EGYÉB HULLADÉKOK
6.8
Kipréselt cukornádból készített etanol mint benzinhelyettesítő használatának életciklus-elemzésen alapuló környezetvédelmi haszna Tárgyszavak: cukornád; etil-alkohol; üzemanyag; cukornádégetés; etanolgyártás; enzimes eljárás; hígsavas eljárás; életciklus-elemzés; életciklushatás.
A gazdasági fejlődés következtében az üvegházhatást okozó gázok (ÜHG) kibocsátása még a következő századba is átnyúlik. Várhatóan a legnagyobb kibocsátó India és Kína lesz, ezért a két országban – ahol sok a biomassza – nagy jelentősége lesz a biomasszán alapuló üzemanyag-előállítási technológiáknak. India a világ hatodik legnagyobb ÜHG kibocsátója, és a kibocsátás növekedését illetően a második helyen van, 1992-ben 177 M t volt a szénkibocsátása. Az összenergia felhasználásából 15% jut a közlekedésre, és az összes szénkibocsátásból is kb. 15% a közlekedés bűne. Emiatt Delhi, Mumbai és Chennai benne vannak a világ tíz legporosabb városában. A közlekedés várhatóan évente 90%-ban, mintegy 255 E t-val veszi ki részét a CO-kibocsátásból, ezért lehet jótékony hatással, CO- és ÜHG-kibocsátáscsökkentéssel, a benzin etanollal való keverése.
Cukornádtermelés Indiában India és Brazília a világ két legnagyobb cukornádtermelője évi 300, ill. 285 M t-val. India termelésének 70%-a három államban összpontosul. A kipréselt cukornád maradéka, a rostos kipréselt cukornádbagassz nagyon jó bioetanol nyersanyag. Zöméből a cukorgyár saját villamos- és hőenergia igényét fedezik, de 15–25% felesleg marad belőle. Kazánkorszerűsítéssel vagy cserével további kipréselt cukornádat lehet megtakarítani. Az etanolgyárat célszerűen a nagy cukorgyárakhoz közeli, központi helyen kell telepíteni.
A tanulmány célja A jelen életciklus-elemzés (ÉCE) célja a kipréselt többlet cukornád szabadtéri elégetésével és etanollá alakításával kapcsolatos nyersanyag- és energiafelhasználás, valamint a környezetbe való anyagkibocsátásnak az anyagok és az energiák teljes életciklusával (a kitermeléstől a végfelhasználásig) számoló összehasonlításos értékelése, azzal a feltételezéssel, hogy az említett többlet kipréselt cukornádat szabadtéren elégetik, és a belőle el nem készített etanol helyett benzinnel közlekednek (1. változat – 1. ábra), illetve a többletből etanolt készítenek, s ennek az etanolnak benzinnel készített 10%os keverékével közlekednek (2. változat – 1. ábra). Feldolgozási egység A különböző rendszereket azonos egységre kell vonatkoztatni, hogy öszszehasonlíthatók legyenek. Jelen esetben az 1 száraz tonna kipréselt cukornád a feldolgozási egység. A kipréselt cukornádból készített etanolt az E10 jelű keverék alkotóelemeként benzinhez keverik. A benzin és az E10 keverék fő jellemzőit az 1. táblázat hasonlítja össze. 1. táblázat Benzin és E10 egyenérték Benzin Fűtőérték, MJ/l Oxigéntartalom, %(m/m) Sűrűség, kg/l Etanol tömeghányad Benzin tömeghányad 31,1 MJ-hoz szükséges térfogat, l Összes üzemanyag, kg Benzin, kg Etanol, kg Egyenérték: Más összevetésben:
31,1 0 0,750 0 1 1,000 0,750 0,750 0,000
E10-es keverék 30,1 3,50 0,754 0,105 0,895 1,035 0,780 0,698 0,082
1 kg etanol + 8,555 kg benzin (azaz 9,555 kg E 10-es keverék) egyenértékű: 9,188 kg benzinnel 1 kg etanol egyenértékű 0,633 kg benzinnel
A jelenlegi és a jövőbeli megoldások energia- és anyagmérlege a 2. ábrán láthatók.
1 t kipréselt cukornád
égetés
etanoltermelés
benzintermelés
benzintermelés
X MJ energia = Y kg benzin
energiaegyenérték
X MJ energia = Z kg E10-es keverék Z kg E10-es keverék = M kg benzin + N kg etanol
környezetterhelés 1) (Y–M) kg benzin gyártása és elégetése 2) 1 t kipréselt cukornád elégetése
anyagegyenérték (Y–M)/N = 0,633 vagy 1 kg etanol = 0,633 kg benzin
1) N kg etanol gyártása és elégetése
2. ábra A jelenlegi és a jövőbeni változat egységre vonatkoztatott energiaés anyagegyenértéke
A CO2-kibocsátás modellezése Az etanolt adó biomassza szene a növénybe fotoszintézis révén beépült CO2. A szénatomok az etanol termék felhasználásakor felszabadulnak főként CO2, valamint CO és szénhidrogén vagy metán (CH4) molekula alakban. A kibocsátott szenet (ha nem is teljes mennyiségben) a növény tápanyagként felveszi. A bioetanol és a benzin gyártásával, üzemanyagként való elégetésével összefüggésben keletkező nettó szénkibocsátás számításában csak a fosszilis CO2-ot vették figyelembe üvegházhatás-okozóként, a növények szénfelvételét hozadéknak tekintették.
Életciklus-modellezés Ebben az elemző munkában a jól bevált TEAMTM szoftver 3.0 változatát (Ecobalance Inc. – Bethesda, Maryland, USA) használták, mert ez a legna-
gyobb teljesítőképességű és rugalmasságú, részletes elemzésre használható szoftver. A TEAMTM sajátos jellemzői: – A rendszerek és az alrendszerek modulként is megadhatók, így az igen összetett rendszerek egyszerűsödhetnek. – A rendszer bármelyik része alkalmas anyag- és energiafelvétel, valamint kibocsátás számítására. – Szabályai a legkisebb technológiai vagy egységszint bármely áramlatára megadhatók. – A különálló adatvédelmi és adathozzáférési szintek könnyű karbantartást és adatösszhangot tesznek lehetővé. A kipréselt cukornád általános adatai A jelen tanulmányban használt Hawaii kipréselt cukornád összetétele (%(m/m)): 40,6 glukán, 0,8 galaktán, 0,2 mannán, 20 xilán, 1,7 arabinán, 25,5 lignin, 1,8 extraktum, 3,7 hamu és 5,7 húgysav. Tárolás alatt a kipréselt cukornád cukorvesztesége jelentéktelen. Kipréselt cukornád égetése A kipréselt cukornád elégetésére nem voltak adatok, ezért helyettesítő adatsort kellett használni. A levegőbe való gázkibocsátást EPA biomasszaégetési tényezőkkel számolták, a szén-dioxid- és a kén-dioxid-kibocsátást mindkét változatban a zöld- és lignines nyersanyag becsült kén- és széntartalma alapján számolták, de a kipréselt cukornád viszonylag nagy kéntartalma miatt eltértek az EPA kén-dioxid-kibocsátási adataitól. Cukornádtárolás A préselési szezon Maharashtraban 200 nap, októbertől májusig tart, ez alatt a cukornád természetes állapotban, azaz 50%-os nedvességtartalommal feldolgozható. Az év további napjain már esetleg szárítani kellene, ami viszont drága eljárás. Ezért jobb a napsugárzásra hagyatkozni, és a száraz kipréselt cukornádat még a monszun beállta előtt beraktározni. A tanulmány 34%-os súlyozott átlagú cukornádnedvességgel számolt. Etanolgyártás A kukoricából vagy melaszból való etanolgyártás az Egyesült Államokbeli középnyugati üzemekben és brazíliai üzemekben létező, jól ismert és bevált technológia. Etanol ezenkívül még sokféle lignin-cellulóz biomasszából, pl. a
mezőgazdasági és erdészeti hulladékokból, papírgyári hulladékból és pépből gyártható. Ezek jelentősége, hogy mind bőségesen fellelhető és újratermelődő, eddig nem hasznosított nyersanyagforrások. A gyártás fő lépései: a hemicellulóz hidrolízises előkezelése, cellulózhidrolízis glükóz-előállításhoz, a cukrok etanollá erjesztése és etanolkinyerés. Az eljárás lehet enzimes vagy enzim nélküli. Utóbbiban a cellulóz- és a hemicellulóz-hidrolízist savval végeztetik, az erjesztést külön végzik, ezért a módszer neve külön hidrolízis és erjesztés (KHE), a hatszénatomos és az ötszénatomos cukrokat (glükóz, mannóz és a galaktóz, ill. a xilóz és az arabinóz) etanollá erjesztik. Az enzimes eljárásban először hígsavas előkezeléssel hidrolizálják a hemicellulóz részt. A cellulóz elcukrosítását (hidrolízisét) cellobiózzá és esetleg glükózzá a celluláz és a β-glükozidáz enzimek segítik elő. Ezt az ún. egyidejű cukrosítás és együtterjesztés (ECEE) üzemmód valósítja meg, a hat- és az ötszénatomos cukrok etanollá erjesztésével. • Enzimes eljárás Az eljárás a Trichoderma reesei származék cellulózhidrolizáló celluláz enzimen, és az ennek megfelelő öt szénatomos és hat szénatomos cukrok együttes erjesztéséhez szükséges etanolképző rekombinánson alapult. Ez a viszonylag hosszú enzimes folyamat négy fő műveletből áll: 1. Előkezelés 2. Cellulózgyártás 3. Etanolgyártás 4. Tisztítás • Kétlépcsős hígsavas eljárás Ez az Indiában rövid távra üzemi szinten is megfelelő változat szintén négy alapegységből áll: 1. Első hidrolízis 2. Második hidrolízis 3. Etanolerjesztés 4. Terméktisztítás Az eljárások a 3. és 4. ábrából, valamint a leírásból ismerhetők meg. A kipréselt cukornádból etanolt készítő eljárás adatai A két eljárás anyag- és energiafelvételének, ill. kibocsátásának becslése Aspen® (Aspen Technology Inc,. Cambridge, MA) modelleken alapul, az évtized közepén meghatározott technológiai célokkal. Az 1 kg száraz kipréselt cukornádat és 1 l etanolt alapul vevő becslést a 2. táblázat részletezi.
biomassza nyersanyag
sav
nyersanyagmozgatás
sav szilárd anyag – folyadék szétválasztás
1. hidrolízis
gőz
CO2
folyadék
szilárd anyag – folyadék szétválasztás
erjesztés
2. hidrolízis
gőz
semlegesítés
gipsz
semlegesítés
mész
mész füstgáz
gőz
desztillálás
szilárd anyagok
víztelenítés
cefre
kazán
etanol üzemanyag
szilárd anyag – folyadék szétválasztás
gőz és villamos energia
hamu ligninmaradék
folyadék szennyvíztisztításra
4. ábra A kétlépcsős hígított savas eljárás folyamatábrája 2. táblázat A kipréselt cukornádból etanolt készítő eljárás adatösszesítője Anyag és energia
Felvétel Biomassza Mész Víz NH3 Dízel H2SO4
Enzimes eljárás
kg/kg kipréselt cukornád 1,000 0,009 1,966 0,028 0,005 0,044
kg/l etanol 3,318 0,030 6,525 0,093 0,017 0,146
Kétlépcsős hígsavas eljárás
kg/kg kipréselt cukornád 1,000 0,013 3,591 0,025 0,004 0,048
kg/l etanol 4,242 0,057 15,232 0,106 0,019 0,202
2. táblázat folytatása Anyag és energia
Kibocsátás Etanol Gipsz Hamu Lignines maradék Biogáz metán Összes CO2 Villamos energia
Enzimes eljárás
Kétlépcsős hígsavas eljárás
0,238 0,025 0,040 0,444 0,015 1,170
0,789 0,083 0,132 1,472 0,051 3,883
0,186 0,031 0,077 0,600 0,016 1,307
0,789 0,132 0,328 2,542 0,070 5,545
0,859 MJ/kg biomassza
2,849 MJ/l etanol
1,146 MJ/kg biomassza
4,863 MJ/l etanol
• Villamosenergia-termelés A villamosenergia-termelés az Ecobalance Inc. India számára készített adatbázisán alapul, a modellezés pedig Kadam és társai (1999) munkáján. • Gőztermelés A vízből (2,6 MJ/kg entalpiájú) gőzt fejlesztenek szén-, földgáz-, olajfűtésű vagy az etanolerjesztésből visszamaradt lignines anyaggal üzemelő mintegy 80% hatásfokú ipari kazánban. • Benzinrendszer Ez a rendszer a benzinnel összefüggő, az olajkitermeléssel kezdődő öszszes, az 1. ábrán részletezett műveletet tartalmazza. A benzin a most használatos ólmozott benzin. A biomassza-etanolból készülő E10-es keverék 10% etanolból és 90% ólmozott benzinből áll. Mivel jelenleg biomassza etanol még nincs Indiában, helyettesítő adatokat használtak az elemzésben, az ólmozott benzin adatokat az Ecobalance Inc. európai ólmozott benzin adatbázisából vették. Benzin és E10 üzemanyag elégetése Az üzemanyag a levegőt a kipufogógázokkal, tároláskori és szállítás közbeni párolgásával mérgezheti. E két szennyezés általános jellemzőit a benzinre és az E10-es keverékre a 3. táblázat tartalmazza.
3. táblázat E10 keverék benzinhez arányosított kibocsátása Benzin, g/kg
E10 keverék, g/kg
E10 keverék arányosított kibocsátása, g/kg keverék Benzin
Benzol Benzol(a)pirén CO2, biomassza CO2, fosszilis CO Etanol Szénhidrogének (kivéve CH4) Ólom Metán NOx-ok NO2-ban N2O SOx-ok SO2-ban
1,37 1,53 4,50E-05 5,00E-05 200,2 0 2584 2775 158 198 0,38 0 37,5 38 0,2 1,5 31 0,13 0,26
0,18 1,34 32,6 0,13 0,23
1,37 4,50E-05 0,00 2584,0 148 0,00 35,12 0,18 1,25 30,53 0,12 0,23
Etanol részesedése, g/kg etanol
Etanol 0,00 0,00 200,2 0,00 10,3 0,38 2,38
0,00 0,00 1913 0,00 95,9 3,63 22,8
0,00 0,09 2,07 0,01 0,00
0,00 0,81 19,8 0,08 0,00
Az Egyesült Államokban az etanolkeverékek használatának szabályozása következetlen, mert a legtöbb államban engedélyezik az etanolkeverék benzinénél nagyobb illékony szerves anyag (ISzA) emisszióját, ellentétben a kanadai előírásokkal, amit India is követni kíván, ahol az ISzA emisszió nem sokban különbözhet a benzinétől. A környezetterhelést egyenérték alapon 1kg etanolra és 0,633 kg benzinre számították. A csak a benzinre jellemző kibocsátásokat az etanol esetében elhagyták, a közös kibocsátásokat a benzin és az etanol keverékarányos széntartalma szerint arányosítva, egységnyi tömegű benzinre, etanolra és keverékre adták meg (3. táblázat), a két változat jó összehasonlíthatósága érdekében.
Eredmények Az eredmények a kipréselt cukornád elégetése és etanollá alakítása (1. és 2. változat) szerint vannak bemutatva, hígsavas és enzimes eljárás bontásban. Az összehasonlítási alap 1 tonna száraz kipréselt cukornád, minden mennyiséget erre vonatkoztattak.
Mínusz előjelek Egyes anyagfelvételek, ill. kibocsátások előjele az összegező táblázatokban mínusz. A mínusz előjel a felvétel részben nem anyag (pl. víz) elvételt jelent a környezetből, hanem víz visszaadást az etanol gyártása során (4. táblázat – 73 l). A kibocsátás részben pedig nem kibocsátást jelent a környezetbe, hanem elvonást ( pl. a metán esetében – 149 g). Tehát a mínusz előjel egyértelműen jó hatást jelent, ami a táblázat utolsó oszlopában, a különbség rovatban 100%-nál nagyobb értékben mutatkozik meg, ami annyit jelent, hogy az E10-es változat javára ekkora a különbség. A százalékos különbség az elégetés és az etanolgyártás között az összehasonlító 4–7. táblázatban a következő képlettel számítható:
%-os különbség =
1. változat érték–2. változat érték ×100 1. változat érték
Szénhidrogén-kibocsátás A nemmetán szénhidrogén kibocsátások (az illékony szénhidrogének, etanol, furfural és hidroxi-metil-furfuralaldehidek (HMF), a benzol és a többi nemmetán szénhidrogén egyben vannak megadva. A kibocsátások idő-térbeli vonatkozásai A tanulmány a kibocsátások idő és térbeli eltérésével nem számol, azaz nem veszi figyelembe, hogy a kipréselt cukornád elégetésekor a kibocsátott anyagok viszonylag rövid idő alatt lökésszerűen és egy helyen kerülnek a levegőbe, az etanolos keverékből pedig hosszú idő alatt, és a járművek mozgása miatt változó helyen. Az ÉCE csak a két kibocsátás különbségével dolgozik, a szennyezők töménységét az adott helyen és pillanatban nem veszi figyelembe. Életciklus energiamérleg A két versenyző változat környezeti teljesítménye értékelésének egyik lehetősége energiafelhasználásuk összehasonlítása. A tanulmány többféle energiafelvétel alakulását vizsgálja, és minden esetben az anyagok nettó fűtőértékével számol.
4. táblázat Életciklus-elemzés összesítés: kipréselt cukornád égetés – kipréselt cukornádból etanolgyártás, enzimes eljárás Anyag és energia
Mértékegység
1. változat: égetés + benzin használat
2. változat: etanolgyártás + E10 használat
1 tonna kipréselt cukornádra
Változás az 1. változathoz képest %
Felvétel Szén (bányászott) Lignit(bányászott) Földgáz(kitermelt) Olaj (kitermelt) Víz
kg kg kg kg l
Kibocsátás Légnemű Szén-dioxid (biomasszából) Szén-dioxid (fosszilis) Szén-monoxid Szén-hidrogének (metán nélkül) Ólom Metán NOx és NO2 N2O Részecskék (általában) Kén-oxidok
kg kg g g g g kg g g g
Víz KOI (kémiai oxigénigény) Ólom (Pb2+ , Pb4+ ) Nitrátok (NO3-)
g g g
25,8 0,0085 2,3
123,8 – 0,0034 – 0,05
– 381 140 102
Szilárd Hulladék: összesen Hulladék: veszélyes Hulladék: radioaktív: összesen
kg kg kg
41,0 0,20 0,017
– 13,7 – 0,01 – 0,0002
134 107 101
Energia Technológia Meg nem újuló Megújuló Összes elsődleges energia
MJ MJ MJ MJ
5,5 0,02 17,7 172,9 761
1706 521 69 8,7 30,9 8465 8,5 20 4195 2622
21 114 8 508 8,4 27 517
–100,7 – 0,01 23,1 4,4 –73
1938 149 – 30 98 110
1625 –77 23 10,2 –0,14 –149 4,5 21 148 1774
5 115 66 – 17 101 102 47 –3 97 32
12 625 226 18 841 19 068
40 97 jelentéktelen 31
5. táblázat Életciklus-elemzés összesítés: kipréselt cukornád égetés – kipréselt cukornádból etanolgyártás, hígsavas eljárás Anyag és energia
Mértékegység
1. változat: égetés + benzin használat
2. változat: etanolgyártás + E10 használat
1 tonna kipréselt cukornádra Felhasználás Szén (bányászott) Lignit(bányászott) Földgáz(kitermelt) Olaj (kitermelt) Víz
kg kg kg kg l
Kibocsátás Légnemű Szén-dioxid (biomasszából) Szén-dioxid (fosszilis) Szén-monoxid Szén-hidrogének (kivéve metán) Ólom Metán NOx és NO2 N2O Részecskék (általában) Kén-oxidok
kg kg g g g g kg g g kg
Víz KOI (kémia oxigén igény) Ólom (Pb2+ , Pb4+ ) Nitrátok (NO3-)
g g g
Szilárd Hulladék: összesen Hulladék: veszélyes Hulladék: radioaktív: összesen
kg kg kg
Energia Technológia Meg nem újuló Megújuló Összes elsődleges energia
MJ MJ MJ MJ
4,3 0,017 13,8 135 595
1706 407 62 7,1 24 7206 7,4 16,0 4169 2,5
20 0,0067 1,8
40 0,16 0,01
20 652 6 649 6,6 25 656
–135,4 –0,014 18,8 2,5 –137
1663 –147 19 8,8 –0,2 –459 3,4 15,6 274 1,5
Változás az 1. változathoz képest % 3 265 184 –36 98 123
3 136 70 –24 101 106 55 2 93 39
109 –0,0046 –0,1
–442 168 104
5 –0,02 –0,0003
88 112 102
13 269 –470 18 787 18 317
36 107 jelentéktelen 29
6. táblázat Életciklushatás-értékelés: kipréselt cukornád égetés – kipréselt cukornád etanolgyártás között, enzimes eljárás Hatásmutató
Mértékegység 1.változat: égetés 2. változat Változás + benzin etanolgyártás az 1. válto+ E10 hasznázathoz használat lat képest 1kg kipréselt cukornádra
IPCC üvegházhatás (közvetlen, 100 évre)a Meg nem újuló forrás lebontás (CML)b Levegősavasítás (CML)b Eutrofizáció (CML)b Mérgezés emberre (CML)b Szag a b
CO2 kg egyenérték a tartalék hányada H+ g egyenérték PO4 g egyenérték Mérgező anyag, kg m3 levegő
%
731
–73
110
8,7×10–13
1,5×10–13
82
266
155
42
1120
596
47
16,8
5,7
66
609
–611
200
IPCC = Klímaváltozás Kormányközi Bizottság, ENSz CML = Környezettudomány Központ, Leideni Egyetem, Hollandia
7. táblázat Életciklushatás-értékelés: kipréselt cukornád égetés – kipréselt cukornád etanolgyártás között, hígsavas eljárás Hatásmutató
Mértékegység
1. változat: égetés 2. változat Változás + benzin etanolgyártás az 1. változat+ E10 hasznához használat lat képest 1kg kipréselt cukornádra
IPCC üvegházhatás (közvetlen, 100 évre)a Meg nem újuló forrás lebontás (CML)b Levegősavasítás (CML)b Eutrofizáció (CML)b Mérgezés emberre (CML)b Szag a b
CO2 kg egyenérték a tartalék hányada H+ g egyenérték PO4 g egyenérték Mérgező anyag, kg m3 levegő
586 6,8×10–13
–152 9,5×10–13
% 126 86
238
120
49
972
441
55
14,4 476
4,3 –2817
IPCC = Klímaváltozás Kormányközi Bizottság, ENSz CML = Környezettudomány Központ, Leideni Egyetem, Hollandia
70 692
Összes elsődleges energia. A természetből kivett nyersanyagok belső energiájának és a feldolgozására, kezelésére és felhasználására fordított öszszes (külső) energiának az összege. Részei: – Nyersanyag energia. A nyersanyagokban lévő belső energiának a végtermékben megjelenő (megtestesülő) része. – Feldolgozási energia. Az elsődleges energia második legnagyobb öszszetevője. Az életciklus során az anyagra fordított mindennemű külső energia. Az anyag belső energiáját nem fokozza. Főként szénből, földgázból, urániumból és vízenergiából előállított villamos áram, de lehet szén vagy földgáz technológiai célú égetése is. Fosszilis vagy meg nem újuló energia. A felhasznált meg nem újuló és megújuló energia között fontos különbséget tenni, főként a tanulmány környezeti vonatkozása miatt. Megújuló energia. A biomasszából és a vízerőből, napsugárzásból, szélből stb. nyerhető energia. Az összehasonlító táblázatok e négy energia szerint vannak összeállítva. Az 1. változatban a megújuló energia a kipréselt cukornád cukorgyári eltüzeléséből előállított villamos energia. Kipréselt cukornád égetése – kipréselt cukornádból etanolgyártás életciklus-elemzés, enzimes eljárás Itt a 2. változat csaknem minden fő anyag felvétele és kibocsátása kisebb, mint az 1. változaté (4. táblázat). • Forráscsökkentés A meg nem újuló források lebontása fontos összehasonlítási tényező. Szén- és lignitfelhasználási szempontból a 2. változat jóval kedvezőbb az 1esnél ( mutatja a mínusz előjel, a 100%-ot jóval meghaladó eltérés a 2-es javára az etanol-előállításra felhasznált jóval kevesebb villamos energia folytán, de kevesebb a nyersolaj-felhasználás is. Földgázból a 2. változathoz azért kell több, mert az etanolgyártáshoz ammónia kell, az 1. változatban elhasználódó benzin gyártásához viszont ammóniára nincs szükség. A 2. változatban a vízfelhasználás is kedvezőbb, mert a 2. változatnak vízhozadéka van (vizet juttat vissza a környezetbe). • Légszennyezők Nagyon jó, hogy a 2. változat CO-kibocsátása csak mintegy harmada az 1-esének, nemmetán kibocsátása pedig csak egy kicsit több. A 2. változat szénhidrogén-kibocsátása az etanolgyártás közben keletkező furfural és HMF, ami az 1. változatban nincs, de a 2. változat SOx- és NOx-kibocsátása 30, ill. 50%-kal kisebb, és részecskekibocsátása is kevesebb, jelentősnek számító 30%-kal. Az 1. változatban a CO és a részecskék kibocsátása a kipréselt cu-
kornád égetés következménye. Az 2. változat kisebb ólomkibocsátása a benzin részben etanollal való helyettesítésének tudható be. • Hulladékkeletkezés A 2. változat csak a szennyvizek nagy KOI igényében rosszabb. A szennyvizek az etanolgyártáshoz szükséges anyagok, az ammónia, a kénsav, a mész előállításakor keletkeznek. Az összes szilárd hulladékban is jobb a 2. változat, mert annak ellenére, hogy a szilárd hulladékhoz nagyban hozzájáruló meszet, ammóniát és kénsavat csak a 2. változat használ fel, villamos energiából sokkal kevesebbet fogyaszt (mínusz előjeles mennyiségek a szilárd hulladék rovatban), mint az 1. változat. • Energiafogyasztás és ÜHG-ok A 2. változat feldolgozási energiája kisebb. A 2. változat kisebb villamosenergia-felhasználása következtében CO2- és CH4-kibocsátása is kedvezőbb (mínusz előjel, azaz a 2. változat 115, ill. 102%-kal jobb). Enyhén rosszabb N2O kibocsátása, ami a kipréselt cukornád szállítás dízelüzemű járművel való szállításából ered, nem jelentős. Feldolgozási energiája 40%-kal, meg nem újuló energia fogyasztása pedig 97%-kal kevesebb, mint az 1. változaté, viszont megújuló energia fogyasztása érthetően nagyobb, mint az 1. változaté. Kipréselt cukornád égetés – kipréselt cukornádból etanolgyártás, hígsavas eljárás Az enzimes eljáráshoz hasonlóan vizsgálja a tanulmány az anyag- és energiafelvételek, valamint kibocsátások alakulását az 5. táblázat szerinti öszszeállításban. • Forráslebontás A 2. változat szén-, lignit- és vízfelhasználása szintén jobb a kisebb villamosenergia-fogyasztás miatt, a földgáz fogyasztása ugyancsak több, de nyersolajfogyasztása jóval kisebb. • Légszennyezők A kép az enzimes eljáráséhoz nagyon hasonló, de összességében a kibocsátáscsökkenés az 1. változathoz képest még nagyobb, ami a kisebb villamosenergia-fogyasztás folytán a 2. változatban ki nem bocsátott még több CO2-ban, metánban (–147, ill. –459) mutatkozik meg. Nagyobb viszont a 2. változat szénhidrogén-kibocsátása (8,8), aminek mintegy fele itt is, az enzimes eljáráshoz hasonlóan, etanolgyártásból származó furfural és HMF.
• Hulladékkeletkezés A 2. változat csak a szennyvizek nagy KOI igényében rosszabb. A szennyvizek az etanolgyártáshoz szükséges anyagok, az ammónia, a kénsav, a mész előállításakor keletkeznek. Az összes szilárd hulladékban is jobb a 2. változat, de már nem annyira, mint az enzimes eljárásban, mert a savas eljáráshoz több mész kell, a mész a legnagyobb szilárd hulladék összetevő. • Energiafogyasztás A 2. változat feldolgozási energiája kisebb, és az enzimes eljáráshoz hasonlóan a meg nem újuló energia megtakarítása következtében CO2- és CH4kibocsátása is kedvezőbb (mínusz előjel, azaz a 2. változat 136, ill. 106%-kal jobb). Az 1. és a 2. változat kibocsátása nitrogén-oxidokból közel egyforma. A környezeti anyagokon és energiákon kívül a két változat érzékelhetőbb összehasonlításához életciklushatás-értékelés (ÉCH) is készült, amelyet hatásmutatók jelenítenek meg táblázatos formában az enzimes és a hígsavas eljárásra (6. és 7. táblázat). (Herczegh József) Kadam, L. K.: Environmental benefits on a life cycle basis of using bagasse derived ethanol és gasoline oxigenate in India. = Energy Policy, 30. k. 5. sz. 2002. ápr. p. 371–284. Winrock International, 2000. Indian government approves the use of ethanol. Sajtóközlemény, 2000. márc. 20.
Egyéb irodalom Eine Branche braucht Planungssicherheit. (Építőanyag-hulladék hasznosítása.) = Recycling Magazin, 58. k. 3. sz. 2003. p. 12–14. Hong-Joo, L.; Suk-Jung, O; Seung-Hyeon, M.: Recovery of ammonium sulfate from fermentation waste by electrodialysis. (Ammónium-szulfát kinyerése fermentációs hulladékból elektrodialízissel.) = Water Research, 37. k. 5. sz. 2003. p. 1091–1099. Gupta, V. K.; Jain, C. K. stb.: Removal of lindane and malathion from wastewater using bagasse fly ash a sugar industry waste. (Növényvédő szerek kiszűrése bagasszhamuval.) = Water Research, 36. k. 10. sz. 2002. máj. p. 2483–2490. Annadurai, G.; Juang Ruey, S. stb.: Use of cellulose–based wastes for adsorption of dyes from aqueous solutions. (Szinezékadszorpció cellulózhulladékkal.) = Journal of Hazardous Materials, 92. k. 3. sz. 2002. jún. p. 263–274. Hersmsmeyer, D.; Diekmann, R. stb.: Physical properties of a soil substitue derived from an aluminium recycling byproduct. (Alumíniumhulladék hasznosításával nyert talajpótló anyag fizikai tulajdonságai.) = Journal of Hazardous Materials, 95. k. 1–2. sz. 2002. p. 107–124.
