Biomassza energetikai hasznosítása

Biomassza energetikai hasznosítása

Tartalom Alapanyagok Feldolgozás, tárolás – Aprítás – Tömörítés – Szárítás

Energiatermelési technológiák – Égetés – Biogáztermelés – Bioüzemanyagok 2013. február 28. VM

Energiastratégia | www.essrg.hu

2

Erdészeti alapanyagok  Tűzifa – 35-60% választékból  Vágástéri apadék – 20% választékból  Árak: 11-15 eFt/m3  Jellemzők – Nedvességtartalom

• Atro súly – 0% nedvesség • Lutro súly – 15-20% nedvesség – légszáraz – ½ 2 évig való tárolás után • Nyers súly – 50% nedvesség – vágáskor

– Energiatartalom

19 MJ • Atro – 4,8 – 5,3 kWh/kg 15 MJ • Lutro – 4,0 – 4,4 kWh/kg 7 MJ • Nyers – 2,1 – 2,3 kWh/kg 2013. február 28. VM


3

Fűz energiaültetvény  Hozam 13-16 t/ha/év

– 4-6 háztartás ellátása

 Gazdaságosság

– Telepítési költség 400-550 eFt/ha – Művelési és anyagköltség 90-100 eFt/év – Támogatás

• Terület alapú 43 eFt/ha • Telepítési támogatás 40%, max. 200 eFt/ha ?

– Termény ára 18 eFt/t – Éves bevétel 238-294 eFt/ha/év

 Megtérülés 4. évben – élettartam 11-20 év  Átlagos várható nyereség 100-150 eFt/ha/év  Környezeti hatások – Élőhely megváltoztatása – Genetikai problémák – Műtrágya kimosódása

 Munkahelyteremtés, több lábon állás – de, terület lekötés 2013. február 28. VM


4

Betakarítás Erdészeti Energiaültetvény Szalma

Source: CAPAX 2013. február 28. VM


5

Biomassza feldolgozás  Aprítás

– Energiaszükséglet: 8-325 kW – Teljesítmény: 2-100 m3/h

 Hasítás

– Horizontális – Vertikális

Brikettáló

 Bálabontás – tépő, vágó szerkezetek

Biomassza feldolgozó és tároló

 Aprítás

– Háztartási-kisüzemi méret 160 eFt – 1,5 Mft – Nagyüzemi méret 5-10 MFt

 Tömörítés

– Brikettálás 2-6 MFt – Pelletálás

http://www.bridgegreenhouses.co.uk/images/h_biomass2.jpg

 Tárolás  Környezeti problémák: zajhatás, szállításból eredő gondok

http://brikettalo.hu/components/com_virtuemart/shop_image/product/HB_E_80_hidra uli_48fb235b549fd.jpg

http://www.dawnsdesktop.com/wp-content/uploads/Wood-Chipper.jpg

2013. február 28. VM

http://t3.gstatic.com/images?q=tbn:qjGLIfk6lQJMKM:http://www.bestmachinery.hu/images/th-big/shredder-01_big.jpg&t=1


http://lasco.hu/images/Aprito/Sajat_motorral/sajmoci4.jpg

6

Tárolás



7

Éklétrás betároló szerkezet Forrás: VSB – Energy Research Centre 2013. február 28. VM


8



9

Tömörítés  Brikettálás – – – –

Dugattyús prések – egy, kettő, háromirányú Csigás – nyomócsiga, őrlőcsiga 0,8-1,4 t/m3 → 1000-1100 t/m3 1 t/h anyagáram mellett 32,5-38,5 kW, 800-1600 bár, 9899%-os hatékonyság – Ø100-155 mm

 Pelletálás – – – – –

Hengermatricás és síkmatricás 0,7-0,9 g/cm3, 600 kg/m3 Jó adagolhatóság, kedvező felület/tömegarány Ø6-12 mm Fűtőérték: 4,8-5 kWh/kg, 18 MJ/kg



10

Biomassza tüzelés Háztartási hasznosítás

– Hagyományos technológiák – 50-200 eFt – Korszerű kazánok 500 eFt – 4 MFt

Közösségi méretű hasznosítás

Fűtőmű

– Fűtőmű 30-70 MFt – Kiserőmű 300-1000 MFt

Megtérülés 5-10 év Környezeti hatás

– Levegőtisztasági gondok – Erőterületek túlhasználata

http://www.rsbiomass.com/images/urbas/district-heating-bad-klien.png

Foglalkoztatási hatás

– Helyi beszállítás, üzemeltetés esetén jelentős



11

Környezeti hatások Erőforrások elhasználása – O/I hányados

Káros kibocsátások – ÜHG – Savasodás – Toxicitás



12

Emissziók



13

Ökológiai hatáselemzés - alapanyag

Forrás: Hartmann-Kaltschmitt 2002 2013. február 28. VM


14

Ökológiai hatáselemzés - közvetlen égetés

Forrás: Hartmann-Kaltschmitt 2002



15

Hozamok Hazai viszonyok között átlagos körülmények esetén repcénél 1,8 ha, napraforgónál 1,3 ha szükséges 1000 l biodízel előállításához Tiszta szesz mennyisége a hazai alapanyagokból: Alapanyag Cukorrépa Csicsóka Cukorcirok Kukorica Burgonya Búza Zab Rozs 2013. február 28. VM

Ipari szesz mennyisége lit/ha 3248 4230 3200 2115 1861 1767 927 900 Energiastratégia | www.essrg.hu

16

Bioüzemanyag hozamok



17



18

Bioüzemanyagok környezeti teljesítménye

MJ/MJ; kgCO2ekv/10MJ

1,4 1,2 1 0,8 0,6 0,4 0,2

ÜHG emissziók - WT T , kg CO2-ekv./10MJ


Dí ze l

Be nz in

Bú za

Energiamérleg - WT T , MJfosszilis/MJüzemanyag

Cu ko rré pa Cu ko rc iro k Ku ko ric a Re pc eM E Bi om et án

0

Alapanyag és energiaforrás


19

Integrált hasznosítás Crofter minierőmű

Forrás: http://cropell.hu 2013. február 28. VM


20

Fenntarthatósági sorrend szántón 1. 2. 3. 4.

Fás szárú energianövények Kettős, köztes és vegyes termesztés Extenzív művelést igénylő lágyszárúak Gabonafélék – teljes növény, – szemtermés

5. Ipari növények – olajnövények, – burgonya, cukorrépa



21

Biogáz eljárás Anaerob erjesztés Feltételei – Azonos hőmérséklet knowledge.allianz.com/.../cow-biogas_z.jpg – Légmentesen elzárt tér – Keverés – Magas nedvességtartalmú tápanyagban gazdag alapanyag

Éghető metán termelése – Hőtermelés – Villamos energia termelés + hőtermelés 2013. február 28. VM


22

Biogázüzem felépítése - I  Erjesztő  Trágyatárolók  Gáztartály  Gáztisztító  Gázmotor



23

Előnyei Jól illeszthető a biológiai körfolyamatokba Sterilizál - gyommagvak, kórokozók Növeli a N/C arányt a trágyában Vitaminokat, növekedésserkentőket, mikroelemeket tartalmaz a biotrágya – hozamnövelő hatású Energiatermelés


Hulladékfeldolgozás


24

Biogázüzem felépítése - II


Saját képek


25

Biogázüzem felépítése - III

Saját képek



26

Biogázüzem felépítése - IV

Kierjesztett trágya

Hőenergia

Villamos energia

Saját képek


Szagmentesítés Energiastratégia | www.essrg.hu

27

Hozamok

Forrás: Pölz 2005

Forrás: KTBL 2005 2013. február 28. VM


28

Energiatermelés Energiatartalma 21 MJ/m3 – 1 m3 biogáz (60% CH4 tartalom) 0,6 l fűtőolajjal vagy 0,6 m3 földgázzal egyenértékű

A kogenerációban termelt hő 20-30%-a a fermentorok fűtésére megy A kogenerációban termelt elektromos áram 8%-a az üzem saját energiafelhasználása biogáz blokkfűtőerőművek elektromos oldali átalakítási hatásfoka 40%



29

Napenergia potenciálok



30

Szélenergia potenciál A szél kinetikai teljesítménye: A rotor teljesítménye: P Az elméleti teljesítményérték:

S - átáramlás felülete ρ – levegő sűrűsége

szél

– cp,gyak=0,3-0,4 közé esik



1 m v2 2

m S v

Pszél 

1  S v3 2

Protor  F vr  m (vszél1  vszél 2 ) vr

Hasznos teljesítmény: Szélenergia műszaki potenciál: c p ,elm

2  Protor 1  vszél 2  vszél 2   1  1    2 Pszél 2  vszél1  vszél 1 

Phaszn  c pmechelekt Pszél

– Rotorfelület*szélsebesség*teljesítményérték*hat ékonyság*szélenergia fizikai potenciál



31

Szélenergia műszaki potenciál számítása PWKA  mW S c p  W  1 mW   v3 W / m 2  2 1 PW   v3 S W  2


EW  PWKA t

PWKA  PW cP 


32

Magyarország szélviszonyai

http://www.met.hu/eghajlat/magyarorszag_eghajlata/altalanos_eghajlati_jellemzes/szel/images/abra1.png



33

Szélturbinák típusai Horizontális tengelyű – – – –

Magas torony Felhajtóerő működteti – Bernoulli elv Kapacitásuk 80kW-7MW között Indulási sebesség 2-7 m/s

Vertikális tengelyű – Erő-ellenerő alapján működnek – 3 lapát! – Alacsonyabb cp érték, de kisebbek – Típusaik • Darrieus • Giromills • Savonius http://rcmodell.files.wordpress.com/2008/10/repules.jpg 2013. február 28. VM


34

Vertikális szélkerekek

Darreius Savonius

http://lifekills.files.wordpress.com/ 2009/04/vawt3.jpg

Giromills

http://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/thumb/9/97/Hornblower-Hybrid_ %2814%29.jpg/800px-Hornblower-Hybrid_%2814%29.jpg

http://www.manufacturer.com/cimages/buyLeads/www.alibaba.com/0927/c/Small_vertical_wind_generators.jpg



35

Kapcsolat Dr. Kohlheb Norbert, egyetemi docens Szent István Egyetem, KTI - ESSRG 2103 Gödöllő, Páter K. u. 1 [email protected] +36309295447



36

Biomassza energetikai hasznosítása

Recommend Documents