BIOMASSZA TÜZELŐANYAGELLÁTÁS LOGISZTIKAI RENDSZERÉNEK FEJLESZTÉSE A BIOMASSZA ÚTJA A MEZŐTŐL AZ ERŐMŰIG
GÁL BALÁZS SÁNDOR KISS LEVENTE DR. LADÁNYI RICHÁRD
TARTALOM
• CÉL és MÓDSZERTAN MEGHATÁROZÁSA • MODELLEZÉS • TERMŐTERÜLETEK • NÖVÉNYEK • LOGISZTIKA • KONKLÚZIÓ
CÉL, MÓDSZERTAN
Az alprojekt célja olyan tervezési módszer kialakítása (és az ezt megvalósító szoftver fejlesztése), amely alkalmas: • biomassza erőművekbe történő beszállítását végző logisztikai rendszerek térinformatikai alapú kialakítására, • alternatívák vizsgálatára, optimalizálásra.
CÉL, MÓDSZERTAN
IGÉNYEK Fűtési energia-igények jellemzése • lakosság száma • háztartások elhelyezkedése • hőenergia –igény meghatározása (statisztikai adatokból, illetve energetikai számítások alapján)
FORRÁSOK
=
Biomassza források jellemzése • elhelyezkedés, terület Biomassza növények jellemzése • termésátlagok • fő- és melléktermék arányok • energiatartalom
TÉRINFORMATIKAI ADATBÁZIS ÉPÍTÉS Mi is a biomassza?
„biomassza: a mezőgazdaságból - a növényi és állati eredetű anyagokat is beleértve, erdőgazdálkodásból és a kapcsolódó iparágakból, többek között a halászatból és az akvakultúrából származó, biológiai eredetű termékek, hulladékok és maradékanyagok biológiailag lebontható része, valamint az ipari és települési hulladék biológiailag lebontható része”
Mi ebből a mezőgazdaságból származó elsődleges és másodlagos biomasszával foglalkozunk!
TÉRINFORMATIKAI ADATBÁZIS ÉPÍTÉS
Elsődleges biomassza
Másodlagos biomassza
TÉRINFORMATIKAI ADATBÁZIS ÉPÍTÉS
Hogyan lesz a biomasszából hasznosítható energia? • erőműben eltüzelve • bioetanolt előállítva gépjárművekben üzemanyagként hasznosítva • biológiailag elgázosítható biomasszából biogázt előállítva és azt erőműben eltüzelve
TÉRINFORMATIKAI ADATBÁZIS ÉPÍTÉS Miért érdemes a biomassza energetikai célú felhasználásával foglalkozni? • Fosszilis energiahordozók árának alakulása • Magas biomassza termő potenciál Magyarországon →Mezőgazdaság melléktermékei
→Árterületek hasznosítása • Elégetésekor nem juttat a levegőbe plusz CO2-t, csak amit az előző időszakban a növény megkötött • Energiaültetvények telepítésére támogatás nyerhető el Azonban biomassza gazdaságosan CSAK rövid távolságokra szállítható!
TÉRINFORMATIKAI ADATBÁZIS ÉPÍTÉS
Adatforrás?
TÉRINFORMATIKAI ADATBÁZIS ÉPÍTÉS
Mintaterület
TÉRINFORMATIKAI ADATBÁZIS ÉPÍTÉS
TÉRINFORMATIKAI ADATBÁZIS ÉPÍTÉS
DSM-route úthálózatadatok
TÉRINFORMATIKAI ADATBÁZIS ÉPÍTÉS
TÉRINFORMATIKAI ADATBÁZIS ÉPÍTÉS
Másodlagos biomassza források
TÉRINFORMATIKAI ADATBÁZIS ÉPÍTÉS
Elsődleges biomassza források
TÉRINFORMATIKAI ADATBÁZIS ÉPÍTÉS
Biomassza források 1 km2-es cellákra felosztva
TÉRINFORMATIKAI ADATBÁZIS ÉPÍTÉS
NÖVÉNYI JELLEMZŐK
Energia a növényekből I. • Figyelembe vett biomassza forrásterületek • Szántóterületek • Gyümölcsösök, szőlészetek • Záportározók • Árterületek
• Figyelembe nem vett biomassza forrásterületek • Védett területek • Erdészeti hasznosítású területek
NÖVÉNYI JELLEMZŐK
Energia a növényekből II. • Alkalmazott csoportosítások • Forrás szerinti csoportosítás: • Primer biomasszák • Szekunder biomasszák • Anyag szerkezet szerinti csoportosítás: • Fás szárú • Lágyszárú • Terület használati mód szerinti csoportosítás: • Szántóföld • Kertészet • Gyümölcs és szőlészet • Ártér/Szükségtározó
NÖVÉNYI JELLEMZŐK Energia a növényekből III. Biomassza típusa: Primer fás szárú energiafa (2éves sarjaztatásos vágásciklus) Primer fás szárú energiafa (Hengeres 15éves vágásciklus) Primer lágyszárú
Szekunder lágyszárú Szekunder fás szárú Átlagos erdő
Minimum t/ha
Minimum Maximum energia t/ha tartalom GJ/t
Megjegyzés (kitételek)
50
70
12,24
A hozam jelentősen fajtafüggő
157,5 (nyár)
400 (akác)
12,24
A hozam jelentősen fajtafüggő
15
Fajta specifikus (nád rendszeresen belvizes területre, ahol nem művelhető a talaj.)
17
A termésátlagtól és növénytípustól függ a betakarítható mennyiség
15
40 (nád)
1:1 (búza, 1:3 (csillagfürt; kukorica, tavaszi napraforgó) árpa) 1,5 (szőlő)
4,45 (körte)
12,24 12,24
Egy hektárról alacsony a hozam Csak kalkulációs jelleggel ismertetjük
NÖVÉNYI JELLEMZŐK Energia a növényekből IV. Elmélet vs. Realitás • Elméleti potenciál és annak mérhetősége • Biomassza hozam (Szakirodalmi határértékek) • Területek mérete • Hivatalosan engedélyezett hasznosítási mód (Szántó, legelő, kaszáló, kertészet…stb.) • Befolyásoló tényezők • Földrajzi tényezők (időjárás, domborzat, talajtakaró) • Agrotechnika (vetésforgó, kertészet módszer, trágyázás, alkalmazott gépek) • Növényfajták (termésátlag, főtermék/melléktermék arány ), • Nedvességtartalom, • Tulajdonosi háttér (pl.: erdészetek, szőlészetek) • Valóságban alkalmazott hasznosítási mód • A számos változó miatt meghatározott időközönként aktualizálni szükséges a terveket, amire a modell alkalmas
NÖVÉNYI JELLEMZŐK Energia a növényekből V.
• CO2 kibocsátás formái:
• Művelés során keletkező széndioxid (direkt, indirekt) • Szállítás során keletkező széndioxid • A tüzelés során keletkező széndioxid
• 1GJ energia előállítása 57,6kg CO2 kibocsátást okoz, földgáz alapú távfűtési rendszerben (Forrás: Carbonarium.hu ; 2015)
NÖVÉNYI JELLEMZŐK Felhasznált energia és terület megoszlás BAZ m. (%)
70 %
62,14
62,51
60 % 50 %
45,59
45,76 39,80
40 % 31,43
34,42
31,48
30 %
15,74
20 % 10 %
17,13 12,78
15,86 5,45
17,00
18,55
6,32
6,22 2,34
0% Összes település
1000 lakás feletti települések
Nagyvárosok
Miskolc
Miskolc (30%)
Nagyvárosok Nagyvárosok (30%)
Miskolc
Miskolc
NÖVÉNYI JELLEMZŐK Forgatókönyv 1
Forgatókönyv 2
Forgatókönyv 3
Forgatókönyv 4
Forgatókönyv 5
Forgatókönyv 6
Forgatókönyv 7
Forgató- Forgatókönyv 8 könyv 9
Összes településsel 12 legnagyobb 1000 lakás feletti 12 legnagyobb város 12 legnagyobb város Miskolc vizsgálata Miskolc (30%-os) Miskolc vizsgálata végzett számítás, város vizsgálata, települések (30%-os) vizsgálata vizsgálata. szekunder Miskolc szekunder szekunder vizsgálata. Modell összevont szekunder szekunder vizsgálata szekunder szekunder lágyszárú lágyszárú biomasszából lágyszárú szekunder biomasszából paraméterek biomasszából biomasszából biomasszából biomasszából biomasszából kiindulva biomasszából biomasszából kiindulva kiindulva kiindulva kiindulva kiindulva kiindulva kiindulva kiindulva
Szekunder forrás (GJ)
16372992,7
16372992,71
16372992,71
15826320
15826320
16372992,71
Primer forrás (GJ) Forrásból felhasznált e. (GJ)
16372992,71
15826320
16372992,71
99703971,19
10174981,1
5146256,845
7463980,465
2023050,1
5447448,46
2577513,725
2719533,93
2690471,83
892475,11
62,14
31,43
45,59
12,78
34,42
15,74
2,34
17,00
5,45
37,86
68,57
54,41
87,22
65,58
84,26
97,66
83,00
94,55
Kiindulási terület (ha)
317397,3
317397,3
317397,3
295542,8
295542,8
317397,3
388831,2
295542,8
317397,3
Felhasznált terület összesen (ha)
198399
99920,7
145232,34
50616,34
117614,76
50339,93
24202,8
54833
20065,78
Maradék forrás terület (ha)
118998,3
217476,6
172164,96
244926,46
177928,04
267057,37
364628,4
240709,8
301728,29
Kiváltott CO2 mennyiség (t/év)
586078,91
296424,39
429925,27
116527,69
313773,03
148464,79
156645,15
154971,18
51406,57
Forrásból felhasznált e. (%) Maradék energia mennyiség (%)
LOGISZTIKAI MODELLEZÉSJÁRATTERVEZÉS
• Kétlépcsős beszállítási rendszer o mező – siló o siló – erőmű • A modellterületen 56 db, 5-20 ezer tonna kapacitású siló szükséges • Településenként egy feltételezett erőmű
• 30 tonna szállítókapacitású járművek
LOGISZTIKAI MODELLEZÉSJÁRATTERVEZÉS
Kép forrása: www.gtorocorp.co.uk
Kép forrása: www.greystoneconstruction.com
LOGISZTIKAI MODELLEZÉSJÁRATTERVEZÉS
KONKLÚZIÓ
Terület [km2] Szerencs Putnok Sárospatak Felsőzsolca Mezőkövesd Edelény Tiszaújváros Sátoraljaújhely Sajószentpéter Kazincbarcika Miskolc Ózd
6,06 3,64 7,99 2,71 8,30 4,91 17,38 4,53 4,76 7,58 47,74 13,16
Fűtési Lakásszám energiaigény [db] [TJ] 3 951 2 996 5 394 2 919 6 908 4 273 7 208 6 718 5 363 12 406 68 619 15 479
150 114 205 111 263 162 274 255 204 471 2 608 588
Szállítási távolság [ezer km]
Rendszerhatékonyság Energia/szállítás [GJ/km]
1,45 1,54 2,87 1,60 4,27 3,01 6,16 7,70 6,52 17,95 193,89 58,26
103,46 74,07 71,54 69,11 61,45 53,99 44,49 33,17 31,24 26,26 13,45 10,10
KÖSZÖNJÜK A FIGYELMET! A bemutatott előadás a TÁMOP-4.2.3.-12/1/KONV-2012-0029 projekt részeként - az Új Széchenyi Terv keretében – az Európai Szociális Alap társfinanszírozásával valósul meg
