 3. táblázat A két forgórészes gép különböző ültetvények betakarításában mért energetikai jellemzői Fajlagos Motor Sor- Művelési Hajtóanyag- Betakarított ültetvény hajtóanyag- teljesítmény Szám idő felhasználás megnevezése felhasználás igény (sec) (kg/h) (l/h) (kg/t) kw LE 1 2 éves nyár állomány 181,5 16,30 18,37 1,055 92,8 126,2 2 3 éves nyár állomány 170,8 16,65 18,77 0,913 95,4 129,7 3 3 éves akác állomány 255,3 16,85 18,99 0,955 73,4 133,08 FVMMI GM Kht. adatai Az aprítógép működtetéséhez 100kW nál nagyobb motorteljesítményű traktor szükséges. Munkasebesség 1,5-2,5 km/h közötti. Aprítékteljesítményt 15-25 t/h-ra növeltük. Az apríték mérete. 50-80 mm közötti 80%-ban. 7. ábra Energia ültetvény egy éves sarjadás után. A kísérletekkel szerzett tapasztalatokat felhasználva módosításokat hajtottunk végre, melynek eredményeként nőtt a területteljesítmény 0,5 ha/óra. Javult az üzembiztonság. Az OG-FA típusú aprítógéppel betakarítható az ikersoros energia ültetvény is. Jelenleg dolgozunk egy vontatott gép gyártásán, melynek a hajtása hidraulikus lesz. Ezt a gépet ez év őszén állítjuk munkába. Tervezés alatt van az önjáró változat, mely az aprítékot egy puffer tartályba gyűjti. Ennél nem lesz szükség a vágógép mellet haladó szállító járműre, és rosszabb talajviszonyok mellett is tud dolgozni. Nyitra, 2005. május 3-4. TSÚP BLT MGI
PETIS M. 121 ÜZEMSZERŰ BIOGÁZ-TERMELÉS BIOMASSZÁBÓL Dr. PETIS Mihály BÁTORTRADE Kft., Nyírbátor A nyírbátori Regionális Biogáz-termelő Üzemet a BÁTORTRADE Kft. építette és üzemeli. A Bátortrade Kft. egy olyan helyi vállalatcsoport tagja, mely termelési struktúrájában jelentős szerepe van a komplex mezőgazdasági termelési és feldolgozási tevékenységnek, így jelentős mennyiségű biomassza képződik. 1. ábra Biogáz üzem látképe és elrendezési rajza Biogáz üzemünkben 2 db 400 m 3 -es keverő beadagoló tartály, 6 db 1200 m 3 -es mezofil, 6 db 1500 m 3 -es termofil fermentor, 4 db 2000 m 3 -es utótároló tartály, 2 db 1500 m 3 -es biogáz-tartály és 4 db, összesen 2500 kwh kapacitású gázmotor került beépítésre. A biogáz üzemben naponta 300 m 3 6-8% szárazanyag tartalmú csirketrágya, szarvasmarha hígtrágya, egyéb mezőgazdasági hulladék, vágóhídi hulladék és szennyvíz biomassza kerül felhasználásra. Működését tekintve két fajta jól megkülönböztethető biogáz üzemtípus terjedt el a gyakorlatban. a.) A toronyfermentoros rendszerű, általában 1-2 nagy térfogatú, magas fermentorból álló üzemtípus, főleg szennyvíztelepi iszap és hasonló homogén összetételű anyagok fermentálására alkalmas.
122 PETIS M. b.) A vegyes összetételű hulladékokra az alacsonyabb, nagy felületű, egymást követő mezofil és termofil fermentálási ciklusból álló üzemtípus a megfelelőbb. 2. ábra Biogáz üzem folyamatábrája Mivel a vegyes összetételű hulladékok lebomlási ideje különböző, a teljes körű kierjedéshez 25 nap 38 C-os mezofil és 25 nap 57 C-on történő termofil erjedési feltétel és idő áll rendelkezésre. A tökéletes erjedés időigényét a feldolgozásra kerülő alapanyagok egyedi lebomlási ideje határozza meg. A magasabb cellulóz tartalmú anyagok hosszabb, a zöld anyagok rövidebb idő alatt bomlanak le. Az, hogy milyen hulladékot és egyéb anyagot használunk fel gazdaságossági kérdés. A nyírbátori Biogáz Üzem egyenlőre kizárólag hulladékokat használ fel biogáz termelésre, melynek az összetétele és energia tartalma változó. A változó energiatartalom miatt alacsonyabb a termelt gáz mennyisége és változó a minősége, mint amilyen a gáztermelés lehetőségünk. A nyírbátori Biogáz Üzemben az összes biomassza 30-40%-a olyan hulladék, melyért megsemmisítési díjat fizetnek. A hulladék megsemmisítés árbevétele meghaladja a biogázból származó árbevételt. A magyarországi alacsony átvételi energia árak (18,30 Ft/kWh) szükségessé teszik az energia árbevételen kívül az egyéb árbevétel maximális lehetőségének a kihasználását. A fermentációt négy jól megkülönböztethető baktériumfajta végzi, melyek egymás anyagcsere végtermékét bontják le. A fermentáció hatékonysága attól függ, hogy mennyire tudjuk kiszolgálni a baktériumok igényét. A jó baktériumfermentáló tevékenységhez oxigén és fénymentes környezet, semleges kémhatás, állandó hőmérséklet és minél nagyobb felület szükséges. A fizikai feltételek mellett nagyon lényeges, hogy a szerves biomassza mindig ugyanabban az időben, ugyanolyan mennyiségben és ugyanolyan összetételben kerüljön beadagolásra. TSÚP BLT MGI Nyitra, 2005. május 3-4.
PETIS M. 123 A fenti feltételek biztosítása megfelelő nagyságú alapanyag tároló kapacitás kiépítését, az állati eredetű hulladékok elő feldolgozását és homogenizálását igényli. 3. ábra Fermentorok működési rendszere A nyírbátori Biogáz Üzem alapanyag ellátásához 6000 m 2 falközi silótárolót, egy 100 t/nap kapacitású állati hulladék-feldolgozó üzemet, egy 50.000 t/év kapacitású komposztáló üzemet és egy baktérium szaporító üzemet építettünk. A napi 300 m 3 keletkező hígtrágyához az üzem körül 1000 ha öntözőberendezéssel ellátott szántóföld áll rendelkezésre. A tilalom alatt, a vegetációs és téli időszakok átmeneti hígtrágya tárolásához 2 db 10.000 m 3 -es hígtrágya tároló áll rendelkezésre. A kapcsolódó üzemek, szántóterületek és tárolók lehetővé teszik a biogáz üzem jövőbeni intenzív gáztermelését. Az energiaárak megemelése és a hulladék megsemmisítési bevétel csökkenése esetén a nyírbátori Biogáz Üzem átállítható intenzív biogáz termelésre, mellyel a jelenlegi biogáz mennyisége többszörözető.
FENYVESI L., HAJDÚ J. 133 A BIOMASSZA HASZNOSÍTÁSÁNAK GAZDASÁGOSSÁGI ÖSSZEFÜGGÉSEI MAGYARORSZÁGON Dr. FENYVESI László, Dr. HAJDÚ József FVM Mezőgazdasági Gépesítési Intézet (MGI) Gödöllő Magyarország éves energiafelhasználása 2000-ig folyamatosan csökkent, majd ismét növekedésnek indult. 2003-ban 1213 PJ energiát használt fel az ország. 2003-ban az energiaimport meghaladta a 780 PJ-t, amely az összes energiának 64,3%-át tette ki. Ez azt mutatja, hogy az ország egyre inkább az import energiától válik függővé. A felhasznált energiahordozók közül a földgáz részaránya a legmagasabb 42,2%, azt követik a kőolaj származékok 29,9%-kal, a szén 13,0%-ot képvisel az energiahordozók között, a megújuló energiahordozók részaránya pedig 3,0% körül alakul. Az energiafogyasztásban a legnagyobb részarányt a lakossági fogyasztás képvisel 38,3%-kal, amely hosszabb távon stabilnak tekinthető. A másik legnagyobb fogyasztó az ipari szektor, amely 34,9%-os részesedéssel rendelkezik és folyamatosan csökkenő arányú. A kommunális ágazatok fogyasztása növekvő, a részesedésük 18,9%-ot ért el 2003-ban. Kis energia-felhasználónak számít a nemzetgazdaságon belül a magyar mezőgazdaság, a maga 3,4-4,0%-os részesedésével, amely az elmúlt tíz évben lényegesen nem változott. A mezőgazdaság által felhasznált energiahordozók közül a traktorok és magajáró gépek dízel motorhajtóanyaga adja a legnagyobb részt 43%-ot, ugyanakkor a mezőgazdaság is jelentős mennyiségben, 29%-ban használ földgázt és 13%-ban pedig villamos energiával fedezi az energiaszükségletét. A biomasszából nyert megújuló energiák részaránya a mezőgazdaság energiafogyasztásából alig haladja meg az 1%-ot. A felmérések azt mutatják, hogy Magyarország jelentős biomassza potenciállal rendelkezik. Az összes biomassza tömege az országban 350-360 millió tonnát tesz ki, amelyből évente 105-110 millió tonna (mintegy 30%) újratermelődik. Az évente képződő biomassza energiatartalma eléri az 1185 PJ, amely 5%-kal nagyobb, mint az ország éves energiafelhasználása (1124 PJ). Az országos biomassza potenciálra jellemző, hogy a növények által évente felépített szén mennyisége négyszerese az évente energetikai célra kitermelt fosszilis szénnek 30,4 millió tonna. A legnagyobb biomassza termelő a mezőgazdaság, amely 58 millió tonna szerves anyagot állít elő évente, melynek 53%-a főtermékben jelenik meg (30,5 millió tonna) és 47%-át teszik ki a melléktermékek. Az energetikai célra hasznosított biomassza csupán 1,8 millió tonna, az összes mennyiségnek csak 0,3%-a. A mezőgazdaság által megtermelt biomassza egy részéből nyerhető megújuló energiák rövidtávon fedezhetnék az ország energiaszükségletének a 10%-át. A legnagyobb megújuló energia potenciált a mezőgazdaságban a szántóföldi növények eltüzelhető szalmái, a mezőgazdasági területen létesíthető fás energiaültetvények, valamint a gabonafélékből elsősorban kukoricából előállítható bioetanol képezi. Kisebb volumenű megújuló energia állítható elő a repceolaj feldolgozása során nyerhető biodízellel és az állattartás melléktermékeiből nyerhető biogázból. A mezőgazdasági eredetű biomasszák energiává történő átalakításának és hasznosításának akadályai között a legnagyobb súllyal a beruházások finanszírozása, a gazdaságossági kérdések, szabályozási kérdések, megfelelő integrációk és logisztikák hiánya szerepelnek.
134 FENYVESI L., HAJDÚ J. A biomassza energetikai célú termelését és hasznosítását döntően két tényező befolyásolja: 1. A hagyományos energiahordozók ára és költségének alakulása 2. A bioenergia-hordozók előállításának a költségei. A hagyományos energiahordozók ára és költségei nagymértékben függenek a világpiaci ármozgásoktól, a kereslet és a kínálat alakulásától, illetve még ennél is nagyobb mértékben függenek a termelési költségekre rárakódó adóktól, amelyek állami befolyásolás alatt állnak. A hagyományos motorhajtóanyagok esetében az adóterhek magasabbak, mint az előállítási és forgalmazási költségek. A bioenergia előállítás költségeit pedig a nyersanyagtermelés költségei, a mezőgazdasági termelésen belüli preferenciák, a biomassza transzformációs költségek és a bioenergiahordozók állami preferálása befolyásolja leginkább. A megújuló motorhajtóanyagok előállítási költségei általában, mint a hagyományosaké, az adóterhektől mentesítve azonban versenyképesé tehetők, ehhez állami lemondás szükséges. A két fő befolyásoló tényező mellett a biomassza energetikai célú hasznosítására hat a természeti környezet állapotának változása, valamint a társadalom érzékenysége a kedvezőtlen környezeti hatásokkal szemben. A két, alternatív motorhajtóanyagként is alkalmazható megújuló folyékony energiahordozó a biodízel és a bioetanol jövedéki adómentesen képes árban versenyezni a hagyományos motorüzemanyagok a gázolaj és a benzin kiskereskedelmi áraival. Bekeverés esetén pedig az állami adóbevételek kiesése is kisebb mértékű. Mindkét alternatív, környezetbarát motorhajtóanyag költségeinél az alapanyagok repce, kukorica költségei a meghatározóak (57-68%-ban). Amennyiben az alapanyagtermelés költségei kedvező szinten tarthatók a megújuló motorhajtóanyagok piaci árai is versenyképesek lesznek. A biodízel esetében az olajkinyerés és az észterezés költségei jelentősek még (43%), míg a bioetanol esetében a technológiai költségek mellett az energiaköltségek is számottevőek (11%). A biomasszából termelt hő költségei is nagymértékben függnek az alapanyagok előállítási költségétől, azokhoz kapcsolódó logisztikai költségektől, valamint a tüzelő berendezések konstrukciójától, méretétől, a tüzelés hatásfokától és nem utolsó sorban a berendezés kiszolgálási és üzemeltetési költségeitől. A megújuló tüzelőanyagokból termelt hő előállítási költségei a tüzelőberendezések növekvő méretének függvényében csökkenést mutatnak. A legkedvezőbb költségek mellett, a megújuló energiahordozók közül, az erdei faaprítékból állítható elő hőenergia. A faaprítékból nyert hőenergia ára versenyképes a gázzal is. A szalmabálák tüzelésével előállított hőenergia pedig a nagyméretű 1-6 MW teljesítményű kazánok esetében gazdaságosabb a földgáz-tüzelésnél. A hőtermelés belső költségszerkezetét vizsgálva az állapítható meg, hogy a megújuló energiahordozóknál, a tüzelőberendezés üzemeltetésének és fenntartásának költségei lényegesen magasabbak, mint a hagyományos tüzelőanyagokkal üzemelő tüzelőberendezéseknél, míg az utóbbiaknál a tüzelőanyagok árai adják a hőelőállítás költségének túlnyomó (85-95%) részét. Összefoglalva megállapítható, hogy mezőgazdasági eredetű biomassza hasznosításával versenyképes árakon állítható elő motorhajtóanyag adalékként Magyarországon bioetanol és biodízel, valamint hőenergia előállításához fás energiaültetvény apríték és eltüzelésre alkalmas bálázott gabonaszalma. Ezekkel a megújuló energiahordozókkal a magyar mezőgazdaság rövidtávon az ország energiaszükségletének 10%-át lenne képes fedezni. TSÚP BLT MGI Nyitra, 2005. május 3-4.
Peta Joule Der Verlauf des Energieverbrauches in Ungarn (1990-2003) Az energiafelhasználás alakulása Magyarországon (1990-2003) 1400 Import 1244 PJ Einheimisch-Hazai 1213 PJ 1200 1067 PJ 1036 PJ 1000 51,5 % 800 48,1 % 64,3 % 55,7 % 600 400 48,5 % 200 51,9 % 44,3 % 35,7 % Kommunale u. sonstige- Kommunális és egyéb 19% Industrie-Ipar 35% Land insgesamt 1213 PJ Országos összesen: 1213 PJ Transport, Fernmeldewesen- Szállítás, hírközlés 4% Einwohner- Lakoss ág 39% Landwirtschaft Mezőgazdaság 3% Der Energieverbrauch der ungarischen Landwirtschaft im Jahre 2003 A mezőgazdaság energiafelhasználása 2003-ban Ele ktroe. - Villamos 13% Sonstiges- Egyéb 8% Kohle-Szén 4% Di ese löl - Diesel olaj 42% 0 Jahre-évek 1990 1995 2000 2003 Landwirtschaft 42 PJ Mezőgazdaság 42 PJ Erdgas- Földgáz 29% Benzi n 4% % 100% 90% 80% 70% 60% 50% 40% 30% 20% 10% 0% Die Beteiligung der Verbraucher vom Energieverbrauch A fogyasztók részesedése az energiafelhasználáson belül (1990-2003) Jahre-évek 35,8% Industrie-Ipar Kommunal-Kommunális Landw.-Mezőgazdaság 6,8% 3,8% 4,0% 3,4% 5,0% 4,7% 4,8% 4,4% 11,9% 17,5% 18,5% 18,9% 37,6% 36,8% 38,3% 40,5% 36,4% 36,0% 34,9% 1990 1995 2000 2003 Einwohner-Lakosság Transport, Fernmeldewesen-Szállítás, hirközlés Biomasse-Potential Ungarn A magyarországi biomassza potenciál (2000-2003 évek átlaga) Bomasse insgesamt 1 Összes biomassza tömege Hiervon jährlich nachwachsend 2 Ebből évente megújul Energiegehalt der jährlich entstehenden Biomasse 3 Évente képződő biomassza energiatartalma Energieverbrauch des Landes 4 Az ország energiafelhasználása Die Menge der von den Pflanzen aufgebauten Kohle 5 A növények által telepített szén mennyisége Biomassenproduktion der Landwirtschaft insgesamt 6 Mezőgazdaság összes biomassza termelése évente -hiervon Hauptprodukte - ebből főtermék -hiervon Nebenprodukte - ebből melléktermék Energetisch genutzte Biomasse landwirtschaftlicher Herkunft derzeitig Energetikai célra hasznosított mezőgazdasági eredetű 7 biomassza jelenleg 350-360 mill t 105-110 mill t 1185 PJ 1124 PJ 30,4 mill t 58,0 mill t 30,5 mill t 27,5 mill t 1,8 mill t 100% 30% 105% 100% Das Vierfache der Produktion der Kohlebergwerke négyszerese az évente kitermel fosszilis szénnek 100% 52,6% 47,4% 0,3%
Die Menge der von der ungarischen Landwirtschaft jährlich real produzierbaren Bioenergie A magyar mezőgazdaság által évente reálisan megtermelhető bioenergiák mennyisége Die Kostenstruktur der Herstellung von Biodiesel (RME) in Ungarn auf dem Preisniveau des Jahres 2003 Biodízel (RME) előállítás költségszerkezete Magyarországon 2003 évi árszinten Lfd. Nr.- Ssz 1 2 3 4 5 Landw. Biomasse, als Rohstoff Mezőgazdasági biomassza, mint nyersanyag Art-Féleség Körnermais-Kukorica Raps-Repce Gülle + organische Abfälle Trágya + szerves hulladék Stroh, Halmreste Szalmák szármaradványok Energieholz Energetikai ültetvényfa Fläche Terület 520 Eha 150 Eha 300 Eha 1400 Eha 200 Eha Menge- Mennyiség 3000 Et 250 Et 6000 Et 4000 Et 2500 Et Art-Féleség Bioethanol- Bioetanol Biodiesel/RME- Biodízel/RME Biogas-Biogáz Brennstoff - Szalma alapú tüzelőanyag Brennstoff Fa alapú tüzelőanyag Bioenergie Bioenergiák Energie- inhalt- Energiatartalom Menge- Mennyiség 1000 Et 100 Et 240.000 Em3 4000 Et 2500 Et 27 PJ 3,8 PJ 5,5 PJ 48 PJ 38 PJ 100% 80% 60% 40% 20% 0% Kosten der Ölgewinnung- Olajkinyerés költsége; 23,80% 174,4 HUF/kg 159,5 HUF/dm3 Veresterung- Észterezés; 19% Nettopreis Rapssamen- Repceanyag nettó ára; 57,20% Biodiesel-Biodízel 129,2 HUF/dm3 141,5 HUF/kg Nettokosten Rapsöl Repceolaj nettó költsége Zusammenhänge der energetischen Nutzung landwirtschaftlicher Biomasse A mezőgazdasági eredetű biomassza energetikai hasznosításának összefüggései Abgaben, die den Preis traditioneller Energieträger beeinflussen (Steuer) A hagyományos energiahordozók árát befolyásoló járulékos költségek Kostenverlauf herkömmlicher Energieträger A hagyományos energiahordozók költségeinek alakulása Veränderung der Weltmarktpreise traditioneller Energieträger A hagyományos energiahordozók világpiaci árának változása Beeinflussung der natürlichen Umgebung A természeti környezet állapotának változása Energetische Nutzung von Biomasse Biomassza energetikai célú hasznosítása Gesellschaftliche Sensibilität und Bewertung A társadalom érzékenysége, értékítélete Kosten der Herstellung der Rohstoffe A nyersanyag előállításának költsége Beeinflussung der landwirtschaftlichen Produktion A mezőgazdasági termelés befolyásolása Kostenverlauf der Energieerzeugung aus Biomasse A bioenergia-termelés költségeinek alakulása Kosten der Energietransform ation bei Biomasse A biomassza energiatranszformációs költsége Staatliche Preferenzen, Förderungen Állami preferenciák ösztönzők Vergleich der Kostenstruktur von Biodiesel (RME) und traditionellem Diesel- Kraftstoff Lfd. Nr. Sorsz. 1. 2. 3. 4. 5. 6. Biodízel (RME) és a hagyományos dízel motorhajtóanyag árszerkezetének összehasonlítása Kostenart - Költségnem Herstellung und Vertrieb - Előállítási és forgalm. költség Steuer - Jövedéki adó MWST - ÁFA Insgesamt - ÖSSZESEN Ohne Steuer Jövedéki adó nélkül Ohne MWST - ÁFA nélkül Diesel Kraftstoff - Dízelolaj Kosten - Költség 103,0 HUF/lit 85,0 HUF/lit 47,0 HUF/lit 235,0 HUF/lit 279,7 HUF/kg 6661,4 HUF/GJ 150,0 HUF/lit 4252,0 HUF/GJ 188,0 HUF/lit % 43,8 % 36,2 % 20,0 % 100,0 % 63,8 % 80,0 % Biodiesel (RME) Biodízel (RME) Kosten - Költség 159,5 HUF/lit - 39,9 HUF/lit 199,4 HUF/lit 218,4 HUF/kg 5999,0 HUF/GJ 199,4 HUF/lit 5999,0 HUF/GJ 159,5 HUF/lit % 80,0 % - 20,0 % 100,0 % 100,0 % 80,0 %