A mezőgazdaság szerepe a Megújuló Energiák Nemzeti Cselekvési Tervben

Tudomány - Megújuló energiaforrások

A mezőgazdaság szerepe a Megújuló Energiák Nemzeti Cselekvési Tervben 1Szent

Tóth László1, Beke János1, Hajdú József2 István Egyetem, Gépészmérnöki Kar, Gödöllő; 2OBEKK Zrt., Gödöllő

Magyarországon a primerenergia-felhasználás 1160-1200 PJ-t jelent. A végső energiafelhasználás 30-35%-kal kevesebb. A különbség átalakítási veszteségekből és az energiaátalakítók saját felhasználásából tevődik össze. A végenergia legnagyobb fogyasztója a lakosság, a közlekedés, az ipar, valamint a szolgáltatás. Az Európai Uniós célkitűzésekhez (2020-ra 20% megújuló arány) Magyarország is csatlakozott, és összességében 14,65 %-ra kívánja növelni a megújulóenergiafelhasználást a bruttó energia részarányaként (a kormány 1002/2011.1.14 határozata). A megújuló energiák ezzel 2020-ra bruttó értékben 165-170 PJ-t tesznek ki, amelyet 3 ágazatban, a villamosenergia-ellátásra, a közlekedésre, valamint fűtési és hűtési célokra kívánják felhasználni. Munkánkban a Megújuló Energiák Nemzeti Cselekvési Tervben 2020-ra megfogalmazott irányszámokat tekintettük át a megvalósíthatóság szempontjából. Elsősorban a mezőgazdaságban és erdőgazdaságban keletkező biomasszák felhasználását elemeztük, de kitértünk helyettesíthetőségükre, a fennálló ellentmondásokra és az egyes energiafajták felhasználhatóságának, létesítésének várható kiadásaira. Megújulóenergia-felhasználás 2010-ig Magyarországon a megújuló villamosenergia-előállítás és -felhasználás 2010-ig is számottevő mértékben a biomasszafel­ hasz­nálás révén növekedett. A megújuló vil­ lamos energia 2010-re 2600-2900 GWh/év értéket ért el, ami a hazai nettó villamosenergia-termelés 7,1%-át tette ki. Volumenében 2009-2010-es években a biomasszafelhasználás már stabilizálódott, ezen belül kis mértékben növekedett a biogáz­fel­hasz­ nálás, viszont igen jelentős mértékűre nö-

vekedett a szélenergia-felhasználás, amely 2010-ben 620 GWh/év értéket tett ki. A biomassza jelentősebb felhasználása 2004-ben kezdődött (1. ábra), s a legnagyobb tételt a villamos energia előállítására fordították. Oka, hogy a felhasználói infrastruktúra nem követelt nagy beruházásokat, csupán a hagyományos szenes erőműveket alakította át vegyes tüzelésűre. A technoló­ gia hátránya, hogy a nagyerőművekben a villamos energia előállítása során keletke-

1. ábra   Magyarország által 2010-re vállalt 3,6 % részarányú megújuló villamos energia és a trend alakulása

ző, ún. hulladékhőnek csak igen jelentéktelen hányadát tudják hasznosítani. Ennek eredménye az igen alacsony, 20-30 %-os energiatranszformálási hatásfok. A gyors felfutáshoz hozzájárult, hogy a kormány az ún. KÁT-támogatás keretében támogatta a biomasszából származó villamos energiát, s nem különböztette meg, hogy milyen a felhasználás hatékonysága. A biomassza-villanyra adott KÁTérték közel hasonló besorolású volt, mint az egyéb megújuló energiahordozóknál. Ebben az időben jelentős támogatást kaptak még a kogenerációs (CHP) földgáztüzelésű erőművek is. Így 2010-re már évente 80-90 milliárd Ft áramlott támogatásként a kogenerációs kiserőművekhez, és a megújulós villany előállítóihoz. Ebből 19-20 mil­liárd forintot tett ki a biomasszából elő­állított villamos energiára fordított támogatás és 8-9 milliárd forint fordítódott az egyéb megújulókra (víz, szél, geotermikus, nap és egyéb energiákra). A kormányzat a helyenkénti túlzott er­ dő­irtást látva, valamint az alacsony hatásfokú energiatranszformáció miatt 2011-re megvonta a támogatást a nagy, ko­gen­e­ rációt nem alkalmazó biomassza-tüzelésű és az amortizálódott CHP-gáztüzelésű kiserőművektől. Ezzel a biomassza-erőművekből 2011. évben a (korábban) tervezett 1870 GWh villamosenergia-kibocsátás 1375 GWh-ra mérséklődött. Néhány „elöregedett” erőmű, amely biomasszát használt fel, teljes egészében le is állt. A Nemzeti Cselekvési Terv (NCST) A Kormányhatározat igen ambiciózus tervet irányoz elő a megújuló energiák felhasználására 2020. év végére. Az Nemzeti Cselekvési Terven belül a MENCST szerint 2020-ig a 14,65 %-os megújuló program keretében a tervezett összes ~ 1531 MW a megújulós villamos energia (2. ábra). A kormány az NCST-ben továbbra is a biomasszával, mint meghatározó megú­ju­ ló energiafajtával számol. A szilárd bio­masz­ szánál a hagyományos erdőgazdálkodásból származó tűzifára, a mezőgazdasági mellék­ termékekre, valamint az energiaültetvények­ ből származó aprítékokra épít. Jelentős fej­ lődést jelöl meg a biogázra, a mezőgazdasági hulladékokra, valamint a kommunális szennyvíztisztítók maradék anya­gaira.

2

Mezőgazdasági Technika, 2012. augusztus

Tudomány - Megújuló energiaforrások

Ha ezek alapján a 2020-ra tervezett 5500-5600GWh/év megújulós villamosenergia-termelést el kívánjuk érni, reálisan csak a biomassza (beleértve a biogázt is) és a nap, de leginkább a szélenergia felhasználásának számottevő növelésével valósítható meg (lásd később a 3. táblázatban!). A biomassza A biomasszából előállíthatunk hőenergiát, villamos energiát és más, különféle energiahordozókat (folyékonyak: olaj, alkohol; gáz: biogáz, szintézisgáz; szilárd: ap­rítékok, pelletféleségek stb.). Tudomásul kell venni és nem szabad elhanyagolni, hogy a különféle biomasszák felhasználás célú előállítása jelentős mértékű energiát igényel. (Pl. ahhoz, hogy lágy szárú növényi biomasszából kemény tűzi­ pelletet vagy kukoricából bioetanolt állítsunk elő.) A hatékonyságot gyakran ezt az ún. OUTPUT/INPUT (O/I) aránnyal szem­ léltetik, azaz a felhasználás előtti végtermék kémiailag kötött energiatartalmát hasonlítják a termeléshez felhasznált összes energiahordozó energiatartalmával. Egyes tanulmányok néha igen kedvező arányszámot írnak le, pl. a táblák szélére begyűjtött fás szárú energiaültetvénynél O/I=15-20-as érték adódik. Tudni kell, hogy ez az érték a szállítással (60-80 km-en, akár 2-3 %-ot), aprítással és előkészítéssel jelentősen változik (a technológiák energiaigényétől függően), pl.: O/I = 5-8 % is lehet vagy még kisebbre is csökkenhet. Energetikai értelemben ténylegesen azt kell vizsgálni, hogy mennyi lesz az ún. nettó végenergia hozam, tehát az előbbieken túl még az átalakítási veszteségeket is számításba kell venni. Egy egyszerű eset: a termett biomasszából (a folyamat szempontjából primer megújuló energiának tekintve) csak villamos energiát előállítanak elő. Ekkor a hatékonyság ~30 %, vagyis a biomasszában kötött/elektromos energia aránya az O/I = 10 értékről (10 x 0,3) 3,0ra mérséklődik. Csak hőenergia-előállításnál (fűtésnél) lehet elérni az 70-90 %-os hatásfokot, ami természetesen a szállítással mérséklődik. E számok is jelzik, hogy csak villamosenergia-előállításra biomasszát nem célszerű felhasználni. Sokkal előnyösebb az ún. kapcsolt (CHP, kogenerációs) energiatermelés, amikor a termelt villany mellett az összes hőt is felhasználjuk (3. ábra). Ekkor közel azonos hatékonysági arányt kapunk. Tehát a hasznosítható végenergia szempontjából a teljes folyamatot figyelembe kell venni (biomassza előállítása, előkészítése az átalakításra és az átalakítás hatékonysága). Ennek a biomassza-felhasznáMezőgazdasági Technika, 2012. augusztus

2. ábra   A megújulóból a villamosenergia-termelő kapacitás várható alakulása 2020-ra (Forrás: NEMZETI ENERGIASTRATÉGIA, 2010)

lással elérhető végső CO2-megtakarításra is meghatározó a jelentősége. A magyarországi összes energetikai biomassza-potenciáljára igen sokféle becslés ismeretes. Vannak becslések, amelyek a lehetséges felső határokat határozzák meg, és alapvetően: elsődleges (dendro­ massza, egyéb növényi biomassza) és másodlagos biomasszára osztják fel, és az összes energiatartalmat 200-300 PJ/év-re kalkulálják. A mezőgazdasági eredetű biomasszából előállítható energiát ~100, maximálisan 170 PJ-ra becsülik. Legnagyobb bizonytalanságot a különféle, ún. biológiai melléktermékek lehetséges felhasználhatósága jelenti, hiszen a gabonaszalma, a kukoricaszár, a szőlővenyige stb. betakaríthatósága és tárolása erősen időjárásfüggő. A lágy szárú energianövények és az energetikai faültetvények lehetséges terü-

letének mértékét, a jelentős termelési invesztíció miatt, a piaci viszonyok (eladhatóságuk, viszonyuk a fosszilis energiák árához) határozzák meg. Fontos és nagyobb csoportot képeznek a biogáz-előállításra alkalmas anyagok: a mezőgazdasági fő és melléktermékek (ener­ getikai célú termesztés), állati és egyéb szerves hulladékok. Ezeknél a legnagyobb probléma az alapanyagok folyamatos és megfelelő összetételű biztosítása. Alapa­ nyag­­hiányosan a hatékonyságuk romlik és fennáll a folyamat leállásának a veszélye is. A mezőgazdasági környezetbe a biogáz­ előállítás a leginkább beilleszthető. Ennek ellenére a gazdaságosságát alapvetően: – az olcsó, helyben keletkező melléktermékek költsége, – a villamos energia átadási ára (a zömét lehetőleg a drágább csúcsidőben kell értékesíteni),

3. ábra   A hő, a villamos és a kapcsolt hő–villamos energia előállításának hatásfoka

3

Tudomány - Megújuló energiaforrások

– a keletkező hulladékhő technológiai folyamatokba való felhasználása határozza meg. Az ökológiai fenntarthatóság A mezőgazdasággal és a talajerő­gaz­ dál­kodással foglalkozó szakemberek a gabonaszalma, kukoricaszár energiacélú (főleg tüzeléses) felhasználását okkal kritizálják és állítják, hogy ökológiailag a talaj termőképességének fenntartásához a talaj, mint élő szervezet „táplálásához” ezekre a szerves anyagokra szükség van. Tehát zömét vissza kell „dolgozni” a talajba, hogy „fenn tudják tartani” a talaj eredeti struktúráját, a víztározó képességét és biztosítva legyen számos, a növényi élethez szükséges anyag (szén, ásványi sók, mik­­ roelemek stb.) hozzáférhetősége. Vallják, hogyha a termést folyamatosan csak elvis�szük a területről, akkor a talajt degradáljuk, csökken a termőképessége, s romlik a termelt növények tápanyagértéke is. Ennek ellent mond, hogy a múltban a parasztgazdaságokban évszázadokon keresztül a növények maradványait is lehozták a területről és hasznosították. Az istállótrágyával csak egy részük került vissza, a talajok mégis megőrizték termőképességüket. Egyes melléktermékek, például a szőlővenyige, gyümölcsnyesedékek elvétele ökológiailag nem számottevő, ugyanakkor szükségszerű. Ezek mennyisége energiaipari célból nem jelentős, hiszen nem feldolgozott formában az energiasűrűségük olyan csekély mértékű, hogy 20-25 km-nél nagyobb távolságra a szállításuk már nem is gazdaságos, helyben azonban megfelelő energiaforrást jelenthetnek (borászati, gyümölcskészítmények hőkezelésére stb.). Az „energiatermelés” és területigény Említettük, hogy sokan (és nem ok nél­ kül) az erdeinkben megtermelt fa villamos

erőművi felhasználását és annak állami támogatását is megkérdőjelezik. Megvizsgáltuk, hogy 2004-től 2010-ig tartó években milyen mennyiségű fát, tűzifát használtak el az erőművekben. Az 1. táblázatban kiválasztottuk a 2009 évet, ami már a maximális felhasználás közeli értéket mu­ tatja. Látható, hogy az erőműveinknél hozzávetőlegesen 300 MW teljesítménynél volt meghatározó a fa alapú tüzelőanyag. Ez azt jelentette, hogy mintegy 6400 TJ energiatartalmú tűzifa eltüzelésére került sor. Megvizsgáltuk, hogy 1 MW villamos teljesítmény évi 5000-5500 órás működtetése mellett, pl. 15-17 MJ/kg fűtőértékű fából (légszáraz fa), hány hektár erdőt köt le, ha 1,8 t/ha az évi növekmény (légszáraz). Az eredmény: 1 MW teljesítmény ha­gyo­ mányos erőműnél (amelyeket nagyrészt alkalmazunk) ~1500-2500 hektár erdőterületi igényt jelent (feltételez). A kitermelt fa az éves növekményt jelenti, s ennek hozzávetőlegesen 50 %-a az, amely tüzelésre felhasználható (így a tűzifa, a fűrészárú feldolgozásánál keletkező fűrészpor és egyéb maradványok). Az energiaerdő esetén jóval kisebb területek szükségesek, hiszen jóval nagyobb mennyiségű fa termelhető le 2 vagy 3 éves vágási fordulókkal. A szakirodalom e tekintetben is igen eltérő adatokat tartalmaz. Hektáronként és évenként 2,0-14,0 tonna termésről számolnak be. A becsléseknél a legtöbb félreértés abból fakad, hogy a terméshozamok bemutatásánál nem kerül pontosan meghatározásra, hogy milyen nedvességtartalmú fáról van szó. Hagyományosan a tűzifát legalább 3 éves pihentetés után, „teljesen légszáraz” állapotban használták fel. Erre mai viszonyok között nincs lehetőség. A téli alacsony nedvességtartalmú vágás esetén a következő fűtési idényig történő pihentetéssel a nedvesség-

tartalom legfeljebb 30-35 %-ot ér el, s ilyen esetben a fűtőértéke legfeljebb 12-13 MJ/kg (a számított terület így 20-25 %-kal nagyobb). A szakirodalmi anyagokban szereplő mezőgazdaági melléktermékek mennyiségére vonatkozó értékek átlagával számolva ~6.500.000 tonna lehetne az évente begyűjthető mennyiség. Ha az energiatartalomra a becslést elvégezzük, a 3. táblázat értékekeit kapjuk. 50 %-os transzformációs hatásfok mellett a végenergia mennyisége 42,25 PJ/év, ami a hazai összes végenergia-igény ~5 %-a (az arány a bruttó energiánál ~7,0 %). Ezen nem lebecsülendő számok leírásánál figyelembe kell venni, hogy az említett ökológiai okok és netán a kedvezőtlen időjárás miatt e mennyiségnek csupán ~5060 %-a valósítható meg. Tudni kell, hogy begyűjtésnél és felhasználásra való előkészítésnél ~20 %-nyi fosszilis energiahordozót fel kell használni, tehát reálisan a végenergiában 3,0-3,5 % az elérhető nyereség (23-30 PJ/év). Bioüzemanyagok A világ bioüzemanyag-termelése az elmúlt években tovább nőtt annak ellenére, hogy az alapanyagárak tartósan magasan alakultak a világpiacon. A bioüzemanyagok céljára felhasznált gabonafélék és olajos magvak mennyisége jelenleg nem éri el a világon az évente megtermelt alapanyag volumen 4 %-át sem. Biodízel 2010-ben a világon 21 millió m3 biodízelt állítottak elő, ennek 56 %-át Európában. Európa legtöbb országában átlagosan 5 %-os arányban keverik be a biodízelt a gázolajba. Ezt az arányt 2020-ig meg kell duplázni az összes országban. Az EU-ban az ehhez szükséges gyártókapacitás gya-

1. táblázat   Tűzifát felhasználó erőműveink jellemző adatai Teljesítőképesség Villamos energia Hő Felhasznált energiahordozó Kihasználás Hatásfok MW GWh TJ TJ h/a % bruttó nettó gép termelt kiadott kapcsolt kiadott eladott egyéb mért arány összes 1 Pannongreen 49,90 48,00 1 381,4 335,0 20,2 470 470 7643 4 4613 99,9 % 4618 36,3 % 2 Bakony Bioenergia 30,00 27,00 1 229,4 194,8 0,0 0 0 7647 58 3081 98,2 % 3139 22,3 % 3 Bunge-Martfű 3,60 3,50 1 6,4 6,4 6,4 928 28 1772 1 1061 99,8 % 1063 89,5 % 4 Szentendre 1,36 1,16 1 3,4 3,4 3,4 75 75 2478 0 238 100,0 % 239 36,4 % 5 Ajkai Erőmű* 33,04 24,21 1 83,5 61,2 29,9 904 904 2527 0 2238 32,6 % 2239 50,2 % 6 Borsodi Erőmű* 79,15 62,94 5 158,5 126,0 6,4 896 896 2002 0 3767 57,8 % 3768 35,8 % 7 Oroszlányi Erőmű* 48,45 41,92 1 284,2 245,9 46,4 71 70 5865 0 3430 20,2 % 3430 27,9 % 8 Mátrai Erőmű* 103,30 91,24 5 717,5 633,7 2,2 35 34 6945 0 6825 11,2 % 6825 33,9 % 9 Dorogi Erőmű* 0,29 0,26 2 0,5 0,4 4,4 14 12 1641 0 20 6,3 % 20 76,0 % Szilárd biomassza 348,80 300,00 18 1864,2 1606,3 66,3 3273 2373 5344 62 25253 25,2 % 25315 35,8 % Megjegyzés: *a felhasznált biomassza arányában számított értékek - Biomassza/Összes tüzelőanyag – A régi nagyerőművekből kivált kiserőművek (Pannongreen, Bakony) „teljes” biomassza-felhasználással (fatüzeléssel) működtek (bruttó 80 MW). – Néhány kisebb erőműben (5 MW) is használnak biogén eredetű szilárd tüzelőanyagot. – A nagyerőműveknél (Ajka, Borsod, Oroszlány, Mátra) és a Dorogi Erőműnél az eltüzelt biomassza és az összes felhasznált tüzelőanyag arányában szerepel a névleges bruttó és nettó teljesítőképesség, a villamos energia és a hő. (Borsod és Oroszlány 2011-ben leállt)

4

Mezőgazdasági Technika, 2012. augusztus

Tudomány - Megújuló energiaforrások

korlatilag kiépült (23 millió m3), amely jelenleg 56 %-os kihasználtsággal üzemel. Magyarországon a biodízel csak a hagyományos dízelolajkeverő komponenseként kerül forgalomba, jelenleg 4,7 %-ban, amelyet 2020-ra 8 %-ra kell növelni. Az országban eddig kiépült biodízel gyártó kapacitás 180 ezer tonnájával képes kielégíteni hazai repce feldolgozásával az üzemanyag gyártók és forgalmazók igényeit. A 2020-ra tervezett és vállalt bekeverési kvóta teljesítéséhez 240 ezer m3 biodízelre lesz szüksége az országnak. Ez a mostani termelési szinteken zömében (95 %-ban) hazai repcéből és minimális mennyiségben hazai napraforgó feldolgozásával teljesíthető lesz. Bioetanol A benzinüzemű gépjárművek üzemanyagának keverő komponensként E85-ös üzemanyag formájában és részben önálló üzemanyagként kerül felhasználásra. Az elmúlt évben világszerte üzemanyag céljára 98 millió m3-t állítottak elő belőle. Európában keverőkomponensként felhasznált bioetanolnak 27,9 %-a importból származott. Az európai bioetanol-gyártó kapacitás 7 millió m3-t tesz ki, azonban a magas alapanyagárak (gabona) miatt csak 62,8 %-os kihasználással üzemel. Magyarország viszonylag kedvező helyzetben van, mind alap­anyagtermelés, mind a bioetanol-elő­ állítás szempontjából. Az ország átlagos években mintegy 5-6 millió tonna gabonafelesleggel rendelkezik, ennek mintegy felét az exportpiacokon takarmány- és ke­ nyérgabonaként tudja értékesíteni. A másik fele etanolként feldolgozva jelenthet újabb piacot a termelőknek és az etanol­gyár­tók­ nak. Az európai igényeket alapul véve a Magyarországon hazai alapanyagból előállított etanolra is szüksége lesz az EU-nak. Az EU-n belül csak Franciaország, Spanyolország és Magyarország képes bio­eta­ nolt exportálni. A jelenleg termelő két nagyüzem (Dunaföldvár és Szabadegyháza) 420 ezer m3 etanolt állít elő évente, zömben exportra. A további két építés alatt álló nagy kapacitású üzem (Dunaegyháza és Mohács) belépésével további 390 ezer m3-rel nő az éves termelőkapacitás. Ezzel a közeljövőben 810 ezer m3/év bioetanol elállítására kerülhet sor az országban. Ennek zöme exportra kerül, mivel a jelenlegi magyarországi felhasználás 75 ezer m3/év, amely 2020-ra legfeljebb 140 ezer m3/év-re nő. Ráadásul a jelenlegi hazai bekeverési szükségletet a MOL a szlovákiai üzeméből szerzi be. A mostani hazai bioetanol-gyártók kukoricaigénye mintegy 1,2 millió tonna, a Mezőgazdasági Technika, 2012. augusztus

2. táblázat  2009 évben a bevitt energia alapján számított terület és faigény 2009 év

Energiatartalma TJ/év

Az eltüzelt fa fűtőértéke GJ/tonna

Összes Tűzifa A területfaszükséglet hozam igény tonna/év tonna/ha/év ha/év

Az erőművekben eltüzelt tűzifa ~6400 16 406000* 0,9 550000 32-35% hatásfokkal *Összes tűzifa ~25-27 %-a A táblázatban szereplő értékekkel a hazai bruttó villamosenergia-igény 5,35 %-át állították elő (Lásd 1. ábra, 2009. évben 1900 GWh/év, ~6,8 PJ/év). 3. táblázat   Melléktermékből energia Melléktermék Energiatartalom Energiatartalom Műveletienergia-arány Fosszilis igény tonna/év GJ/tonna PJ/év O/I PJ/év 6 500 000* 13 85 5/1 17 *Megjegyzés: Több év távlatában ténylegesen energetikai célra felhasználható mennyiséget ~4 Millió tonnára becsülik.

két újabb gyár belépésével 2,3 millió tonnára növekszik. Ez a mennyiség hazai forrásból átlagos éves termésmennyiségeket feltételezve megfelelő rátartással biztosítható. Biogáz Európában 8500 db biogázüzem termel biogázt, miközben 23,8 millió tonna/év üvegházhatású gáz levegőbe jutását is meg­ akadályozza. Magyarországon jelenleg mintegy 46 biogázüzem működik, amelyek összes villamosenergia-termelő kapacitása 37 MWe. 31 üzem van a mezőgazdaságban, többi élelmiszer és kommunális hulladékból, ill. szennyvíziszapból állít elő biogázt. Az állattartó telepek közelében felépült, zömében állati hígtrágyákat és növényi alapanyagot (silót, kaszálékot, gabonatisztítás maradékait, stb.), illetve az élelmiszer-ipari hulladékot feldolgozó üzemek zöme 600-700 kWe teljesítményű. Évente egyenként 2,0-2,5 millió m3 biogázt termelnek átlagosan, amelyből 4,0-4,5 GWh villamos energiát állítanak elő. Az egyes üzemekben évente 5,0-6,5 GWh hulladék hő is keletkezik, amelynek 40-50 %-át hasznosítják. Magyarország biogázpotenciálja szerényen számolva is a jelenlegi termelőkapacitás tízszerese is lehetne, amely 320370 MWe villamos kapacitást jelentene. 2020-ig mintegy 120-140 MWe kapacitás megépítése lenne kívánatos. Ennek realistását az adja, hogy mintegy 200 koncentrált állattartásra berendezkedett üzem található az országban, amelyek zömében a trágya kezelésére optimális megoldást kínál a biogáz. A jelenlegi biogáztermelő kapacitással az ország 174 GWh elektromos energiát állít elő és 121,8 ezer tonna CO2 levegőbe kerülését akadályozza meg. Gazdaságilag fontos a hulladékhő hasznosítása, pl. fűtésre, szárításra, üvegházak hőel­lá­tá­sá­ra, me­ legvízi haltermelésre stb.. Megoldást jelent

a biogáz tisztítása és besűrítése (biometán), valamint a földgázhálózatba történő betáplálása. Elérhető-e a 14,65 % megújulós arány? Már 2011-ben is jelentős visszaesés következett be a biomassza villamosenergia-célú felhasználásban annak révén, hogy a nagyerőműi villamos energia állami támogatása megszűnt. Visszaállítása nem várható, és az NCST koncepciók szerint (helyesen) a tüzelési célú biomassza-felhasználás a lakosság körében, valamint a nagyobb falusi vagy városi fűtőművekben valósul meg. Ezek legnagyobb része az energiahatékonyság szempontjából kedvező CHP, azaz (villamos energiát és hőt előállító) kogenerációs rendszer lesz. Ez azon ok miatt is várható, hogy csak az ilyen egységek kapnak (ún. METÁR, a KÁT helyébe lépő) állami támogatást. Az ilyen létesítmények hosszabb ideig és jobban kihasználhatók (ez vonatkozik a munkaerő felhasználásra is), valamint a befektetett tőke megtérülése is reálisabb. A tervezett villamosenergia-növekményeket 2020-ra a 4. ábra szemlélteti. Előirányzatból az látható, hogy a terv 2020-ra biomasszából felemeli 500 MW-ra a kapacitást és 2688 GWh/év-re a termelést a jelenlegi kevesebb mint 300 MW kapacitásról és 1300 GWh/év termelésről. A terv eléréséhez 2020-ra a biomas�szánál kétszeres növelésre lenne szükség. 200-250 MW-nyi, az említett decentralizált, kisebb teljesítményű kapcsolt biomassza (tűzifával és mezőgazdasági hulladékokkal üzemelő) erőművet kellene felépíteni. Hátrány, hogy e rendszernek jelentős a költségvonzata (csak az erőművek 580650 millió euróba, ~160-180 milliárd Ft-ba kerülnek). Támogatások nélkül ez nem kivitelezhető, hiszen az alapanyag betakarítása, a raktározása és az infrastrukturális (villamos csatlakozás, távfűtés) létesítmé-

5

Tudomány - Megújuló energiaforrások 4. ábra A különféle megújulók tervezett mennyisége (MWe) és a várható termelés (GWh/a) (Forrás: NEMZETI ENERGIASTRATÉGIA, 2010-2030)

nyek is jelentős beruházási költséget igényelnek (mindösszesen 300-350 milliárd Ft). A csatlakozó beruházásokat 3 részre kell bontani. – az alapanyag-előállítás, -szállítás és -előkészítés beruházási igénye (gépek és földterület vonatkozásában is), – a megtermelt anyagok tárolása, előkészítése (logisztika), – a termelt hő eljuttatása a városközpontokba, faluközpontokba, illetve egyéb fogyasztókhoz, családi házakhoz vagy kisebb létesítményekhez, üzemekhez. E beruházásnak nagy a kockázata: – a települések forráshiányosak és a lakosság részéről is pótlólagos beruházások szükségesek, – a mezőgazdasági művelés megszervezése, hosszú távon a biztos, lehetőleg közeli alapanyag forrás megteremtése. A korábbiak figyelembe vételével a 2011. évi állapothoz viszonyítva 2020-ra megkíséreltünk egy reálisabb képet felvázolni, ami az egyes megújuló energiaféle4. táblázat   Módosított értékekkel összeállított koncepció 2020-ra (GWh) Év Megnevezés VÍZ

2011 tény

2020 terv

212

220

~1300**

2088

BIOGÁZ

85

700

HULLADÉK

13

70

SZÉL

616

2400

NAP

0,5

120

BIOMASSZA

2226,5* ÖSSZESEN 5598 *2010-ben 2843 GWh/év volt ** 2010. évi 1870 GWh/év-ről ~1300 GWh-ra csökkent

6

ségek arányát jelenti úgy, hogy a tervezett 14,65 % megújuló­ energia-termelés elérhető legyen (4. táb­ lázat). A bemutatott villamos energia men�nyisége a tervezett 120 PJ megújulóból csupán 20 PJ-t jelent, melynek ~60 %-a bio­massza. A biomasszából további 20 PJ fordítódik közlekedésre (etanol, metanol), a további ~75-80 PJ-t a geotermikus energia, a napenergia, ill. egyéb hulladékok teszik ki. Tudomásul kell venni, hogy a beruházni szándékozók csak akkor invesztálnak, ha tőkéjük megtérülését biztosítottnak látják. Ez alapvetően két tényezőtől függ: a) a termelt energia államilag garantált átvétele, minimálisan a berendezés megtérülési időszakára, b) az átvett energia támogatása – ami az európai átlaghoz és a környező országok gyakorlatához hasonló arányú legyen – olyan mértékű, hogy a megtérülésük 8-10 évre adódjon, amelyet a hitelező bankok is elfogadnak. Következtetések A biológiai alapú energiahordozók felhasználása energetikai oldalról növelhető. Korlátokat jelenthet a rendelkezésre álló forrásigény, mivel támogatások nélkül a beruházóknak az alapanyag, és a végenergia termelés nem lesz gazdaságos. Meg kell határozni a felhasználható mennyiségeket, a talajerő-gazdálkodás, az ökológiai fenntarthatóság figyelembe vételével, támogatást csak biztos alapanyagbázison kapjanak a létesítmények. A fentieken túl ahhoz, hogy a megújuló energiák területén a kitűzött célokat az NCST-ben meghatározottaknak megfelelően teljesíteni tudjuk, további feltétel biztosítása szükséges: – a támogatások jelenleginél konkrétabb és hosszú távú szabályozása, – a létesítmények engedélyezésének egyszerűsítése.

Jelentős és hosszú távú energetikai beruházások csak úgy valósíthatók meg, ha stabil törvényekkel kiszámítható lesz a beruházások megtérülése. Nem elhanyagolható a társadalmi konszenzus szükségessége. Végül is, a kitűzött 14,6 % megújuló­ ener­gia-felhasználás (2020-ra) csak abban az esetben elérhető el, ha a beruházási ütem a jelenlegihez képest számottevően növekszik. Az időjárásfüggő nap- és szélenergia­ kapacitások növekedése, valamint a kevésbé szabályozható atomenergia felhasználása sürgeti egy kiegyenlítést szolgáló szivattyús energiatározó létrehozását is. A tanulmány elkészítését a TÁMOP 4.2.1. B-11/2/KMR-2011-0003 oktatás és kutatás színvonalának emelése a Szent István Egyetemen program támogatta. Summary In the present study, authors gave an overview of the directive figures set out by 2020 in the Renewable Energy National Action Plan, in terms of feasibility. First of all, we analysed the utilization of the different biomass materials formed in the agriculture and the forestry but we also dealt with the options of their replacement, the actual contradictions and the expected costs of the use and erection of the different kinds of biomass energy. Lektorálta: Dr. Schrempf Norbert Irodalom [1] Büki G.: 2010 Megújuló energiák hasznosítása Magyar Tudományos Akadémia Köztestületi Stratégiai Programok, Budapest, 1-79 p. ISBN 978-963-508-599-6 [2] Marosvölgyi B.: 2005. A biomasszabázisú energiatermelés mezőgazdasági háttere VI. Energiapolitikai Fórumon, a Magyar Tudományos Akadémia 2005, április. [3] Rónay D.:_szerk. 2006. Biomassza alapú energiaforrások termelése és hasznosítása Budapest, Tanulmány. [4] Sembery P. Tóth L.: 2005. Hagyományos és megújuló energiák, Szaktudás Kiadó Ház. Budapest, 522 p. [5] Stróbl A.: (2012) Tájékoztató adatok a magyarországi villamosenergia-rendszerről, A piacnyitás (2003) óta eltelt időszak fontosabb adataiból, MAVIR, 2012. április 15. kézirat, ábragyűjtemény. [6] Zsebik A.: Gázmotorok jövedelmezősége, megtérülése; 2007. március; http:// www.eh.gov.hu/gcpdocs/200809/gm_ meh_02_honlapra.pdf Mezőgazdasági Technika, 2012. augusztus