Légköri erőforrások elmélet

1. Légköri erőforrásokelmélet A biomassza típusai, és termelése hazánkban

2. BIOMASSZA • A biomassza valamely élettérben egy adott pillanatban jelen lévő szerves anyagok és élőlények összessége. • A biomassza a bolygónk teljes, a szárazföldön és a vizekben élő és a közelmúltban elpusztult biológiai eredetű szervesanyag-tömegét jelenti beleértve a biotechnológiai ipar termékeit, a biológiai átalakítók összes biológiai eredetű termékét, hulladékát és melléktermékét is. • a biomassza transzformált/konzervált napenergia

4. A biomassza csoportosítási lehetőségei (1): Keletkezési szintje szerint: • elsődleges (mező- és erdőgazdasági hulladék, energianövény-termékek) • másodlagos (állattenyésztés melléktermékei) • harmadlagos (élelmiszeripar melléktermékei, emberi hulladék) Eredete szerint: • céltermék • hulladékok, melléktermékek (mg.-i, erdei, egyéb) A biomassza potenciál jellege szerint: • elméletileg hasznosítható potenciál • technikailag hasznosítható potenciál • szociológiai-gazdasági potenciál Felhasználás szerint: • élelmezési célra • ipari célra (textilipar, gyógyszeripar, stb.) • energetikai célra

5. A biomassza csoportosítási lehetőségei (2): Végtermék szerint: • szilárd: biobrikett, tűzipellet, tüzelőanyag (tűzifa) • folyékony: alkohol, biodízel • gáz: biogáz, depóniagáz, fagáz Alkalmazás szerint: • hőtermelés (fűtés, szárítás, melegvíz-készítés) • villamos energia előállítása • motorhajtó-anyagok Tárolhatósága szerint: • jól tárolható (tűzifa, biobrikett, biodízel, alkohol) • közepesen tárolható (szárított biomasszák, bálázott szalma) • nehezen tárolható (biogáz, nedves biomassza, állati trágyák)

6. Az energetikai célokat szolgáló szilárd biomassza • Hagyományos forrása: Termesztésből: – a növénytermesztés melléktermékei – a gyömülcs/szőlő termesztés melléktermékei – az erdőgazdaság melléktermékei Feldolgozásból: – fafeldolgozási hulladékok – termésfeldolgozásból származó hulladékok • Hagyományos erdők (az erdészetek ipari célokra szánt faanyaga) • Energetikai célú ültetvények: – lágyszárú energianövények – fásszárú energianövények • Energiaerdők

7. Mezőgazdasági melléktermékek • kukoricaszár: • évente 8-10 millió tonna keletkezik, aminek hozzávetőleg a fele hasznosítható energia előállításra • ez 50-60 PJ/év energiát jelent • hátránya a magas nedvességtartalom (!!!) • gabonaszalma: • évente 4-4,5 millió tonna jön létre, amiből az állattartás és a feldolgozóipar 1,6-1,7 millió tonnát használ fel • 2,4-2,8 millió tonna energetikai célú felhasználására van lehetőség, ami 28-34 PJ energia előállítását tenné lehetővé • megfelelő tüzelőberendezések (!!!) • napraforgószár, repceszalma • évente 400-500 ezer tonna keletkezik • amiből 5-6 PJ hőenergiát lehetne előállítani • megfelelő tüzelő berendezések (!!!)

8. A szőlőinkben és gyümölcsöseinkben évente 350-400 ezer tonna fás szárú venyige és nyesedék keletkezik. • A bálázott szőlővenyige és a nyesedékből készített faapríték kisteljesítményű kazánokban történő égetése útján 5-6 PJ hőenergia előállítható. • Példa:Jellemző gyümölcsfa fajták nyesedéke Debrecen agglomerációjában (tonna)(érték MFt) Alma 4324,110 55,9 Körte 204,516 2,6 Meggy 700,872 9,1 Szilva 490,467 6,3 Őszibarack 221,520 2,8 Összesen 5941,485 76,9

9. Hagyományos erdők • hagyományos funkciók • energetikai fontossága • Hazai élőfakészlet 330 millió m3 → max. 9 millió m3 kitermelhető → tényleges 7 millió m3 energetikai célra felhasználható: • Vágástéri apadék: 1,4 millió m3 • Faipari melléktermékek: 0,5 millió m3 • Kitermelési tartalék0,5 millió m3 • Tűzifa:1,8 0,5 millió m3 • Összesen3,8 0,5 millió m3 • lakossági és a mg. vállalkozások igényei 2,5–2,7 millió m3 • erőművek jelenlegi energiafa-igénye 35–40 PJ/év→2010-re 50–60 PJ → hagyományos erdőkből nem fedezhető

10. Energetikai (célú) ültetvények –Energianövények • cirokfélék • 80-120 t/ha zöld- és 20-30 t/ha szárazanyag-termésükkel a legnagyobb hozamú szántóföldi növények közé tartoznak Mo.-n. • Mo.-on szinte minden talajon sikeresen termeszthetők • szárazanyagra vetített energiatartalmuk 16,377 MJ/kg, ami megfelel a hazai barnakőszenek fűtőértékének (Feczák 2006) • energianád (kínai nád) • nagy hozamú, évelő növény 250-350 GJ/ha • évente egy betakarítás, ami leszáradt állapotban is lehetséges • Hátránya: a viszonylag magas telepítési költség. A növény vízzel jól ellátott, meleg termőhelyeken hoz megfelelő termést, tehát déli tájolású árokpartokon telepíthető leginkább. • energia kender • az energianádhoz hasonló tulajdonságokkal rendelkezik az energetikai felhasználás tekintetében

11. "Szarvasi-1, stb." energiafű (szudáni fű, zöld pántlikafű): • nagy hozamú • a talaj minőségére nem érzékeny • szárazság, só és fagytűrése kiváló • jól tolerálja az évi 200-2100 milliméter vízellátottságot • az 5-19 Celsius fokos évi átlaghőmérsékletet • az 5-9 pH kémhatású talajokat • hosszú élettartalmú • egy helyben 10-15 évig is termeszthető • fűtőértéke 14-17 (MJ/kg) szárazanyag • telepítési költsége 20-25%-a az energetikai faültetvényeknek

12. hozama 8-10 t/ha, (több éven át) • energia tartalma 120-160 GJ/ha • Előnye: • a búzaszalmánál egyenletesebb hőleadással ég bálázott állapotban. • gépesített betakarítása, bálázása, pelletálása megoldott • a pellet kedvezőbben égethető kisteljesítményű kazánokban, mint a faapríték a hőerőművekben • Probléma: • a fű magas szilícium tartalma miatt a hamu már mintegy 6-700 °C-on megolvad, • a hagyományos kazánokat rövid idő alatt használhatatlanná teheti, DE speciálisan kialakított tűzterű kazánokban tüzelhető • (az energiafű termelése akár 50-60 ezer hektáron is megindulhat, ami 5-600 ezer tonna biomasszát és 6-7 PJ energiát jelent.

13. A Szarvasi-1 energiafű és különböző energiahordozók fűtőértéke és egységnyi energia költsége

14. Energetikai (célú) ültetvények – energiaerdők – energetikai faültetvények ENERGIAERDŐK: • átmenet a hagyományos erdők és az ültetvények között Keletkezhetnek: – a hagyományos erdők átminősítésével – a védelmi célokat szolgáló erdők karbantartásakor, vagy végvágásakor kikerülő faanyag – a 30 éves erdősítési programból származó, főleg földhasznosítási céllal létrejött erdők hasznosításával – energiafa-termesztés céljára történő telepítéssel

15. Az energiaerdők erdőgazdálkodási művelési ágba tartozó, de speciálisan energiatermelési céllal létesített és üzemeltetett erdők, ahol csak energiafa (tűzifa, faapríték) termelése folyik. • Az energiaerdő vágásfordulójának időtartama lehet mini (1 - 4 év), midi (5 - 10 év), rövid (10 - 15 év), közepes (15 - 20 év) és hosszú (20 - 25 év). • Használható fafajok a gyertyán, juhar, hárs, fűz, éger, nyír és az akác. • Különbségek az energiaerdő és az energetikai faültetvény között. • Az energetikai faültetvények mezőgazdasági ültetvénygazdálkodási művelési ágba tartozó, energiafa termelésre létrehozott faültetvények.

16. (ENERGETIKAI) FAÜLTETVÉNYEK: • az energetikai faültetvényeket gyorsan növő (nyár, fűz) fafajokkal 10-15 ezer tő/ha tőszámmal ültetik • az energetikai faültetvények járvaaprítós gépekkel történik a betakarítás • Előnyük: olyan területeken is létrehozhatók, ahol a szántóföldi növénytermelés biztonsága túl kicsi. • Nyugat-Európában elfogadott, hogy olyan termőhelyeken célszerű energetikai faültetvényeket telepíteni, ahol nem érhető el a 4 t/ha gabona hozam (Marosvölgyi 2004). • Magyarországon: • a mély termőrétegű talajokon nemesnyár klónokkal 13-35 t/ha, • a legnedvesebb termőhelyeken fűzzel 35 t/ha • a szárazabb termőhelyeken az akáccal 5-16 t/ha-os hozamok

17. Az apríték kisteljesítményű kazánok mellett a hőerőművekben is felhasználható. • Az apríték nedvességtartama általában 25-45 % közt, térfogatsúlya 0,2-0,5 t/m3, fűtőértéke 9-11 GJ/t körül alakul (Hanzély 2007). • A dinamikus növekedés eredményeként az energetikai faültetvények kiterjedése a közeljövőben elérheti a 100 ezer hektárt, ahonnan 25-30 PJ energia nyerhető. • Előnyük : hasznosíthatók az egyébként rossz termőhelyi adottságú, erózió, belvíz által veszélyeztetett területek. • a gyors növekedésű hazai fajokat használjunk fel, elkerülendő például a kanadai nyár alkalmazása

18. Magyarország biomassza potenciálja • Szilárd erdészeti biomassza • 2010-ig 1,8x106t erdészeti fa energetikai célra → probléma • Fás szárú energiaültetvények • 2010-re elméletileg elérhető potenciál 1x106t (60 ezer ha energiaültatvény esetén) • Egyéb szilárd biomassza • Lágyszárú energiaültetvények (szarvasi energiafű, kínai nád) • Szántóföldi melléktermékek – szalmagyűjtésből 1,5 millió t/év • Kertészeti hulladék – 1,2x106t (problémás begyűjtés) • Élelmiszeripari hulladék – 30–50 ezer t • Folyékony energiahordozóként használt biomassza • Bioetanol (búza, kukorica) • Biodízel (repce) • Bioolaj (repceolaj, használt sütőolaj)

19. Magyarország biomassza potenciálja • Gázhalmazállapotú energiahordozóként használt biomassza • Nyírbátori biogáz üzem – 1,6 MW vill.energia-termelési kapacitás • Észak-pesti szennyvíztisztító – 1,75 MW-os gázturbinában 7 GWh évi áramtermelés (kivitelezés alatt) • Pálhalmi Biogáz Demonstrációs Projekt – 13,4 GWh évi áramtermelés hígtrágya felhasználással (kivitelezés alatt) • Települési szennyvíztisztítókról kikerülő biomassza • A szóba jöhető tisztítótelepek → 381 MWh/nap → 128 GWh évi villamos energia többlet