Négy az egyben kínai módra, avagy a biogáz háztáji előállítása

Energiatermelés, -átalakítás, -szállítás és -szolgáltatás

BME OMIKK

ENERGIAELLÁTÁS, ENERGIATAKARÉKOSSÁG VILÁGSZERTE 44. k. 5. sz. 2005. p. 30–36.


„Négy az egyben” kínai módra, avagy a biogáz háztáji előállítása Kína északi részén a hideg tél átvészelése hagyományosan komoly gondot jelent a falusi, tanyasi lakosságnak és állataiknak. A kutatók által kidolgozott integrált gazdasági épület négy funkciót egyesít: az üvegházat, a disznóólat, a WC-t és a biogázt előállító emésztőt. Az energia és az anyagok körforgása szempontjából egymást jól kiegészítő funkciók jó hatásfokot, gazdaságos és a környezetet kímélő működést tesznek lehetővé. A modell az elmaradottabb körülmények között élő magyarországi tanyák szempontjából is figyelemre méltó.

Tárgyszavak: biogáz; háztáji; falu; tanya; körforgás; Kína.

A biogáz kisüzemi, háztáji előállítása nagy

fordult, így a háztáji biogázfarmok száma visz-

múltra tekinthet vissza Kínában. Amint az 1.

szaesett. A nyolcvanas évek közepétől kb. egy

ábra mutatja, az ezerkilencszázhetvenes évek

évtizedig a mozgalom stagnált, a kilencvenes

elejétől a paraszti kisgazdaságokban létesített

évek közepétől kezdve azonban mind a mai

biogáz-előállító létesítmények száma merede-

napig tartó, egyre fokozódó fellendülés követ-

ken emelkedett, ez az első hullám közel hét-

kezett be. 2004 végén közel 12 millió falusi

millió berendezést eredményezett, majd 1978-

háztartás élvezhette a biogáz előnyeit. A fel-

ban a fejlődés megtört. A műszaki konstrukci-

lendülés nagymértékben a címben is említett

ók kezdetben a nagy sietség (a pártvezetésre

„négy az egyben” modellnek köszönhető: a

akkortájt jellemző kampányjelleg) miatt nem

névadás – hasonlóan a samponokhoz – több

voltak kellőképpen kiérleltek. A nyolcvanas

funkció együttes megvalósítását tükrözi.

évek elején a vezetés figyelme más témák felé 30


1200

x 10 000 háztartás

1000

800

600

400

200

2002

2001

2000

1999

1998

1997

1996

1995

1994

1993

1992

1991

1990

1989

1988

1987

1986

1985

1984

1983

1982

1981

1980

1979

1978

1977

1976

1975

1974

1973

0

1. ábra A kínai háztáji biogáztermelés időbeli alakulása A fejlődés nyolcvanas évek elején bekövetke-

A nehézségek észlelését követően után néhány

zett megtorpanása több okra vezethető vissza:

év kihagyás és visszaesés után a kormányzat

• A biogázt előállító fermentálókat átgondolt

„a megfelelő végén fogta meg a dolgot”, és a

tervek nélkül, helyi anyagokból (mész,

tudományt hívta segítségül. A kutató és tervező

agyag, homok) készítették, ezért azok nem

munka nyomán egységesítették a konstrukciókat

voltak tartósak;

és az építőanyagokat, és megoldották a hideg

• A kiinduló anyagot jelentő hulladékok és a

telek okozta problémákat. Az eredmény a to-

fermentálás után visszamaradó iszap moz-

vábbiakban ismertetendő „négy az egyben” mo-

gatása nem volt megoldva, ezért sok eset-

dell lett, amely kiállta a gyakorlat próbáját, és a

ben a tartály megtelése után felhagytak a

jelentős mennyiségi fellendülés alapjává vált.

használatával; • A hideg éghajlatú észak-kínai területeken

A „négy az egyben” modell felépítése

sokáig problémát jelentett az, hogy a hideg teleken leálltak a biogáz-előállító emésztők a nagy hideg miatt, a berendezésekben kárt

A modell tulajdonképpen egy integrált gazda-

tett a fagy.

sági épületet ír le (2.a ábra). A négy elem (zárójelben az Észak-Kínában tipikus méretek):

31


• a disznóól (20 m2),

optimális megoldást jelent. A továbbiak az

• az üvegház (330 m2),

egyes összetevőket mutatják be kissé részlete-

• a WC (árnyékszék, 2 m2),

sebben.

• biogáz-előállító tartály (6–8 m2). Az üvegház A modell lényeges jellemzője, hogy a funkciók egy épületben, részben egy légtérben van-

Az üvegház gyűjti be a napsugárzás energiáját,

nak elhelyezve. A zárt anyagáramlás (2.b áb-

ezáltal lehetővé teszi a kellemes hőmérséklet

ra) mind a környezetvédelem, mind a kihasz-

kialakulását még a kinti fagyok idején is. Ez

náltság szempontjából is fontos.

nemcsak a szezontól eltérő zöldségek és gyümölcsök termesztését teszi lehetővé, hanem a

Amint a részletesebb 3. ábra szemlélteti, az

tenyésztett háziállatok növekedését is elősegí-

anyagok és az energia körforgása jellemzi

ti. A zord téli hőmérsékleti viszonyok között

az elrendezést. Az istálló, a kiskert és a WC

fűtés nélkül a takarmány csak az állatok élet-

szerves rendszerré való integrálása mind a

funkcióinak és testsúlyának fenntartására ele-

helykihasználás, mind az energia, a gazda-

gendő, a fűtés viszont fejlődésüket is lehetővé

ságosság és az ökológia szempontjai szerint

teszi télvíz idején is.

a)

1 – disznóól 2 – WC (árnyékszék) 3 – üvegház 4 – biogáz-előállító emésztő b) anyagáramlások disznóól

trágya

WC (árnyékszék)

biogázelőállító emésztő

ürülék

biomassza trágya

növények

biogáz energiaforrás

2. ábra A „négy az egyben” modell szerinti objektum felépítése

32


napenergia üvegház hőmérséklet és nedvesség

biomassza

WC

zöldségek,

disznóól

biogáz-előállító emésztő

biogáziszap

biogáz

főzés és világítás

gyümölcsök

termés

biogáziszap

gombák

talajjavítás

3. ábra Az anyagok és az energia körforgása

A disznóól (istálló)

A WC

Észak-Kínában a falusi, pontosabban tanyasi

A vidéki kínai környezetben a kulturált és fű-

lakosság legfontosabb tenyészállata a disz-

tött árnyékszék jelentős előrehaladást jelent,

nó, de a modell más állatokra, így szarvas-

még ha nem a lakóházban kap is helyet. A

marhára és baromfira is alkalmazható. A rend-

modellben az emberi ürülék is hasznosul a

szer keretében az állatok trágyája a bio-

biogáz előállításának egyik kiinduló anyaga-

gáz előállításának egyik kiinduló anyagaként

ként.

hasznosul, sőt az általuk kibocsátott szénA biogázt előállító emésztő

dioxid sem megy veszendőbe: az üvegház növényei hasznosítják azt is, illetve a CO2-ben dús levegő serkenti a haszonnövények növe-

A folyamat egyébként káros hulladékokat

kedését.

hasznosít, és a melléktermékként keletkező

33


iszap is a rendszerben marad, és fertőtlenítés

gyományos

eggyel.

Ehhez

a

biogáz-

után felhasználható az üvegházi növények

termelés maradékának trágyaként való fel-

trágyázására. A keletkező biogázt főzésre,

használása is hozzájárul.

világításra (a tanyákon nincs villany!), az

• Környezetkímélő működés. Az emberi és

üvegház kiegészítő fűtésére lehet felhasználni.

állati ürülék felhasználásán, a rendszeren

Az egész épület viszonylag magas hőmérsék-

belül tartásán túl a belőle termelt biogáz el-

lete a téli időszakban is lehetővé teszi a biogáz

tüzelése is kíméli a környezetet, amennyi-

előállítását.

ben nem kell a hagyományos fatüzeléshez az erdőket ritkítani. Egy-egy tanya átlagos biogáz-termelése kb. 0,2 ha erdő kiirtását

A modell előnyei

teszi szükségtelenné. • A civilizációs szint növekedése. A biogáz

Az általános előnyök a következőkben foglal-

alkalmazásával a tüzelő begyűjtése szük-

hatóak össze:

ségtelenné válik, ez sok fizikai munkától

• Tiszta fűtőanyag előállítása egész évben.

megkíméli a parasztokat, illetve főleg a nő-

Az átlagosan 8 m3 térfogatú emésztőtartály

ket, mivel a hagyományos munkamegosztás

évente 300–400 m3 biogáz előállítására ké-

szerint ez az ő feladatuk volt. A kulturált és

pes. Ez fedezi egy négytagú paraszti család

fűtött árnyékszék is növeli a vidéki élet ci-

egész évi főzési energiaigényét.

vilizációs szintjét.

• A jövedelmek növekedése. A jobb életkörülmények miatt a tenyésztett állatok növe-

A modell, illetve az objektumokat létrehozó

kedési ciklusa felgyorsul, sertésnél például

beruházások gazdaságossága külön figyelmet

10 hónapról négy hónapra, ami a táp és a

érdemel. Az 1. táblázat az egyszeri beruházást,

hús súlyarányát 5:1-ről 3,5:1-re javítja. En-

az éves költségeket és hasznokat szemlélteti,

nek eredményeképpen egész évben jóval

az egyszerűség kedvéért a jelen-, illetve jövő-

több haszonállat nyerhető ki a rendszerből.

érték számítása nélkül.

A magasabb téli hőmérséklet és a CO2-ben dús levegő miatt az üvegházi növények ho-

A 12 100 yüan kezdeti beruházás legnagyobb

zama is nő, zöldségek esetében 20–30%-

részét, 9400 yüant az üvegház építése igényli,

kal, gyümölcsöknél 10–20%-kal. A növé-

a biogáz-előállító emésztőhöz 1500 yüanra, a

nyeknél is felgyorsul a termesztési ciklus,

disznóólhoz és a WC-hez 1200 yüanra van

két-három szüret is elérhető, szemben a ha-

szükség. Az 5000 yüan éves működési költség 34


Gyakorlati tapasztalatok

négyötödét a növénytermesztésre kell költeni (vetőmagvak, növényvédőszerek, kiegészítő műtrágya, munkások bére stb.), a maradék az

A modellt először az északi Liaoning tarto-

épület karbantartására megy el. A 10300 yüan

mányban vezették be a gyakorlatba az 1980-as

éves haszon három részből tevődik össze: a

évek végén. A rákövetkező évtized a műszaki

növénytermesztés eredménye 9000 yüan, a

megoldások finomításával és szabványosításá-

biogáz értéke 400 yüan, a sertéstermelés ho-

val telt el, miközben a modell szerinti rend-

zama pedig 900 yüan. Ez utóbbi nettó haszon,

szerek száma egyedül e tartományban len-

az eladási ár mínusz a táp ára és az egyéb költ-

dületesen növekedett: az 1990-es 17 000-ről

ségek.

1996 végéig 112 000-re, 2002 végéig pedig 265 000-re. A modell uralkodó szerepet vívott

1. táblázat A „négy az egyben” modell gazdasági mutatói (yüan)

ki magának a biogáz előállításában, mivel az említett három évben az összes biogázelőállító kapacitáson belül részaránya rendre

Év

Beruházás

Éves költség

Éves haszon

Nettó eredmény

1.

12 100

5000

10 300

–6800

oroszlánrésze volt abban, hogy egész Kína

2.

5000

10 300

5300

3–15.

5000

10 300

5300

területén a háztáji biogáz-előállítás a nyolcva-

26,2%, 78,9% és 96,8% volt. A modellnek

nas évek 1. ábrán látható mélypontjáról újabb jelentős fellendülést tudott elérni. A fejlődés

A táblázatból látható, hogy az éves haszon a

motorjai az észak-kínai tartományok voltak,

beruházott összegre vetítve 43,8%, ami na-

amint azt a 2. táblázat szemlélteti.

gyon kedvező érték, és 2,1 éves megtérülési időt tesz lehetővé.

2. táblázat A háztáji biogáz-termelés elterjedése Kína egyes területein 1990 és 2002 között (1000 háztartás) Növekedési ütem 1990–1996

Növekedési ütem 1996–2002

1990

1996

2002

összes %

éves %

összes %

éves %

Egész Kína

4766,7

6021,7

11 099,9

26,3

4,0

84,3

10,7

Dél-Kína

4408,1

5491,5

10 144,0

24,6

3,7

84,7

10,8

358,6

530,2

955,9

47,9

6,7

80,3

10,3

64,9

141,9

273,7

118,6

13,9

92,9

11,6

Észak-Kína Liaoning

35


Következtetések

megvalósítható, így más fejlődő országok érdeklődésére is számot tarthat.

A „négy az egyben” modell megoldotta az Összeállította: Kis Miklós

észak-kínai paraszti gazdaságok régi gondját, a zord tél túlélését mind az emberek, mind álla-

Irodalom

taik számára. A megoldás kulcsa a főként napenergiával fűtött üvegház, és a biogáz termelé-

[1] Wang, G. H.: ’Four in one’ model and the

se egész éven át. A modell lehetővé teszi az

development of household biogas in northern

erőforrások hatékony kihasználását energeti-

China. = International Journal of Energy Issues, 21. k. 1/2. sz. 2004. p. 110–118.

kai, gazdasági és ökológiai szempontból egyaránt. A biogáz háztáji termelésének felfutása

[2] China Biogas Web, a Kínai Mezőgazdasági Minisz-

a paraszti gazdaságok egyidejű fellendülésével

térium Biogáz-kutató Intézetének honlapja. =

járt együtt. A modell egyszerű eszközökkel

http://biogas.168www.com/

BME–OMIKK

MUNKAVÉDELEM – ERGONÓMIA jogi szabályozás munkabiztonság foglalkozás-egészségügy üzemi balesetek foglalkozási megbetegedések • munkahelyek kialakítása • • • • •

BIZTOS, AMI BIZTOS… [email protected] tel.:457-5322

36

Négy az egyben kínai módra, avagy a biogáz háztáji előállítása

Recommend Documents