Bai Attila Sertés hígtrágyából előállított alga energetikai hasznosítási lehetőségei Energy use of algae from pig sludge
[email protected] Debreceni Egyetem, AMTC, GVK, 4032 Debrecen, Böszörményi u. 138.
Tartalmi kivonat
A nagyüzemi sertéstenyésztésben általánosan alkalmazott, almozás nélküli tartástechnológia egyik következménye a jelentős mennyiségű hígtrágyaképződés, amelynek szakszerűtlen kezelése és elhelyezése komoly környezeti kockázattal jár. A hagyományos hígtrágya-kezelési eljárások mellett az utóbbi években a figyelem egyre inkább az algák segítségével történő ártalmatlanítás felé fordul. Ennek oka az algák bioenergia- (főleg újabb generációs biohajtóanyag-) termelésben betöltött szerepének drasztikus növekedése, illetve az a felismerés, mely szerint egyes fajok takarmányozásban történő felhasználása jelentős előnyökkel jár a takarmányozott állat, valamint a termelési költségek szempontjából.
Hazánkban az algák nagyüzemi előállítását a gyakorlatban még nem alkalmazzák. A Debreceni Egyetem AGTC és a Monergo Kft 2009-2010 között elvégzett kísérleti eredményeire alapozva jelen cikkben és előadásomban arra azt vizsgálom, hogy melyik alga-hasznosítási mód alkalmazása javasolható leginkább jelenlegi hazai körülmények között. Érzékenység-elemzés segítségével bemutatom, hogy milyen tényezők befolyásolhatják ennek eldöntését. A vizsgált tényezők között nemcsak a közgazdasági körülmények, hanem a termesztés-technológia egyes elemeinek (tápanyag-koncentráció, széndioxid-adagolás) változtatásának várható hatásait is bemutatom.
Az eredmények azt igazolják, hogy amennyiben a megfelelő létszámú állatállomány helyben rendelkezésre áll és a tőkeigény minimalizálása a cél, akkor mindenképpen célszerű az algát
542
takarmányozási célra (esetleg emellett biodízel előállítására) felhasználni. Az egy hektáron megtermelhető alga értéke – ideális esetben, vagyis a Scenedesmus quadricauda fajjal, CO2trágyázást alkalmazva, takarmányként és biodízelként hasznosítva – elérheti akár a 44 MFt/évet is hektáronként.
Bevezetés Az élelmiszer-, illetve energiatermelés elsődlegessége közötti választás megosztja a szakembereket. Az átlagember úgy véli, hogy az éhezés megszüntetése a nagyobbik probléma, ugyanakkor elvárja megfizethető energia-ellátást, melyet a környezetvédők megújuló energiából állíttatnának elő. A gazdálkodók ugyanakkor megfelelő piacot keresnek termékeiknek, melynek felhasználása számukra indifferens. Az energetikai piac gyakorlatilag korlátlan és fizetőképes. Az élelmiszerek előállítása nem képzelhető el energia nélkül, a hazai gazdaságban
történő
előállítása
jelentős
hozzáadott-értéket,
egyben
energiaimport-
megtakarítást és munkahely-stabilizálást tesz lehetővé. Mindezek miatt e vita eldöntése egyáltalán nem egyszerű feladat és véleményem szerint nem is szükségszerű. Nem könnyű azonban olyan kultúrát találni, mely nem igényel termőföldet, élelmiszer-termelésre és energetikai célra egyaránt alkalmas, magasak a hozamai és képes jelentős mennyiségű hígtrágya (és széndioxid) ártalmatlanítására is. Létezik azonban ilyen növény: az alga. A nagyüzemi sertéstenyésztésben általánosan alkalmazott, almozás nélküli tartástechnológia egyik következménye a jelentős mennyiségű hígtrágyaképződés, amelynek szakszerűtlen kezelése és elhelyezése komoly környezeti kockázattal jár. A hagyományos hígtrágya-kezelési eljárások mellett az utóbbi években a figyelem egyre inkább az algák segítségével történő ártalmatlanítás felé fordul. Ennek oka az algák bioenergia- (főleg újabb generációs biohajtóanyag-) termelésben betöltött szerepének drasztikus növekedése, illetve az a felismerés, mely szerint egyes fajok takarmányozásban történő felhasználása jelentős előnyökkel jár a takarmányozott állat szempontjából.
543
1. Az energianövények jelentősége
A Világ agrártermelése a közeljövőben a korlátozott földterület, a költségnövekedés, valamint a szigorodó környezetvédelmi előírások miatt várhatóan csak mintegy 1,5 %-kal fog évente emelkedni, szemben az előző évtized 2,1 %/év növekedésével (FAO, 2013). A csökkenő tartalékok, az időjárási bizonytalanságok, Kína növekvő szerepe, valamint spekulációs motívumok miatt ez az átlag is csak jelentős bizonytalansággal igaz, a mezőgazdasági termékeknek ugyanakkor egyre bővül a nem-élelmiszercélú piaca is. Mindez emelkedő árakat eredményez, melyet a legszegényebbek nem képesek megfizetni. Hazánkban azonban 2013ban az alapvető élelmiszerek fogyasztói ára átlagosan stagnált (Béládi-Kertész, 2013), az agribiznisz aránya a GDP-ből eléri a 10-11 %-ot, az agrárium külkereskedelmi egyenlege a 3,5 Mrd EUR-t (Kapronczai, 2013), amit tovább növelhetne a nagyobb hozzáadott értékű bioenergiahordozók előállítása.
Európában a feldolgozók részéről megindult a verseny az energiacélú növényekért, ami egyértelműen növeli a termelői értékesítés biztonságát. A technológia fejlődésével a gazdák egyre olcsóbb élelmiszert, sőt, a kiélezett nemzetközi versenyben a szállítási költségek miatt egyre nehezebben exportálható élelmiszertöbbletet termeltek. Ennek az élelmiszertöbbletnek a levezetését az első generációs technológiával működő biodízel- és bioetanol-üzemek is elősegítik. Az EU kapacitásai jelentős részben kihasználatlanok, ezért számukra kedvező az, hogy évente mintegy 800 ezer t olajmagot és 4 millió t gabonafélét exportálunk. Számunkra azonban kívánatos lenne ennek feldolgozott formában való értékesítése.
Popp–Somogyi (2007) szerint a fosszilis üzemanyag 5 %-nál nagyobb arányú globális helyettesítésére szolgáló első generációs bioüzemanyag-gyártáshoz és a szükséges élelmiszer-, takarmány-előállításhoz nincs elegendő nyersanyag a világon, mert az élelmiszernövények ilyen arányú bioüzemanyag célú felhasználásának területigénye veszélyeztetné a globális élelmezésbiztonságot. A biohajtóanyagok az IEA (2006) 2030-ra vonatkozó becslése szerint 35-53
544
millió ha-t (a mezőgazdasági terület 3-4 %) foglalják majd el, helyettesítve az üzemanyagok 47 %-át, az újabb generációs hajtóanyagok nagyobb térnyerése esetén akár 10 %-át is.
Hazánkban speciális energianövényt tüzelési célra 2010-ben mintegy 8000 ha-on termesztettek (Vidékfejlesztési Minisztérium, 2012). A jelenleg előállított biodízel és bioetanol területigénye elméletileg mintegy 320-330 ezer ha lenne, mely a vetésforgót is beleszámítva 900 ezer ha integrálását tenné szükségessé. Figyelembe véve azonban az alapanyag részbeni importját, illetve a használt sütőolaj felhasználását, valamint a biogázcélú növénytermesztést is, országunkban mintegy 220-250 ezer ha-on (a szántóterület 5 %-án) termelnek hazai energetikai felhasználásra hagyományos szántóföldi kultúrákat. Termékfeleslegeink akár 1,2 Mha energetikai növénytermesztést is lehetővé tennének a hazai ellátásbiztonság fenntartása mellett.
Évmilliókkal ezelőtt az algák tisztították meg a Föld légkörét az akkor igen jelentős koncentrációban jelenlévő szén-dioxidtól, ennek köszönhetően alakultak ki a magasabb rendű növények, majd a mai élővilág. Az algák ezt követően is hasznunkra voltak. A tavak és a tengerek mélyére süllyedtek, ahol hosszú idő alatt igen rossz hatásfokkal, de összességében hatalmas mennyiségű olajjá alakultak. Amit a természet évmilliókkal korábban elvégzett, mi is megtehetjük ma. A mikroalgákból jóval gyorsabban juthatunk óriási mennyiségű energiához és tápanyaghoz, úgy, hogy közben a termesztéshez jelentős mértékű széndioxidot is felhasználunk.
Barlow et al. (1975) szerint a sertéshígtrágya összetétele kedvező az algatermesztés szempontjából és az algafajok közül a Chlorella vulgaris az, amely ezen a táptalajon a legnagyobb biomassza-mennyiség előállítására képes. A sertéstrágya ammónia-nitrogénben rendkívül gazdag, amely az a N-forma, melyet ezen algák a leghatékonyabban képesek hasznosítani (Capblancq, 1982). Ördög (2009) is alátámasztja azt, hogy a mikroalgák egyszerre képesek
545
csökkenteni a légkör széndioxid-tartalmát és a jövőben meghatározó szerepet játszani az újabb generációs bio-üzemanyagok előállításában.
2. Saját kísérleteink paraméterei és legfontosabb eredményei
A Debreceni Egyetem AGTC és a Monergo Kft együttműködésével 2009-től végzett algakísérletek célja a hazai körülmények között is gazdaságosan működtethető és viszonylag szerény beruházással, állattartó telepeken létrehozható algatermesztési (félig nyílt) technológia kidolgozása volt. Ennek érdekében laboratóriumi és nyitott körülmények között végeztünk kísérleteket 4 algafajjal (Chlorella vulgaris, Scenedesmus quadricauda, Scenedesmus dimorphus, Spirulina platensis), eredményeink felhasználásával pedig komplex gazdasági értékelést. A laborvizsgálatokban kapott adatok szerint elsősorban a Chlorella vulgarissal érdemes folytatni a nagyüzemi kísérleteket, amennyiben célunk a minél nagyobb és egyöntetű biomassza-tömeg előállítása a legkisebb kockázattal. Ez a faj kiváló alkalmazkodó képességgel is rendelkezik, a többi kipróbált faj nemcsak hozamában, hanem szennyezettségében is kedvezőtlenebb képet mutatott. A Chlorellában található lipid összetétele nagyon hasonlít az európai olajnövények összetételéhez, ami megkönnyítheti a hajtóanyagkénti hasznosítást. Mindezen okok miatt a nyílt, szabadföldi kísérleteinket ezzel az algafajjal végeztük el.
Legfontosabb kísérleti eredményeinket és a kísérleti beállítások pontos adatait részletesen a Világon 4. legmagasabb impaktfaktorral jegyzett (IF=3,330) mezőgazdasági szakfolyóiratban, az Agriculture for Sustainable Development-ben publikáltuk (Bai et al, 2012). Jelen cikkben végzett számításaim alapjául szolgáló kísérleteink legfontosabb paramétereit – Bai et al, 2010 alapadatai alapján - a következőkben foglalom össze.
546
•
77-126 mg/100 ml oltóanyag
•
Megvilágítás: 4500 lux, 18 h/nap
•
24 C hőmérséklet
•
Levegőztetés: 100 l/h
•
Hígított hígtrágya: 25 %, 10 %, 5 %, 1 %-os oldat formájában
•
Széndioxid-dúsítás: ad libitum és nulla adagolás minden beállításnál.
A különböző mértékben hígított hígtrágya használatát az indokolta, hogy előző kísérleteinkből azt a következtetést vontuk le, hogy a teljes hígtrágya semmiképpen nem alkalmas üzemi körülmények között az algával való hasznosításra, ez csakis hígított, vagy szűrt/ülepített sertés-hígtrágyával képzelhető el. A kísérleteinket 14 napon keresztül végeztük a 4 algafajjal, 4féle hígításban és 2-2 ismétléssel és 5 literes tenyészedényekben.
3. A hasznosítási cél vizsgálata
Az algák értéke a felhasználási cél függvényében igen nagymértékben változik. Az eltérő beltartalmi értékek és ezek piaci árának segítségével meghatározható egy tonna alga értékarányos elméleti ára is a vizsgált fajokkal és kezelésekkel, valamint felhasználási módokkal. Az árviszonyok radikális átrendeződése nélkül elvileg az olajhozam fokozása növeli leginkább, míg a szénhidrát-hozamé legkevésbé az értékarányos árat. A helyettesített termék (takarmány, energia) árváltozása a konkrét árarányokat természetesen némileg módosíthatja, ám ez a sorrendjükben nem okoz változást. Mindez nem azt jelenti, hogy a nagy olajtartalmú algák termesztése minden körülmények között a legígéretesebb, hiszen ezt befolyásolja az egyes fajok eltérő alkalmazkodó-képessége, valamint előállítási költsége is (Bai et al, 2010). Az algafajok hozamai és beltartalmi értékei saját kísérleteinkből származnak (1. táblázat), melyek a felhasznált hígtrágya különböző (1-25 %-os hígítási arányú) változataiban a következők:
547
1. táblázat: A hígítások és a széndioxid hatása a vizsgált algafajok mennyiségére és minőségére (14 nap alatt) Alga-hozam (g Faj, kezelés
Chlorella vulgaris Chlorella vulgaris+CO2 Scenedesmus quadricauda
Fehérje (%)
sz.a./l) 25% 10%
5%
1% 25% 10% 5%
1,87 2,92
2,3
1,78
3,72 5,78
5,49 3,53 43,8
1,96
2,93 1,88 32,9 32,1
3,31
30
Lipid (%) 1% 25% 10% 5%
31,3 28,1 19,9
42
26
1%
11,8 14,9 20,2
40
32,3 28,1 14,2 15,7 22,2
34
10,9 21,2 29,8 26,9 36,9
Scenedesmus quadricauda+
3,98 6,02
5,67 3,88 43,4
1,63 2,89
2,22 1,24 31,3 29,9 30,3 8,7 23,4 30,5 28,6 50,1
3,21 5,63
4,97 2,76 40,1 38,8
1,29 2,34
1,99 1,03 47,4 52,1 33,4 26,6 21,8 15,5 12,6 9,1
2,44 4,24
3,53 2,01 55,4 58,7 46,6 35,8 22,6
42
47,6 25,7 22,1
30
27,5 35,8
CO2 Scenedesmus dimorphus Scenedesmus dimorphus+CO2 Spirulina platensis Spirulina platensis+CO2
40
20,2
Jelmagyarázat: a kivastagított és besárgított adatok a maximumértékek
548
24
31,7 30,5 50,9
17
14,8 10,2
A kísérletek azt mutatták, hogy a legnagyobb biomassza-tömeg minden fajnál és kezelésnél a 10 %-os hígításnál érhető el, a széndioxid-trágyázás igen nagymértékben (180-230 %-kal) növeli a hozamot, a különböző hígítások tömegkülönbségei azonban lényegesen eltérőek. A hígításnál nemcsak a hozam, hanem annak minősége is nagymértékben megváltozik. Jellemző tendencia, hogy széndioxid-trágyázás esetén érdemes jobban szűrni, vagy hígítani a sertéstrágyát. A fehérje- és olajtartalom változása jellemzően egymással ellentétes módon változik a különböző hígításoknál. Kivétel ez alól a széndioxid-trágyázott változata a Chlorella vulgarisnak, ahol a 25 %-os oldatban mindkét beltartalmi érték felülmúlja az 1 %-os oldatét.
Eredményeink rámutattak arra is, hogy nagyobb tápanyag koncentráció esetén ugyan nagyobb hozamok érhetőek el, azonban ezzel párhuzamosan növekszik a biomassza fehérjetartalma, ami az olajtermő algák esetében a lipidtartalom csökkenéséhez vezet. A kísérletek során az is bebizonyosodott, hogy tiszta CO2 adagolása során ugyancsak növekszik a biomassza mennyisége és fehérjetartalma, ennek hatására azonban a lipidtartalom nem vagy csak nagyon kis mértékben változik.
3.1. A saját számításoknál felhasznált paraméterek
Mivel a gyakorlatban nem a hígtrágya hígításával, hanem szűréssel lenne elérhető a legnagyobb mennyiségű trágya ártalmatlanítása, valamint az alga számára a fényviszonyok biztosítása, ezért az 1 %-os hígításra vonatkozó adatokkal végeztem el számításaimat. Ez a hígítás általában a lipidtartalom szempontjából is ideálisnak tekinthető, bár a hozamok jelentősen elmaradnak a 10 %-os hígítással elérhető értékektől. 50 cm-es vízmélységet (keveréses technológiával) és 200-napos éves termesztési időt figyelembe véve elvileg, laboratóriumi eredmények alapján a 10 %-os hígítás 164-421 t/ha sz.a. előállítását is lehetővé tenné, míg az 1 %-os hígítással elérhető értékek 74-277 t sz.a./ha intervallumban alakulnak.
549
A beltartalmi értékek segítségével kiszámítható a hozamértékek alakulása is a vizsgált fajoknál. Ezek meghatározásához alapadatként a következő fajlagosokat használtam fel:
Takarmányárak (www.aki.gov.hu, 2013) •
Fehérje: 244 Ft/kg (szója)
•
Növényi olaj:
267 Ft/kg (napraforgó)
•
Szénhidrát:
76 Ft/kg (kukorica)
•
Növényolaj:
302 Ft/kg (napraforgóolaj)
Tüzelőanyag-árak (www.eh.gov.hu, 2013): •
földgáz
4060
Ft/GJ
•
szén
2500
Ft/GJ
•
tűzipellet
3474
Ft/GJ
Az alga elméleti fűtőértékének számításához szükséges fajlagosok (Pethes, 1987 in Husvéth, 1994):
550
•
Fehérje égéshője:
24 GJ/t
•
Lipid égéshője:
39 GJ/t
•
Szénhidrát égéshője:
17 GJ/t
•
Fűtőérték és égéshő átlagos aránya:
0,9
Az algák biogáz-hozamára vonatkozóan a szakirodalomban meglehetősen széles intervallumot jelölnek meg:
•
210-280 Nm3/t sze.a.
(Sukias-Craggs, 2011)
•
300 Nm3/t sze.a.
(Oswald-Golueke, 1960)
•
420-500 Nm3/t sze.a.
(Kaltwasser, 1983)
A pontos biogáz-hozam az adott algafaj összetételétől és az adott receptúra alkotórészeitől függ. Általában igaz, hogy minél nagyobb az adott anyag szerves szárazanyag tartalma, annál nagyobb az alapanyagból termelődő biogáz mennyisége is – és az egyes alapanyagok gázkihozatalát nagymértékben meghatározza a fehérje-, zsír- és szénhidrát tartalom. Ezen vegyületeknek ugyanis nemcsak az elméleti biogáz-hozama, de ennek metántartalma is eltérő (Kaltwasser, 1983): •
zsír:
1,4 m3/kg biogáz,
80-90 % metántartalom
•
fehérje:
0,7 m3/kg biogáz,
60-70 % metántartalom
•
szénhidrát:
0,6 m3/kg biogáz,
40-60 % metántartalom
A fenti algafajok jelentős lipidtartalma nagymértékben növeli a biogáz-hozamot, mely minél jobb előkezeléssel (feltárással) fokozható. A magas fehérjetartalom a takarmányozási célú hasznosításkor komoly előnnyel bír, anaerob fermentációs esetén azonban az ammóniumionok feldúsulása miatt nagyobb mennyiségben toxikus hatást okozhat a fermentorban. Utóbbi hatás magas szénhidrát-tartalmú anyagok (fűrészpor, szalma) együttes fermentálásával kezelhető, amely a mikroorganizmusoknak energiaforrás, s egyidejűleg a humifikáció meghatározó alapanyaga is. A széndioxid-trágyázás nemcsak az algahozamot, hanem annak fehérjetartalmát is jelentősen megnöveli, ezért ezen algák felhasználásakor a megfelelő biogázüzemi receptúra kialakítása fontos szerepet tölt be a folyamat stabilitásában.
551
Az előző tényezők alapján saját kísérletek hiányában 350 Nm3/t sze.a. biogáz-hozammal és 80 % szervesanyag-tartalommal (egységnyi szárazanyagra vetítve) számolok a további kalkulációkban. Az egyes algafajok, illetve kezelések eltérő összetételét figyelembe veszem, a Kaltwasser (1983) által közölt, előzőekben bemutatott intervallumok középértékével (85 %, 65 %, illetve 50 % metántartalom). 2. táblázat: A vizsgált algafajok értékarányos (elvi) értéke (M.e.: eFt/t szárazanyag) Faj
Takarmányozás
Chlorella
Eltüzelés
AME+takarmány
Biogáz
földgáz szén tűzipellet
105
83
51
71
121
23
112
88
54
75
131
29
127
95
58
81
157
15
131
97
60
83
160
18
147
105
64
90
188
19
152
108
67
93
194
22
90
76
47
65
98
10
95
79
49
68
104
12
vulgaris Chlorella vulgaris+CO2 Scenedesmus quadricauda Scenedesmus quadr.+ CO2 Scenedesmus dimorphus Scenedesmus dimorphus+CO2 Spirulina platensis Spirulina platensis+CO2
552
Forrás: saját számítás Az eredmények azt igazolják, hogy amennyiben a megfelelő létszámú állatállomány helyben rendelkezésre áll és a tőkeigény minimalizálása a cél, akkor mindenképpen célszerű az algát takarmányozási célra (esetleg emellett biodízel előállítására) felhasználni. A közvetlen eltüzelés, bár - különösen földgáz helyettesítése esetén - takarmányozási értéket megközelítő értéket képvisel a gyakorlatban mégsem ajánlatos, hiszen az alga a betakarítást követően rendszerint nedves állapotban áll rendelkezésre, szárítása pedig jelentős energiát igényel. A biogázelőállításnál nem jelent akadályt a nedves konzisztencia, viszont az alga értéke a többi felhasználási mód töredékére tehető. Ebből következően csakis abban az esetben ajánlható, amennyiben már működő biogáz-üzemhez csatlakozik az algató és nincs lehetőség a takarmányozási célú hasznosításra. A biogáz-telepen megvalósított alga-előállítás több egyéb szempontból is indokolt lehet: •
Kogenerációs eljárásnál a gázmotorok füstgáza az algatavakban megtisztítható, a hulladékhő pedig az algatavak fűtésére hasznosítható.
•
Biometán előállításánál a leválasztott széndioxid közvetlenül a tavakba vezethető.
•
A kierjesztett trágyából származó nitrogén, foszfor és nyomelemek (megfelelő hígításban) szintén algává nemesíthetők.
•
A megtermelt algatömeg egy része, vagy egésze a fermentorban is hasznosítható.
A 2. táblázat adataiból és a laborvizsgálatok hozamaiból az is következik, hogy az egy hektáron megtermelhető alga értéke – ideális esetben, vagyis a Scenedesmus quadricauda fajjal, CO2trágyázást alkalmazva, takarmányként és biodízelként hasznosítva – elérhetik a 44 MFt/év-et is hektáronként. A legkedvezőtlenebb esetben (Spirulina platensis, CO2 nélkül, biogázként hasznosítva) az éves termelési érték 0.7 MFt/ha-ra becsülhető (3. táblázat). Ezek a bevételek gyakorlatilag folyamatosan keletkeznek, így alkalmasak a felmerülő költségek folyamatos fedezésére, ellentétben a hagyományos szántóföldi növényekkel.
553
3. táblázat: A vizsgált algafajok termelési értéke (M.e.: MFt/ha/200 nap) Takarmá- Eltüzelés
Faj
nyozás
AME+takarmány Biogáz
földgáz szén tűzipellet
Chl. vulgaris
13,3
10,6
6,5
Chlorella
28,3
22,2
Sc. quadricauda 17,0
9,1
15,4
2,9
13,7 19,0
32,9
7,4
12,7
7,8
10,8
21,1
2,0
36,2
27,0
16,6 23,1
44,4
5,0
Sc. dimorphus
13,0
9,3
5,7
16,7
1,7
Scenedesmus
29,9
21,3
13,1 18,2
38,2
4,3
Sp. platensis
6,7
5,6
3,5
4,8
7,2
0,7
Spirulina
13,7
11,4
7,0
9,8
14,9
1,8
vulgaris+CO2
Scenedesmus quadr.+ CO2
8,0
dimorphus+CO2
platensis+CO2 Forrás: saját számítás
3.2. Érzékenység-vizsgálat
Az algahasznosítás gyorsabb megtérülését az alábbi tényezők kedvező irányú megváltozása eredményezhetné: 1) Közvetlen eltüzelés esetén a. a helyettesített energiahordozó áremelkedése
554
b. hulladékhő, illetve napenergia felhasználása szárításra c. az alga olajtartalmának növelése 2) Biogázcélú algahasznosítás esetén a. a földgáz, illetve zöld villamos áram árának emelkedése b. az alga szerves- és olajtartalmának növekedése i. az alga fajlagos biogáz-hozamának fokozása ii. a képződő biogáz metántartalmának javulása 3) Takarmánycélú algahasznosítás esetén a. a szójaár változása b. hulladékhő, illetve napenergia felhasználása szárításra c. kedvezőbb biológiai hatás az állattenyésztésben (mennyiségi, minőségi javulás) 4) Takarmány- és biodízelcélú algahasznosítás esetén a. a gázolaj és a biodízel árnövekedése b. az alga magasabb olajtartalma c. az algaolaj jobb hatásfokú kivonása d. a többi tényező megegyezik a takarmányozásnál leírtakkal
A következő kérdéseket vizsgáltam: •
Mikor lenne javasolható a közvetlen eltüzelés a takarmányozással szemben? o A földgáz esetén 16-29 %-os, a szén esetén 48-57 %-os, a tűzipellet esetén 28-39 %-os takarmányköltség-csökkenés, vagy energiahordozó áremelkedés indokolhatná ezt. A magasabb olajtartalmú fajtákra igazak a nagyobb értékek. Gyakorlatilag ennek bekövetkezése nem várható a közeljövőben.
555
•
A biogáz mikor válna versenyképessé? o Mivel a metántartalom és a szervesanyag-tartalom komolyabb változása nem képzelhető el, ezért a fajlagos biogáz-hozamot vizsgáltam meg. 652-1645 m3/t sze.a. hozam esetén lenne a szénnel versenyképes, a többi változatnál még nagyobb a különbség, ami már elméletileg is elképzelhetetlen. A Chlorella sp-nél a legkisebb, a Spirulina sp.-nél a legnagyobbak a különbségek.
•
Amennyiben az olajkinyerés veszteségmentesen megvalósítható lenne, illetve nőne az olajpogácsa ára az milyen hatással lenne az alga értékére? o A technológia-fejlesztés mindössze 0-2 eFt/t-val emelné meg az algaértéket (biodízel+takarmány
változatban),
hatása
tehát
elhanyagolható.
Az
olajpogácsa árváltozásának már jelentősebb a hatása, különösen a CO2trágyázott változatokra: amennyiben elérné az olajmag árát (120 Ft/t, 50 Ft/t helyett), akkor 4-14 eFt/t-val nőne az alga takarmányozási értéke.
1. BAI A, STÜNDL L, BÁRSONY P, HERPERGEL Z, FEHÉR M, JOBBÁGY P, VASZKÓ
G
(2010):
Saját
kísérleteink
komplex
gazdasági
értékelése
esettanulmánnyal.: Összefoglaló tanulmány. Baross Gábor Kutatási Program, Biomassza célú algatermesztés fejlesztése, állattartó telepi szubsztráton, gazdasági modellépítés (ATEBION, 2009-10) c. projekt. Debrecen, 2010. december 15. pp. 173. 2. BAI A., STÜNDL L., BÁRSONY P., JOBBÁGY P., HERPERGEL Z., FEHÉR M., VASZKÓ G. (2012): Algae production on pig sludge. Agronomy for Sustainable Development. Official journal of the Institut National de la Recherche Agronomique (INRA) ISSN: 1774-0746 (print version) ISSN: 1773-0155 (electronic version). 2012 Impact Factor: 3,330. DOI: 10.1007/s13593-011-0077-2, Volume 32, Number 3, pp. 611-618 3. BÉLÁDI
K.-KERTÉSZ
R.:
Alapvető
élelmiszerek
Mezőgazdaság, 68. évf., 25 szám, 2013. június 19., pp. 66-67.
556
árcentruma.
Magyar
4. BARLOW, E.W.R.; BOERSMA, L.; PHINNEY, H.K. és MINER, J.R. (1975): Algal growth in diluted pig waste. Agriculture and Environment, Volume 2, Issue 4, 339355 p. 5. CAPBLANCQ, J., (1982): Phytoplancton et production primaire. In: Pourriot, Capblancq, Champ, Meyer_Eds.., Ecologie du plancton des eaux continentales. Collec. Ecologie 16, Masson,Paris, pp. 1–48. p. 6. VIDÉKFEJLESZTÉSI MINISZTÉRIUM (2012): A magyar élelmiszergazdaság 2011. évi helyzete. Gazdálkodás, 56. évfolyam, 4. szám, Budapest, 2012, pp. 352-358. 7. KALTWASSER (1983) in Bai A. (szerk.) et al: A biogáz. Szakkönyv. Társszerzők: Bagi Z., Dr. v. Bartha I., Dr. Fenyvesi L., Hódi J., Dr. Kovács K., Mátyás L., Mogyorósi P. Dr. Petis M. Száz Magyar Falu Könyvesháza Kht . ISBN 978 963 7024 30 6. Budapest, 2007. pp. 1-284 8. KAPRONCZAI I. (2013): Kiaknázható lehetőségek. Garancia – A Magyar Mezőgazdaság melléklete, VII. évf, 3. sz., Budapest, 2013. június, pp. 1-2. 9. OSWALD, W.J., GOLUEKE, C. (1960): Biological transformation of solar energy. Adv. Appl. Microbiol. 2:223–262. 10. ÖRDÖG V (2009) Mikroalgák a mezőgazdaságban és energiatermelésben. In IV. Regionális Természettudományi Konferencia. Conference paper, Budapest, pp. 6. 11. PETHES, 1987 in Husvéth, 1994: A háziállatok élettana és anatómiája. Mezőgazda Kiadó. Budapest, pp. 450-453 12. POPP, J.; SOMOGYI, A: 2007. Bioetanol és biodízel: áldás vagy átok? (I). Bioenergia 2. évf. 1. szám 5-13. o. 13. SUKIAS J P S, CRAGGS R J (2011) Digestion of wastewater pond microalgae and potential inhibition by alum and ammoniacal-N. Water Sci. Technol. 63:835–840
Internetes források: www.iea.org, www.fao.org, www.aki.gov.hu, www.eh.gov.hu,
557
