Pannon Egyetem Gazdálkodás- és Szervezéstudományok Doktori Iskola
Egyes mezıgazdasági melléktermékek energetikai hasznosításának lehetıségei Magyarországon
címő Ph.D értekezés
Pintér Gábor
Témavezetı: dr. Tóth Gergely egyetemi docens
Keszthely, 2012
Egyes mezıgazdasági melléktermékek energetikai hasznosításának lehetıségei Magyarországon Értekezés doktori (PhD) fokozat elnyerése érdekében Írta: PINTÉR GÁBOR Készült a Pannon Egyetem Gazdálkodás- és Szervezéstudományok Doktori Iskolája keretében
Témavezetı: Dr. Tóth Gergely, egyetemi docens Elfogadásra javaslom (igen / nem)
………………………. (aláírás)
A jelölt a doktori szigorlaton …......... % -ot ért el,
Az értekezést bírálóként elfogadásra javaslom: Bíráló neve: …........................ …................. igen /nem ………………………. (aláírás) Bíráló neve: …........................ …................. igen /nem ………………………. (aláírás)
A jelölt az értekezés nyilvános vitáján …..........% - ot ért el. Veszprém/Keszthely, A doktori (PhD) oklevél minısítése….................................
…………………………. a Bíráló Bizottság elnöke ………………………… Az EDT elnöke
TARTALOMJEGYZÉK
KIVONAT ............................................................................................................................ 6 ABSTRACT .......................................................................................................................... 7 AUSZUG ............................................................................................................................... 8 1.
BEVEZETÉS ................................................................................................................ 9 1.1. A téma idıszerősége .................................................................................................. 9 1.2. Célkitőzések .............................................................................................................. 10 1.2.1. Hipotézisek ........................................................................................................ 11
2.
SZAKIRODALMI ÁTTEKINTÉS .......................................................................... 12 2.1.
Globális energiaéhség ........................................................................................... 12
2.2.
Földünk energiaforrásai ........................................................................................ 14
2.2.1. Energiaforrások .................................................................................................. 14 2.2.2. Fosszilis energia ................................................................................................. 17 2.2.3. Alternatív energia .............................................................................................. 19 2.2.4. Megújuló energiaforrások hasznosítása az Európai Unióban és Magyarországon ........................................................................................................... 22 2.3. A biomassza .............................................................................................................. 24 2.4. Egyes mezıgazdasági melléktermékek - mint energiaforrások - bemutatása Magyarországon ............................................................................................................... 29 2.5. A magyarországi erımővi rendszer ismertetése ....................................................... 34 2.5.1. A villamos energia kötelezı átvételét szabályozó rendszerek Magyarországon ........................................................................................................... 36 2.5.2 Nagyerımővek .................................................................................................... 38 2.5.3. Kiserımővek és főtımővek ............................................................................... 39 3.
VIZSGÁLATI ANYAG ÉS MÓDSZER.................................................................. 41 3.1. Légvonalbeli és közúti beszállítási távolságok értelmezése és számszerősítése ...... 42 3.2. Mezıgazdasági melléktermékek erımővi beszállítására vonatkozó algoritmusok .. 44
4.
SAJÁT VIZSGÁLATOK EREDMÉNYEI ............................................................. 50 4.1. Légvonalbeli szállítási távolságoknak megfeleltethetı közúti szállítási távolságok ........................................................................................................................ 50 4.2. Mezıgazdasági melléktermékek erımővi tüzelése................................................... 53
4.2.1. Lágyszárú mezıgazdasági melléktermékek tüzelése ......................................... 55 4.2.2. Lágyszárú mezıgazdasági melléktermékek tüzelésének gazdasági vonatkozásai................................................................................................................. 69 4.2.3. Fásszárú mezıgazdasági melléktermékek tüzelése ........................................... 74 4.2.4. Fásszárú mezıgazdasági melléktermékek tüzelésének gazdasági vonatkozásai................................................................................................................. 82 5. ÚJ KUTATÁSI EREDMÉNYEK ÖSSZEFOGLALÁSA, ÚJ KUTATÁSI FELADATOK MEGHATÁROZÁSA ............................................................................. 87 5.1. Új tudományos eredmények összefoglalása ............................................................. 87 5.2. Következtetések, javaslatok, a gyakorlat számára hasznosítható eredmények......... 88 5.3. A kutatás további irányának kijelölése ..................................................................... 89 6.
THESES ...................................................................................................................... 91
7.
ÖSSZEFOGLALÁS................................................................................................... 93
KÖSZÖNETNYILVÁNÍTÁS ........................................................................................... 95 IRODALOMJEGYZÉK ................................................................................................... 96
KIVONAT A disszertáció a Magyarországon rendelkezésre álló jellemzı mezıgazdasági melléktermékek energetikai hasznosításával foglalkozik. Külön vizsgálja a lágyszárú melléktermékeket, mint a búza- és repceszalmát, valamint a kukorica- és napraforgószárat. A kutatás négy Európában jellemzı erımőtípusra terjed ki, melyek közül kettı globális energiarendszerbe illeszkedı nagyerımő, kettı pedig lokális törpeerımő/főtımő. A doktori értekezés meghatározza a vizsgált erımőtípusokhoz szükséges minimális ellátási területet, majd ebbıl a minimális beszállítási távolságot, amit összehasonlít a termelı által elıállított mezıgazdasági melléktermék maximális gazdaságos beszállítási távolságával. A szerzı következtetést von le a vizsgált mezıgazdasági melléktermékek energetikai hasznosítását illetıen, valamint a mezıgazdasági melléktermékekkel üzemelı erımővek/főtımővek életképességére vonatkozóan. A doktori értekezés külön kitér a közúti és légvonalbeli szállítási távolságok kapcsolatára, melyet Magyarországon még nem vizsgáltak. A kutatás hazánk nagy tájegységeit reprezentáló térségek adatait tartalmazza. A disszertációban meghatározott közúti és légvonalbeli beszállítási távolságok arányszáma segítséget nyújthat a különféle logisztikai kérdésekkel kapcsolatos számításokhoz Magyarországon. A doktori értekezés hozzájárulhat a hazai erımővi rendszer átalakításához, a lokális energetikai létesítmények elıtérbe kerüléséhez. A disszertáció támpontot ad az egyes erımővi/főtımővi beruházások mezıgazdasági melléktermékekkel való ellátásának lehetıségeinek elemzéséhez, segítséget nyújt az újonnan épülı erımővek/főtımővek elhelyezésének meghatározásához.
6
ABSTRACT The dissertation is about the energetic usage of the main agricultural byproducts in Hungary. Four types of electric/heat power plant are studied in the research: two big plants which produce energy for the global network and two smaller plants which produce energy locally. The study defines the minimum needed supply-distance for the power plant and the maximum economical supply-distance for the farmers. Due to the calculation the author decides which types of agricultural byproducts power generation are worth building in Hungary. An important part of the research is the calculation of the road/flight distance rate of the country. This rate can be useful to solve future logistics problems. The dissertation can help to choose an optimal place for a biopower plant which uses only agricultural byproducts.
7
AUSZUG Die Dissertation gibt einen Überblick über die energetische Verwertung der wichtigsten landwirtschaftlichen Nebenprodukte in Ungarn. Die Forschung untersucht vier verschiedene Kraftwerkstypen (Elektrik und/oder Wärme). Zwei von diesen Werken produzieren Elektrizität im globalen Netzwerk und zwei für lokale Gemeinschaften. Die Dissertation definiert die minimale nützliche Fläche für Brennstoffe, die die Biokraftwerke versorgen können, und kalkuliert daraus die minimale Transportentfernung, die mit der noch wirtschaftlichen maximalen Transportentfernung der durch den Produzenten hergestellten landwirtschaftlichen Nebenprodukte verglichen wird. Einen bedeutenden Teil der Forschung stellen die Zusammenhänge der Straßen- und Luftlinienentfernungen dar. Die Dissertation kann dabei Hilfe leisten, den Standort eines neu zu errichtenden Biokraftwerks auf landwirtschaftlicher Basis optimal festzulegen.
8
1. BEVEZETÉS
1.1. A téma idıszerősége Magyarországi erdeinket járva az ezredforduló óta bekövetkezett változás szembetőnı: újra nagy területen folyik fakitermelés, ami azt jelenti, hogy újra van kereslet a biomasszára. A miért kérdésre a választ az Európai Unió és a világgazdaság nyomására a zöldenergia felé forduló magyar energiapolitika jelenti. A fosszilis energiaforrások rendelkezésre álló mennyisége folyamatosan csökken Földünkön. A kutatók véleménye csak abban egyezik, hogy a jövıben helyettesíteni kell azokat, hogy mikor, az kérdéses. Gazdasági rendszerünkben az energia birtokosa elınyre tesz szert a többi szereplıvel szemben. Nyilvánvaló, hogy mindenki szeretne energiaforrásokat birtokolni, mely folyamat tovább növeli a megújuló energiaforrások felé irányuló figyelmet. Már az ısember is ismerte a biomasszát. İ még a tábortüzet használta, ahol tőzifából nyert hıenergiát. A tőzifa felhasználása után elıbb a szén, majd az olaj és a gáz következett (mind a XIX. században). A fosszilis energiaforrások után gazdaságunk ismét kezd visszakanyarodni a biomasszához. Problémát jelent azonban, hogy míg az ıskorban elegendı tőzifa állt rendelkezésre, addig napjaink erdeirıl ez nem mondható el. Nem lehet csak az erdıket a szilárd biomassza forrásának tekinteni, az energetikai célra termesztett növényeket, mint fıterméket és növényi részeket, mint mellékterméket is figyelembe kell venni. Az emberiség különféle szükségleteit kielégítı fıtermékek mellett jelentıs mennyiségben keletkeznek melléktermékek is. Korunk energiahiányos idıszakában hosszútávon megengedhetetlen a fıtermékként elıállított biomassza melléktermékeinek hasznosítatlanul hagyása. Fontos kérdés, hogy a rendelkezésünkre álló melléktermékeket hol és hogyan hasznosítjuk. Az elmúlt években nagy felháborodást váltott ki a lakosság körében a Tokaj-Hegyaljára tervezett szalmaerımő, ami a bioerımővekkel kapcsolatos nyitott kérdésekre irányította a figyelmet. Az egyik legfontosabb beruházási döntés az erımő mérete: rendelkezésre áll-e elegendı alapanyag, valamint mekkora távolságról szükséges azt szállítani. A mérettel összefüggésben fontos kérdésként fogalmazható meg az erımő környezetre és társadalomra gyakorolt hatása, valamint a beruházás életképessége, hatékonyságának alakulása. Azt mondhatjuk, hogy a bekövetkezett különbözı változások együttes hatásának eredıjeként, hazánk egész erımővi rendszere átalakulás alatt van. A hazai nagy, korábban széntüzeléses erımővek áttértek fára, de sem a méretük, sem a hatásfokuk nem változott. Az erımővek élvezték a villamos energia kötelezı átvételéhez tartozó támogatást, ami 9
2013 januárjában a Megújuló Energia Támogatási Rendszer (METÁR) életbelépésével megváltozik. A jövıben kérdésessé válik a korábban megkérdıjelezhetetlennek gondolt óriáserımővek létjogosultsága. A fejlett gazdaságok példái a törpeerımővek, a lokális hálózatok jövıbeni egyre jelentısebb térnyerését vetítik elıre. A környezetvédelem is egyre inkább a figyelem középpontjába kerül. Az élhetıbb, az egészséges környezet értéke növekszik. A szennyezés ára egyre több szennyezınél jelenik meg költségként, párhuzamosan az externális költségek internalizálási kísérletei mellett. Kapitalista világunkat a pénz hajtja. A szennyezés (mint a korunk egyik legnagyobb környezetvédelmi problémájának tekintett szén-dioxid kibocsátás) számszerősítése ösztönzi a szennyezıket technológiájuk átalakítására, energiaforrásaik megválogatására. A szén-dioxid semleges tőzifa és a szilárd biomassza-féleségek hasznosítása során egyre komplexebb gazdasági, társadalmi és környezetvédelmi követelményeket kell figyelembe venni. Egy erdı gazdasági értékét ma már nem csak a benne rejlı faanyag, hanem a kapcsolódó különféle szolgáltatások: vadászat, kirándulás, tájfutás, lovaglás is jelenti. Korunkban nem elég a „hagyományos értelemben vett” megújuló energiaforrások használata, szükséges újak keresése. Dolgozatomban az egyes mezıgazdasági melléktermékek energetikai hasznosításának gazdasági elemzésével foglalkozom és ezen újonnan elıtérbe kerülı erıforrások hasznosításának lehetıségeit mutatom be a jellemzınek tekinthetı különbözı típusú energetikai létesítmények vonatkozásában.
1.2. Célkitőzések Az ezredfordulót követıen az Európai Unió döntéseinek hatására Magyarország is támogatta a megújuló energiaforrások felhasználását. Az ország adottságaiból következıen elıtérbe került a biomassza hasznosítása, így a hat korábban széntüzeléső hazai óriáserımő részben vagy egészben áttért szénrıl a faaprítékra. Az osztrák Güssing példájára biomasszával üzemelı főtımővek alakultak az ország számos pontján. A szilárd biomassza tüzelése terén új lehetıségeket jelenthet a mezıgazdasági melléktermékek hasznosítása, feltéve, ha mindez szakszerően történik. Kutatásaim célkitőzéseit az alábbiakban jelöltem meg: • A Magyarországon leginkább jellemzı lágyszárú mezıgazdasági melléktermékek, vagyis a szántóföldi melléktermékek számbavétele és különbözı erımő-, illetve főtımőtípusokban való tüzelhetıségének gazdasági vizsgálata. • A szılıvenyige és a fanyesedék, mint fásszárú mezıgazdasági melléktermék különbözı erımő-, illetve főtımőtípusokban való tüzelhetıségének gazdasági vizsgálata. • Az elızıekhez kapcsolódóan azon erımő, illetve főtımővi méretek, kapacitások, beszállítói területek, és szállítási távolságok meghatározása, melyek a melléktermékek gazdaságos tüzelésének feltételét alkotják. 10
• Óriáserımővek életképtelenségének bebizonyítása melléktermékekre alapozott mőködés esetén.
kizárólag
a
vizsgált
A megfogalmazott célkitőzések hozzájárulnak, hogy kutatásom olyan új tudományos eredmények felmutatására legyen képes, melyek hozzájárulnak a vertikum érintettjeinek kapcsolódó döntéseinek megalapozásához, a mezıgazdasági melléktermékekkel üzemelı erımővek és főtımővek létesítésének reális és komplex értékeléséhez.
1.2.1. Hipotézisek A kapcsolódó szakirodalmi áttekintés után az empirikus vizsgálat hipotéziseit az alábbiakban foglaltam össze:
H.1. Gazdasági alapon nem lehet ellátni kizárólag lágyszárú vagy fásszárú mezıgazdasági melléktermékekkel együttesen vagy külön-külön, üzemelı széntüzelésrıl biomasszára áttért nagyerımőveket.
H.2. A mezıgazdasági melléktermékek tüzelése csak lokális főtımővekben és erımővekben életképes Magyarországon gazdasági oldalról vizsgálva a problémakört.
H.3. Magyarországon is - Földünk minden területéhez hasonlóan - a légvonalbeli szállítási távolságok kisebbek a közúti szállítási távolságoknál. Hazánkban a légvonalbeli szállítás a sőrő infrastruktúra-hálózat miatt közel ¾ része a közúti távolságnak.
11
2. SZAKIRODALMI ÁTTEKINTÉS 2.1.
Globális energiaéhség
A XX. század végéhez közeledve egyre több figyelem összpontosult az emberiség energiaellátására. A hetvenes évek olajválságai rávilágítottak civilizációnk sérülékenységére energiafelhasználásunk szemszögébıl. Nyilvánvalóvá vált, hogy Földünk energiakészletei végesek. Innentıl kezdve az emberiség gondosan elkülönítette a megújuló és a nem megújuló energiaforrásokat. Az olajválságok felgyorsították a megújuló energiaforrásokkal kapcsolatos kutatásokat, elısegítették azok kiaknázását, ami ekkor még tiszavirág életőnek bizonyult, a válság elmúltával felhasználásuk ismét háttérbe szorult. A XX. század kapitalista világában a neoliberális közgazdaságtan törvényei (Mankiw, 2005) alapján az állam egyre inkább kivonul a gazdaságból, melynek irányítását a piaci folyamatok, vagyis értelmezésem szerint a pénz vesz át. Az olajválságok idején a nyersolaj ára az egekbe szökött, így már nem bizonyult versenyképesnek a megújuló energiákkal szemben. A válság hatására a korabeli elképzelésekben (Hall, 1979; Abelson, 1980; Platz-Chartier, 1980) már megjelentek a megújuló energiaforrások, mint a biztos és kiszámítható energiaellátás alapjai. Érdekes példa Brazília este, ahol az elsı olajválság hatására elindult a korábban cukor elıállítására használt cukornádból a bioetanol gyártása, amivel a hagyományos benzint helyettesítették. A hatalmon levı nacionalista katonai kormány a válság elmúltával sem engedte visszatérni a kıolajat, sıt tovább növelte helyettesítési rátáját (Popp, 2007). Az ok itt sem a környezetvédelem: a brazil kormány féltette az országot a kıolajimporttal együtt járó függıségtıl. Néhány év múltán a gépkocsipark mőszaki feltételei lehetıvé tették a bioetanol felhasználásának további növelését. A bioetanolhoz hasonlóan a fosszilis tüzelıanyagok drágulásával a faapríték és a különféle mezıgazdasági melléktermékek is egyre inkább elıtérbe kerülhetnek. A nyolcvanas évek elejére a kıolajárak is visszaestek a korábbi szintjükre, így ismét háttérbe került Földünk energiakészlete kimerülésének kérdésköre. Az olajválságok bizonyították, hogy a kıolajárak tekintetében véget ért a „kiszámíthatóság kora”, hektikus árváltozásokra kell felkészülni, így a megújuló energiaforrások terén sem álltak le a kutatások, csak intenzitásuk csökkent. Értékes tapasztalatok győltek össze, melyek felhasználásával javultak az alkalmazott technológiák, csökkent a megújuló energiaforrásokból származó energia ára (Schultz, 2006). A hetvenes, nyolcvanas években Németországot és a Skandináv államokat sújtó savas esık környezetvédelmi szempontból ráirányították a figyelmet a fosszilis energiaforrásokra. Egyre erısödött a változás iránti igény. Az ipari átalakulás meg is kezdıdött, azonban ez nem jelentett változást a felhasznált energiahordozók fajtáinak tekintetében, csupán a 12
technológiai színvonal nıtt és ezzel párhuzamosan a fajlagos energiafelhasználás és szennyezıanyag kibocsátás csökkent. A kilencvenes évektıl egyre nyilvánvalóbbá vált a nem megújuló (fosszilis) energiakészletek csökkenése. Felerısödtek a globális környezetvédelmi problémák is, mint az ózonlyuk és Földünk felmelegedése. A kutatók többsége egyetértett abban, hogy a globális felmelegedést az eltüzelt fosszilis energiahordozókból felszabaduló CO2 okozza (Morel, 2004). Az 1992-ben megtartott ENSZ Rio de Janeiro-i Környezet és Fejlıdés Világkonferencián résztvevı politikusok célul tőzték ki a fenntartható fejlıdést. Az 1997es Kiotói Egyezmény már ennek tükrében született meg: a ratifikáló államok vállalták, hogy az aláírást követı évtizedben széndioxid-kibocsátásukat az 1990-es szint alá szorítják vissza. A rendszerváltás következtében hazánk és a többi volt szocialista ország „energiafaló” nehézipara leépült, de globális szinten e hatás nem érzıdött. Az ezredfordulóra Kína és India gyors fejlıdésnek indult. Energiafogyasztásuk is exponenciálisan nıtt, melyhez akkor még elmaradott technológiai színvonaluk is hozzájárult. A megújuló energiaforrások kérdésköre megkerülhetetlenné vált. Mindeközben az emberiség energiaigénye exponenciálisan nıtt, ami az elırejelzések szerint a közeljövıben tovább gyorsul. A fosszilis energiakészletek fogyásának ütemérıl eltérı becslések születtek (Bauquis, 2002, Appenzeller 2004, Legett, 2008), viszont nyilvánvalóvá vált, hogy a közeljövıben a fosszilis energiahordozók mellett egyre nagyobb jelentıséggel bírnak majd a megújuló energiaforrások (Barótfi, 1996), ahogy ezt az International Energy Agency grafikonja is szemlélteti (1. ábra).
1. ábra. A világ primerenergia felhasználásának elırejelzése TJ-ben. 1970-tıl 2005-ig tényadatok, utána elırejelzés (oil = olaj, coal = szén, gas = gáz, nuclear = nukleáris, hydro = víz, biomass & other = biomassa és egyéb) Forrás: IEA (2006). 13
A kapcsolódó kutatások mind az emberiség fokozódó energiaigényét támasztják alá (1. ábra). Az egyes szerzık véleménye csupán abban tér el egymástól, hogy mely energiahordozó, energiaforrás segítségével leszünk majd képesek növekvı szükségleteinket kielégíteni. Roberts (2004) szerint a földgázfelhasználás növekedése, Szınyi (2005) szerint inkább a nukleáris energia térnyerése által tudjuk majd rövidtávon növelni energiafelhasználásunkat. Az energiaéhség problémakörével a fejlett világ foglalkozott elıször. Az Amerikai Egyesült Államok, bár számtalan lépést tett a megújuló energiaforrások alkalmazásának elısegítése érdekében, mégsem hozott az Európai Unió különféle irányelveihez (például: EU 2001/77, EU 2003/30, EU 2010/31,) hasonló intézkedéseket. Az ok a két globális nagyhatalom meglévı fosszilis energiakészletével magyarázható: az USA sokkal nagyobb tartalékokkal rendelkezik, mint az EU (Kovács, 2008). A megújuló energiaforrások kiaknázása terén az USA is szeretne élen járni, bioetanol termelésében már 2006-ban megelızte az addigi világelsı Brazíliát. Déli és nyugati sivatagos területein a napenergia hasznosítás terén is úttörı eredményeket ért el és várhatóan a biomassza felhasználását is fokozza a jövıben. A fejlett és a fejlıdı országok is egyre inkább kezdik felismerni, hogy a megújuló energiaforrások kiaknázásáért folytatott technológiai versenyben, aki lemarad, az veszít gazdasági szerepébıl is. A biztos energiaellátás megteremtése az egész fejlett világ érdeke, mivel általa számos gazdaságpolitikai és környezetvédelmi konfliktust lehetne elkerülni (Starzacher, 2001).
2.2.
Földünk energiaforrásai
2.2.1. Energiaforrások Az energia a munkavégzı képesség mértéke. Energiaforrásoknak a természet olyan rendszereit tekintjük, melyekbıl hasznosítható energia nyerhetı. A cél persze nem más, mint az adott technológiai, társadalmi, politikai, körülmények között gazdaságos energiatermelés (UBA, 2011). Az energiaforrásokat általában kétfelé szokás bontani: fosszilis és alternatív energiaforrások. Az elıbbiek közé az emberi léptékkel mérve nem megújuló, évmilliók alatt fosszíliákból képzıdött energiaforrások (kıolaj, szén, földgáz) tartoznak, míg az utóbbiakhoz soroljuk a fosszilis energiaforrások helyettesítésére (alternatívájaként) alkalmazhatókat, vagyis az alternatív és megújuló energiaforrásokat. Napjainkban az emberiség három jelentıs energiaforrásra támaszkodik: kıolajra, kıszénre és földgázra, melyek kivétel nélkül mind fosszilis eredetőek (2. ábra). E három energiahordozó együtt a világ energiafelhasználásának több mint 80%-át adta és adja jelenleg is. Mellettük elenyészı az alternatív energiák részaránya.
14
2. ábra. A világ primerenergia-fogyasztása 2009-ben az egyes energiahordozók szerint Forrás: az IEA (2011) adatai alapján a szerzı saját munkája.
Megvizsgálva Földünk energiafogyasztásának területi eloszlását, a 3. ábra alapján megállapítható, hogy Ázsia és Óceánia használja fel a legtöbb energiát. Nem sokkal marad le az összes energiafelhasználásban Európa és Észak-Amerika. Afrika, valamint LatinAmerika lakosságához és területéhez képest is igen kevés energiát fogyaszt.
3. ábra. A világ primerenergia-fogyasztásának megoszlása az egyes kontinensek között 2007-ben Forrás: az IEA (2010) adatai alapján a szerzı saját munkája.
15
A 3. ábrát összevetve az IEA, (2010) egy fıre jutó energiafogyasztási adataival (4. ábra) megállapíthatjuk, hogy bár Ázsia és Óceánia használja fel a legtöbb energiát összesen, egy fıre vetített energiafelhasználásuk mégis alacsony, Észak-Amerikában, és Európában egy fı több mint négyszer annyi energiát használ fel. Egy észak-amerikai lakos több mint másfélszer annyi energiát használ, mint európai társa.
4. ábra. A világ primerenergia-fogyasztása egy fıre vetítve 2007-ben millió BTU (British thermal unit)-ban. (1 BTU ≈ 1055 J ≈ 1,05kJ) Forrás: az IEA (2010) adatai alapján a szerzı saját munkája.
Kérdéses a jelenlegi energetikai helyzet hosszú távú fenntarthatósága. Napjaink kapitalizmusának célja a gazdasági növekedés, melyet a jelenleg még legerısebb közgazdasági irányzat a neoliberalizmus is alátámasztja (Mankiw, 2005). Kérdés, hogy meddig tud növekedni a világgazdaság. A folytonos növekedési törekvést az 5. ábra szemlélteti, melyen az egyes országok haladnak felfelé egy futószalagon és minél gyorsabban akarják elérni a szalag tetejét, vagy utolérni a másikat, annál gyorsabban hajtják a szalagot. Így nekik is egyre nagyobb erıfeszítést kell kifejteniük nemcsak a növekedéshez, hanem ahhoz is, hogy jelenlegi gazdasági pozíciójukat megtartsák (Senf, 2005). A fejlıdı országok az egy fıre jutó GDP tekintetében szeretnék utolérni a fejlett országokat. A gazdasági fejlıdés az egy fıre esı energiafelhasználás növekedését vonja maga után, hisz a több autó, a légkondicionáló, vagy csak egy egyszerő hőtıgép mind energiát fogyaszt. Ha Ázsia elérné csupán az európai egy fıre esı energiafelhasználási szintet, már akkor is több mint másfélszeresére nıne a Föld energiafelhasználása. A jelenlegi technológiai színvonal mellett ez környezeti szempontból katasztrófát jelentene.
16
5. ábra. A világgazdaság növekedésének szemléltetése Forrás: Senf (2005).
Az energiafelhasználás viszont Európában és az USA-ban is növekszik, tehát nincs ok technológiai optimizmusra, vagyis a technológiai fejlıdés ellenére is emelkedik rövidtávon gazdaságunk energiaigénye (Tóth, 2007). Érdekes kérdéshez jutottunk el: túl tud lépni a kapitalizmus az energiaéhség problémakörén? Létezhet-e gazdasági növekedés stagnáló energiafelhasználás mellett? Egyáltalán szükséges-e a folytonos gazdasági növekedés, vagy nélküle is fennmaradhat a jólét? Kétségtelen, hogy egy alapvetı gazdasági fejlettség szükséges a boldogsághoz. Napjaink boldogsággal kapcsolatos kutatásai még abban is egyetértenek, hogy ez az alapvetı gazdasági fejlettségi szint a fenntarthatóság határán van. (Kocsis, 2010) Kérdés: boldogok maradnak-e egy ország lakosai, ha a gazdaságuk tovább nem bıvül? A megújuló energiaforrások kiutat jelenthetnek az energiaéhség problémakörébıl, ugyanis az emberiség jelenlegi energiaigényéhez képest korlátlanul állnak rendelkezésre. A korábban feleslegesnek tekintett melléktermékek egyre nagyobb arányú hasznosításával a gazdasági növekedést is fenn lehet tartani, legalább rövidtávon. A technológia fejlıdése következményeként, az energiahatékonyság növekedésével egységnyi GDP-növekmény eléréséhez egyre kevesebb energia szükséges. A fentiekben ismertetett gondolatokat összefoglalva, véleményem szerint, hosszútávon nemcsak a felhasznált energiaforrásainkat kell megváltoztatni, hanem az egész gazdasági rendszert át kell formálni. Ennek a folyamatnak lehet az elsı lépése a megújuló energiaforrások alkalmazásának növelésén belül a korábban nem hasznosított melléktermékek értékének felismerése.
2.2.2. Fosszilis energia A fosszilis energiaforrások, ahogy a nevük is mutatja fosszíliákból (elhalt állatokból és növényekbıl) keletkeztek több milliárd év alatt. Képzıdésük folyamatosan tart, azonban emberi léptékkel mérve nem megújulók, hiszen több milliárd év alatt, nagyon lassan újulnak meg. Földünk energiafogyasztásának több mint 80%-át teszik, ki, ahogy ezt a korábban bemutatott 2. ábra is mutatja. 17
Az emberiség elıször az ipari forradalom idején a XVIII. században a gızgépek megjelenésével együtt használt jelentıs mennyiségő fosszilis energiát, kıszenet. A XIX. században kezdıdött a kıolaj kitermelése, ami az USA-ból indult el. A XX. században megjelent és egyre nagyobb teret hódított a földgáz is. A 60-as évek végétıl a fejlett országokban a szénfelhasználás növekedése lassult, míg a fejlıdı országokban tovább emelkedett. Napjainkban a szénkitermelés és -felhasználás emelkedését elsısorban a legnagyobb széntermelı, Kína dinamikus gazdasági növekedése okozza, és a jelenlegi kitermelési szint mellett még legalább 200 évre elegendı készletekkel rendelkezik, 6. ábra. (EIA, 2010).
6. ábra. A világ kıszéntermelése 2008-ban (quadrillió Btu) Forrás: az EIA (2010) adatai alapján a szerzı saját munkája.
Földgáz tekintetében Oroszország termeli a legnagyobb mennyiséget, ezzel ellátva hazánkat és Európa nagy részét is. A korábbi években tapasztalt ellátási bizonytalanságok megszőntetésére az újabb gázvezetékek mellett a lokálisan kinyerhetı, így a transzkontinentális szállítás minden kockázatát nélkülözı megújuló energiahasznosítás nyújthat megoldást a jövıben. Kıolajból áll a legkevesebb kitermelhetı mennyiség az emberiség rendelkezésére. Nagy kiszámíthatatlanságot jelent, hogy az ismert készletek jelentıs része a közel-keleti országok tulajdonában van. A 7. ábra alapján megállapítható, hogy kıolajból Európa rendelkezik a legkisebb tartalékokkal, pedig gazdaságának egyik meghatározó energiaforrása éppen a kıolaj (EIA, 2010). A Shell olajtársaság elırejelzése szerint 2050-ig a fosszilis energiahordozók közül a szénfelhasználás nı a legnagyobb mértékben a kínai bányászat fellendülése miatt.
18
7. ábra. Ismert kıolaj tartalékok Földünkön 2010-ben Földrészek szerint Forrás: az EIA (2010) adatai alapján a szerzı saját munkája.
Ez a növekedés 2025-re a világ jelenlegi szénfelhasználásának megduplázódását jelenti. A Shell szerint a többi fosszilis energiahordozó alkalmazásának aránya nem nı. A környezetvédık erıteljes tiltakozása miatt, bár a potenciál adott, az atomenergia részaránya sem változik (Shell, 2008). Az utóbbi évek balesetei (például a Mexikói-öbölben 2011-ben szerencsétlenül járt olajfúró torony) után jelentkezı környezeti károk, melyek a fosszilis energiaforrások kitermelése során következtek be, ráirányították a figyelmet az externális költségek internalizálására. Aluna (2011) szerint már a kıolaj és gázkitermeléssel foglalkozó projektek pénzügyi kockázatának megítélésében is nagy szerepet játszik a környezetvédelem. A szigorodó környezetvédelmi elıírások rövidtávon nem, de hosszútávon vélhetıen jelentıs mértékben emelik a fosszilis energiák árát.
2.2.3. Alternatív energia A megújuló energia nem azonos az alternatív energiával. Alternatív energia alatt a nem fosszilis forrásból származó energiát értjük. A megújuló energiáknál szükséges a belátható idın belüli újratermelıdés. Mivel a megújuló energiák nem fosszilis eredetőek, így az alternatív energiák közé sorolhatóak. A fenti definícióból következik, hogy nem minden alternatív energiaforrás megújuló, de minden megújuló energiaforrás alternatív, vagyis a II. Világháború óta terjedı atomenergia sem számít megújulónak. Az emberiség évezredek óta használ megújuló energiaforrásokat, már az ısember is ismerte a tőzifát, annak szállítására szolgáló hegyi patakokat, és a vitorlás hajókat mozgató 19
szelet. A XVIII. század második feléig, vagyis az elsı ipari forradalomig, a gızgép feltalálásáig szinte csak megújuló energiaforrásokat használtunk. A gépek megjelenése, az olcsó nyersanyagok háttérbe szorították a megújuló energiákat, hisz a természet sosem mőködött olyan kiszámíthatóan, mint egy gép. Csak a XX. század végén irányult a figyelem az energiaellátás függetlenségét célzó törekvések kapcsán az alternatív energiára. Elkezdıdött az atomenergia felhasználása, de más új típusú energiaforrással is megindultak a kísérletek, mint a hidrogénnel, ami szintén nem megújuló. Mindezzel párhuzamosan az emberiség visszatért szintén a fosszilis tüzelıanyagok alternatívájaként megjelenı megújuló energiaforrásokhoz is. Napjaink egyik nagy kérdése, hogy a Japánt megrázó 2011-es földrengés milyen globális hatást gyakorol az atomenergia felhasználására. A kérdésre egyértelmő választ csak néhány év elteltével lehet majd adni. Az sincs kizárva, hogy az Európai Unió országainak nagy része teljesen felszámolja az atomenergia hasznosítását, ahogy ez Németországban is kezd körvonalazódni (Czibolya, 2011). Csoportosítva az alternatív energiaforrásokat, atomenergiát és megújuló energiát különböztethetünk meg. A megújuló energián belül a nap-, víz-, geotermikus, szélenergia, és az erdészetekbıl származó biomassza tartozik a feltétel nélkül megújuló energiaforrások közé, vagyis ezen energiák az ember beavatkozása nélkül (a nap által) megújulnak, újratermelıdnek. A feltételesen megújuló energiaforrások közé a mezıgazdaságból származó biomassza, valamint Pálvölgyi, (2003) alapján a hulladék tartozik (1. táblázat). Ezen energiaforrások újratermelıdéséhez szükség van az ember tevékenységére is. Az 1. táblázat Pálvölgyi (2003) alapján a megújuló energiaforrások csoportosítását mutatja az alábbi módosítással: az eredeti ábrán a szerzı az energiaerdıt és az energiafüvet egy sorban tüntette fel, mellyel nem értek egyet, mivel a két alapanyag eltérı tüzeléstechnikai tulajdonságai (az energiafő nagy szilíciumtartama) miatt különféle tüzelıberendezést igényel. A mezıgazdasági hulladék sorát mezıgazdasági melléktermékre módosítottam, mert véleményem szerint a hulladékot nem hasznosítjuk, a mellékterméket viszont igen. A mezıgazdasági melléktermékek közé tartozik az istállótrágya is, ezért nem került ezen elem az energetikai célú ültetvények csoportjába. Az eredeti ábra az erdészetekbıl származó biomasszát nem tünteti fel, pedig nem elhanyagolható az onnan származó hasznosított biomassza mennyisége. Mivel erdeink emberi beavatkozás nélkül is képesek megújulásra (igaz a többi megújuló energiaforráshoz képest hosszú idı alatt), így az erdészetekbıl származó biomasszát a feltétel nélkül megújuló energiák közé soroltam, tudva, hogy emberi beavatkozás segítségével a megújulás gyorsítható, hatékonyabbá tehetı.
20
1. táblázat. A megújuló energiaforrások csoportosítása Feltétel nélkül megújuló energiaforrások
Napenergia Vízenergia Geotermikus energia Erdészeti biomassza Szélenergia
Energiaerdı (fásszárú) Energiafő (lágyszárú) Biodízelhez Energetikai célú termesztett Mezıgazdasági Feltételesen ültetvények növények energia megújuló (fıtermék) Bioetanolhoz (biomassza) energiaforrások termesztett növények Biogázhoz termesztett növények Mezıgazdasági melléktermékek Hulladék energia Hulladékégetés Depóniagáz Forrás: Pálvölgyi (2003) alapján a szerzı saját munkája. (Az átdolgozás piros színnel jelölve.)
Vita tárgya a hulladék energia megújuló energiaként való értelmezése, hiszen az emberiség tevékenysége következtében a hulladék gyorsan újratermelıdik, viszont nem „természetes” energiaforrás, emberek nélkül nem keletkezik. Kaltschmitt – Hartman (2001) szerzıpáros nem sorolja a megújuló energiaforrások közé. A fenti megközelítést azért tartom jobbnak Pálvölgyi (2003) besorolásánál; aki a keletkezett hulladék ártalmatlanításának szükségességét helyezi elıtérbe; mert a hulladék energiát a megújulók közé sorolva elfogadjuk, sıt ösztönözzük a hulladék termelését, hiszen abból energiát lehet elıállítani, vagyis az emberiség és a természet által befektetett energiát lehet visszanyerni. A világ megújuló energia termelését vizsgálva a korábban bemutatott 2. ábráról leolvasható, hogy a világ primer energiafogyasztásából összesen 19 % az alternatív energiák részaránya 2009-ben, ezen belül a megújuló energiáké (a hulladékhasznosításból felszabaduló energiát is beleszámítva) 13 %. A Föld megújuló energia fogyasztásának összetételét mutatja a 8. ábra.
21
8. ábra. A világ megújuló energia fogyasztása 2007-ben Forrás: az IEA (2010) adatai alapján a szerzı saját munkája.
A megújuló energiaforrások közül a biomassza, illetve a hulladék égetése képviseli a legnagyobb arányt, 80 %-ot, ami a világszerte számtalan fával tüzelı háztartást tekintve érthetı. A fejlıdı országokban a tőzifa az energiaellátás 30-35%-át teszi ki, a fejlett országokban pedig 3-4%-át adja (Demirbas, 2004; Zeng et al., 2007). Következésképp egy ország mai értelemben vett fejlettsége, vagyis GDP-jének nagyságára, és az általa felhasznált biomassza mennyisége között általában nem figyelhetünk meg egyenes arányosságot. A világ megújuló energia fogyasztásában második legjelentısebb a víz, az azt követı geotermális-, nap- és a szélenergia már szinte elenyészı hányadot képvisel.
2.2.4. Megújuló energiaforrások hasznosítása az Európai Unióban és Magyarországon Az Európai Unió élen jár a megújuló energiaforrások hasznosításában. Ahogy azt már korábban is említettem, az ok a fajlagosan magas energiafelhasználásban és az energiahordozókban való viszonylag alacsony ellátottságban keresendı. Az Európai Unió 1997-ben adta ki a megújuló energiafelhasználás terén elérni kívánt célkitőzéseket tartalmazó Fehér könyvet. Ebben minden egyes megújuló energiaforrás esetén 2010-re kívánatos célértékeket fogalmaz meg (Europen Comission, 1997). Az ajánlás jellegő Fehér könyvet követıen megszülettek az unió irányelvei is: a 2001/77-es („zöldáram irányelv”) a megújuló energiaforrásokból történı áramtermelést segíti elı, míg a 2003/30-as dekrétum a bioüzemanyagok kötelezı bekeverési arányát határozza meg,
22
valamint a 2010/31 irányelv az épületek energiahatékonyságával kapcsolatos célokat fogalmaz meg. Az EU az agrárium és a vidékfejlesztés egy lehetséges kitörési pontjaként tartja számon az energetikai célú szántóföldi növénytermesztést, és az energiaültetvények telepítését (Ámon et al., 2006). A 9. ábra a domináns megújuló energiaforrásokat vizsgálja az Európai Unió egyes tagállamaiban. Magyarország külön figyelmet érdemel, mivel a szerzı sem a biomassza, sem a geotermális energia terén nem emelte ki hazánkat, mellyel nem értek egyet, ugyanis az elıbbi két megújuló energiaforrás meghatározó hazánkban is.
9. ábra. 2030-as elırejelzés az Európai Unió egyes tagállamaiban domináns megújuló energiafajtára (wind = szélenergia, hydro = vízenergia, biomass = biomassza, solar = napenergia, geothermal = geotermális energia) Forrás: Edenhofer (2008).
Az Európai Unió 27 tagországa 2009-ben 500 TWh feletti villamos áramot állított elı megújuló energiaforrásokból. Az eredmény alapvetıen a szilárd biomassza felhasználásának és a szélenergia hasznosításának köszönhetı (The Renewable Energy Progress Report, 2009). Az EmployRES (2009) tanulmány szerint 2030-ra Magyarország reális megújuló energiapotenciálja 30%, míg a skandináv államok, a Baltikum, valamint Portugália esetében ez 60% feletti. Következésképp nem szabad „hiú ábrándokat kergetnünk”, Magyarországnak még sokáig szüksége lesz a fosszilis energiaforrásokra.
Magyarországon találunk példát minden megújuló energiaforrás hasznosítására. Szélenergia tekintetében 2011 augusztusában Magyarországon 172 db szélerımő, közel 330 MW beépített teljesítménnyel állít elı villamos áramot (MSZET, 2011). A szélenergia 23
hazai alkalmazásának bıvítését hátráltatja a magyarországi elektromos hálózat rendszerirányításának gyengesége. Megoldást az úgynevezett tárolós vízierımővek jelenthetnék a németországi Ruhr-vidék példája alapján melyek segítségével az idıjáráshoz (szélviszonyokhoz) igazodva megtermelt villamos áram tárolható lenne és a fogyasztási igények alapján lehetne azt felhasználni (MTA, 2007). A napenergia hasznosítása hazánkban ipari méretekben még nem kezdıdött el, szemben Németországgal, amely kedvezıtlen földrajzi helyzete mellett is vezetı az EU-ban e téren. Magyarországon háztartási méretekben már találkozhatunk napelemekkel és napkollektorokkal egyaránt, melyek elterjedése a magas megtérülési idı miatt még várat magára. A Bıs-Nagymaros vízlépcsı megépítése ellen Magyarország politikai és környezetvédelmi szempontok alapján egyaránt tiltakozott, így a hazai legnagyobb vízenergia potenciált jelentı Duna-folyó is kihasználatlan maradt. Geográfiai adottságaink alapján elsısorban az Alpokalja és közép-hegységeink patakjai jelentenek lokális vízenergia potenciált, de csak törpeerımővek számára. Gilber (2006) szerint egy nagy dunai vízerımő-program újraélesztése nélkül a vízenergia nem tud hazánkban jelentısen bıvülni. Geotermális energia Magyarországon a biomassza mellett a legjelentısebb megújuló energiaforrás. A rendelkezésre álló potenciál alacsony kihasználtsága a magas beruházási költségeknek tulajdonítható. Egy, az Európai Unió irányelveivel összhangban meghozott 2010-es kormányhatározat szükségessé tenné hazánkban is a kitermelt víz visszapumpálását, ami a Magyar Geotermális Egyesület állásfoglalása (2011) szerint ellehetetlenítené a hazai földhıhasznosítás nagy részét a fellépı többletköltségek miatt. A biomassza jelenti Magyarország számára a legnagyobb energiapotenciált (Gilber, 2006), így hazánknak is erre kell elsısorban összpontosítania. Tóth (2004) „Magyarország energiahelyzetét” sérülékenynek látja, mivel hazánk energiaszükségletének több mint kétharmadát importból fedezi és ebben a közeljövıben sem várható javulás. Zsemberi (2010) szerint a megújuló energiaforrások magyarországi hasznosításának legfıbb problémája „nem a támogatás elégtelen volta, hanem a Janus-arcúsága”. A véleménnyel egyetértek, elég csupán a Kötelezı átvételi rendszer (KÁT) aránytalanságaira gondolni (amit bıvebben a 2.5.1 fejezetben részletezek), azonban 2013. januártól a Megújuló Támogatási Rendszer (METÁR) bevezetésével vélhetıen változik majd a hazai helyzet.
2.3. A biomassza A biomassza, mint fogalom rendkívül összetett, megértéséhez több irányból kell vizsgálódni. A különféle szerzık a biomassza meghatározásának alapgondolataiban megegyeznek, különbséget csak az ember e szempontból való értelmezése jelent. 24
Láng et al., (1985) szerint a biomassza: • • • •
a szárazföldön és vízben található összes élı és nemrég elhalt szervezetek (mikroorganizmusok, növények, állatok) tömege; a biotechnológiát alkalmazó iparok termékei; a különbözı transzformálók (ember, állat, feldolgozó iparok stb.) összes biológiai eredető terméke, hulladéka, mellékterméke. (Az ember, mint biológiai tömeg nem tárgya a fogalomnak.)
Látható, hogy Láng az embert nem tekinti biomasszának, hiszen biológiai tömege gazdaságilag nem hasznosítható. Véleményem szerint is a biomassza fenti meghatározása a helyénvaló, az emberiséget nem lehet biomasszának tekinteni. A biomassza felhasználása már az ıskor óta folyamatos. A hasznosítás az ipari forradalmaktól a kilencvenes évekig háttérbe szorult, az ezredforduló óta viszont újra elıtérbe került. Biomasszával nemcsak hıenergia, de villamos, valamint mechanikai energia is elıállítható közvetlenül vagy kapcsoltan, így a biomassza is, hasonlóan a többi megújuló energiaforráshoz, alkalmas a fosszilis energia helyettesítésére (Büki, 2007).
A biomasszát az alábbiak szerint csoportosíthatjuk: Halmazállapota alapján • szilárd (biotüzelıanyag) közvetlen eltüzelés (átalakítás nélkül), például: tőzifa átalakítás (aprítás, tömörítés) utáni tüzelés, például: pellet, brikett • folyékony (bioüzemanyag) fermentáció során: etanol és metanol (biobenzin) olajos növényekbıl sajtolással (biodízel) • gáz (biogáz) metántartalmú gázként anaerob fermentáció során, (Rákosi-Sági, 1982), (Barótfi, 2000) Felhasználásának célja alapján Láng, (1984), (1985) és Bai et al., (2002) szerint: • • • • •
élelmiszer, takarmány, egyéb ipari nyersanyag, energiahordozó, szerves trágya (melyet a talajerıgazdálkodás hasznosít).
A biomassza felhasználási célja szerinti csoportosításakor a fontossági sorrendet is vizsgálni kell. A különbözı kutatók abban egyetértenek, hogy a biztonságos élelmiszerellátás fenntartása az egyik legfıbb kívánatos cél Földünkön, azonban vitás kérdés a biomassza felhasználók igényeinek fontossági sorrendje. Dinya (2010) és Bai 25
(2011) szerint a biomassza energiahordozó szerepe az élelmiszerrel együtt elsıdleges, mivel az élelmiszertermeléshez energiára is szükség van. A biztonságos élelmiszerellátás fontosságát a kapitalizmus gazdaságtana is igazolja, ugyanis amíg Maslow piramisának alapvetı (fiziológiai) szükségletei nem kerülnek kielégítésre, addig az emberek (gazdasági alanyok) sem fogják másra költeni a pénzüket (Gaál-Szabó, 2007), tehát az elsıdleges termelési cél az élelmiszer és a megtermeléséhez szükséges energia elıállítása. A biomassza eloszlása Földünkön nem egyenletes, így az egyes országoknak szabályozniuk kell a különbözı biomasszaféleségek elıállítását, behozatalát, kivitelét, felhasználását, elsısorban azért, hogy lakosságuk mindig elegendı élelmiszerhez jusson. Döntéseiket gazdasági és politikai helyzetük befolyásolja (Grainger, 1981).
A CO2 kvótákkal való kereskedelem kapcsán célszerő a biomasszát a megújulás sebessége alapján is csoportosítani. Véleményem szerint egyáltalán nem mindegy, hogy mennyi idı alatt újul meg az adott biomasszaféleség. Gondolhatunk akár a CO2 megkötésének sebességére, vagy növények esetében a fejlıdés gyorsaságára: egy, csak lassan újratelepülı erdı esetén a tájkép hosszú idıre megváltozik a kitermeléssel, míg a szántóföldi növénytermesztésre ez nem igaz. A természeti erıforrásokat a bécsi székhelyő Átfogó Elemzés Társaság Kft. (Gesellschaft für umfassende Analysen Gmbh) (GUA, 2000) megújulókra, félig megújulókra és nem megújulókra bontja. A fenti csoportosítást kiegészítettem Surányi (2001) megállapításaival, majd kis mértékben átalakítottam: az eredeti csoportosításban a megújulók elnevezést gyorsan megújulókra, míg a félig megújulókat lassan megújulókra cseréltem. A biomasszára már alkalmazható, a megújulás sebessége szerinti csoportosítást az alábbiakban ismertetem: • gyorsan megújuló: 1 év vagy kevesebb, az ember által ellenırizhetı idı alatt megújuló, (a teljes megújuláshoz szükséges lehet az emberi tevékenység is) például: mezıgazdaságból származó növények, szerves trágya • lassan megújuló: 1-200 év között emberi beavatkozás nélkül is megújuló, például: erdıgazdálkodás Ma már számos technológiai megoldás segíti a biomassza felhasználását, a fejlıdéssel együtt nı a termelés hatékonysága, tehát csökkennek a költségek, vagyis a biomassza egyre inkább képes lesz gazdaságilag is felvenni a versenyt a fosszilis energiahordozókkal szemben. A biomassza felhasználását nagymértékben befolyásolja a rendelkezésre álló mezıgazdasági terület, a fajlagos hozam és a melléktermékek felhasználhatósága (Ragossnig, 2007, Réczey, 2007). Bohoczky (2008) szerint a Magyarországon potenciálisan rendelkezésre álló megújuló energiaforrások 61%-át a biomassza adja, mely megállapítás alapján hazánk legjelentısebb megújuló energiaforrása a biomassza, amit nem szabad figyelmen kívül hagyni. Ezt a tényt 26
még jobban alátámasztja, hogy a jelenlegi hazai energia felhasználásból a biomassza részaránya 80-85%. Kétségtelen, hogy a különféle megújuló energiaforrásokkal hazánk energiaszükségletének egy részét ki lehet elégíteni. Fontos kérdés, hogy mekkora arányt képvisel az összes megújuló energiatermelésbıl ez a hányad. Az egyes szerzık véleményei eltérnek a témában, ahogy ezt a 2. táblázat is mutatja. A 2. táblázat értelmezésekor figyelembe kell venni, hogy 2001 és 2006 között nagymértékben nıtt Magyarországon a biomassza hasznosítása.
2. táblázat: A Magyarországon potenciálisan hasznosítható biomassza részaránya az energiatermelésben Hivatkozás Bai és Zsuffa (2001) Marosvölgyi (2004), (2005) Hajdú (2006) Magda és Gergely (2006)
Forrás: a szerzı saját munkája.
Potenciálisan hasznosítható biomassza hányada a magyarországi energiatermelésben (%) 9-10 17-18 10-15 20-30
A biomassza hasznosításának vizsgálatánál megkerülhetetlen a fıtermék és a melléktermék kérdésköre. Ha csak a fıtermék kerül hasznosításra, akkor nyilvánvalóan a termelés összes költségét a fıtermék viseli. Abban az esetben, ha a melléktermék is hasznosításra kerül, akkor a melléktermék értéke a fıtermék költségét csökkenti. A melléktermékeknek mindaddig nincs értéke, ára, míg hasznosítása iránt igény nem jelentkezik. Amint az igény megjelenik, jelentıs értéket képviselnek, tüzelıanyagként számításba vehetık, kereskedelmi forgalmuk reális lehetıség (Barótfi, 1998). Az energetikai célra termesztett növények (mint fıtermékek) között a hagyományos fajták mellett újak is megjelennek, melyek a feldolgozási technológiához jobban illenek (Tar et al., 2005; Ivelics, 2004; Gergely 2009). A fásszárú energetikai növények közül egyre több országban megtalálhatóak a gyorsan növı fafajták (például: nyár, rezgı nyár, akác, főz, stb.), állandó aratási ritmusú vagy hosszabb rotációs ciklusú fafajok (Fogarassy, 2001). Az energetikai célra hasznosítható melléktermékek, mint biomassza, az alábbi területeken keletkeznek (Sembery-Tóth, 2004): • mezıgazdaság növénytermesztés állattenyésztés • élelmiszeripar • erdıgazdálkodás és faipar • hulladékkezelés 27
kommunális szilárd folyékony Az energetikai célú növénytermesztéssel foglalkozó úttörı tanulmányok (például: El Bassan-Dambroth, 1992) a kilencvenes évek elején nagy vitákat váltottak ki a témával foglalkozó kutatók körében. A IV. Európai Kutatás-Fejlesztési keretprogram már részletesen is foglalkozott az energianövények termesztésével. Az ezredfordulóra megfogalmazódott az EU határozott álláspontja az energetikai célra termesztett növényeket illetıen, melyet direktívái is tükröznek: 2001/77/EC, 2003/30/EC. Támogatások megléte esetén az energianövények termesztése során az árak alakulása nem csak a termelési költségek és a nettó árrés (amelyet a termelıknek szükséges realizálniuk) hanem az adott tevékenységhez kapcsolódó támogatások és a konkurens termékek árváltozásának is függvénye (Lawson, 1995). Napjainkban az energetikai növénytermesztés támogatást élvez az EU-ban. A különféle direkt és indirekt támogatások piactorzító hatása érezhetı. Az energetikai növénytermesztés gazdasági hatásai sokrétőek. Biewinga és van der Bijl (1996) szerint három szempont vizsgálata elengedhetetlen: • gazdaságosság (piaci árak), • környezetvédelem, • munkahelyteremtés. Az említett három kritérium vizsgálata elegendı az energetikai növénytermesztés létjogosultságának megítéléséhez. A munkahelyteremtés pontja viszont jóval túlmutat önmagán, a társadalmi hatások elemzését, a vidékfejlesztés lehetıségeit is magába foglalja.
Várhegyi (2007) szerint évente közel 7000, a biomassza gazdasági, környezetvédelmi és társadalmi hatásaival foglalkozó szakcikk jelenik meg. A különféle szerzık véleménye jelentısen eltér a biomassza hasznosításának elınyeit tekintve. Két fı irányt különíthetünk el: • A biomassza hasznosításának legfıbb elınye a fosszilis energiahordózókkal szemben az alacsonyabb környezetterhelés. (Vágvölgyi – Szesztai, 2003) • A biomassza kiaknázása során elıtérbe kerülhet a vidék, ugyanis a biomassza is vidéken kerül elıállításra és feldolgozásra lokális rendszerekben (Hillring, 2002; Domaca et al., 2005; McKay, 2006).
Összefoglalva az elızıekben vázoltakat megállapítható, hogy az Európai Unió irányelvei alapján egyre nagyobb szerephez jutnak a megújuló energiaforrások. A fosszilis 28
energiaforrások kimerülésével nı az ellátásbiztonság szerepe, így felértékelıdnek a megújuló energiaforrások és ezen belül a mezıgazdasági melléktermékek is. Magyarországon domináns megújuló energiaforrás a biomassza, melynek nem elhanyagolható részét a különféle mezıgazdasági melléktermékek adják. A melléktermékek hasznosítása elengedhetetlen az ország sikeres energiapolitikájához.
2.4. Egyes mezıgazdasági melléktermékek - mint energiaforrások - bemutatása Magyarországon A melléktermék Juhász (2009) definíciója szerint olyan anyag, amely a fıtermék mellett a termelı akarata ellenére is keletkezik. Nemessályi (1982) alapján a melléktermék „nem haszontalan anyag, nem szemét, de nem is hulladék”, hanem hasznosítható termék. A két definíció elsı olvasatra megfér egymás mellett, hiszen a termelés célja a fıtermék, és nem a melléktermék elıállítása. Amennyiben a melléktermék hasznosítása nem valósul meg, úgy a melléktermék hulladékká változik, elhelyezésérıl gondoskodni kell. Ha lehet hasznosítani, akkor kereslet generálódik iránta az árupiacon, így a termelı pénzért értékesítheti, vagy akár saját maga is hasznosíthatja, ezáltal növelheti bevételeit vagy csökkentheti kiadásait. A termelınek adott esetben fontos érdeke lehet a melléktermékek felhasználása. A fentiek alapján Juhász (2009) definíciójával nem értek egyet, hiszen a melléktermék lényege éppen a hasznosíthatóságában keresendı. Magyarország kiváló természeti adottságokkal rendelkezik a növénytermesztésben. Hazánkban évente nagy mennyiségő hasznosításra kerülı növényi eredető biomassza keletkezik. Következésképp különféle melléktermékek is képzıdnek, melyek energetikai hasznosíthatóságának elemzése célszerő és javasolt. Hazánkban a növénytermesztésbıl származó melléktermékek mennyiségérıl eltérı becslések születtek: Bai (2011) szerint évente 7-8 millió tonna körül ingadozik, míg Gyulai (2007) szerint akár 10 millió tonna is lehet, melynek 40-45%-át lehetne hasznosítani. A különféle becslésekbıl ugyanazt a következtetést lehet levonni: hazánkban nem elhanyagolható mennyiségő az évente keletkezı mezıgazdasági melléktermékek volumene. A mezıgazdasági melléktermékeket csoportosíthatjuk felhasználásuk célja alapján (például takarmányozás, trágyázás, energetikai célra történı felhasználás stb.). Az energiatermelés során hasznosítható mezıgazdasági melléktermékeket tüzeléstechnikai tulajdonságaik alapján célszerő kétfelé bontani: fás- és lágyszárúakra. A fásszárú mezıgazdasági melléktermékek a tőzifával együtt tüzelhetıek, míg a lágyszárúak külön tüzelıberendezést igényelnek. Ezen kívül fontos szempontként kell kezelni, hogy gyakorlati felhasználásuk a jelenlegi technológiai feltételek mellett biztosított-e, vagy erre csak a jövıben kerülhet sor a technológia fejlıdésével.
29
Lágyszárú mezıgazdasági melléktermékek A szántóföldi növények közül Magyarországon a búza, kukorica, napraforgó és a repce, azok a növények, amelyek energetikai hasznosítása lehetıségként felmerülhet, valamint az elmúlt évtizedekre vonatkozó KSH adatok alapján hazánkban a legnagyobb területen termesztett szántóföldi növények közé tartoznak, így kerültek vizsgálataim középpontjába. A 3. táblázat tartalmazza a búza, kukorica, napraforgó és repce betakarított területének alakulását hazánkban az elmúlt négy évben, illetve az utolsó oszlop ezen adatok számtani átlagát mutatja, melyet majd számításaim során is használok.
3. táblázat. Búza, kukorica, napraforgó és repce betakarított területe Magyarországon Megnevezés Búza Kukorica Napraforgó Repce
Betakarított terület Magyarország területének százalékában [%] 2008 12,15 12,81 5,91 2,65
2009 12,32 12,65 5,75 2,80
2010 10,86 11,60 5,39 2,79
2011 10,37 13,36 6,17 2,55
átlag 2008-2011 11,43 12,60 5,81 2,70
Forrás: KSH (2011) adatai alapján a szerzı saját munkája. A 4. táblázatban összefoglaltam a búzaszalma, kukoricaszár, napraforgószár és repceszalma szántóföldi melléktermékek jellemzıit. A főtıértéket a növény nedvességtartalma befolyásolja, a 4. táblázatban az értékeket légszáraz állapotban, 1220% nedvességtartalom mellett (Barkóczi-Ivelics, 2008) tőntettem fel és számításaim során is ezen értékeket vettem alapul. 4. táblázat. Búza- és repceszalma valamint a kukorica- és napraforgószár jellemzıi Megnevezés búzaszalma kukoricaszár napraforgószár repceszalma 1
Betakarítható mennyiség hektáronként [t] 1-41 3,5-64 0,5-1,53 2-43
Főtıérték tárolás után, légszárazon [GJ/t] 13-162 10,5-12,53 12-143 12-142
Forrás: AKI (2011) Forrás: BITESZ (2008); Juhász (2009); Popp at al. (2011) 3 Forrás: Marosvölgyi (2002); Barkóczi-Ivelics (2008) 4 Forrás: Fábián (2008) 2
A gabonaszalma, és repceszalma betakarítása a jelenlegi technológiai színvonal mellett megoldott. A kukoricaszár és a napraforgószár esetében azonban a kései kukorica betakarítás után nehézkes a kukoricaszár renden szárítása, hiszen hazánkban késı ısszel csökken a napsütéses órák száma és nı a hajnali páralecsapódás. Mivel a napraforgószár érésgyorsítás után könnyen pattan, így bálázására még nincs kiforrott technológia (Popp J. et al, 2011). 30
Fontos szempontként kell kezelni a tápanyag utánpótlás kérdéskörét is, mert a szántóföldi melléktermékek elszállításával a tápanyag nem kerül vissza a talajba. A vizsgált lágyszárú mezıgazdasági melléktermékek nitrogén és káliumoxid tartalmát az 5. táblázat tartalmazza.
5. táblázat. Búza- és repceszalma valamint a kukorica- és napraforgószár tápanyagtartalma Megnevezés Búzaszalma Kukoricaszár Napraforgószár Repceszalma
N [g/kg] 4,7 8,6 5 4
K2O [g/kg] 8,5 13 5 7
Forrás: Kismányoky-Tóth (2010, 2012) és Izsáki (2000) alapján a szerzı saját munkája Az egyes lágyszárú mezıgazdasági melléktermékek betakarítási területét az ország statisztikai régióinak függvényében az 6. táblázat mutatja. Az adatok jól kifejezik, hogy a regionális sajátosságok nem elhanyagolhatóak, repce esetében például az Észak-Alföld és a Nyugat-Dunántúl között háromszoros a különbség. 6. táblázat. Búza, kukorica, napraforgó és repce régiónkénti megoszlása Magyarországon Búzaszalma
Kukoricaszár
Napraforgószár
Repceszalma
Megnevezés terület [eha]
arány [%]
terület [eha]
arány [%]
terület [eha]
arány [%]
terület [eha]
arány [%]
KözépMagyaro.
54,55
7,88
59,73
8,63
36,27
5,24
11,76
1,70
KözépDunántúl
122,38
10,89
156,42
13,92
53,98
4,80
35,37
3,15
NyugatDunántúl
123,88
11,05
137,74
12,29
38,08
3,40
50,21
4,48
DélDunántúl
141,67
10,00
301,76
21,30
58,24
4,11
36,91
2,60
120,68
8,99
65,36
4,87
91,71
6,83
38,26
2,85
191,08
10,78
265,51
14,98
166,79
9,41
24,66
1,39
210,86
11,50
256,08
13,96
128,88
7,03
40,48
2,21
ÉszakMagyaro. ÉszakAlföld DélAlföld
Forrás: AKI (2011) alapján a szerzı saját munkája.
31
Fásszárú mezıgazdasági melléktermékek Disszertációmban a gyümölcsösök nyesedékét és a szılıvenyigét vizsgáltam, mint fásszárú mezıgazdasági mellékterméket. A két potenciális tüzelıanyag jellemzıit a 7. táblázatban foglaltam össze. 7. táblázat. Magyarországra jellemzı fásszárú mezıgazdasági melléktermékek
Megnevezés
1
2010-ben termıterülete Magyarország területének százalékában 1 [%]
Hozam 2 [t/ha]
Nedvességtartalom tárolás után (légszáraz állapot) 3 [%]
Főtıérték tárolás után 3 [GJ/t]
Gyümölcsösökbıl származó fanyesedék
1,01
2-3
12-20
12-16
Szılıvenyige
0,89
1,5-2,2
12-20
12-16
Forrás: KSH (2011) Forrás: Marosvölgyi (2002) 3 Forrás: Pecznik (2001) 2
Venyige alatt a nagyüzemi szılıültetvények évenkénti metszésénél keletkezı növényi részeket, fanyesedék alatt elsısorban a gyümölcsösökben az éves és a felújító vágásoknál keletkezı levágott ágakat, gallyakat értem. Meg kell azonban jegyezni, hogy nyesedék nem csak a gyümölcsösökben keletkezik, hanem az útszéli fasoroknál, magánkertekben vagy a parkokban is, tehát fanyesedék a mezıgazdasági területeken kívül, a városokban is képzıdhet, azonban e területek nagysága elenyészı, ezért azokat nem vizsgáltam. A szılıvenyigét és a fanyesedéket célszerő aprítani, ugyanis így jobban ki lehet használni a szállítójármő kapacitását, nagyobb helykihasználás érhetı el a raktérben. Magyarország régiói eltérı sajátosságokkal rendelkeznek, így megvizsgáltam, hogy a gyümölcsösök és a szılıültetvények milyen arányt képviselnek az ország egy-egy régiójában. Az adatokat a 8. táblázatban foglaltam össze. A gyümölcsösök esetében az Észak-Alföld régió jelenti a regionális maximumot, ugyanis itt 1,78% a gyümölcsterületek aránya a régió területébıl, míg a regionális minimumot a Közép-Dunántúli régió képviseli 0,21% aránnyal. A szılıterületek esetében az Észak-Alföld régióban található a legkevesebb ültetvény, melynek aránya csupán 0,19%-a a régió területének. A regionális maximumot ÉszakMagyarország jelenti, ahol a szılıterületek nagysága eléri a régió területének 1,47%-át. A 7. táblázat adatai alapján megállapítható, hogy a szılıvenyige és a fanyesedék hasonló tüzeléstechnikai tulajdonságokkal rendelkezik, így lehetıség nyílik együttes tüzelésükre is, mely esetben regionális szinten mindkét fásszárú mellékterméket együttesen kell számba venni, mely összegzést mutatja a 8. táblázat utolsó oszlopa. Mivel a szılıvenyige és a gyümölcsösökbıl származó nyesedék hektáronként betakarítható mennyiségei 32
különböznek (7. táblázat), így véleményem szerint értelmetlen pusztán a területi átlagok összesítése (8. táblázat utolsó oszlopa). E helyett a területi átlagok fajlagos hozamokkal történı súlyozását tartom szakmailag helyesnek és ennek megfelelıen a regionális szélsıértékek meghatározását szılıvenyigére és gyümölcsösök nyesedékére együttesen, mely algoritmust a „Vizsgálati anyag és módszer” címő fejezetben fejtek ki részletesebben.
8. táblázat. Gyümölcsös és szılı területének régiónkénti megoszlása Magyarországon Régió megnevezése
területe [eha]
arány [%]
Gyümölcsös + szılı ∑ [%]
1,8
0,26
1,51
10,6
0,94
1,15
6,5
0,58
1,06
12,2
0,86
1,15
19,7
1,47
1,78
3,4
0,19
1,97
19,3
1,05
1,83
Gyümölcsös területe [eha]
területe [eha]
arány [%]
Közép691,9 8,6 1,25 Magyarország Közép1 123,7 2,3 0,21 Dunántúl Nyugat1 120,9 5,4 0,48 Dunántúl Dél1 416,9 4,0 0,28 Dunántúl Észak1 342,8 4,2 0,31 Magyarország Észak1 772,9 31,6 1,78 Alföld Dél1 833,9 14,2 0,78 Alföld Forrás: AKI (2011) alapján a szerzı saját munkája
Szılı
A Hegyközségek Nemzeti Tanácsa (HNT) szerint 2011-ben Magyarország szılıterületének legnagyobb része a hazai borvidékeinkhez tartozott. Csak 8,5 ezer ha szılıterület található borvidékeinken kívül, ezért az elemzésnél nem lehet figyelmen kívül hagyni Magyarország borvidékeinek jellemzıit, melyeket a 9. táblázat tartalmaz. Az 9. táblázat alapján megállapítható, hogy Magyarország legsőrőbb szılıborítású borvidékei a Tokaji, Villányi, Soproni és a Nagy-Somlói, melyeken a szılıterületek aránya mind 50% feletti. A legkisebb ültetvénysőrőség a Bükki borvidéket jellemzi, ahol 5,98% a szılıterületek aránya. A fásszárú mezıgazdasági melléktermékek egyik fontos jellemzıje, hogy aprítékuk a faaprítékkal együtt is tüzelhetı, tehát meglévı bioerımőveink, -főtımőveink kiegészítı alapanyagaként is számba vehetik azokat.
33
9. táblázat. Magyarországon borvidékeinek területi statisztikája Szılıterület Borvidékhez Borvidék aránya a szılıterülete1 tartozó összes 2 borvidéken belül3 [ha] terület [ha] 1 Csongrádi 1 533,22 14 000 10,95 % 2 Hajós-Bajai 1 967,30 14 700 13,38 % 3 Kunsági 22 950,23 93 600 24,52 % 4 Neszmélyi 1 643,23 5 700 28,83 % 5 Badacsonyi 1 613,16 3 900 41,36 % 6 Balatonfüred-Csopaki 2 231,85 6 350 35,15 % 7 Balaton-felvidéki 1 034,93 4 970 20,82 % 8 Etyek-Budai 1 750,00 5 620 31,14 % 9 Móri 752,53 2 000 37,63 % 10 Pannonhalmi 619,13 3 900 15,88 % 11 Nagy-Somlói 598,33 1 140 52,48 % 12 Soproni 2 296,58 4 290 53,53 % 13 Balatonboglári 3 566,56 9 900 36,03 % 14 Pécsi 826,42 7 000 11,81% 15 Szekszárdi 2 333,03 5 700 40,93 % 16 Villányi 2 573,58 4 792 53,71 % 17 Bükki 1 051,94 17 600 5,98 % 18 Egri 5 511,01 21 300 25,87 % 19 Mátrai 6 324,41 32 300 19,58 % 20 Tokaji 5 991,79 11 100 53,98 % 21 Zalai 1 684,39 5 820 28,94 % 22 Tolnai 2 851,18 11 160 25,55 % 1 Forrás: HNT, 2011 2 Forrás: Nemzeti Kulturális Örökség Elektronikus Oktatási Könyvtár, 2011 3 Forrás: saját számítás
Sorszám
Borvidék neve
2.5. A magyarországi erımővi rendszer ismertetése A Magyar Villamos Mővek (MVM) 2009. évi statisztikai adatai alapján Magyarország villamos energia termelésének 52%-át fosszilis-, 40%-át atomenergiából fedezi (10. ábra). A fennmaradó 8% származik megújuló energiaforrásokból, aminek a közel 80%-át a biomassza adja (MVM, 2009), következésképp Magyarországon megkerülhetetlen a biomassza kérdésköre. Biomassza nélkül hazánk az Európai Unió felé tett, a megújuló energiatermelésre vonatkozó vállalásait sem tudta volna teljesíteni. Magyarországon a jelenleg is mőködı széntüzeléső erımővek nagy része a II. Világháborút követıen, az ötvenes évek elején épült. Ezen erımővek egy része a viszonylag magas kéntartalmú hazai szénre alapozott. A magyar szén kitermelése növelte az önellátást, csökkentette a munkanélküliséget, viszont kéntartalma erısen szennyezte az ország levegıjét. A rendszerváltást követıen a globalizálódó világgazdaságban egyre 34
10. ábra. Magyarország villamos energia termelése 2008-ban Forrás: MVM (2009) adatai alapján a szerzı saját munkája
kisebb jelentıséget kapott az önellátás, helyette a gazdaságosság, majd az Európai Uniós csatlakozásunk következményeként a környezetvédelem került elıtérbe. A változtatások eredményeként sorra zártak be a hazai szénbányák. A korszerőtlen technológiával üzemelı közel ötvenéves erımőveknek választaniuk kellett a bezárás és az átalakulás között. Az externális költségek internalizálására tett kísérlet, a szén-dioxid kvóták bevezetése, gazdaságilag is megpecsételte a hagyományos széntüzeléső erımővek sorsát. A biomasszatüzelés viszont új lehetıséget nyújtott a fennmaradásra. A törvényi és gazdasági szabályozások változásai miatt bekövetkezı fejlesztések a faapríték tömeges használatát eredményezték a korábbi széntüzeléses erımőveinkben az ezredfordulót követıen. A növekvı erımővi alapanyagigény miatt nıtt a szilárd biomassza-féleségek iránti kereslet és ez jelentısen megemelte az árakat (Bai, 2003, Gergely, 2007). 2003 második felétıl a Bakonyi Hıerımő Rt. ajkai üzeme két kazánban is áttért biomassza-tüzelésre. Lépése nem számított egyedülállónak Magyarországon, ugyanis a Mátravidéki Erımő biomasszát kevert a tüzelendı lignit közé, a Pannon Hıerımő (a korábbi Pécsi Hıerımő), valamint a kazincbarcikai Borsodi Hıerımő, és a tiszaújvárosi Tiszapalkonyai Hıerımő is égetett el biomasszát. Tették ezt a fennmaradásért, a többlábon-állásért, ugyanis az erımővi kibocsátási határértékek lényegesen szigorodtak (Bai, 2006). Az üzemek jelenleg fıleg a környezı erdıgazdaságoktól vásárolnak, de a beszállítók és a felhasznált alapanyagok köre egyre bıvül. A potenciális biomassza-beszállítók elsısorban az erdészetek, mezıgazdasági termelık, és a települési önkormányzatok közül kerülnek ki, de az egyes főrészüzemek és bútorgyárak is szerepet kapnak. A mezıgazdaságban foglalkoztatottak bérviszonyai messze elmaradnak a nemzetgazdasági átlagbértıl (Palkovics, 2006). A keletkezı melléktermékek hasznosítása 35
lehetıséget biztosíthat az ágazatból élık költségeinek csökkentésére, akár jövedelmének kismértékő emelésére is. A melléktermékek hasznosításából keletkezı bevételek azonban nemcsak a mezıgazdaságból élık, de a többi potenciális biomassza beszállító, például önkormányzatok forráshiányát is csökkenthetik. A globális felmelegedés elleni küzdelem jegyében a megújuló villamosenergia-termelés magyarországi stratégiája alapvetıen a 2001-es villamos energia törvényhez kötıdött. A törvényhez kapcsolódó 56/2002. (XII.29.) GKM rendelet szerint a megújuló energiaforrásból termelt villamos energia átvétele kötelezı, és ezen a 2007-es újabb villamos energia törvény sem változtatott. A biomassza alapú energiatermelés vizsgálatakor gyakori hiba a fenntarthatóság kérdésének elhanyagolása (Dinya, 2009), pedig még a biomassza kiaknázása is tartogat „csapdákat” a zöld energia alkalmazása is lehet fenntarthatatlan. Zarándy (2010) rámutat, hogy az egyes támogatások és ösztönzések megalkotásánál nemcsak az Európai Unió, hanem az egyes fogyasztók érdekeit is figyelembe kellene venni a fenntarthatósággal összhangban. Winkler (2004) szerint, ha a hazai nagyerımőveink az elkövetkezendı években is a jelenlegi mennyiségő erdészetekbıl származó biomasszát (faaprítékot) tüzelik el, úgy hazai erdeink veszélyben vannak. Ezzel szemben Jung (2008) felhívja a figyelmet, hogy az erımővekben eltüzelt faapríték nem éri el a magyarországi erdıkbıl évente maximálisan kitermelhetı mennyiséget. Jung kiemeli, hogy a rendszerváltástól az ezredfordulóig nem termelték ki a magyar erdıkbıl az összes engedélyezett mennyiségő tőzifát így hazai erımőveink biomasszával való üzemeltetése valóban megnövelte a fakitermelést, azonban veszélyt nem jelentett a hazai erdıkre.
2.5.1. A villamos energia kötelezı átvételét szabályozó rendszerek Magyarországon Az Európai Unió tagállamaihoz hasonlóan, a 2001/77/EK irányelv alapján Magyarország is támogatja a zöldáram elıállítását. A megújuló energiaforrásokból termelt villamos energia részarányának elısegítésére hazánk emelt átvételi árat garantál, melyet 2012 végéig a kötelezı átvételi rendszer (KÁT) mőködtetésével ér el. A küszöbön álló energetikai reform kimenetele 2012 januárjában még nem egyértelmő, de úgy tőnik, 2013. január 1-tıl várhatóan életbe lép KÁT helyett a Megújuló Támogatási Rendszer (METÁR). A METÁR honlapján (2012) az alábbi információ olvasható: „...egy törvényben elıírt szabályozási és támogatási rendszer. Lényege, hogy a megújuló energiák termelését (áramot vagy hıt) egy meghatározott, támogatott és kiszámítható idıre garantált módon veszik át.” Tehát a KÁT-hoz képest a legnagyobb különbséget a megújuló energiaforrásokból származó hıenergia átvétele jelentené, melynek részletei 2012 januárjában még bizonytalanok. A jelenleg (2012. januárban) hatályos KÁT rendszer lényege, hogy a Villamos Energia Törvényben elıírt feltételeket teljesítı (kapcsolt energiatermelést folytató, illetve 36
zöldáramot elıállító) erımővektıl a területileg illetékes áramszolgáltató elıre meghatározott áron átveszi a villamos energiát. Kapcsolt erımőveknek nevezzük azon üzemeket, melyek az elıállított villamos energián kívül hıenergiát is értékesítenek. Zöldáramnak minısül a megújuló energiaforrások felhasználásával megvalósuló energiatermelés, vagyis a nap-, szél-, víz-, geortermális energiák, vagy biomassza felhasználásával elıállított villamos energia. A kötelezı átvételben érintettek a zöldáramot termelı, illetve a kapcsolt erımővek. A kötelezı átvételi rendszer mőködtetésére fordított összeg is a kapcsolt és a megújuló erımővek közt oszlik meg 7/3-ad arányban. A 2008. január 1-ével megújult kötelezı átvételi rendszer (VET 9. § (2) bekezdése) továbbra is a megtermelt villamos áram arányában és nem az ország megújuló energiapotenciálja alapján osztja szét a zöldáram támogatását, ami a rendszer kifogásolható pontja, ugyanis véleményem szerint a támogatás elosztásakor nem csak az adott idıpontbeli termelést, hanem az ország megújuló energia potenciálját is figyelembe kellene venni. A megújulós KÁT támogatások elosztása 2011-ig erıteljes aránytalanságot mutatott a biomassza javára, hiszen az öt legnagyobb hazai hıerımő az ezredfordulót követıen részben vagy egészben átállt biomassza tüzelésére, így a magyar megújulós KÁT 82%-át (Tóth et al. 2009) is a biomassza támogatása kapta. Az ország energiapotenciálját figyelembe véve az aránytalanság még mindig szembetőnı, de már nem kimagasló, ráadásul hazánk csak így tudta teljesítni az Európai Unió felé tett vállalását, mely szerint az összes villamos energia termelésének 2010-ig a 3,6%-át fogja fedezni megújuló energiákból (Magyarországnak sikerült túlteljesítenie a vállalást). Az Magyar Villamos Mővek (MVM) hivatalos csoportosítása az 50 MW bruttó teljesítmény alatti erımőveket kiserımőnek, míg a legalább 50 MW bruttó teljesítményő erımőveket nagyerımőnek minısíti. Ezzel szemben kutatásaimban a kiserımő teljesítményét 10 MW hasznos villamos energia teljesítményben maximalizáltam (a továbbiakban is csak ezt használom), ami 32 % hatásfok esetén 31,25 MW bruttó teljesítménynek felel meg. Az eltérı meghatározás oka, hogy sokszor már egy 30-50 MW teljesítményő erımő is túlnövi a lokális, az úgynevezett smart grad, hálózatok igényét, a nemzetközi, elsısorban ausztriai gyakorlatra alapozva lokális energiatermelés általában 10 MW hasznos teljesítmény alatt valósul meg. Kutatásaimban a különféle melléktermékek tüzelésének lehetıségét vizsgálom, így célszerőnek tartom jelen fejezetben az ezen anyagokat potenciálisan tüzelni képes erımővek bemutatását. Elıbb a kizárólag villamos energiát, illetve a kapcsoltan azt is termelı nagy- és kiserımőveket mutatom be, majd rátérek a csak hıenergiát elıállító főtımővekre.
37
2.5.2 Nagyerımővek A Magyarországon üzemelı 10 MW-nál nagyobb hasznos teljesítménnyel rendelkezı biomasszát és/vagy szenet tüzelı erımőveket a 10. táblázatban foglaltam össze. 10. táblázat. Szenet és / vagy szilárd biomasszát tüzelı nagyerımővek listája 2008-ban Magyarországon Település
Ajka
Beépített teljesítmény MW 101.6 48.01 30
Kazincbarcika
69.67 136.9
szén biomasszabázisú erımővek biomasszabázisú erımővek biomasszabázisú erımővek
Bakonyi Erımő Zrt.
szén-biomassza
862.718 200
szén-biomassza
24.27
Pécs
49.9
Tiszapalkonya
Erımő neve
biomasszabázisú erımővek biomasszabázisú erımővek biomasszabázisú erımővek lignit-szénhidrogén
Oroszlány
Visonta
Típus
43.9
Ajkai Erımő Bakony Bioenergia Borsodi Erımő AES Borsodi Energetikai Kft. Oroszlányi Erımő Pannongreen Mátrai Erımő Mátrai Erımő Zrt. AES Borsodi Energetikai Kft.
Forrás: az Energiaközpont Kht. (2010) adatai alapján a szerzı saját munkája A 10. táblázatban szereplı nagyerımővek jellemzıje, hogy elıdeik korábban szénnel tüzeltek, majd az energiapolitikai változásokra reagálva a legkisebb költségő beruházást választva biomasszát kevertek a szénhez, amivel több helyen teljesen ki is váltották a fosszilis tüzelıanyagot. Az átállás viszonylag egyszerően megtörténhetett, ugyanis a szilárd biomassza (elsısorban faapríték) energetikai tulajdonságai nagyon hasonlóak a kıszénhez, így csak az erımő logisztikai rendszere szorult átalakításra, ami az egyes biomasszaféleségek (akár melléktermékek) esetében is eltérı megoldást igényel. A szenet vagy lignitet tüzelı erımőveket kék színnel jelöltem, ezek potenciális szilárd biomassza-tüzeléső erımővek. A szürke és narancssárga színnel jelölt erımővek már biomasszát is hasznosítanak. A szürke színnel jelöltek a szénhez keverik a faaprítékot (biomasszát), míg a narancssárga színőek kizárólag biomasszával mőködnek. A nagyerımővek mőködtetése a méretgazdaságosság elvével magyarázható. Ezen energetikai létesítmények mind az országos villamosenergia-hálózatra termelnek és a lokális helyett az országos/regionális energiaellátás biztosítása mőködésük célja. 38
2.5.3. Kiserımővek és főtımővek A 10 MW hasznos teljesítménynél kisebb erımővek és főtımővek mind lokális jellegő létesítmények, a helyi energiaellátás biztosítása érdekében jönnek létre. Nagy elınyük, hogy az energiát a fogyasztó közvetlen környezetében termelik meg, így csökkentve a szállítási veszteséget, valamint decentralizálva a szennyezı anyagok (füstgáz) kibocsátását. Az ezredfordulót követıen Magyarországon nem mőködött olyan széntüzeléső erımő, mely 10 MW teljesítménynél kevesebbel rendelkezett, ami az alacsonyabb fajlagos költségekkel és a jobb elméleti hatásfokkal magyarázható, így azon hazai kiserımőveink, melyek számba vehetıek a mezıgazdasági melléktermékek tüzelése kapcsán már mind biomasszával üzemelnek (11. táblázat).
11. táblázat. Szilárd biomasszát tüzelı kiserımővek listája 2008-ban Magyarországon Település
Beépített telj. MW
Dorog
0.73
Martfő
3.6
Szentendre
1.36
Tiszaújváros
3.51
Típus
Erımő neve
biomasszabázisú erımővek biomasszabázisú erımővek biomasszabázisú erımővek biomasszabázisú erımővek
Dorogi Erımő
Tiszapalkonyai Erımő
Forrás: az Energiaközpont Kht. (2010) adatai alapján a szerzı saját munkája
A biomasszával üzemelı főtımővek száma Magyarországon egyre nı. A főtımővek a világ minden táján lokális rendszerek, következésképp hasznos teljesítményük is a helyi igényekhez igazodik, vagyis általában 10 MW alatti.
12. táblázat. Szilárd biomasszával üzemelı főtımővek 2010-ben Magyarországon Település Baja Balassagyarmat Körmend Mátészalka Pannonhalma Pornóapáti Szigetvár Szombathely Tata
Beépített telj. MW 2,5 2 5 5 0,7 1,2 2 7 5
Típus biomasszabázisú főtımő biomasszabázisú főtımő biomasszabázisú főtımő biomasszabázisú főtımő biomasszabázisú főtımő biomasszabázisú főtımő biomasszabázisú főtımő biomasszabázisú főtımő biomasszabázisú főtımő
Forrás: Németh (2011) adatai alapján a szerzı saját munkája 39
A lokális energiatermelés további elınye, hogy a helyi gazdaságot élénkíti és helyben biztosít munkahelyeket, így további terjedése Magyarországon is kívánatos lenne. Összefoglalásul a jelenleg Magyarországon üzemelı mezıgazdasági melléktermékeket tüzelni képes erımőveket és főtımőveket a 11. ábrán szemléltetem.
5 12 15 1618 13
19 7 3
9
1
17
nagyerımő 1. Ajka 2. Pécs 3. Oroszlány 4. Visonta 5. Kazincbarcika 6. Tiszaújváros (2011. tavaszán leállt)
10 6
4
14
8
2
11
kiserımő 7. Dorog 8. Martfő 9. Szentendre 10. Tiszaújváros
főtımő 11. Baja 12. Balassagyarmat 13. Körmend 14. Mátészalka 15. Pannonhalma 16. Pornóapáti 17. Szigetvár 18. Szombathely 19. Tata
11. ábra. Magyarországi mezıgazdasági melléktermékeket tüzelni képes energetikai létesítmények 2011-ben Forrás: a szerzı saját munkája. A 11. ábra alapján látható, hogy a mezıgazdasági melléktermékek tüzelésére alkalmas erımővek az erdısültebb, hegyvidéki tájegységeinken helyezkednek el, ami nem véletlen, hiszen ezen erımővek illetve főtımővek alapanyaga jelenleg elsısorban a faapríték, korábban pedig a szén volt. A mezıgazdasági melléktermékek, a mezıgazdasági területeken keletkeznek, tehát e potenciális alapanyagok jobb kihasználása érdekében ajánlatos lenne az azokat feldolgozó erımőveket/főtımőveket a melléktermékek keletkezési helyéhez közel telepíteni, ezáltal csökkenteni lehetne a szállítási költségeket is. 40
3. VIZSGÁLATI ANYAG ÉS MÓDSZER Kutatásom során két irányból vizsgálódtam: az erımővi- és a gazdálkodói oldalt hasonlítottam össze. A megadott teljesítményő erımő ellátásához a minimálisan szükséges beszállítási távolságot határoztam meg és vetettem össze a gazdálkodói oldalon kapott gazdaságilag maximális beszállítási távolsággal. Kutatásom logikai menetét a 13. táblázatban foglaltam össze, ahol az 1-8 sorok az erımővi oldal, míg a 9-11 sorok a gazdálkodói oldal szempontrendszerét tükrözik. 13. táblázat. A kutatás logikai menete Jelölés
DimenFeltétel zió ERİMŐVI SZEMPONTRENDSZER Erımővek bruttó 1. Pbruttó MW Pbruttó = Phasznos / η teljesítménye 8000 h/év mőködés 2. Péves Éves energiatermelés MWh (91,3 %-os kihasználtság) 3. A Szükséges input energia GJ 1 MWh = 3,6 GJ Szükséges melléktermék ismert a melléktermék 4. B t összes tömege főtıértéke (f) [GJ/t] Szükséges szántóterület, ismert a melléktermék ha 5. C melyen csak az adott fajlagos hozama (t) [t/ha] km2 növényt termesztik: T Szükséges beszállítói ismert az adott növény ha 6. D terület, melybıl „z” %-ot területének megoszlása, vagyis 2 km képvisel az adott növény „z” [%] Beszállítói terület sugara 7. E km T = r2×π → r = √(T/π) (légvonalbeli távolság) Az erımő ellátásához ismert a közúti és a 8. F szükséges minimális km légvonalbeli beszállítási beszállítási távolság távolságok aránya (e) GAZDÁLKODÓI SZEMPONTRENDSZER költségnemek ismerete: Ft/t szállítási távolsággal változó 9. G Költségek Ft/tkm (sz) [Ft/tkm] és tıle független költségek (fk) [Ft/t] erımővi átvételi ár ismerete 10. H Bevételek Ft/t [Ft/t] Gazdaságos erımővi költségek és bevételek ismerete 11. F’ beszállítási távolság km [Ft] maximuma A 8. ÉS A 11. SORBAN KAPOTT ÉRTÉKEK ÖSSZEHASONLÍTÁSA KÖVETKEZTETÉSEK LEVONÁSA. Forrás: a szerzı saját munkája.
Lépés
Meghatározott érték
41
Érzékenységvizsgálatokat végeztem a „z” értékeire (ami az erımő földrajzi elhelyezkedésének függvénye), a melléktermék főtıértékére és fajlagos hozamára valamint a gazdálkodó bevételeire illetve kiadásaira vonatkozóan, melyet a 13. táblázatban a 4-6. és a 9-10 lépések szemléltetnek. A következı fejezetekben a 13. táblázat egyes sorait részletesen kifejtem és magyarázom is. A búzaszalma felhasználását alapul véve lineáris programozási (LP) modellt állítottam össze az általam követett algoritmus eredményeinek ellenırzése illetve alátámasztása céljából. Továbbá az is célom volt, hogy az LP modell alkalmazása esetén hogyan értelmezhetık és számszerősíthetık a modell változói, technikai és célfüggvénykoefficiensei, hogyan oldható meg a szakmailag indokolt feltételek kezelése a modell feltételrendszerében. A kidolgozott modell és elemeinek értelmezése általános érvényő, ezért valamennyi melléktermékre alkalmazható. Az LP modellt az Economic Division North of Scotland College of Agriculture intézmény által kidolgozott „LN-PROG” programmal oldottam meg.
3.1. Légvonalbeli és közúti beszállítási távolságok értelmezése és számszerősítése Kutatásaim során célul tőztem ki a jellemzı erımőtípusok hazai életképességének vizsgálatát. Az erımő gazdaságos mőködéséhez elengedhetetlen a tüzelıanyag beszállítási távolságának meghatározása, mivel a szállítás jelenti az egyik legnagyobb költségtételt. A beszállítói területek nagyságának meghatározásakor a légvonalbeli távolságok számszerősítése nem jelent problémát, ha az erımővet körülvevı alapanyag termelı területet körnek tekintjük. Az erımő ennek a középpontja, így a kör sugara a szükséges maximális légvonalbeli beszállítási távolsággal egyezik meg. Ebbıl következik, hogy a szükséges beszállítói terület a kör területével lesz azonos. Adódik tehát:
T = r2×π π: r:
ahol: pi szám, értéke két tizedes jegyre kerekítve: 3,14 a kör sugara, vagyis a légvonalbeli maximális beszállítási távolság
Nyilvánvaló, hogy a kör sugara nem egyezik meg a közúti beszállítási távolsággal. A témában szakirodalmat hiába kerestem, nem találtam, így kutatásaim folytatásához elengedhetetlenné vált a légvonalbeli beszállítási távolságokból a közúti beszállítási távolság meghatározása.
42
Lineáris összefüggést feltételezve:
r = k/e
→
k = r×e
ahol: k: r: e:
közúti beszállítási távolság a kör sugara, vagyis a légvonalbeli beszállítási távolság a közúti és a légvonalbeli beszállítási távolságok közötti arányszám, melyet az alábbiakban leírtak szerint határoztam meg.
Magyarországot Alföldi et al. (2011) alapján három jellemzı tájegységre osztottam: • Középhegység: magába foglalja a Nyugat-magyarországi peremvidéket, az Északiés a Dunántúli- középhegységet. Magyarország területének negyedét adja. Ajka és környékének közúti infrastruktúráját vettem alapul. • Alföld: a Kisalföld és az Alföld nagytájak tartoznak ide és Magyarország területének felét teszik ki. Két település, Kisújszállás és Tiszapalkonya környezetén keresztül reprezentáltam a sík területek közúti infrastrukturális hálózatát. Kisújszállás a folyóktól távol esı területeket, míg Tiszapalkonya a folyó menti térségeket reprezentálja. • Dombság: a Dunántúli-dombságot jelenti, az ország területének közel negyedét teszi ki. Söjtör településsel reprezentáltam e tájegységet. Négy említett település esetében megvizsgáltam a 20 km-es légvonalbeli körzetben a 100 fınél nagyobb lélekszámú falvakat és városokat, melyeknek a kör középpontjában elhelyezkedı településtıl mért légvonalbeli és közúti távolságait hasonlítottam össze. Feltételeztem, hogy a kutatásom során kiválasztott négy település és 20 km-es környezetük képes reprezentálni hazánk teljes területét. A vizsgálatban szereplı települések megválasztásánál szempontként - Kisújszállás kivételével - már meglévı energetikai létesítmények helyszíneit vettem figyelembe. Vizsgálataimhoz az interneten szabadon hozzáférhetı „map24” német nyelvő programot használtam. A tájegységenként vizsgált településekre kapott közúti és légvonalbeli távolságok eltérésértékeinek számtani átlagaival jellemeztem az alföldre, dombságra, illetve középhegységre vonatkozó arányszámokat. A három tájegységet reprezentáló településekre kapott arányszámokat korrelációs együttható számszerősítésével is elemeztem, Kardos et al, (2003) és Hunyadi et al. (2008) alapján az alábbiak szerint: r>0 r<0
pozitív irányú kapcsolat negatív irányú kapcsolat
43
│r│ < 0,4 laza kapcsolat közepes kapcsolat 0,4 < │r│ < 0,7 0,7 < │r│ < 0,9 szoros kapcsolat 0,9 < │r│ nagyon szoros kapcsolat ahol: r: korrelációs együttható Pozitív kapcsolatot feltételeztem a légvonalbeli távolság és a közúti távolság között és legalább szoros kapcsolat esetén tekintettem reprezentatívnak az eredményt. Az egyes tájegységekre kapott légvonalbeli és közúti beszállítási távolságok eltérésének súlyozott átlagaként számítottam ki az országos arányszámot:
Magyarország =
középhegység + (2 × alföld ) + dombság 4
A légvonalbeli és a közúti beszállítási távolságok eltérésének számszerősítése után valamennyi szükséges adat rendelkezésemre állt az egyes erımőtípusok gazdasági elemzéséhez.
3.2. Mezıgazdasági melléktermékek erımővi beszállítására vonatkozó algoritmusok
Erımőtípusok Az egyes erımőtípusok részletes jellemzése elıtt az erımővek teljesítményének meghatározásához szükséges fogalmakat és jelöléseket ismertetem:
Bruttó teljesítmény: Az erımő összes teljesítményét jelöli, amit teljes egészében nem lehet hasznosítani, ugyanis különféle veszteségek lépnek fel (villamos energia termelése során például hı formájában). Jele:
Pbruttó
[MW]
(1MW = 106 W)
Kiszámítási módja: Pbruttó = W/t ahol: Pbruttó : teljesítmény W : munka [GJ] (a mezıgazdasági melléktermék főtıértékébıl határoztam meg) 44
t : idı [h] (1 évben 8000 üzemórát, vagyis 760 óra leállást feltételeztem minden egyes erımőnél) Hatásfok: Megmutatja, hogy a bruttó teljesítmény mekkora részét lehet hasznosítani. Jele:
η
[%]
A hatásfok tekintetében az egyes erımőtípusoknál szekunderkutatásra hagyatkoztam, vagyis az erımővek által publikált adatokat vettem alapul.
Hasznos teljesítmény: A bruttó teljesítmény hasznosított része. Szokás még nettó teljesítménynek is nevezni. Fontos megjegyezni, hogy a hasznos teljesítménybe minden hasznosított teljesítmény beletartozik, tehát ha egy erımő csak villamos energiát értékesít, akkor csak az elıállított villamos energia mennyisége lesz a hasznos teljesítmény, míg a keletkezı összes hı haszontalan. Ellenben ha az energiatermelés kapcsolt formában történik, akkor a keletkezı hı hasznosítható része is a hasznos teljesítmény közé sorolható. Következésképp egy ugyanakkora bruttó teljesítményő csak villamos energiát elıállító valamint egy kapcsolt erımő közül az utóbbi hasznos teljesítménye lesz magasabb, ugyanis a keletkezı hı egy része is hasznosul. Jele:
Phasznos
vagy
Pnettó
[MW]
Kiszámítási módja:
Phasznos = Pbruttó × η ahol: Pbruttó : bruttó teljesítmény η : hatásfok
Kutatásaim során négy Európában jellemzı erımőtípust vizsgáltam részletesebben: „A”
Egy Magyarországon általában multinacionális tulajdonban levı, az országos villamosenergia-hálózatra termelı, a keletkezı hıt értékesíteni képtelen, tehát hasznosan kizárólag villamos energiát elıállító, biomasszatüzelés tekintetében nagynak mondható erımővet, vagy erımővi blokkot, melyet egy 20 MW hasznos teljesítményő (ami 32%-os hatásfokot feltételezve 62,5 MW bruttó teljesítményt jelentı) erımővel szemléltetek.
„B”
Egy Magyarországon általában multinacionális tulajdonban levı, az országos villamosenergia-hálózatra termelı, ezen felül a keletkezı hıt is értékesíteni képes kapcsolt, biomasszatüzelés tekintetében nagynak mondható erımővet, vagy erımővi blokkot, melyet egy 20 MW hasznos teljesítményő (ami 70%-os 45
hatásfokot feltételezve 28,6 MW szemléltetek.
bruttó teljesítményt jelentı) erımővel
„C”
Egy tipikus falufőtımővet, ami egy kistelepülés vagy annak egy részének / intézményeinek hıellátására szolgál (például a Pornóapáti falufőtımő). Ezt egy 2 MW hasznos teljesítményő (80%-os hatásfokot feltételezve 2,5 MW bruttó teljesítményő) erımővel szemléltetem. Ezen erımőtípusnál meg kell említeni, hogy a távfőtés rendszerének összes hatásfoka 50 % körül mozog, amit a hıigény és az erımő méretének összehangolásakor kell figyelembe venni, disszertációmban csak kazánhatásfokkal számoltam.
„D”
Egy törpeerımővet, ami lokálisan képes a jelentkezı hı és villamos energia igények kielégítésére. 2 MW hasznos teljesítménnyel mőködı kapcsolt erımő (tehát a villamos energia mellett a keletkezı hıenergiát is képes értékesíteni), hatásfoka 70%, bruttó teljesítménye: 2,86 MW.
A fentiekbıl következik, hogy a „C” és „D” erımőtípusok az úgynevezett „smart grad”, vagyis a lokális energiaellátás elvének felelnek meg, míg az „A” és „B” típusok a globális energiarendszerre kapcsolódnak, vagyis két alapvetıen különbözı erımővi modell képezi az elemzés tárgyát. Az „A” erımőtípus jelenti 2011 tavaszán a realitást Magyarországon, de a támogatási rendszer alakulása a „B” (kapcsolt) erımőtípust vetíti elıre 1-2 év távlatában, míg a „C” és „D” típus, vagyis a lokális rendszerre termelı erımővek (néhány nemzetközi példából kiindulva) a távoli jövıt jelenthetik. Természetesen a fentebb leírt teljesítményadatok csak a szemléltetéshez szükségesek, nyilvánvaló, hogy az erımő eltérhet a leírtaktól, azonban az arányok ebben az esetben sem változnak. Mindegyik erımővi rendszer esetén évi 8000 h mőködést feltételezek. Következésképp az erımővek nyáron is üzemelnek, így a keletkezı produktumra nyáron is vevıt kell találni. Ez villamos energia esetében nem jelent problémát, hı esetében nyáron a használati melegvíz ellátás vagy technológiai hıigény (például: terményszárító) képezheti a felvevıpiacot. Számításaimban feltételezem, hogy mind kapcsolt erımővek („B” és „D” típusok), mind a főtımő („C” típus) esetén egész évben van kereslet az elıállított összes hıre. A főtımő által télen elıállított hı főtésre, míg főtési szezonon kívül használati melegvíz elıállítására fordítódik. Ehhez nyilvánvalóan egy megfelelı módon kiépített hıellátó rendszer is szükséges, melynek veszteségei csökkentik az egész rendszer (erımő/főtımő és távhırendszer) hatásfokát.
46
A modellben a vizsgált négy erımőtípus ellátásához szükséges minimális beszállítási területeket határoztam meg, majd hasonlítottam össze a termelı számára maximális gazdaságos beszállítási távolsággal.
Lágyszárú mezıgazdasági melléktermékek A lágyszárú mezıgazdasági melléktermékek energetikai hasznosítását illetıen érzékenységvizsgálatokat végeztem a főtıérték, a fajlagos hozam és a betakarítási terület függvényében. A főtıérték nagymértékben függ a nedvességtartalomtól. Vizsgálataimban légszáraz állapot (12-20% nedvességtartalom) szélsıértékeit vettem alapul. A fajlagos hozamokat a kapcsolódó szakirodalomból vettem át. Az ellátási terület meghatározásánál a regionális jellemzık alapján (az ország statisztikai régióira vonatkozó 2011-es AKI jelentéseknek megfelelıen) az alábbiak szerint definiáltam az érzékenységvizsgálatban szereplı értékeket: •
• •
regionális maximum: hazánk azon statisztikai régiójának adata, ahol a régió területéhez viszonyítva a legnagyobb arányú az adott mezıgazdasági mellékterméket adó növény betakarítási területének aránya. országos átlag: Magyarországra vonatkozó átlagos betakarítási terület aránya. regionális minimum: hazánk azon statisztikai régiójának jellemzı értéke, ahol a régió területéhez viszonyítva a legkisebb az adott mezıgazdasági melléktermék betakarítási területének aránya.
Egyedül a búzaszalma betakarítási területének vizsgálatánál tértem el az elızıekben ismertetett algoritmustól. Ennek oka, hogy az egyes statisztikai régiók betakarítási területeinek maximuma a 2011-es évben csak kis mértékben és negatív irányban tért el a 2008-2011 közötti idıszak országos átlagtól ezért a regionális maximumot 16%-ban határoztam meg.
Fásszárú mezıgazdasági melléktermékek A lágyszárú melléktermékekhez hasonlóan a szılıvenyige és a fanyesedék főtıértékét is a nedvességtartalom határozza meg. Ennek megfelelıen a főtıérték esetén légszáraz állapotban (12-20 % nedvességtartalom), míg a fajlagos hozam tekintetében a szakirodalomban fellelhetı intervallumra végeztem érzékenységvizsgálatot. A szılı, és a gyümölcsösök területének eloszlása hazánk területén belül nem egyenletes, a regionális sajátosságoknak megfelelıen változik. Következésképp Magyarország szılı és gyümölcsös területének arányát sem lehet egyetlen számmal jellemezni, így a regionális szélsıértékek figyelembevételével érzékenységvizsgálatokat végeztem az alábbiakban leírtak szerint.
47
Szılıvenyige A szılıültetvényekre vonatkozóan a borvidékek jellemzıit is figyelembe véve az alábbi területi egységeket különítettem el: lokális maximum: az összes mezıgazdasági terület (a KSH 2010-es adatai alapján Magyarország területének 59,51%-a.) szılı. Ide tartoznak az egyes borvidékeink szılıvel sőrőn borított területei, például a Somlói és a Tokaji borvidékek egy része. • borvidéki átlag: Magyarország 22 borvidéke szılıterületi arányainak a számtani átlaga, ami a 9. táblázat adatai alapján: 30,13%. • borvidéki minimum: hazánk azon borvidéke, ahol a legritkábban helyezkednek el a szılıterületek (Bükki borvidék: 5,98%). • országos átlag: a KSH (2010) adatai alapján a szılıültetvények aránya (0,86%). •
Gyümölcsnyesedék Magyarországon a gyümölcsösök területi eloszlását a szılıhöz hasonlóan regionális sajátosságok jellemzik. Alapvetı különbségként jelentkezik azonban, hogy míg hazánk szılıterületének több mint 90%-a borvidékekhez tartozik, melyekrıl pontos statisztikai adatok állnak rendelkezésünkre, addig a gyümölcsösök esetében nincsenek ilyen statisztikai egységek, így hazánk és régióinak jellemzı statisztikáit vettem figyelembe az érzékenységvizsgálatokhoz szükséges szélsıértékek meghatározásakor: lokális maximum: olyan területet feltételez, amikor az adott körzetben az összes mezıgazdasági területet gyümölcsös. Például a nyírség egyes részein található alma ültetvények. A lokális szılıterületekhez hasonlóan a lokális gyümölcsösök esetében is 59,51%-os aránnyal számoltam a KSH 2010-es adatai alapján. • regionális maximum: a gyümölcsösök területének aránya Magyarország azon régiójában, ahol ez az érték a többi régióhoz képest a legmagasabb. Hazánkban, az Észak-Alföld régióban a legjelentısebb a gyümölcsösök aránya: 1,78% (Aki, 2011). • országos átlag: a KSH 2010-es adatai alapján az ország gyümölcsös területeinek az aránya: 1,01%. • regionális minimum: azon régióra jellemzı érték, mely a legkisebb hazánkban. Magyarországon a gyümölcsösök aránya a Közép-Dunántúlon a legkevesebb: 0,21% (AKI, 2011). •
Szılıvenyige és gyümölcsnyesedék együttes falhasználása A szılıvenyigét és a gyümölcsösökbıl származó nyesedéket a hasonló tüzeléstechnikai tulajdonságaik miatt célszerő együtt tüzelni. Ebben az esetben is (hasonlóan a külön-külön történı tüzeléshez) az energetikai létesítményt ellátó terület számszerősítését nehezíti az alapanyagok mennyiségének területi differenciáltsága. A valósághoz leginkább közelítı 48
modellkalkuláció érdekében érzékenységvizsgálatokat végeztem e melléktermékek felhasználására vonatkozóan is. Mivel a szılıvenyige és a gyümölcsnyesedék fajlagos hozamai eltérnek, ezért értelmetlen lett volna az ültetvények területi megoszlása alapján meghatározni az érzékenységvizsgálat során figyelembe vett szélsıértékeket. E helyett hazánk egyes statisztikai régióinak szılı, illetve gyümölcsös területi arányait súlyoztam a szılıvenyige és a gyümölcsnyesedék fajlagos hozamának intervallumértékeivel. Az így kapott intervallumértékeket összeadtam. Ezen összegek alapján választottam ki az érzékenységvizsgálatnál alkalmazott szélsıértékeket.
Gazdaságossági számítások A gazdaságossági számításokhoz szükséges fajlagos költségeket Gockler (2011) „Mezıgazdasági gépi munkák költségei” kiadványból vettem. A vizsgált fásszárú mezıgazdasági melléktermékek esetében a szállítást, aprítást és rakodást, míg a vizsgált lágyszárú mezıgazdasági melléktermékek esetében a szállításon kívül a bálázás és a bálafelszedés mőveleti költségét elemeztem. Az árbevételt az erımővi átvételi árral számszerősítettem. Érzékenységvizsgálatot végeztem a költségek és a bevétel tekintetében. Elemeztem, hogy az összes költség, illetve az erımővi átvételi ár változása hogyan befolyásolja az erımő biztonságos ellátásában központi szerepet játszó szállítási távolságokat, amelyek a gazdálkodó érdekeltségét is meghatározzák.
A modell lehetséges torzító hatásai Egyik modell sem képes a valóság maradéktalan leképezésére. Ebbıl következik, hogy a modellkalkuláció mindig egyszerősít, tehát torzító hatásokkal kell számolni, melyeket az alábbiakban foglalok össze. A modell feltételezi, hogy az erımő az összes környezetében elıállított mezıgazdasági mellékterméket felvásárolja. Nem veszi figyelembe az aktuális piaci feltételeket. Ha más iparág hajlandó magasabb áron átvenni a mellékterméket, a gazda nyilvánvalóan neki fogja azt értékesíteni. Elıfordulhat, hogy a gazdálkodó saját célra (például: takarmányozás) használja a mellékterméket. A méretgazdaságossággal összefüggésben a kis volumenő melléktermékek miatt a gazdálkodók összefogása szükséges a szállítási költségek mérséklése érdekében.
49
4. SAJÁT VIZSGÁLATOK EREDMÉNYEI 4.1. Légvonalbeli szállítási távolságoknak megfeleltethetı közúti szállítási távolságok Az erımővek vagy főtımővek által igényelt tüzelıanyagot valamilyen módon szállítani kell, mivel a szükséges mennyiség az erımő közvetlen környezetében nem állítható elı. Disszertációmban a közúti szállítási lehetıségekre koncentráltam. Nyilvánvaló, hogy a légi szállítás annak költségvonzata és infrastrukturális igénye miatt szóba sem jöhet. A vízi úton történı szállítás szintén - hazánk nem megfelelı infrastruktúrája (elsısorban a dunai és tiszai kikötıhálózat elégtelensége) miatt - nem lehet alternatíva. A vasút, mint szállítási lehetıség számba vehetı, azonban a közúti szállítással összehasonlítva többletköltséget jelent a felmerülı átrakási költség. Közúti szállítás esetén a megtermelt melléktermék a keletkezés helyén a közúti jármőbe rakható, onnan átrakás nélkül a felhasználás helyére (erımő) szállítható. Fontos kérdés, hogy egy erımővet vagy főtımővet tüzelıanyaggal ellátó terület határain belül mekkora közúti szállítási távolságokkal számolhatunk. Egyértelmő, hogy két földrajzi hely (két település) légvonalbeli távolsága nem egyenlı azok közúti távolságával. A tüzelıanyagot erımővekbe/főtımővekbe szállító jármővek szállítási futás-kilométerének meghatározásához a légvonalbeli távolságokat át kell számítani közúti távolságokká. E téren külföldi szakirodalmat nem használhattam, ugyanis minden egyes ország más-más közúti infrastruktúrával rendelkezik. A fenti témában Magyarországra vonatkozó irodalmat nem találtam, ezért a szükséges „váltószámot” számszerősíteni kellett. A kutatás elvégzéséhez hazánk három tájegységét vettem alapul. A középhegységi területeket Ajka, az alföldi területeket Tiszapalkonya és Kisújszállás, míg a dombsági területeket Söjtör települések reprezentálják, mely települések 20 km-es körzetét az azokat jelölı számok köré rajzolt piros színő körök mutatják a 12. ábrán. A vizsgált négy település 20-km-es körzetére vonatkozó légvonalbeli és közúti távolságokat a 13, 14, 15. ábrák szemléltetik, ahol a független változó, a légvonalbeli távolság szerepel az „x” tengelyen, míg a függı változó, vagyis a közúti távolság az „y” tengelyen. 1.: Középhegység: ahol Ajkának (Bakonyi Hıerımő) és a körülötte légvonalban 20 km sugarú körben elhelyezkedı 100 fınél nagyobb lélekszámú 51 db település közúti és légvonalbeli távolságát vizsgáltam (13. ábra). 2-3.: Alföld: Kisújszállás és Tiszapalkonya települések reprezentálják, mely utóbbin 2011 márciusáig mőködött az AES Borsodi Energetika Kft. Vizsgáltam a körülöttük légvonalban 20 km sugarú körben elhelyezkedı 100 fınél nagyobb lélekszámú (összesen 41 db) települések közúti és légvonalbeli távolságát (14. ábra).
50
2
3
1 4
12. ábra. Légvonalbeli és közúti távolságok eltéréseinek vizsgálata Magyarországon 1: Ajka, 2: Tiszapalkonya, 3: Kisújszállás, 4: Söjtör Forrás: a szerzı saját munkája.
r = 0,83
13. ábra. Közúti és légvonalbeli távolságok eltérése a Dunántúli-középhegység területén (Ajka) Forrás: a szerzı saját munkája.
51
r = 0,88
r = 0,89
14. ábra. Közúti és légvonalbeli távolságok eltérése az Alföld területén (bal oldali grafikon: Tiszapalkonya, jobb oldali grafikon: Kisújszállás) Forrás: a szerzı saját munkája.
4. Dombság: kutatásomban Söjtör reprezentálja, ahova Zalai Hıerımő Kft. szalmaerımő építését tervezi (Zalai Hírlap, 2008). 97 db olyan települést vizsgáltam, melyek tıle légvonalban legfeljebb 20 km távolságban helyezkednek el és 100 fınél népesebbek (15.ábra)
r = 0,89
15. ábra. Közúti és légvonalbeli távolságok eltérése a Dunántúli-dombság területén (Söjtör) Forrás: a szerzı saját munkája. 52
Mindhárom vizsgált tájegység tekintetében a korrelációs együttható értéke 0,7 és 0,9 közé esett, ami pozitív irányú, szoros, függvényszerő kapcsolatot jelent a légvonalbeli és a közúti beszállítási távolságok között. A kapott eredmények alapján megállapítottam, hogy a középhegységi területeken a légvonalbeli távolság átlagosan 74,29 %-a a közúti távolságnak, alföldi területeken ez az érték 74,64 % míg a dombsági területeken 72,44%. Összesen 189 településre elvégzett vizsgálatok eredményei alapján a légvonalbeli szállítási távolság a közúti szállítási távolságnak átlagosan a 74,00%-át teszi ki Magyarországon. Az egyes tájegységek értékei csak kismértékben (1,85 % és 0,29 % között) térnek el az országos átlagtól. A számítás eredménye alapján 1 km közúti beszállítási távolság Magyarországon átlagosan 0,74 km légvonalbeli távolságnak felel meg, vagyis 1 km légvonalbeli távolsághoz 1,3514 km (1/0,74) közúti beszállítói távolság tartozik. A kapott arányszámot kerekítettem: e = 1,3514 ≈ 1,4 és ezt az értéket használtam a további számításokban. A felfelé kerekítést a telephelynél, illetve a földeknél jelentkezı ki- és beállás többlettávolságai indokolják.
4.2. Mezıgazdasági melléktermékek erımővi tüzelése Tüzeléstechnikailag célszerő a lágyszárú és a fásszárú mezıgazdasági melléktermékeket megkülönböztetnünk. E kétféle tüzelıanyag más-más kazántípust és logisztikát igényel, de a jelenlegi technológiai színvonalon mindkettı tüzelése biztosítható. A lágyszárú mezıgazdasági melléktermékek tüzelésekor az alapanyag bálákban jut a tőztérbe. Célszerő már a szállításkor is a kazán által megkövetelt bálaméretet választani a többletköltségek elkerülése érdekében. A négyszögletes bálák logisztikai szempontból elınyösebbek, míg a hengeres bálák jobban száradnak. A fás- és lágyszárú melléktermékek tüzeléstechnikailag eltérı tulajdonságait leginkább a növény szilikáttartama határozza meg, és ez hatással van a kazán mőszaki paramétereire is. Az erımővi beszállítást két oldalról vizsgáltam: erımővi és a gazdálkodói oldalról. A 13. táblázat adatai alapján megállapítottam, hogy az erımő akkor látható el gazdaságosan mezıgazdasági melléktermékekkel, ha a 14. táblázatba foglalt feltétel teljesül. A 14. táblázat alapján a mezıgazdasági melléktermékkel üzemelı erımő akkor látható el gazdaságosan, ha az erımő biztonságos ellátásához szükséges beszállítási távolság legfeljebb megegyezik a gazdálkodó számára még éppen gazdaságos beszállítási távolsággal.
53
14. táblázat. Kizárólag mezıgazdasági melléktermékekkel üzemelı erımő/főtımő ellátásának feltétele Erımővi oldal Feltétel Gazdálkodói oldal erımő biztonságos gazdálkodó számára még ellátásához szükséges éppen (maximum) minimális beszállítási gazdaságos beszállítási távolság [km] távolság [km] Forrás: a szerzı saját munkája.
<
Tehát: F ≤ F' ahol:
F = e ( A / f / t / 1000 / v) × 10π
F'=
egyszerősítés után:
e
H − fk sz
H - fk A ≤ sz f × t × z ×π
Az alkalmazott jelölések a 13. táblázat szerint: A: az adott erımőtípus biztonságos ellátásához szükséges összes energia [GJ] F: az adott erımőtípus biztonságos ellátásához szükséges minimális közúti beszállítási távolság [km] F’: gazdálkodó számára maximum gazdaságos közúti beszállítási távolság [km] H: az erımő által fizetett átvételi ár [Ft/t] fk: a szállítási távolságtól független költségek [Ft/t] sz: a szállítási távolság függvényében változó költségek [Ft/tkm] e: a légvonalbeli szállítási távolságnak megfelelı közúti szállítási távolság. Értékét a „Légvonalbeli szállítási távolságoknak megfeleltethetı közúti szállítási távolságok” fejezetben határoztam meg: 1,4 f: a vizsgált melléktermék(ek) főtıértéke [GJ/t] t: a vizsgált melléktermék(ek) fajlagos hozama [t/ha] z: a vizsgált melléktermék(ek) betakarítási területének aránya a régió területébıl [%] (A „z” értékbıl az erımő földrajzi elhelyezkedésének feltételeire lehet következtetést levonni.) π: „pi” szám, értéke két tizedes jegyre kerekítve ≈3,14 A fentiekben kidolgozott algoritmust használtam az érzékenységvizsgálatoknál. A búzaszalma esetén lineáris programozás modellel is teszteltem a kapott eredményt. Az alkalmazott összefüggésben az „A” értéket az erımő mérete és hatásfoka (típusa) adja, tehát állandónak vehetı egy adott erımő esetén. Az „e” arányszám értékét az elızı fejezetben meghatároztam egész Magyarország területére vonatkozóan, így az is állandó. 54
„π” arányszám szintén állandó. Az összefüggés változói: „f”, „t”, „z” és „H”, „fk”, „sz”, melyek változásait érzékenységvizsgálattal is elemeztem. Az összefüggésbıl egyértelmően következik, hogy a gazdálkodó akkor érdekelt a lehetı legtöbb melléktermék erımőbe történı beszállításában, ha „f”, „t”, „z” és „H” értéke maximális, valamint „fk” és „sz” értéke minimális.
4.2.1. Lágyszárú mezıgazdasági melléktermékek tüzelése Az alábbiakban a búzaszalma, kukoricaszár, repceszalma és napraforgószár önálló erımővi tüzelésére vonatkozó eredményeket ismertetem. Feltételeztem, hogy az elıállított összes lágyszárú mezıgazdasági melléktermék az erımő rendelkezésére áll, ami nyilvánvalóan csak elméletben lehetséges, következésképp maximális (elméleti) erımővi teljesítményt ad. Így megkaptam a kizárólag lágyszárú mezıgazdasági melléktermékekkel üzemelı erımő potenciális teljesítményét, amely érték az erımővi méret elméleti felsı korlátját jelenti, vagyis a gyakorlatban legfeljebb ekkora kapacitású erımővet lehet biztonságosan üzemeltetni.
Búzaszalma A KSH adatai alapján 2008 – 2011 között Magyarország területének átlagosan 11,43%áról takarítottak be búzát, tehát ekkora területen keletkezett búzaszalma. Hektáronként 2,2 tonna hozammal számolva 2 339 ezer tonna búzaszalma képzıdik minden évben, ami számításaim szerint 37 424 TJ energiamennyiséget jelent (szárítás után, 16 GJ/t főtıértékkel számolva). A búza magyarországi betakarítási területe az egyes régiókban az országos átlaghoz képest 4-5%-os eltérést mutat (Aki, 2011.) Az elvégzett érzékenységvizsgálatokban is az említett eltérésértékeket vettem alapul a betakarítási területek szélsıértékének maghatározásakor. A főtıérték tekintetében 13-16 GJ/t (légszáraz állapotban), míg fajlagos hozam esetében 1-4 t/ha szélsıértékeket vizsgáltam és a minimum, illetve maximum értékeket is feltőntettem a 15. táblázatban. A 15. táblázatban szereplı regionális maximum Dél-Alföld és a Nyugat-Dunántúl egyes részeire, míg a regionális minimum Közép-Magyarországra és Észak-Magyarországra vonatkozik. A táblázat adataiból kitőnik, hogy Magyarország egyes régióiban rendelkezésre áll a vizsgált erımőtípusokhoz szükséges mennyiségő alapanyag, következésképp „A”, „B”, „C”, és „D” típusú erımővek/főtımővek biztonságosan elláthatóak búzaszalmával, ha csak a technikai feltételeket vesszük alapul.
55
15. táblázat. Búzaszalmával üzemelı erımővekhez szükséges beszállítói területek és szállítási távolságok „D” típus kapcsolt energiatermelés [MW]
"C" típus főtımő [MW]
"B" típus kapcsolt energiatermelés [MW]
"A" típus villamosenergia termelés [MW]
2,9
2,5
28,6
62,5
22857
20000
228571
500000
82286
72000
822857
1800000
5,1-6,3
4,5-5,5
51,4-63,3
112,5-138,5
1,3-6,3
1,1-5,5
12,9-63,3
28,1- 138,5
8,0-39,6
7,0-34,6
80,6-395,6 175,8-865,4
országos átlag (11,78% búza)
10,9-53,7
9,6-47,0
109,1-537,3
regionális minimum (7% búza)
18,4-90,4
16,1-79,1
183,7-904,2
regionális maximum (16% búza)
5,1-11,2
4,7-10,5
16,0-35,5
23,7-52,5
országos átlag (11,78% búza)
5,9-13,1
5,5-12,2
18,6-41,4
27,8-61,8
regionális minimum (7% búza)
7,7-17,0
7,2-15,9
24,2-53,7
35,8-79,4
regionális maximum (16% búza)
7,1-15,7
6,6-14,7
22,4-49,7
33,1-73,5
országos átlag (11,78% búza)
8,3-18,3
7,7-17,1
26,1-57,9
38,6-85,6
regionális minimum (7% búza)
10,7-23,8
10,0-22,2
33,9-75,1
50,1-111,1
Megnevezés
legalább szükséges közúti beszállítási távolság [km]
beszállítási terület sugara [km]
szükséges beszállítói terület [ezer ha]
bruttó teljesítmény [MW] évi energiatermelés (8000 h/év mőködést feltételezve) [MWh] szükséges összes energia [GJ] szükséges melléktermék összes tömege (13-16 GJ/t) [ezer t] szükséges búzaterület (1-4 t/ha) [ezer ha] (100% búza) regionális maximum (16% búza)
238,81 175,4 401,81 978,0
Forrás: a szerzı saját munkája. Lineáris programozási modell Az egyes mezıgazdasági melléktermékek tüzelése esetén a cél, hogy a lehetı legnagyobb erımővet a lehetı legkisebb beszállítási területrıl lehessen ellátni. A beszállítási területen termesztett növények főtıértéke [GJ/t], fajlagos hozama [t/ha] és betakarítási területe [%] változhat. E három változó nagyságát szükséges optimalizálni ahhoz, hogy meg lehessen határozni az adott erımővet a lehetı legkisebb szállítási költséggel (tehát legkisebb területrıl) ellátni képes változatot. Az optimalizáláshoz lineáris programozást (LP) alkalmaztam. Az LP modellt a búzaszalma erımővi beszállítása esetén vizsgáltam a szakirodalomban ismertetett lépések alapján (Pupos 2010). 56
1. A modell célja: A vizsgált három változó azon értékeinek meghatározása, ahol minimális az erımő biztonságos ellátásához szükséges beszállítási terület, tehát a szállítási távolság. 2. A változók technikai koefficiensei a búzaszalma esetében: főtıérték: 14-16 GJ/t fajlagos hozam: 1 - 4 t/ha betakarítási terület a régió teljes területébıl: 7 – 16 % Az LP modellben használható változókat és technikai koefficienseket az alábbiakban közölteknek megfelelıen határoztam meg és a 16. táblázatban foglaltam össze. 16. táblázat. Az LP modell változói változó jelölése
változó megnevezése, tartalma
X1 X2 X3 X4 X5 X6 X7 X8 X9 X10 X11 X12 X13 X14 X15 X16 X17
13 GJ/t, 1 t/ha szalma 13 GJ/t, 2 t/ha szalma 13 GJ/t, 3 t/ha szalma 13 GJ/t, 4 t/ha szalma 14 GJ/t, 1 t/ha szalma 14 GJ/t, 2 t/ha szalma 14 GJ/t, 3 t/ha szalma 14 GJ/t, 4 t/ha szalma 15 GJ/t, 1 t/ha szalma 15 GJ/t, 2 t/ha szalma 15 GJ/t, 3 t/ha szalma 15 GJ/t, 4 t/ha szalma 16 GJ/t, 1 t/ha szalma 16 GJ/t, 2 t/ha szalma 16 GJ/t, 3 t/ha szalma 16 GJ/t, 4 t/ha szalma győjtı változó X1 –X16 változók értékeit összegzi A megadott feltételek mellett az technikai jellegő erımő biztonságos ellátásához változó szükséges beszállítói terület
X18
a változó energiahozama [GJ/ha] 13 26 39 52 14 28 42 56 15 30 45 60 16 32 48 64 -
Forrás: a szerzı saját munkája.
X1 – X16: az LP modell változói, melyek a szalma főtıértékét és fajlagos hozamát mutatják a 16. táblázat szerint. X17: győjtı változó, mely az X1-X16 változók értékeit összegzi. X18: technikai jellegő változó, mely az erımő ellátásához az X1-X16 változók alapján szükséges minimális területet jelenti. 3. Az LP modell induló programtáblázata a 17. táblázatban található.
57
Összes terület
2
Célfüggvény
5,5
1
13
X1
2,8
1
26
X2
Forrás: a szerzı saját munkája.
5
4
3
Energia
1
a búza területének aránya MIN a búza területének aránya MAX
Megnevezés
Sorszám
1,9
1
39
X3
1,4
1
52
X4
5,1
1
14
X5
2,6
1
28
X6
1,7
1
42
X7
1,3
1
56
X8
4,8
1
15
X9
2,4
1
30
X10
1,6
1
45
X11
1,2
1
60
X12
4,5
1
16
X13
2,3
1
32
X14
17. táblázat. Az LP modell induló programtáblázata
1,5
1
48
X15
1,1
1
64
X16
1
-1
-1
X17
-0,16
0,07
X18
Feltétel →
>
<
=
>
MIN
0
0
0
72000
b
ezer ha
ha
ha
ha
GJ
Mértékegység
4. Feltételek és célfüggvény: Az elsı feltétel (energia) az egy hektárra jutó energia kihozatalt mutatja a búzaszalma esetében, mely technikai koefficienseinek értékeit az alábbiak szerint határoztam meg: főtıérték [GJ] × fajlagos hozam [t/ha]. A változók száma ennek megfelelıen alakul. A feltétel tartalma alapján annyi búzaszalmát kell biztosítani a változók kombinációjából, amely az erımő energiaigényét fedezi. Tehát az energiának legalább meg kell egyeznie az erımő által egy évben igényelt energiamennyisséggel, melyet jelen esetben „C” erımőtípusra (2 MW hasznos teljesítményt, 80% hatásfokot és 8000 üzemóra mőködést feltételezve) állapítottam meg, vagyis a kapacitásvektor az elsı feltétel esetén 72000 GJ értéket vesz fel. A második feltétel technikai jellegő feltétel, azt a célt szolgálja, hogy a változó értékeit összegyőjtse az X17 típusú változóba. Ez egyben az ellátandó terület nagyságát is megadja. Ezen túlmenıen e változó szerepeltetése azért is fontos, hogy a növény területi korlátját a modellbe – az X18 segédváltozó beépítésével kezelni lehessen. A harmadik és negyedik feltétel e területi arányok, mint korlátok a szakmai kívánalmak biztosítását írják elı. Tehát „a búza területének aránya MIN” feltétel a búza területének minimális arányát mutatja hazánk statisztikai régióiban: 7%, míg a „a búza területének aránya MAX” sor a maximális arányt jelenti: 16% (AKI, 2011). A célfüggvény értéke minimális kell, hogy legyen. Ebben az esetben az erımő ellátásához szükséges minimális terültet jelenti. Tudatában vagyok annak, hogy az LP modell - a modellben szereplı változók és szakmai kívánalmak között fennálló linearitás miatt – nem adhat más eredményt, mint a logikai kalkulációs utón számított érték. A modellben nem megoldott a célfüggvény gazdasági tartalma, ennek számszerősítése további kutatómunkát igényel. A módszer alkalmazásával arra kerestem a választ, hogy a megoldandó probléma kezelésére alkalmazható-e egyáltalán a módszer. Hogyan lehet meghatározni a modell változóit, technikai koefficienseit, hogyan lehet kezelni a szakmai kívánalmakat, stb. A kapott eredmények alapján úgy ítélem meg, hogy a modell vázolt algoritmusa alkalmazható, az algoritmus általánosítható, de a célfüggvény gazdasági tartalmának meghatározása további kutatómunkát igényel. 5. Eredmény: Lefuttatva a modellt, az alábbi eredményt kaptam: • X16 = X17 = 1125 ha, tehát 1125 ha búzaterület szükséges X16 esetében (16 MJ/t főtıérték és 4 t/ha fajlagos hozamnál) a „C” típusú erımő ellátásához. • X18 = 7031 ha, tehát 7,0 ezer ha területen található optimális esetben az 1,1 ezer ha búza, vagyis a terület 16%-áról szükséges búzát betakarítani.
A lineáris programozás modell alátámasztotta azt a feltételezésemet, hogy létezik optimális megoldás, amely – a változók és szakmai kívánalmak között fennálló linearitás miatt - az egy hektárra jutó legnagyobb energia kihozatalú változót hozta csak be az optimális megoldásba. A lineáris programozás eredménye megegyezik a korábban bemutatott algoritmussal meghatározott eredménnyel.
Kukoricaszár Ismert, hogy Magyarországon a szántóföldi növények termıterületébıl a búza és a kukorica aránya a legnagyobb. A KSH adatai szerint 2008 és 2011 között Magyarország összes területének átlagosan 12,6%-án vetettek kukoricát. Hektáronként átlagosan 4,7 tonna hasznosítható kukoricaszár hozammal számolva Magyarországon egy év alatt 5 511 ezer tonna kukoricaszárat lehetne tüzelıanyagként felhasználni. A kukoricaszárat magas nedvességtartama miatt szárítani kell, ami a növény kései betakarítása miatt a táblán nem megoldható. Főtıértéke légszáraz állapotban 10,5-12,5 GJ/t, fajlagos hozama 3,5-6 t/ha között ingadozik. A közölt adatok alapján a számítás eredményeit a 18. táblázatban foglaltam össze. A 18. táblázatban szereplı 22% regionális maximum érték a Dél-Dunántúl régiót, míg a 4% regionális minimum érték az ÉszakMagyarország régiót reprezentálja. Fontosnak tartom megjegyezni, hogy egyes kutatók véleménye szerint a kukoricaszár hatékonyabban hasznosítható biogáz elıállító üzemben magas gázhozama miatt (Bai, 2005) mint egy erımőben/főtımőben. A jelenlegi technológiai színvonalon és támogatási feltételek mellett ez kétségtelenül így van, azonban az újabb technológiák megjelenésével és a támogatások változásával a jövıben akár az erımővi tüzelés is elıtérbe kerülhet. A fenti megállapításokon kívül egy leendı erımővi beruházásnál figyelembe kell venni, hogy a gazdálkodó annak adja el az elıállított fı- és mellékterméket, aki többet fizet érte. Az értékesítés árbevétele és a szállítási költségek függvényében dönti el a termelı, hogy kinek adja termékét, tehát egy erımő nem feltétlenül lesz képes megszerezni az összes potenciálisan rendelkezésére álló kukoricaszár mennyiségét. A kapott eredmények alapján megállapítható, hogy a kukoricaszár nagyobb elméleti potenciált jelent az egyes erımőveknek, mint a gabonaszalma, de a szárítási nehézségek miatt erımővi / főtımővi felhasználására jelenleg nincs példa hazánkban.
Napraforgószár Hazánk harmadik legjelentısebb lágyszárú mellékterméke a napraforgószár, melynek bálázása jelenleg nem megoldott, így 2011-ben még nem hasznosították Magyarországon, ám a technológiai feltételek létrejöttével a közeljövıben erre valószínőleg lehetıség nyílik.
60
18. táblázat. Kukoricaszárral üzemelı erımővekhez szükséges beszállítói területek és szállítási távolságok „D” típus kapcsolt energiatermelés [MW]
"C" típus főtımő [MW]
"B" típus kapcsolt energiatermelés [MW]
"A" típus villamosenergia termelés [MW]
2,9
2,5
28,6
62,5
22857
20000
228571
500000
82286
72000
822857
1800000
6,6-7,8
5,8-6,9
65,8-78,4
144,0-171,4
1,1-2,2
1,0-2,0
11,0-22,4
24,0-49,0
5,0-10,2
4,4-8,9
49,9-101,8 109,1-222,6
országos átlag (12,6% kukorica)
8,7-17,8
7,6-15,6
87,1-177,7 190,5-388,7
regionális minimum (4% kukorica)
27,4-56,0
regionális maximum (22% kukorica)
4,0-5,7
3,7-5,3
12,6-18,0
18,6-26,6
országos átlag (12,6% kukorica)
5,3-7,5
4,9-7,0
16,7-23,8
24,6-35,2
regionális minimum (4% kukorica)
9,3-13,4
8,7-12,5
29,6-42,2
43,7-62,4
regionális maximum (22% kukorica)
5,6-8,0
5,2-7,5
17,6-25,2
26,1-37,3
országos átlag (12,6% kukorica)
7,4-10,5
6,9-9,9
23,3-33,3
34,5-49,3
regionális minimum (4% kukorica)
13,1-18,7
12,2-17,5
41,4-59,1
61,2-87,4
megnevezés
legalább szükséges közúti beszállítási távolság [km]
beszállítási terület sugara [km]
szükséges beszállítói terület [ezer ha]
bruttó teljesítmény [MW] évi energiatermelés (8000 h/év mőködést feltételezve) [MWh] szükséges összes energia [GJ] szükséges melléktermék összes tömege (10,5-12,5 GJ/t) [ezer t] szükséges kukoricaterület (3,5-6 t/ha) [ezer ha] (100% kukorica) regionális maximum (22% kukorica)
24,00-49,0 274,3-559,8
600,01 224,5
Forrás: a szerzı saját munkája. A napraforgó a KSH szerint hazánk területének 5,81 %-át adta a 2008 – 2011 évek idıszakában, ami 540 ezer ha-t jelentett. 0,5-1,5 t/ha hozammal és légszáraz állapotban 1214 GJ/t főtıértéket alapul véve számításaim menetét a 19. táblázat tartalmazza. A 19. táblázatban szereplı regionális maximumot az Észak-Alföld régió, míg regionális minimumot a Nyugat-Dunántúl régió képviseli. Az érvényesítendı agronómiai szempontok miatt a napraforgó betakarítási területe jelentıs mértékben nem nıhet.
61
19. táblázat. Napraforgószárral üzemelı erımővekhez szükséges beszállítói területek és szállítási távolságok „D” típus kapcsolt energiatermelés [MW]
"C" típus főtımő [MW]
"B" típus kapcsolt energiatermelés [MW]
"A" típus villamosenergia termelés [MW]
2,9
2,5
28,6
62,5
22857
20000
228571
500000
82286
72000
822857
1800000
5,9-6,9
5,1-6,0
58,8-68,6
128,6-150,0
3,9-13,7
3,4-12,0
39,2-137,1
85,7-300,0
39,2-137,1
34,3-120,0
országos átlag (5,81% napraforgó)
67,4-236,1
59,01206,54
regionális minimum (3% napraforgó)
130,6-457,1 114,3-400,0
391,81 371,4 674,42 360,5 1 306,14 571,4
857,13 000,0 1 475,35 163,5 2 857,110 000,0
Megnevezés
legalább szükséges közúti beszállítási távolság [km]
beszállítási terület sugara [km]
szükséges beszállítói terület [ezer ha]
bruttó teljesítmény [MW] évi energiatermelés (8000 h/év mőködést feltételezve) [MWh] szükséges összes energia [GJ] szükséges melléktermék összes tömege (12-14 GJ/t) [ezer t] szükséges napraforgóterület (0,5-1,5 t/ha) [ezer ha] (100% napraforgó) regionális maximum (10% napraforgó)
regionális maximum (10% napraforgó)
11,2-20,9
10,5-19,5
35,3-66,1
52,2-97,7
országos átlag (5,81% napraforgó)
14,7-27,4
13,7-25,6
46,3-86,7
68,5-128,2
regionális minimum (3% napraforgó)
20,4-38,2
19,1-35,7
64,5-120,6
95,4-178,4
regionális maximum (10% napraforgó)
15,6-29,3
14,6-27,4
49,4-92,5
73,1-136,8
országos átlag (5,81% napraforgó)
20,5-38,4
19,2-35,9
64,9-121,4
95,9-179,5
regionális minimum (3% napraforgó)
28,6-53,4
26,7-50,0
90,3-168,9 133,5-249,8
Forrás: a szerzı saját munkája. A 19. táblázat adatai alapján megállapítottam, hogy a vizsgált erımőtípusok mindegyike elméletileg ellátható napraforgószárral, alapanyag hiánya nem lépne fel. A bálázás technológiai feltételeinek hiánya miatt azonban a gyakorlati megvalósításra lehetıség nincs.
Repceszalma A repce betakarítása, szárítása könnyen megoldható, így a búzaszalma mellett a repce az a lágyszárú növény, mely hasznosítása a jelenlegi technológiai színvonalon már 2011-ben is alternatívát jelent hazánkban. 62
Magyarország területének 2008 – 2011 idıszakban átlagosan 2,7 %-án termesztettek repcét (KSH, 2011), ami 251 ezer hektárt jelent. Főtıértéke légszáraz állapotban 12-14 GJ/t, míg hozama 2-4 t/ha mely adatok alapján kiszámíthatóak azon a maximális erımővi méretek, melyeket adott nagyságú szántó biztonságosan el tud látni. A modellszámítás eredményei a 20. táblázatban találhatóak.
20. táblázat. Repceszalmával üzemelı erımővekhez szükséges beszállítói területek és szállítási távolságok
Megnevezés
legalább szükséges közúti beszállítási távolság [km]
beszállítási terület sugara [km]
szükséges beszállítói terület [ezer ha]
bruttó teljesítmény [MW] évi energiatermelés (8000 h/év mőködést feltételezve) [MWh] szükséges összes energia [GJ] szükséges melléktermék összes tömege (12-14 GJ/t) [ezer t] szükséges repceterület (2-4 t/ha) [ezer ha] (100% repce) regionális maximum (5% repce) országos átlag (2,7% repce) regionális minimum (1% repce)
„D” típus kapcsolt energiatermelés [MW]
"C" típus főtımő [MW]
"B" típus kapcsolt energiatermelés [MW]
"A" típus villamosenergia termelés [MW]
2,9
2,5
28,6
62,5
22857
20000
228571
500000
82286
72000
822857
1800000
5,9-6,9
5,1-6,0
58,8-68,6
128,6-150,0
1,5-3,4
1,3-3,0
14,7-34,3
32,1-75,0
29,4-68,6
25,7-60,0
293,9-685,7
54,4-127,0
47,6-111,1
146,9-342,9 128,6-300,0
544,21 269,4 1 469,43 428,6
642,91 500,0 1 190,52 777,8 3 214,37 500,0
regionális maximum (5% repce)
9,7-14,8
9,1-13,8
30,6-46,7
45,2-69,1
országos átlag (2,7% repce)
13,2-20,1
12,3-18,8
41,6-63,6
61,6-94,0
regionális minimum (1% repce)
21,6-33,0
20,2-30,9
68,4-104,5 101,2-154,5
regionális maximum (5% repce)
13,5-20,7
12,7-19,4
42,8-65,4
63,3-96,7
országos átlag (2,7% repce)
18,4-28,2
17,2-26,3
58,3-89,0
86,2-131,6
regionális minimum (1% repce)
30,3-46,3
28,3-43,3
95,8-146,3 141,6-216,3
Forrás: a szerzı saját munkája. A 20. táblázatban szereplı érzékenységvizsgálatnál a regionális maximumot a NyugatDunántúl, míg minimumot az Észak-Alföld és a Közép-Magyarország régiók jelentik. A
63
táblázat adataiból megállapítható, hogy az egyes erımőtípusok ellátásához szükséges repceszalma hazánkban rendelkezésre áll.
Lágyszárú mezıgazdasági melléktermékek tüzelésének összehasonlítása A vizsgált lágyszárú mezıgazdasági melléktermékek tüzelésére vonatkozó eredményeket a 21. és a 22. táblázatokban foglaltam össze.
21. táblázat. Lágyszárú mezıgazdasági melléktermékkel ellátott bioerımőhöz szükséges minimális betakarítási terület [ezer ha] megnevezés
minimálisan szükséges betakarítási terület [ezer ha] búzakukorica- napraforgórepceszalma szár szár szalma
„A” típusú erımő (csak villamos 24-50 86-300 32-75 28-138 energiát értékesít, Phasznos=20MW) „B” típúsú erımő (kapcsolt: villamos és 13-63 11-22 39-137 15-34 hı energiát is értékesít, Phasznos=20MW) „C” típusú erımő (főtımő, csak 1-2 3-12 1-3 1-6 hıenergiát értékesít, Phasznos=2MW) „D” típusú erımő (kapcsolt: villamos és 1-6 1-2 4-14 1-3 hı energiát is értékesít, Phasznos=2MW) =a jelenlegi (2011. év) technológiai feltételek mellett Magyarországon nem betakarítható Forrás: a szerzı saját munkája. A 21. táblázat adatai alapján egyértelmően megállapítható hogy az erımővi alapanyagként felhasználásra kerülı lágyszárú mezıgazdasági melléktermékek közül hazánkban a kukoricaszár rendelkezik a legnagyobb potenciállal, míg a napraforgószár a legkevesebbel. Egy ”D” típusú kapcsolt törpeerımővet átlagosan negyed annyi kukorica-, mint napraforgószár terület képes ellátni. A búzaszalma optimális feltételek esetén kétszer olyan nagy potenciált is jelenthet a bioerımővek/biofőtımővek számára mint a repceszalma. A kukoricaszár esetében a jövıbeli biogáz üzemek erıs konkurenciát jelenthetnek az erımővek / főtımővek számára. A 22. táblázatban összefoglaltam a vizsgált lágyszárú mezıgazdasági melléktermékekre vonatkozó érzékenységvizsgálatok eredményét. A táblázat az egyes erımőtípusok biztonságos üzemeltetéséhez szükséges minimális közúti beszállítási távolságokat mutatja. A táblázat egyes celláiban egy minimum és egy maximum érték került feltőntetésre, melyek között változik a tényleges beszállítási távolság az adott növény betakarítási területének aránya, főtıértéke és fajlagos hozama alapján.
64
22. táblázat. Lágyszárú mezıgazdasági melléktermékekkel mőködı bioerımőhöz szükséges minimális közúti beszállítási távolság megnevezés
minimálisan szükséges beszállítási távolság [km] búzakukorica- napraforgó- repceszalma szár szár szalma
„A” típusú erımő (csak villamos 33-111 26-87 73-250 63-216 energiát értékesít, Phasznos=20MW) „B” típúsú erımő (kapcsolt: villamos és 22-75 18-59 49-169 43-146 hı energiát is értékesít, Phasznos=20MW) „C” típusú erımő (főtımő, csak 5-17 15-50 13-43 7-22 hıenergiát értékesít, Phasznos=2MW) „D” típusú erımő (kapcsolt: villamos és 7-24 6-19 16-53 14-46 hı energiát is értékesít, Phasznos=2MW) =a jelenlegi (2011. év) technológiai feltételek mellett Magyarországon nem betakarítható Forrás: a szerzı saját munkája. „D” típusú törpeerımővet alapul véve a 22. táblázat adatai alapján belátható, hogy kukoricaszár esetében 6-19 km közti közúti beszállítási távolság, míg napraforgószár esetében 16-53 km közti távolság szükséges az erımő biztonságos ellátásához. Az eredmények alapján megállapítható, hogy a jelenlegi technológiai színvonal mellett a lágyszárú mezıgazdasági melléktermékek közül a búzaszalma és a repceszalma jelenthet alapanyagot az erımővek illetve főtımővek számára.
Lágyszárú mezıgazdasági melléktermékek együttes tüzelése A korábban leírtakból egyértelmően kitőnik, hogy a bioerımővek / biofőtımővek mőködését egyetlen tüzelıanyagra (ha az lágyszárú mezıgazdasági melléktermék) alapozni nem célszerő. A búzaszalma és a repceszalma együttes tüzelésének technikai akadálya nincs. A többféle tüzelıanyag képes biztosítani az alapanyag ellátás diverzifikációját, ami a nagyobb potenciális erımővi teljesítmény mellett a „több lábon állás” következtében biztonságosabb alapanyag ellátást illetve üzemelést tesz lehetıvé. A 23. táblázatban a búza és repceszalma együttes tüzelését modellezem. A 15. táblázathoz hasonlóan a búzaszalmára vonatkozó főtıérték 13-16 GJ/t, fajlagos hozam pedig 1-4 t/ha között ingadozik. Ugyanezen változók a repceszalma esetében a 20. táblázat alapján 12-14 GJ/t és 2-4 t/ha intervallummal kerültek be vizsgálatomba. A regionális maximumnak a Nyugat-Dunántúl régió, a minimumnak a KözépMagyarország régió egyes területei felelnek meg (AKI, 2011). A 23. táblázat adatait összehasonlítva a 15. (búzaszalmára vonatkozó) és a 20. (repceszalmára vonatkozó) táblázattal látható, hogy az együttes tüzelés a kétféle tüzelıanyag következtében kisebb minimálisan szükséges ellátási területet tesz 65
szükségessé, mint a külön-külön tüzelés, így nagyobb biztonságot jelent az erımő számára minél többféle tüzelıanyag feldolgozása.
23. táblázat. Búza- és repceszalmával üzemelı erımővekhez szükséges beszállítói területek és szállítási távolságok
megnevezés
legalább szükséges közúti beszállítási távolság [km]
beszállítási terület sugara [km]
szükséges beszállítói terület [ezer ha]
bruttó teljesítmény [MW] évi energiatermelés (8000 h/év mőködést feltételezve) [MWh] szükséges összes energia [GJ]
„D” típus kapcsolt energiatermelés [MW]
"C" típus főtımő [MW]
"B" típus kapcsolt energiatermelés [MW]
"A" típus villamosenergia termelés [MW]
2,9
2,5
28,6
62,5
22857
20000
228571
500000
822857
1800000
82286
72000
regionális maximum (16% búza és 5% repce)
6,3-24,8
5,5-21,7
63,1-248,0 138,0-542,5
országos átlag (11,43% búza és 2,7%repce)
9,3-38,2
8,2-33,4
93,2-381,7 203,9-835,0
regionális minimum (7% búza és 1% repce)
16,3-71,0
14,3-62,1
163,3-710,1
357,11 553,4
regionális maximum (16% búza és 5% repce)
4,5-8,9
4,2-8,3
14,2-28,1
21,0-41,6
országos átlag (11,43% búza és 2,7%repce)
5,5-11,0
5,1-10,3
17,2-34,9
25,9-51,6
regionális minimum (7% búza és 1% repce)
7,2-15,0
6,7-14,1
22,8-47,5
33,7-70,3
regionális maximum (16% búza és 5% repce)
6,3-12,4
5,9-11,6
19,8-39,3
29,4-58,2
országos átlag (11,43% búza és 2,7%repce)
7,6-15,4
7,1-14,4
24,1-48,8
35,7-72,2
regionális minimum (7% búza és 1% repce)
10,1-21,1
9,4-19,7
31,9-66,6
47,2-98,5
Forrás: a szerzı saját munkája. A betakarítás jelenlegi technológiai színvonalán bioerımőben/biofőtımőben potenciálisan együtt tüzelhetı a búza- és a repceszalma, melyekre alapozott erımő méretét, a szükséges ellátási terület és beszállítási távolság nagyságát a 16. és 17. ábrák szemléltetik országos átlagos betakarítási területet, fajlagos hozamot és főtıértéket alapul véve. A 16-19 ábrákon a „csak villamos E” kizárólag villamos energiát értékesítı, η=32% hatásfokkal mőködı erımőveket jelenti. A „villamosE+hıE” jelölés a kapcsolt energiatermelésben részt vevı erımővekre utal (η=70%), tehát amikor a termelt villamos energia mellett az összes keletkezı hı is értékesítésre kerül. A „csak hıE” felirat az
66
η=80% hatásfokkal üzemelı főtımővekre utal, a teljes megtermelt hıre folyamatos technológiai hıigényt feltételezve.
16. árba. Repceszalmával és búzaszalmával mőködı bioerımő potenciális teljesítménye az ellátási terület függvényében Forrás: a szerzı saját munkája.
17. ábra. Repceszalmával és búzaszalmával mőködı bioerımő potenciális teljesítményéhez kapcsolódó közúti beszállítási távolságok Forrás: a szerzı saját munkája. Megvizsgálva azon jövıbeli lehetıséget, mely szerint a kukoricaszár és a napraforgószár energetikai hasznosításának technológiai feltételei alkalmasak lesznek, kisebb minimális beszállítási terület is képes lehet egy mezıgazdasági melléktermékekkel üzemelı erımő 67
biztonságos ellátására a 18-19. ábrák szerint. A 18-19. ábrákon országos átlagos betakarítási területet, fajlagos hozamot és főtıértéket vettem figyelembe.
18. árba. Jövıbeli lágyszárú mezıgazdasági melléktermékekkel mőködı bioerımő potenciális teljesítménye az ellátási terület függvényében Forrás: a szerzı saját munkája.
19. ábra. Jövıbeli lágyszárú mezıgazdasági melléktermékekkel mőködı bioerımő potenciális teljesítményéhez kapcsolódó közúti beszállítási távolságok Forrás: a szerzı saját munkája. A 18-19. ábrákat összevetve a 16-17. ábrákkal megállapítható, hogy amennyiben a búzaés repceszalma mellett megnyílna a lehetıség a kukorica- és napraforgószár hasznosítására, úgy az azonos területrıl ellátható erımő/főtımő mérete 68
megháromszorozódna. A 19. ábráról az is leolvasható, hogy 50 km közúti beszállítási távolság a jövıben (feltéve, hogy a kukorica- és napraforgószár tüzelésének technológiai akadályai elhárulnak) 150 MW bruttó teljesítményő lágyszárú mezıgazdasági erımő ellátásához is elegendı lehet. Fontosnak tartom megjegyezni, hogy a technológiai feltételek javulásának nem egyenes következménye a kukorica- és napraforgószár erımővi tüzelésre történı hasznosítása, hiszen azt a jövıbeni konkurencia (például egy biogázüzem) illetve rövid és hosszú távú szerzıdések is befolyásolják. Következésképp a technológiai feltételek megléte nem elégséges egy termék erımővi hasznosításához, ahhoz a kedvezı piaci feltételek is szükségesek. Az eredményekbıl egyértelmően kitőnik, hogy bioerımővet csak egyféle mezıgazdasági melléktermékre alapozni nem célszerő. A lágyszárú mezıgazdasági melléktermékek tüzelési technológiája szinte teljesen megegyezik, csak az egyes melléktermékek logisztikájában találhatók eltérések, melyek viszont nem befolyásolják a tüzelési technológiát. Az erımőnek is érdeke a biztos alapanyag ellátás, azaz a diverzifikáció. Az ellátásbiztonság miatt nem célszerő a területen elméletileg lehetséges legnagyobb mérető erımő építése, ugyanis számolni kell az alapanyag felvásárlásának nehézségeivel és az egyes évek változó fajlagos hozamaival. A többféle, azonos technológiával tüzelhetı melléktermék égetését kell elınyben részesíteni, ami a lágyszárú mezıgazdasági melléktermékek esetében jelenleg a búza- és a repceszalma együttes tüzelését jelenti.
4.2.2. Lágyszárú mezıgazdasági melléktermékek tüzelésének gazdasági vonatkozásai Ahogy az elızı fejezetben bemutattam a 2011-es technológiai feltételek mellett Magyarországon a lágyszárú mezıgazdasági melléktermékek közül repceszalmát és gabonaszalmát célszerő együtt tüzelni. Bevételként az értékesítés árbevétele, azaz az erımő által az eladott mezıgazdasági melléktermékek után fizetett ár vehetı figyelembe. 7800 Ft/t átvételi árral számoltam (AKI, 2011.), amitıl természetesen az éppen aktuális piaci ár eltérhet, az aktuális termésmennyiség és a gazda alkupozíciója következtében. A költségek a szállítási és a bálázási, valamint bálarakodási költségeket foglalják magukban. Nyilvánvaló, hogy a szállítási költség a távolsággal egyenesen arányos, míg a bálázás és a rakodás költsége független a beszállítási távolságtól, tehát tonnánként állandó. A szállítási költségek meghatározásakor egy 10-15 t teherbírású tehergépkocsit feltételeztem, mely zömmel szilárd burkolatú úton halad. A bálázás és a bálafelszedés költségeit Gockler (2011) alapján határoztam meg, melyet a 24. táblázat tartalmaz.
69
24. táblázat. Lágyszárú mezıgazdasági melléktermékek tüzelésének gazdaságossági számítása
Megnevezés Bálázás kisbálázóval (21-40kW)
Mértékegység Ft/t
Összeg 3896
Bálafelszedés, rakodás (21-40kW)
Ft/t
3013,5
ÖSSZESEN szállítás nélkül 10-15t szállítási kapacitás, tehergépkocsi, zömmel szilárd burkolatú úton Becsült erımővi átvételi ár
Ft/t
6909
Ft/tkm
62,3
Ft/t
7800
km
14,30
Gazdaságos erımővi beszállítási távolság maximuma Forrás: Gockler (2011) alapján a szerzı.
A 24. táblázat adatai alapján a lágyszárú mezıgazdasági melléktermékek esetén a gazdaságos beszállítási távolságot 14,3 km-ben határoztam meg. Az elmúlt három év tendenciáit figyelembe véve az üzemanyagárak folyamatosan legalább az inflációval azonos mértékben nıttek, tehát a költségek jövıbeni emelkedése várható, melyet a technológia fejlıdése csak részben tud ellensúlyozni. A gazdák összefogásával nı alkuerejük, mely hatására magasabb erımővi átvételi árakat tudnak maguknak kiharcolni, míg azok, akik nem képesek az együttmőködésre alacsonyabb átvételi áron tudják csak a keletkezı mellékterméket értékesíteni. Az említett gondolatmenet alapján szükségesnek tartottam a lágyszárú mezıgazdasági melléktermékek tüzelése esetén felmerülı költségek és bevételek tekintetében érzékenységvizsgálatot végezni.
20. ábra. A költségek függvényében változó legfeljebb gazdaságos beszállítási távolság lágyszárúak (búza- és repceszalma) esetében Forrás: a szerzı saját munkája. 70
A 2011-es év adatait bázisnak tekintve a költségek százalékos változásának függvényében a legfeljebb gazdaságos erımővi beszállítási távolságot mutatatja „ceteris paribus” a 20. ábra. Mivel a 2011-es év adatai alapján is csak 14 km-re lehetett gazdaságosan a búzaszalmát és a repceszalmát szállítani, így érthetı, hogy csekély mértékő (már 10%-os) költségnövekedés is 5 km alá csökkenti a gazdaságos beszállítási távolság maximumát, ami alatt értelmetlen a melléktermék erımővi hasznosításán gondolkodni. A 21. ábra az erımővi átvételi ár változásának függvényében mutatja a gazdaságos beszállítási távolság maximumát „ceteris paribus” a 2011. évet bázisul véve.
21. ábra. Az erımővi átvételi ár függvényében változó legfeljebb gazdaságos beszállítási távolság fásszárúak (búza- és repceszalma) esetében Forrás: a szerzı saját munkája. A 21. ábra alapján megállapítható, hogy az erımővi átvételi ár 10%-os csökkenése 2 km alá tolja a legfeljebb gazdaságos beszállítási távolságot, viszont 10%-os növekedés már 27 km maximálisan gazdaságos beszállítási távolságot jelent. A 20. és a 21. ábrák alapján arra a következtetésre jutottam, hogy ha a vizsgált lágyszárú mezıgazdasági melléktermékek erımővi beszállításának költségei akár csak kis mértékben növekednek vagy az erımő által fizetett átvételi ár negatív irányba változik, akkor a legfeljebb gazdaságos erımővi beszállítási távolság 10 km alá csökken, mely pont alatt erısen megfontolandó a lágyszárú mezıgazdasági melléktermékek erımővi tüzelése. A továbbiakban a 24. táblázat alapján meghatározott (felfelé kerekítve) ≈15 km távolságot összevetettem a korábbi alfejezetekben kapott értékekkel, hogy el tudjam dönteni az egyes mezıgazdasági melléktermékekkel üzemelı erımővek létjogosultságát. Ismételten megvizsgáltam a korábban már tárgyalt 22. táblázat azon oszlopait, melyek a jelenlegi technológiai feltételek mellett is hasznosítható mezıgazdasági melléktermékeket tartalmazzák és pirossal kiemeltem a 15 km-nél nagyobb távolságokat, vagyis azon 71
változatokat, amikor az erımő alapanyagigényét, csak gazdasági szempontokat alapul véve nem lehet biztosítani.
MEGNEVEZÉS
25. táblázat. Az egyes erımőtípusok gazdaságos ellátása különféle melléktermékekkel
Erımőtípusok
BÚZA + REPCE
REPC E
szalma
BÚZA
szalma
Legalább szükséges közúti távolság [km] (ültetvény a terület %-ában) regionális maximum (16% búza) országos átlag (11,78% búza) regionális minimum (7% búza) regionális maximum (5% repce) országos átlag (2,7% repce) regionális minimum (1% repce) regionális maximum (16% búza és 5% repce) országos átlag (11,43% búza és 2,7%repce) regionális minimum (7% búza és 1% repce)
„D” típus kapcsolt energiatermelés [MW]
"C" típus főtımő [MW]
"B" típus kapcsolt energiatermelés [MW]
"A" típus villamosenergia termelés [MW]
7,1-15,7 8,3-18,3 10,7-23,8 13,5-20,7 18,4-28,2 30,3-46,3
6,6-14,7 7,7-17,1 10,0-22,2 12,7-19,4 17,2-26,3 28,3-43,3
22,4-49,7 33,1-73,5 26,1-57,9 38,6-85,6 33,9-75,1 50,1-111,1 42,8-65,4 63,3-96,7 58,3-89,0 86,2-131,6 95,8-146,3 141,6-216,3
6,3-12,4
5,9-11,6
19,8-39,3
29,4-58,2
7,6-15,4
7,1-14,4
24,1-48,8
35,7-72,2
10,1 -21,1
9,4-19,7
31,9-66,6
47,2-98,5
=nem gazdaságos a beszállítás Forrás: a szerzı saját munkája. A 25. táblázat adatai alapján egyértelmően kitőnik, hogy „A” és „B” típusú nagyerımővek még búza- és repceszalmát együttesen tüzelve sem láthatók el kizárólag melléktermékekkel Magyarországon. „B” erımőtípust vizsgálva a regionális maximum esetében (vagyis a Nyugat-Dunántúl régió területén), átlagos fajlagos hozam és főtıérték mellett, ≈ 29 km legalább szükséges közúti beszállítási távolság gazdaságos lehet, ha vagy az erımővi átvételi árak növekednek „ceteris paribus” 10%-kal, vagy „ceteris paribus” a költségek csökkennek 10%-kal (20-21. ábrák alapján). „D” és „C” lokális energetikai létesítmények az átlag feletti főtıértéket és fajlagos hozamot feltételezve kizárólag búzaszalmával is elláthatóak bárhol az országban. Csak repceszalmával mőködı „D” erımő és „C” főtımő repceszalma tekintetében csak a regionális maximum, vagyis a Nyugat-Dunántúl statisztikai régió területén életképes. Búza- és repceszalmát együtt tüzelve a Nyugat-Dunántúlon a vizsgált főtıértékek és fajlagos hozamok mindegyike mellett, míg a regionális maximumnál kisebb betakarítási terület esetében az átlag feletti főtıérték és fajlagos hozam esetében életképesek a lokális energetikai létesítmények. Mivel a lágyszárú mezıgazdasági melléktermékeket együtt célszerő tüzelni, megnı az erımő, főtımő közelében az együttmőködések, szövetkezések szerepe a gépesítés 72
feltételeinek megteremtése, az alkuerı, az érdekérvényesítés erısítése érdekében (Csete, 2008, Gergely, 2008). Az eredmények alapján a lágyszárú mezıgazdasági melléktermékeket tüzelı energetikai létesítmény Magyarországon csakis törpefőtımő/erımő lehet (Phasznos<2MW), és az alapanyagellátás szempontjából közelítve a problémakört, egyértelmő, hogy helyi törpefőtımővek/erımővek telepítése lenne célszerő, tehát számításaim a lokális energiahálózatok kialakításának szükségességét támasztják alá.
Tápanyagutánpótlás A mezıgazdasági melléktermékek energiaforrásként történı felhasználásának komplex elemzése nem nélkülözheti a melléktermékekkel kivont hatóanyagok gazdasági hatásainak számszerősítését sem. Tóth – Kismányoky (2010, 2011) és Izsáki (2000) vizsgálatai alapján a búzaszalma egységnyi mennyiségének hatóanyagban kifejezett tápelem tartalma 4,7 g/kg N és 8,5 g/kg K2O; a repceszalma hatóanyagtartalma 4 g/kg N és 7 g/kg K2O. Ha melléktermékként felhasználásra kerülnek, akkor annak mennyiségével arányosan e hatóanyagok nem jutnak vissza a talajba, tehát azt mőtrágyával pótolni szükséges. Tekintettel arra, hogy a foszfor túlnyomó része a generatív szervekben (fıtermés) halmozódik fel és a vegetatív részekben csak kis mennyiség található, ennek melléktermékekkel kivont mennyiségét nem számszerősítettem. A melléktermékekkel kivont hatóanyag mennyiségének mőtrágya hatóanyagokkal számolt értékét a 26. táblázatban foglaltam össze. A szükséges mőtrágyák esetében nettó árakkal számoltam, mivel a gazda az általános forgalmi adót visszaigényelheti. Az Agrokémia Kft., 2012 januárjára vonatkozó árjegyzéke alapján a kálisó hatóanyagára (60 % K2O tartalom mellett) 231 Ft/kg, míg a pétisó hatóanyagára (27% N tartalom mellett) 304 Ft/kg. 26. táblázat. 1 tonna melléktermék elhordásával kivont hatóanyag értéke (mőtrágya hatóanyagárakkal számolva) Hatóanyag értéke [Ft] K2 O N összesen Búzaszalma 8,5×231= 1964 4,7×304= 1429 3393 Repceszalma 7×231= 1617 4×304= 1216 2833 Forrás: a szerzı saját munkája Tóth-Kismányoky (2010, 2012) és Agrokémia Kft. (2012) alapján. Megnevezés
A melléktermékekre vonatkozó kalkuláció eredményét, 7800 Ft/t erımővi átvételi ár (AKI, 2011) és 6909 Ft/ha bálázási és bálafelszedési költség esetén (Gockler, 2011) a 27. táblázatban ismertetem. (A kalkuláció a szállítási költséget nem tartalmazza.)
73
Az erımővi beszállítás eredménye 7800 Ft tonnánkénti átvétel (AKI, 2011) és a 24. táblázatban meghatározott 6909 Ft tonnánkénti bálázási és bálafelszedési költség mellett 891 Ft/t.
27. táblázat. Búzaszalma és repceszalma erımővi értékesítésének eredménye a tápanyag utánpótlást is figyelembe véve (0 km szállítási távolság esetén a pótlandó tápelem költsége)
Megnevezés
Hozam [t/ha]
Hatóanyag költség [Ft/ha]
min: 1 3393 max: 4 13572 min: 2 5666 Repceszalma max: 4 11332 * Eredmény = Átvételi ár – Mőveleti költség Forrás: a szerzı saját munkája. Búzaszalma
Erımővi beszállítás
Korrigált eredmény
eredménye* [Ft/ha]
[Ft/ha]
891 3564 1782 3564
- 2 502 - 10 008 - 3 884 - 7 768
A korrigált eredmény adatai alapján megállapítható, hogy a termelı 7800 Ft/t erımővi átvételi ár esetén nem érdekelt a melléktermékek energetikai célú értékesítésében, mivel a bálázás mőveleti költsége és a kivont tápanyagok mőtrágya hatóanyagárakkal számított értéke lényegesen nagyobb, mint az átvételi ár. A melléktermékekkel kivont hatóanyag mennyiségnek megfelelı többletmőtrágya 4t/ha búzaszalma hozam esetén 57 kg kálisó és 70 kg pétisó, 4t/ha repceszalma hozam esetén 47 kg kálisó és 60 kg pétisó mennyiségét jelenti egy hektárra vetítve. E mőtrágya kijuttatásának többletköltsége elméletileg jelentkezik, de számszerősítése nem lenne életszerő, mivel ettıl függetlenül amúgy is történne mőtrágyaszórás a területen, ezért ettıl el lehet tekinteni.
4.2.3. Fásszárú mezıgazdasági melléktermékek tüzelése A fásszárú melléktermékek tüzelése a kazán által leadott teljesítmény szabályozásának megkönnyítése érdekében aprított állapotban történik. A fanyesedéket és a szılıvenyigét is már az erımőhöz történı szállítás elıtt célszerő aprítani, a szállítókapacitás optimális kihasználásának céljából. A modellezés során feltételeztem, hogy a rendelkezésre álló összes szılıvenyigét és nyesedéket képes az erımő felvásárolni, így határoztam meg az energetikai létesítmény ellátáshoz szükséges minimális beszállítási területet. Alapvetı különbségként jelenik meg a fás- és a lágyszárú mezıgazdasági melléktermékek között, hogy míg az utóbbinál a növényi sorrenddel és a piaci hatásokra való gyors reagáló képességgel is kell számolni, addig az elıbbinél ez nem jellemzı. Ha például szılıt vagy gyümölcsöst telepít egy gazda, akkor azt 20-30 évre telepíti és nem 1 évre. Az ültetvény az 74
elsı néhány évben termést sem, vagy csak alig hoz, így ha alacsony a bor vagy a gyümölcs piaci ára, a gazda 1-2 éven belül nem fog más növényt ültetni területére. További számottevı különbség a fás- és lágyszárú mezıgazdasági melléktermékek között, hogy elıbbiek aprítékát a faaprítékhoz keverve lehetıség nyílik az együttes tüzelésre. A lágyszárú mezıgazdasági melléktermékek az eltérı tüzeléstechnikai tulajdonságaik miatt a fásszárú termékekkel együtt nem tüzelhetıek. A fásszárú melléktermékek esetében figyelmen kívül lehet hagyni az elhordás okozta tápanyaghiányt, ugyanis a gazdálkodók a kártevık áttelelése miatt sem a szılıvenyigét, sem a nyesedéket nem forgatják vissza az ültetvény talajába.
Szılıvenyige A KSH szerint 2010-ben Magyarországon 80 345 ha-on termesztettek szılıt, mely hazánk területének 0,86%-a. Hektáronként átlagosan 1,8 t venyigével számolva 144,6 ezer t tüzelhetı mellékterméket jelent. Szárítás után, ami a venyige keletkezési helyén is megoldható, 14,8 GJ/t főtıértéket feltételezve Magyarországon 2010-ben 2 140,4 TJ szılıvenyige keletkezett, mely egy elméleti maximum, a gyakorlatban 100%-ban fıleg a szılıbirtokok dekoncentráltsága és a tulajdonosok különbözı igényei miatt, nem hasznosítható. A főtıérték változását 12-16 GJ/t, míg a fajlagos hozam változását 1,5-2,2 t/ha értékek közt vizsgáltam. Magyarországon a szılıterületek többnyire borvidékekhez kapcsolhatók, következésképp számításaimban az országos átlagos szılıterület mellett az egyes borvidékekre jellemzı szılıterületekkel is számoltam. A lokális maximum sorok reprezentálják hazánk legnagyobb arányban szılıvel borított területeit, ahol feltételezésem szerint lokálisan a szılı kiteheti az összes mezıgazdasági terület nagyságát is. Ilyen például a Somlói borvidék. Borvidéki minimumértéknek a Bükki borvidéket választottam, ahol csak 5,9% a szılıterület aránya (HNT, 2011). Az érzékenységvizsgálatnál is ezt a két értéket tekintettem szélsıértéknek.
A 28. táblázat adatai alapján a következı megállapítások tehetık: I.
II. III.
„A” erımőtípus ellátásához szükséges szılıültetvény a legkedvezıbb esetben is 67,57 ezer ha, ami hazánk szılıterületének a 64%-a és a borvidéki 1 ha-nál nagyobb területeknek 74%-át teszi ki. „B” erımőtípus ellátásához szükséges szılıültetvény a legmagasabb főtıértékkel és fajlagos hozammal számolva 23,38 ezer ha, ami hazánk szılıterületének 29%-a. Az I. pont alapján „A” erımőtípus ellátásához Magyarország borvidéki területének legalább 74%-a szükséges. A hazai 22 borvidék egy része különállóan helyezkedik el, mint a Somlói borvidék, vagyis nem feltételezhetjük, hogy borvidéki területeink 74%-a egybefüggı területet alkot. Így a továbbiakban az „A”
75
típusú erımő tekintetében csak az országos átlagot vizsgáltam, a többi sort kék színnel jelöltem. 28. táblázat. Szılıvenyigével ellátott erımővi rendszerek jellemzıi
Megnevezés
legalább szükséges közúti beszállítási távolság [km]
beszállítási terület sugara [km]
szükséges beszállítói terület [ezer ha]
bruttó teljesítmény [MW] évi energiatermelés (8000 h/év mőködést feltételezve) [MWh] szükséges összes energia [GJ] szükséges melléktermék összes tömege (12-16 GJ/t) [t] szükséges szılıterület (1,5-2,2 t/ha) [ezer ha] (100% szılı) lokális maximum (59,51% szılı) átlagos borvidék (30,13% szılı) borvidéki minimum (5,98% szılı) országos átlag (0,86% szılı) lokális maximum (59,51% szılı) átlagos borvidék (30,13% szılı) borvidéki minimum (5,98% szılı) országos átlag (0,86% szılı) lokális maximum (59,51% szılı) átlagos borvidék (30,13% szılı) borvidéki minimum (5,98% szılı) országos átlag (0,86% szılı)
„D” típus kapcsolt energiatermelés [MW]
"C" típus főtımő [MW]
"B" típus kapcsolt energiatermelés [MW]
"A" típus villamosenergia termelés [MW]
2,86
2,50
28,57
62,50
22857
20000
228571
500000
82286
72000
6857-5143
6000-4500
2,34,6 7,73,9 15,27,8 39,176,5 271,8531,6
2,14,0 3,46,7 6,813,3 34,266,9 237,8465,1
822857 6857151429 23,445,7 II. 39,376,8 IV. 77,6151,8 390,9764,5 2 718,25 315,6
1800000 112500150000
3,5-4,9
3,3-4,6
11,2-15,6
16,5-23,1
5,0-7,0
4,7-6,5
15,7-22,0
23,2-32,5
11,2-15,6
10,4-14,6
35,3-49,3
52,2-73,0
29,4-41,1
27,5-38,5
93,0-130,1 137,6-192,4
5,0-6,9
4,6-6,5
15,7-21,9
23,2-32,4
7,0-9,7
6,5-9,1
22,0-30,8
32,5-45,5
15,6-21,8
14,6-20,4
49,4-69,1
73,0-102,1
41,2-57,6
38,5-53,9
51,1-100,0 I. 85,9168,0 III. 169,7331,9 III. 855,11 672,2 III. 5 946,111 627,9
130,2-182,1 192,6-269,3
=tüzelıanyag hiánya miatt értelmetlen Forrás: a szerzı saját munkája. IV.
A II. pont alapján „B” erımőtípus ellátásához Magyarország szılıterületének legalább 29%-a szükséges, mely nem helyezkedik el 59,51 % sőrőséggel, ahogyan ezt a „Szakirodalmi áttekintés” fejezetben már ismertettem, így a továbbiakban a
76
(lokális maximum) megnevezéső sorok „B” erımőtípusra vonatkozó értékeit már nem vizsgáltam és a 28. táblázatban kék színnel jelöltem. Fontosnak tartom megemlíteni, hogy napjainkban (talán a nem éppen tárgyilagos tudósítások következtében) a közvélemény több helyen ellenzi a biomassza tüzelési célú hasznosítását. Egy borvidéken sokan félnek attól, hogy a főtımő hatására visszaesik a turizmus, illetve az onnan származó bor kereslete. Ez a félelem a törpefőtımővek esetében részben alaptalan, mivel a vizsgálataimban szereplı „C” típusú főtımő egész éves üzemeléséhez átlagosan 4865 t szılıvenyige szükséges, ami napi szinten 13,3 tonnát jelent, vagyis napi egy-két kamion forgalmát. Ugyanez a helyzet a „D” típusú lokális erımő esetén is, ekkor éves szinten átlagosan 5560 t szılıvenyige szükséges az erımő biztonságos ellátásához, ami naponta 15,2 tonna alapanyagigényt, vagyis két-három kamion forgalmát jelenti. Mivel a szılıvenyige „betakarítása” éves szinten nem folyamatos, hanem szezonális, így az alapanyag beszállítás szükségessége is szezonálisan jelentkezik, vagyis közel két hónap alatt kell az összes aprítéknak beérkeznie, így viszont már napi 10-15 db 10 tonna teherbírású jármő közlekedésével kell számolni két hónap munkanapjai során. Az „A”, illetve „B” típusú erımőveknél viszont a többszörös alapanyagigény miatt lényegesen nagyobb közúti forgalommal kell számolni.
Nyesedék Magyarország területének 2010-ben a KSH szerint 1,01%-át borította gyümölcsös, ami 93964 ha területet jelent. A gyümölcsösökön kívül nyesedék képzıdhet még az egyes településeken, az útszéli fasorokon és a parkokban, azonban ezek számbavétele nehézkes, ráadásul gyakran komposztálásra használják. A gyümölcsösökben keletkezı nyesedéket a fertızésveszély miatt nem célszerő komposztálni, növényegészségügyi okokból inkább az égetés javasolt. Átlagosan 1 ha gyümölcsösben 2,5 t nyesedék keletkezik, melynek főtıértéke szárítás után 14,8 GJ/t (Biomassza Termékpálya Szövetség, 2008.). A szárítás a gyümölcsösökben, a talajon megoldható. A fenti adatokból következik, hogy Magyarországon 3 466,9 TJ nyesedék keletkezik a gyümölcsösökben. Modellem ennek a maximális hasznosíthatóságát feltételezi, tehát a minimálisan szükséges beszállítási területet és távolságokat, valamint a maximális erımővi méretet határozza meg. A „szakirodalmi áttekintés” fejezetben ismertetett adatoknak megfelelıen a főtıérték változását 12-16 GJ/t, míg a fajlagos hozam változását 2-3 t/ha értékek közt vizsgáltam. Ennek megfelelıen a 29. táblázat egyes celláinak értéke is minimum és maximumokra van bontva, ahol a minimum 12 GJ/t főtıértéket és 2 t/ha fajlagos hozamot, míg a maximum 16 GJ/t főtıértéket és 3 t/ha fajlagos hozamot mutat. Az érzékenységvizsgálatoknál feltételeztem, hogy lokálisan a gyümölcsösök területe akár elérheti a KSH adatai alapján 2010-ben Magyarországra megállapított összes mezıgazdasági terület átlagát, vagyis 59,51%-ot. 77
29. táblázat. Gyümölcsösök nyesedékével ellátott erımővi rendszerek jellemzıi
megnevezés
„D” típus kapcsolt energiatermelés [MW]
"C" típus főtımő [MW]
legalább szükséges közúti beszállítási távolság [km]
beszállítási terület sugara [km]
szükséges beszállítói terület [ezer ha]
bruttó teljesítmény [MW] 2,86 2,50 évi energiatermelés (8000 h/év 22857 20000 mőködést feltételezve) [MWh] szükséges összes energia [GJ] 82286 72000 szükséges melléktermék összes tömege 5 1434 500(12-16 GJ/t) [t] 6 857 6 000 szükséges gyümölcsterület (2-3 t/ha) 1,71,5[ezer ha] (100% gyümölgyös) 3,4 3,0 2,92,52lokális maximum (59,51% gyümölcsös) 5,8 5,0 96,384,3regionális maximum (1,78% gyümölcsös) 192,6 168,5 169,7148,5országos átlag (1,01% gyümölcsös) 339,5 297,0 816,3714,3regionális minimum (0,21% gyümölcsös) 1 632,7 1 428,6 lokális maximum (59,51% 3,0-4,3 2,8-4,0 gyümölcsös) regionális maximum 17,5-24,8 16,4-23,2 (1,78% gyümölcsös) országos átlag (1,01% 23,2-32,9 21,7-30,8 gyümölcsös) regionális minimum 51,0-72,1 47,7-67,4 (0,21% gyümölcsös) lokális maximum (59,51% 4,2-6,0 4,0-5,6 gyümölcsös) regionális maximum 24,5-34,7 22,9-32,4 (1,78% gyümölcsös) országos átlag (1,01% 32,5-42,0 30,4-43,1 gyümölcsös) regionális minimum 71,4-100,9 66,76-94,41 (0,21% gyümölcsös)
"B" típus kapcsolt energiatermelés [MW]
"A" típus villamosenergia termelés [MW]
28,57
62,50
228571
500000
822857 1800000 51 429112 50068 571 150 000 17,137,575,0 I. 34,3 28,8163,057,6 126,0 II. 9632107,01 926,0 4213,0 III. 1 697,33712,93 394,6 7 425,7 8 163,317 857,116 326,5 IV. 35 714,3 IV. 9,6-13,5
14,2-20,0
55,4-78,3
81,9-115,8
73,5-104,0 108,7-153,7 161,2-228,0 238,4-337,2 13,4-19,0
19,8-28,0
77,5-109,6 114,7-162,1 102,9-145,5 152,2-215,2 225,7-319,2 333,8-472,0
=tüzelıanyag hiánya miatt értelmetlen Forrás: a szerzı saját munkája.
A 29. táblázatban feltőntettem az országos átlagot és a regionális szélsıértékeket: regionális minimumot a Közép-Dunántúl régió 0,21 %-os gyümölcsös aránya, míg a regionális maximumot az Észak-Alföld régió 1,78 % gyümölcsös aránya reprezentálja. A 29. táblázat értékei alapján a következı megállapítások tehetık:
78
I. II.
III.
IV.
„A” erımőtípus ellátásához szükséges gyümölcsös legalább 37,5 ezer ha, ami hazánk gyümölcsös területének 37%-a. Az I. pont alapján Magyarország gyümölcsterületének 37%-a nem helyezkedik el 59,51% sőrőséggel, így a továbbiakban a (lokális maximum) megnevezéső sorok „A” erımőtípusra vonatkozó értékeit már nem vizsgáltam és a 29. táblázatban kék színnel jelöltem. Az Észak-Alföld régió területe 1 773 ezer ha, melynél jóval nagyobb terület lenne szükséges az „A” erımőtípus ellátására. Magyarország többi régiójában az ÉszakAlföldnél (regionális maximum) jelentısen kisebb a gyümölcsösök aránya, így nem lehet az „A” erımőtípust ilyen feltételek mellett biztonságosan üzemeltetni. „A” és „B” erımőtípusok ellátásához 0,21%-os gyümölcsös arányt feltételezve (regionális minimum sora) Magyarország területével legalább közel azonos beszállítói területre lenne szükség, így ezen változatot a továbbiakban már nem vizsgáltam (29. táblázatban kék színnel jelöltem).
Fásszárú mezıgazdasági melléktermékek együttes tüzelése Mivel a szılıvenyige és a fanyesedék tüzeléstechnikai tulajdonságai közel azonosak, ezért a folyamatos erımővi alapanyagellátás biztosítása céljából, valamint az optimális erımővi méret elérése miatt lehet ıket közösen is tüzelni. A szılıvenyige és a gyümölcsnyesedék más-más fajlagos hozamot produkál, így értelmetlen lett volna az ültetvények területi megoszlása alapján meghatároznom az érzékenységvizsgálat során figyelembe vett szélsıértékeket. E helyett hazánk egyes régióinak szılı, illetve gyümölcsös arányait súlyoztam a szılıvenyige és a gyümölcsnyesedék fajlagos hozamával, majd az egyes régiókra kapott értékek közül választottam ki a szélsıértékeket. A számítást az alábbi képlet alapján végeztem:
Z = betakarítási terület arányasz × fajlagos hozamsz + betakarítási terület arányagy × fajlagos hozamgy ahol:
Z: a régióban jellemzı szılıvenyige és gyümölcsnyesedék együttes mennyiségének értéke, ami alapján a szélsıértékek kiválasztása történt sz: szılıvenyige gy: gyümölcsösök nyesedéke „Z” értékét meghatároztam minimális és maximális fajlagos hozam és főtıérték mellett, ennek megfelelıen az érzékenységvizsgálatoknál az alábbi szélsıértékeket vettem figyelembe: • regionális maximum: ahol „Z” értéke maximális, az Észak-Alföld régió reprezentálja 0,19% szılı és 1,78% gyümölcsös aránnyal (AKI, 2011) 79
• országos átlag: a KSH szerint 2010-ben Magyarországra jellemzı arányszámok, vagyis 0,86% szılı és 1,01% gyümölcsös (AKI, 2011) • regionális minimum: ahol „Z” értéke minimális, a Közép-Dunántúl régió szemlélteti 1,15% szılı mellett 0,21% gyümölcsös aránnyal (AKI, 2011) A főtıérték és a fajlagos hozam tekintetében a szılıvenyigére és a nyesedékre vonatkozó minimum és maximum értékekkel számoltam, a 28. és a 29. táblázatokkal megegyezı módon. Számításom eredményét a 30. táblázat tartalmazza.
30. táblázat. Szılıvenyigével és gyümölcsösök nyesedékével ellátott erımővi rendszerek jellemzıi
Megnevezés
legalább szükséges közúti beszállítási távolság [km]
beszállítási terület sugara [km]
szükséges beszállítói terület [ezer ha]
bruttó teljesítmény [MW] évi energiatermelés (8000 h/év mőködést feltételezve) [MWh] szükséges összes energia [GJ] szükséges melléktermék összes tömege (12-16 GJ/t) [t] regionális maximum (0,19% szılı + 1,78% gyümölcsös) országos átlag (0,86% szılı + 1,01% gyümölcsös) regionális minimum (1,15% szılı + 0,21% gyümölcsös) regionális maximum (0,19% szılı + 1,78% gyümölcsös) országos átlag (0,86% szılı + 1,01% gyümölcsös) regionális minimum (1,15% szılı + 0,21% gyümölcsös) regionális maximum (0,19% szılı + 1,78% gyümölcsös) országos átlag (0,86% szılı + 1,01% gyümölcsös) regionális minimum (1,15% szılı + 0,21% gyümölcsös)
„D” típus kapcsolt energiatermelés [MW]
"C" típus főtımő [MW]
"B" típus kapcsolt energiatermelés [MW]
"A" típus villamosenergia termelés [MW]
2,86
2,50
28,57
62,50
22857
20000
228571
500000
82286 51436857 107,3143,1 126,3168,4 198,2264,2 18,521,3 20,123,2 25,129,0 25,929,9 28,132,4 35,240,6
72000 45006000 93,9125,2 110,5147,3 173,4231,2 17,320,0 18,821,7 23,527,1 24,228,0 26,330,3 32,938,0
822857 51 42968 571 1 073,21 431,0 1 262,71 683,6 1 981,82 642,4 58,567,5 63,473,2 79,491,7 81,894,5 88,8102,5 111,2128,4
1800000 112 500150 000 2 347,73 130,2 2 762,13 682,8 4 335,35 780,4 86,599,8 93,8108,3 117,5135,6 121,0139,8 131,3151,6 164,5139,8
Forrás: a szerzı saját munkája. Az együttes tüzelés lehetıségét az országos átlagos termıterület megoszlását figyelembe véve, átlagos fajlagos hozammal (venyige: 1,8 t/ha, nyesedék: 2,5 t/ha) és átlagos főtıértékkel (venyige és nyesedék esetén is: 14,8 GJ/t) számolva a 30. táblázat adatait 80
felhasználva a 22. ábra szemlélteti az erımővi teljesítmény és a szükséges minimális beszállítási terület nagyságát. A 23. ábra a 22. ábránál alkalmazott feltételekkel az erımővi teljesítmény és a szükséges minimális beszállítási távolság kapcsolatát mutatja. Az ábrákról leolvasható, hogy az elıbbi esetben lineáris összefüggés, míg az utóbbi esetben exponenciális összefüggés figyelhetı meg.
22. árba. Szılıvenyigével és gyümölcsösök nyesedékével mőködı bioerımő potenciális teljesítménye az ellátási terület függvényében Forrás: a szerzı saját munkája.
23. ábra. Szılıvenyigével és gyümölcsösök nyesedékével mőködı bioerımő potenciális teljesítményéhez kapcsolódó közúti beszállítási távolságok Forrás: a szerzı saját munkája.
81
A 22. és a 23. ábrákon a „csak villamosE” felirat kizárólag villamos energiát értékesíteni képes erımővet jelent („A” típus), mely hatásfoka 32%, így egyértelmően leolvasható az ábrákról hogy az „A” típusú erımő biztonságos alapanyag ellátásához nagyobb beszállítói terület, következésképp nagyobb beszállítói távolság is szükséges. A „villamosE+hıE” felirat a kapcsolt energiatermelést szemlélteti, feltételezve, hogy az összes keletkezı hıt sikerül értékesíteni. Ezen jelölés 20 MW bruttó teljesítménnyel rendelkezı erımővét a „B”, míg 2 MW bruttó teljesítményt adó erımővét a „D” erımőtípusok mutatják. A „csak hıE” elnevezéső kékszínő görbe a főtımőveket szemlélteti („C”) típus).
4.2.4. Fásszárú mezıgazdasági melléktermékek tüzelésének gazdasági vonatkozásai A fentiekben bemutattam a fásszárú mezıgazdasági melléktermékek tüzelésekor az erımővi mérethez tartozó minimális beszállítási területet és távolságot. Ez csak a fizikai jellemzık és a technológia függvénye. Nem esett még szó az erımővi beszállítás gazdasági vonatkozásairól, melyek már a bioerımővi / biofőtımővi tüzelés, mint elégséges feltételei jelennek meg. A szılıvenyige és a fanyesedék földekbe történı visszajuttatása (aprítás és beszántás, komposztálás) növény-egészségügyi okokból nem célszerő, a gazdálkodók a nyesedéket és a venyigét korábban is leginkább elégették, így a tápanyag utánpótlás a melléktermékek hasznosítása nélkül is szükséges lenne. A szárításnak költségvonzata nincs, mivel ez a területen természetes módon történik. Nevesítve a költségeket a szállítási távolság függvényében állandó aprítási, rakodási és a változó szállítási költség merül fel. Gockler 2011-évre vonatkozó alapadatait felhasználva és saját számításaimmal kiegészítve 4697,5 Ft/t aprítási és rakodási költséggel, valamint 62,3 Ft/tkm szállítási költséggel számoltam. Az aprítási és rakodási költséget összevontam, mivel feltételeztem, hogy az aprítógép az aprítékot közvetlenül a szállító jármőbe rakja. Bevételnek az erımő felé történı értékesítés árbevételét tekintettem, mely átlagosan 7400 Ft tonnánként. (Az erımő által fizetett átvételi ár a beszállított mennyiség és az egyéni alkupozíciók függvénye, tehát az elıbb ismertetett értéktıl egyénenként akár jelentısen is eltérhet.) 31. táblázat. Fásszárú mezıgazdasági melléktermékek erımővi beszállításának gazdasági számítása
Megnevezés Mértékegység Aprítás (201-250 kW) (4t/h) Ft/t 10-15t szállítási kapacitás, tehergépkocsi, zömmel szilárd Ft/tkm burkolatú úton Becsült erımővi átvételi ár Ft/t Gazdaságos erımővi beszállítási távolság maximuma Forrás: Gockler (2011) alapján a szerzı.
km
Összeg 3 896 62,3 7400
43,38 82
A fenti adatokból már egyértelmően ki lehet számítani a gazdaságos beszállítási távolságot, mely szılıvenyige és fanyesedék esetében egyaránt 43,38 ≈ 43 km. 2011. januárhoz viszonyítva az üzemanyagárak Magyarországon jóval az inflációt meghaladó mértékben emelkedtek, így felvetıdik a kérdés, hogy az egyes költségtényezık módosítása milyen mértékben változtatja a gazdaságos beszállítási távolságot a bevételek állandóságát feltételezve. Az érzékenységvizsgálat eredményét a 24. ábra szemlélteti.
24. ábra. A költségek függvényében változó legfeljebb gazdaságos beszállítási távolság fásszárúak (szılıvenyige és fanyesedék) esetében Forrás: a szerzı saját munkája.
A 24. ábráról leolvasható, hogy a költségek 10%-os emelkedése a 2011-es bázisévhez képest „ceteris paribus” 33 km-re csökkenti a gazdaságos beszállítási távolság maximumát, míg 40%-os növekmény esetén „ceteris paribus” a gazdaságos beszállítási távolság maximuma már a 10 km-es beszállítási távolságot sem éri el. A költségek 10%-os csökkenése (amire a 2012-es gazdasági várakozások szerint kevés esély van, ugyanis az összes költség legnagyobb összetevıje az üzemanyagköltség és a bérköltség, melyek mérséklése az esetleges technológiai fejlıdés következtében lehetséges) a gazdaságos beszállítási távolság maximumát „ceteris paribus” 56 km-re növelné. Következésképp megállapítható, hogy az árbevétel változatlanságát feltételezve a költségek már 10%-os változása is jelentısen módosítja a gazdaságos beszállítási távolságot. A fenti gondolatmenet alapján egyáltalán nem mindegy, hogy a gazda milyen színvonalú technológiát alkalmaz, ugyanis a technológia színvonala kihat az üzemanyag felhasználásra és az élımunka igényre is, mely két tényezı adja a költségek jelentıs hányadát. 83
A 25. ábra változatlan költségszint melletti bevételváltozás nagyságát mutatja szintén a 2011-es évet véve alapul. Az érzékenységvizsgálat alapján megállapítható, hogy a bevételek, vagyis az erımővi átvételi ár 10%-os csökkenése 32 km-re csökkenti a gazdaságos beszállítási távolság maximumát „ceteris paribus”. 10%-os emelkedés viszont már 55 km-es beszállítási távolsági maximumot jelent.
25. ábra. Az erımővi átvételi ár függvényében változó legfeljebb gazdaságos beszállítási távolság fásszárúak (szılıvenyige és fanyesedék) esetében Forrás: a szerzı saját munkája.
A 25. ábrán bemutatott érzékenységvizsgálat eredményeként látható, hogy az erımővi átvételi ár megváltozása jelentısen befolyásolja a szállítási távolság maximumát minden más tényezı változatlanságát feltételezve. A gazdáknak érdekük az erımővekkel / főtımővekkel szembeni jó alkupozíció kialakítása (melyhez elsısorban összefogás szükséges), ugyanis így növelhetı az erımő által fizetett átvételi ár. A fásszárú mezıgazdasági melléktermékekkel gazdaságosan üzemeltethetı erımőtípusokat a 28-29-30. táblázatok adatait felhasználva a 32. táblázatban összegeztem. A 32. táblázat adatai alapján az egyes erımőtípusokra vonatkozó megállapításaimat az alábbiakban foglaltam össze: „A” típusú erımő szılıvenyigével és / vagy nyesedékkel sem látható el gazdaságosan. A kapott minimálisan szükséges beszállítási távolság értékei legalább kétszeresei a 2011. bázisévben számított gazdaságos beszállítási távolság maximumának. Következésképp megállapítottam, hogy csak szılıvenyigével és / vagy gyümölcsösök nyesedékével nem lehet Magyarországon rövid és középtávon gazdaságosan ellátni „A” típusú erımővet.
84
MEGNEVEZÉS
32. táblázat. Az egyes erımőtípusok gazdaságos ellátása különféle melléktermékekkel
SZİLİ + GYŐMÖLCS
GYÜMÖL CSÖS
SZİLİ venyige
„D” típus "B" típus Erımőtípusok kapcsolt "C" típus kapcsolt Legalább főtımő energiaenergiaszükséges [MW] termelés termelés közúti távolság [km] [MW] [MW] (ültetvény a terület %-ában) lokális maximum (59,51%) 5,0-6,9 4,6-6,5 átlagos borvidék (30,13%) 6,7-9,7 6,5-9,1 22,0-30,7 borvidéki minimum (5,98%) 15,6-21,8 14,6-20,4 49,4-69,1 országos átlag (0,86%) 41,2-57,6 38,5-53,9 130,2-182,1 lokális maximum (59,51%) 4,2-6,0 4,0-5,6 13,4-19,0 regionális maximum (1,78%) 24,5-34,7 22,9-32,4 77,5-109,6 országos átlag (1,01%) 32,5-42,0 30,4-43,1 102,9-145,5 regionális minimum (0,21%) 71,4-100,9 66,8-94,4 regionális minimum (1,15% 81,8-94,5 25,9-29,9 24,2-28,0 szılı + 0,21% gyümölcs) országos átlag (0,86% szılı + 28,1-32,4 26,3-30,3 88,8-102,5 1,01% gyümölcsös) regionális maximum (0,19% 35,2-40,6 32,9-38,0 111,2-128,4 szılı + 1,78% gyümölcsös) =nem gazdaságos a beszállítás =tüzelıanyag hiánya miatt értelmetlen Forrás: a szerzı saját munkája.
"A" típus villamosenergia termelés [MW]
192,6-269,3
152,2-215,2 121,0-139,8 131,3-151,6 164,5-139,8
Kapcsolt energiatermelést folytató „B” típusú erımő átlagos borvidéki területeken, illetve lokális gyümölcsösök esetében lehet életképes, azonban utóbbi esetben feltételezzük (29. táblázat alapján), hogy Magyarország összes gyümölcsösének legalább 18%-a egy helyre koncentrálódik, mégpedig úgy, hogy az összes mezıgazdasági terület kizárólag gyümölcsös az adott térségben, mely túlzottan optimista feltételezés. „B” típusú erımő olyan borvidéki területeken lehet életképes, ahol több borvidék is találkozik és a szılıültetvények aránya maximális fajlagos hozamot és főtıértéket feltételezve legalább a terület ≈ 8%-a. Itt az erımőnek célszerő a szılıvenyige mellett a területen rendelkezésre álló gyümölcsösök nyesedékének a befogadása is. A 25. ábra adatait is figyelembe véve 40%-os erımővi átvételi ár emelkedése már gazdaságossá tenné a csak szılıvenyigével és fanyesedékkel üzemelı „B” típusú erımő ellátását az országos átlag feletti szılıvenyige és gyümölcsös nyesedékkel rendelkezı régiókban. Számításaim alapján kizárólag szılıvenyigével mőködı „C” és „D” típusú erımővek borvidékeinken gazdaságosan képesek mőködni, feltéve, ha a borvidék, vagy az egymással határos borvidékek szılıterülete a 28. táblázat adatai alapján eléri a „C” típus esetén legalább 2,1 ezer ha-t, míg „D” típus esetén legalább 2,3 ezer ha-t. Országos átlagos 85
szılıterületi arányt tekintve „C” és „D” típusú erımővek/főtımővek már csak az átlag feletti főtıérték és fajlagos hozam esetén láthatóak el biztonságosan venyigével. Kizárólag gyümölcsösök nyesedéke esetén „C” típusnál legalább 0,5%, míg „D” típus esetében legalább 0,6% gyümölcsös terület szükséges. A 32. táblázatból az is leolvasható, hogy szılıvenyige és nyesedék együttes tüzelése esetén a törpeerımővek / főtımővek („C” és „D” típusok) az ország regionális sajátosságait is figyelembe véve bárhol Magyarországon elláthatóak gazdaságosan tüzelıanyagokkal.
Ahogy már azt korábban jeleztem, kizárólag szılıvenyigével és / vagy fanyesedékkel üzemelı „A” erımőtípust azért értelmetlen tervezni, mert alapanyag ellátásához szükséges tüzelıanyagot nem lehetne biztosítani. Mivel azonban a fásszárú mezıgazdasági melléktermékek tüzelésének technológiája megegyezik faaprítékkal, így már meglévı „A”, erımőtípusba tartozó erımőveinknek reális lehetıséget jelent a szılıvenyige és a fanyesedék, valamint a faapríték együttes tüzelése. Az alapanyag ellátás diverzifikációja növeli az ellátásbiztonságot, ami az erımő számára elınyös, így a fásszárú melléktermékek aprítékához faapríték keverése az összes vizsgált erımő és főtımőtípus esetén csökkenti a szükséges beszállítási területet. „B” típusú erımő esetében is célszerő a szılıvenyige, illetve a nyesedék aprítékát a faaprítékhoz keverni, így ezen erımőtípus gazdaságos ellátása sem szőkül le kizárólag hazánk egymással határos, elegendıen nagy borvidékeire.
86
5. ÚJ KUTATÁSI EREDMÉNYEK ÖSSZEFOGLALÁSA, ÚJ KUTATÁSI FELADATOK MEGHATÁROZÁSA 5.1. Új tudományos eredmények összefoglalása A feldolgozott nemzetközi és hazai szakirodalmi források alapján megállapítható, hogy a megújuló energiaforrások és ezen belül is a biomassza egyre nagyobb jelentıségre tesz szert a jövıben. A mezıgazdasági melléktermékek tüzelési célú felhasználása még számos megválaszolandó kérdést tartogat a jövı számára. Disszertációmban megfogalmazott hipotézisekkel kapcsolatosan kutatásaim eredményei alapján az alábbi megállapítások tehetık:
1. Elsı hipotézisem az „A” erımőtípus tekintetében megerısítést nyert, míg eredményeim a „B” erımőtípus vonatkozásában részben megcáfolták hipotézisemet. 1.1. Vizsgálataim bebizonyították, hogy sem az „A” (Ph=20 MW, a keletkezı hıt értékesíteni képtelen, így csak villamos energiát eladó) valamint sem a „B” (Ph=20 MW, a villamos energia mellett a keletkezı hıt is értékesítı) erımőveket nem lehet kizárólag lágyszárú mezıgazdasági melléktermékekkel ellátni. Mindkét erımőtípus esetében az ellátásukhoz minimálisan szükséges terület nagysága jelentısen meghaladja a termelı számára gazdaságos erımővi beszállítási távolság maximumát. 1.2. „B” típusú (Ph=20 MW, a villamos energia mellett a keletkezı hıt is értékesítı) erımővet 30% szılıültetvény arányt feltételezve 78-152 ezer ha borvidéki területrıl gazdaságosan el lehet látni szılıvenyigével. 1.3. „A” típusú (Ph=20 MW, a keletkezı hıt értékesíteni képtelen, így csak villamos energiát értékesítı) erımővet nem lehet gazdaságosan ellátni fásszárú melléktermékekkel, mivel a minimálisan szükséges terület nagysága jelentısen meghaladja a termelı számára gazdaságos erımővi beszállítási távolság maximumát.
2. A kapott eredmények részben alátámasztották 2. hipotézisemet, mely szerint a mezıgazdasági melléktermékek tüzelése kizárólag lokális főtımővekben és erımővekben jelent életképes megoldást Magyarországon. 2.1. Lokális erımővek/főtımővek („C” és „D” típusok) biztonságos és gazdaságos ellátása búzaszalmával bárhol, repceszalmával csak a Nyugat-Dunántúlon lehetséges. 2.2. Lokális erımővek/főtımővek („C” és „D” típusok) biztonságos és gazdaságos ellátása szılıvenyigével az ország minden legalább 4,6 ezer ha szılıterülettel rendelkezı borvidékén lehetséges. Gyümölcsnyesedékkel csak az Észak-Alföldön és KözépMagyarországon lehet ellátni lokális energetikai létesítményeket. 87
2.3. Kizárólag lágyszárú mezıgazdasági melléktermékeket tüzelı lokális erımővek/főtımővek („C” és „D” típusok) biztonságos és gazdaságos ellátása búzaszalmával és repceszalmával együttesen bárhol az országban megvalósítható. 2.4. Kizárólag fásszárú mezıgazdasági melléktermékeket tüzelı lokális erımővek/főtımővek („C” és „D” típusok) biztonságos és gazdaságos ellátása szılıvenyigével és gyümölcsnyesedékkel együttesen bárhol az országban megvalósítható. 2.5. A tápanyagutánpótlást is megvizsgálva a termelınek sem a búzaszalmát, sem a repceszalmát nem gazdaságos földjérıl energetikai célra értékesítenie Magyarországon.
3. Vizsgálataim elvégzéséhez elengedhetetlen volt a magyarországi légvonalbeli és közúti távolságoknak a feltárása. Feltételezésem, mely szerint a légvonalbeli távolság ¾ része a közúti távolságnak megerısítést nyert. 3.1. A Dunántúli-középhegység, a Dunántúli-dombság és az Alföld úthálózatára alapozott vizsgálati eredményeim alapján, Magyarországon 1 km légvonalbeli távolság 1,4 km közúti távolságot jelent.
5.2. Következtetések, javaslatok, a gyakorlat számára hasznosítható eredmények Az energetikai beruházások általános jellemzıje a lassú megtérülés, ami legfıképpen a projekt magas bekerülési költségébıl és a felhasznált alapanyagok jelentıs részarányából adódik. Fontos szempont az erımővi/főtımővi tüzelıanyag megválasztása valamint, az üzemeléshez szükséges alapanyagok logisztikai láncolatának meghatározása. Megkerülhetetlen további problémakör az alapanyag ellátás biztonsága, amit diverzifikációval lehet fokozni. A fenti gondolatokat megfelelı projektmenedzsment mellett már a projekt definiálási fázisában számításba kell venni. Egy biomasszával üzemelı erımő/főtımő esetén a régióban rendelkezésre álló mezıgazdasági melléktermékek felmérése elengedhetetlen. Kutatásom támpontot nyújt az egyes mezıgazdasági melléktermékekkel, illetve melléktermékcsoportokkal ellátható energetikai létesítmények megfelelı méreteinek megállapításához. Kutatásom egyik legfontosabb megállapítása, hogy az elsısorban mezıgazdasági melléktermékekkel (tehát szilárd biomasszával) üzemelı energetikai létesítmények közül Ausztriához hasonlóan Magyarországon is a helyi törpe-erımőveknek, és a törpefőtımőveknek van létjogosultsága. Az energia lokális rendszerekben történı hasznosítására Földünkön egyre több példát látunk. A fosszilis energiák fogynak, gazdaságaink a megújulók felé fordulnak, melyek 88
mindenhol lokálisan rendelkezésünkre állnak. Korunk gazdasági rendszerének, a kapitalizmusnak egyik állandó igénye a folytonos gazdasági növekedés, melyhez növekvı energiaigény is párosul. Azon gazdasági alanyok számára, akik nem szeretnének lemaradni, vagy elıre akarnak törni a versenyben elengedhetetlen az energiatermelés lokális szemléletének elsajátítása. A szilárd biomasszát az emberiség már ısidık óta használja. Az alkalmazott technológiák hatásfoka egyre javul, tehát nı az egységnyi anyagmennyiségbıl elıállított energia mennyisége. Nem lehet figyelmen kívül hagyni a különféle mezıgazdasági melléktermékeket, melyeket korábban energetikai célokra nem alkalmaztak. Meg kell vizsgálni, hogy hasznosításukból több elıny származik-e, mint hátrány, nemcsak gazdasági oldalról, hanem környezetvédelmi és társadalmi szemszögbıl is, és ahol a helyi adottságok ezt lehetıvé teszik, ott élni kell a lágy- és fásszárú melléktermékek hasznosításának a lehetıségével. A mezıgazdasági melléktermékekkel a biomasszát, mint fıterméket lehet helyettesíteni. Disszertációmban vizsgált melléktermékek hasznosítása nem jelent konkurenciát az élelmiszertermelésnek. A mezıgazdasági melléktermékek erőmővi/főtımővi tüzelése során azonban tekintettel kell lenni más iparágakra is, ha az adott melléktermékre nem csak energetikai igény jelentkezik. Ha a gazdálkodók a mezıgazdasági melléktermék erımővi értékesítése mellett döntenek, akkor célszerő összefogniuk az erımővel szembeni jobb alkupozíció kiharcolása érdekében. Ezáltal magasabb bevételekre tehetnek szert, ami a gazdaságos beszállítási távolság maximumát megnöveli, ahogy ezt az erımővi átvételi árhoz kapcsolódó érzékenységvizsgálataimban bemutattam. Kutatásom megmutatta, hogy hazai nagyerımőveinket fásszárú mezıgazdasági melléktermékekkel gazdaságosan ellátni nem lehet, azonban a faapríték mellett kiegészítı tüzelıanyagként számba vehetık a diverzifikáció által növelve az erımő ellátásának biztonságát. A gyakorlat számára értékes eredmény a Magyarországra definiált közúti-légvonalbeli távolságok közti arányszám, melyet a jövıben a lineáris programozási modell kidolgozott változóival együtt számos logisztikai probléma megoldásához lehet segítségül hívni.
5.3. A kutatás további irányának kijelölése
A közeljövıben a megújuló energiaforrások és ezzel együtt a biomassza további térnyerésére lehet számítani országosan. Ennek következtében a témában folyó kutatásokat sem lehet abbahagyni, sıt bıvíteni kell azokat.
89
• 2013. januártól változik a villamos energia kötelezı átvételéhez kapcsolódó támogatási rendszer, mely alapján a biomasszával üzemelı erımővek és elsısorban főtımővek gazdasági létjogosultságát célszerő ismételten vizsgálni. • A lokális energiatermelés gazdasági oldala mellett nagy szerepet kell adni a társadalmi és környezeti oldalnak is, mely szintén további kutatást igényel. • A mezıgazdasági melléktermékek tüzeléshez történı elıkészítésének, technológiájának fejlesztése fontos feladat. Kukoricaszár esetén ide tartozik a szárítás, napraforgószár esetén a bálázás, melyek nélkül be sem lehet szállítani az alapanyagot az erımőbe/főtımőbe. • A vizsgált melléktermékek azon hányadának becslése vagy felmérése, melyek Magyarországon hasznosításra kerülnek, illetve a közeljövıben kerülhetnek, fontos feladat. • Jövıbeli megoldandó probléma a lágyszárú mezıgazdasági melléktermékek rendelkezésre állásának megoldása, hiszen a gazda a fıtermék miatt termeszti a növényt, viszont az erımőnek/főtımőnek folyamatosan szüksége van tüzelıanyagra. • A disszertációban kidolgozott lineáris programozás modell célfüggvényének gazdasági tartalmának meghatározása és annak számszerősítése további kutatásokat igényel. • Célszerő a teljes vertikum vizsgálata, mely során a mezıgazdasági melléktermékekbıl elıállított villamos- és hıenergia árát illetve annak versenyképességét is vizsgálni szükséges.
90
6. THESES According to international and domestic publications it can be defined that the renewable energy sources and within this the biomass will receive even more rules in the future. The energy usage of agricultural renewable energy sources has numerous questions which need to be answered. Due to my research results I give the following statements connected to my thesis:
1. My first hypothesis has been confirmed to power station type “A”, but regarding power plant type “B” my results have been partly confuted. 1.1 My studies have demonstrated that neither “A” (Pnet=20 MW, this power plant can sell only electricity) nor “B” (Pnet=20 MW, it can sell both electricity and heat) power plant types can be supplied only by non-arboreal agricultural by-products. The minimum needed supply area of both power generation types is higher than the maximum of the economical transportation distance of the farmer. 1.2. Power plant type „B” (Pnet=20 MW, it can sell both electricity and heat) can be economically supplied by vine loppings from 78-152 thousand ha wine region if the area of the vines is 30% of the total area. 1.3. Power plant type „A” type (Pnet=20 MW, this power plant can sell only electricity) cannot be economically supplied by arboreal by-products because the amount of the minimum area needed is bigger than the maximum of the economical transportation distance of the farmer.
2. The results of the dissertation have partly confirmed the second hypothesis which states that burning agricultural by-products can be a viable solution only in local heating plants and power plants in Hungary. 2.1. Local heating plants and power plants (type “C” and “D”) can be supplied safely and economically by wheat straw everywhere in Hungary but by rape straw only in the statistic region of Western-Transdanubia. 2.2 Local heating plants and power plants (type “C” and “D”) can be supplied safely and economically by vine lopping in a wine region which has at least 4.6 thousand ha of vines. Local energy plants can be supplied by tree loppings only in the Northern Great Plain and in Central Hungary. 2.3. Local heating plants and power plants (type “C” and “D”) heated by only non-arboreal agricultural by-products can be safely and economically supplied by wheat and rape straw together everywhere in the country.
91
2.4. Local heating plants and power plants (type “C” and “D”) heated by only arboreal agricultural by-products can be safely and economically supplied by both tree and vine loppings everywhere in Hungary. 2.5. The agricultural by-products are not worth selling if the farmer counts in the nutrient management. In this case the farmer will sell neither the wheat straw nor the rape straw.
3. The study of the connection between the air and road distances was important for the completion of my examination. My hypothesis which contains that the air distance is 75% of the road distance has been confirmed. 3.1. Due to my results which were based on the geographical areas of Hungary, 1 air km is equal to 1.4 road km.
92
7. ÖSSZEFOGLALÁS Disszertációm témaválasztása az energiatermelés problémakörével foglalkozik. Napjainkban az energia nélkülözhetetlen eleme életünknek. Energia szükséges a folyamatos élelmiszerellátás biztosításához is. Az emberiség lélekszáma a harmadik évezred elején átlépte a 7 milliárd fıt. Egyre nagyobb kihívást jelent a növekvı igényeknek megfelelni képes energia és élelmiszerellátás megteremtése, ezért egyre fontosabb kérdés az energiatermelés. A fosszilis energiaforrások kimerülıben vannak, az igények egyre nagyobb hányadát szükséges megújuló energiaforrásokból fedezni. Ennek egyik eszköze a biomassza. Nem mindegy azonban, hogy a fıterméket vagy a mellékterméket használjuk energiatermelésre. Ha a melléktermék más célra nem hasznosítható, akkor érdemes megvizsgálni annak energetikai hasznosításának lehetıségeit. Magyarország meghatározó megújuló energiaforrása a biomassza, melyet az ország energetikai önellátásának növelése érdekében hasznosítani kell. A fıterméket többnyire nem energetikai céllal termesztik a gazdálkodók, azonban a keletkezı szármaradványokat, nyesedéket, venyigét sokszor hulladéknak tekintik, mely felfogáson változtatni kell, a mezıgazdasági melléktermékek hasznosítását (ami nem csak energetikai célt jelent) meg kell oldani. Kutatásom során négy különbözı erımő- és főtımőtípus mezıgazdasági melléktermékkel való ellátásának lehetıségeit vizsgáltam. Választ kerestem a mezıgazdasági melléktermékekre alapozott lokális és a globális energiaellátó rendszerek életképességére Magyarországon. Külön vizsgáltam a szılıvenyigét és a gyümölcsösök nyesedékét, mint fásszárú melléktermékeket, és a búzaszalmát, kukoricaszárat, napraforgószárat és repceszalmát, mint lágyszárú mezıgazdasági melléktermékeket, azok eltérı tüzeléstechnikai tulajdonságai miatt. Elemeztem a különféle melléktermékek együttes tüzelésének lehetıségeit. A lágyszárú mezıgazdasági melléktermékek esetében kitértem a tápanyag-utánpótlás problémakörére is, ugyanis a melléktermékek energetikai hasznosításának sem lehet célja a talaj „kizsigerelése”, a rövidtávú gondolkodás. Megvizsgáltam a hazánkra jellemzı közúti és légvonalbeli távolságok kapcsolatát. Ilyen típusú kutatások adatait nem találtam egyetlen szakirodalomban sem, ezért úgy gondolom, hogy a jövıbeli logisztikával kapcsolatos kutatások nagy hasznát vehetik az általam meghatározott arányszámnak, melyet Magyarország jellemzı tájegységeit figyelembe véve határoztam meg. A definiált arányszám lehetıséget nyújt az erımővek/főtımővek körüli ellátási területhez tartozó közúti beszállítási távolság meghatározására, mely nemcsak a mezıgazdasági melléktermékek energetikai hasznosítása esetén alkalmazható, hanem a mezıgazdasági termékeket feldolgozó üzemek ellátásához szükséges közúti beszállítási távolságának meghatározására is. Mivel az erımővi/főtımővi energiatermelést számos tényezı befolyásolja, így a lehetséges változók tekintetében érzékenységvizsgálatokat végeztem. Az így kapott eredmény már nem csak a jelenbeli állapotot tükrözi, hanem az egyes tényezık értékeinek elmozdulásával a lehetséges jövıbeli állapot meghatározására is lehetıséget biztosít. 93
Összességében doktori értekezésem hozzájárulhat a hazai erımővi/főtımővi rendszer szerkezetének átalakulásához, segítséget nyújthat újonnan létesülı erımővek/főtımővek életképességének megítéléséhez. A vidékfejlesztés irányvonala az ezredforduló óta megkülönböztetett figyelemben részesül. A vidék számára kulcskérdés a mezıgazdasági melléktermékek helyi hasznosításának életképessége. Kutatásaim egyértelmően rámutatnak a mezıgazdasági melléktermékek lokális és globális felhasználásának gazdasági különbségére.
94
KÖSZÖNETNYILVÁNÍTÁS Disszertációm végén szeretnék köszönetet mondani mindenkinek, akik segítettek munkámban. Nélkülük dolgozatom ebben a formában nem jöhetett volna létre. Külön köszönöm dr. Pupos Tibornak a Pannon Egyetem, Georgikon Kar Vállalatökonómiai és Vidékfejlesztési Tanszéke vezetıjének, hogy modellszámításaimmal kapcsolatos véleményét velem mindig „kendızetlenül” megosztotta. Hálával tartozom a Georgikon Kar Vállalatökonómia és Vidékfejlesztési Tanszék, valamint a Gazdaságmódszertani Tanszék mindazon munkatársainak, akik idejüket nem sajnálva láttak el építı jellegő kritikáikkal, és próbáltak választ adni kérdéseimre. Két témavezetım munkáját is szeretném megköszönni, dr. Palkovics Miklós a kutatás megkezdését, míg dr. Tóth Gergely a kutatás befejezését kísérte figyelemmel, valamint hasznos útmutatásokat adtak. Hálával tartozok feleségemnek és családomnak, akik disszertációm elkészítésében odaadóan támogattak.
95
IRODALOMJEGYZÉK 1. 2. 3.
4.
5. 6. 7. 8. 9. 10. 11. 12.
Abelson P. H. (1980): Energy from biomass, Science, 1980/208, pp. 1325. Alföldi L. et al. (2011): Magyarország térképekben, Magyar Tudományos Akadémia Földrajztudományi Kutatóintézet, Budapest, p. 39. Agrárgazdasági Kutató Intézet (2011): Tájékoztató jelentés a nyári mezıgazdasági munkákról, AKI Statisztikai Osztály, Budapest, 2011. december, p. 5-17. Agrárgazdasági Kutató Intézet (2011): Tájékoztató jelentés az ıszi mezıgazdasági munkákról, AKI Statisztikai Osztály, Budapest, 2011. december, p. 12-52. Aluna, L. (2011): Project financing in oil and gas business, elıadás, Gubkin Russian State University, 2011. április 12., Russia, Moscow Ámon A. - Kardos P. - Kazai Zs. - Perger A. - Tóth N. (2006): Magyarországi fenntartható energiastratégia,. Tanulmány, Energia Klub, pp. 26. Appenzeller, T. (2004): Nincsen többé olcsó olaj, National Geographic Magazin, 2004, jún. p. 30-59. Bai A. - Zsuffa L. (2001): A biomassza tüzelési célú hasznosítása, Főtéstechnika, megújuló energiaforrások, IV. évf. 2001. febr. p. 81-84. Bai A. – Lakner Z. – Marosvölgyi B. – Nábrádi A. (2002): A biomassza felhasználása, Szaktudás Kiadó Ház Rt., Budapest p. 13-25. Bai A. (2003): A biomassza energetikai hasznosításának jelene és tendenciái hazánkban, Konferencia anyag, AVA, Debrecen 2003. április 1-2 Bai A. (2005): A biogáz elıállítása – Jelen és jövı, Szaktudás Kiadó Ház, Budapest, pp.18 Bai A. (2006): Szilárd biomasszára alapozott hı- és villamos energia elıállítás, szakértıi tanulmány, Debrecen, pp. 45.
13.
Bai A. – Tarsoly P. (2011): A hazai melléktermék-hasznosítás, Agrárium, A Magyar Agrárkamarák Lapja, 21. évf, 2011/5., p. 46-47.
14.
Bai A. (2011): A bio-hajtóanyagok szerepe határainkon kívül és hazánkban in Energoexpo 2011 Katalógus, Debrecen, p. 75, alapján elhangzott elıadás
15.
Barkóczy Zsolt – Ivelics Ramón (2008): Energetikai célú ültetvények, Sopron, pp. 75.
16.
Barótfi I. (szerk.), (1993): Energiagazdálkodási kézikönyv. Széchenyi Nyomda, Budapest, pp.738. Barótfi I. (szerk.), (1998): A biomassza energetikai hasznosítása, Energiagazdálkodási Kézikönyv, Gazdasági Minisztérium, Energia Központ Kht., Budapest, p. 30.
17.
96
18.
Barótfi I. (1996): A megújuló energiaforrásokról általában, Gazdaság és energia, 1996. 2. szám, p. 31-34.
19.
Barótfi I. (2000): Megújuló energiaforrások hasznosítási technológiáinak KöM által meghatározott szempontok szerinti vizsgálata – Biomassza energetikai hasznosítása, Energia Központ Kht. Budapest p. 3-5., 16-20. Bauquis, P. (2002): Ausblick den Energiebedarf und den Energieversorgung um das Jahr 2050, Erdöl, Erdgas, Kohle, 118/1, p. 7-13. Biewinga, E. E. – van der Bijl, G. (1996): Sustainability of Energy Crops in Europe, Centre for Agriculture and Environment, Netherlands, Utrecht, p. 5055 Bohoczky F. (2008): Megújuló energiaforrások, ezen belül a napenergia hasznosítás lehetıségei Magyarországon, elıadás, MTA Megújuló Albizottság, 2008. augusztus 28. Budapest Büki G. (2007): A biomassza energetikai hasznosítása, Bioenergia – Energetikai szaklap. 2007. II. évf. 4. szám p. 4-5. Csete L. (2008): Új paradigma az agrárgazdaságban: alkalmazkodás a globális kihívásokhoz, Gazdálkodás, 52. évf. 4. sz. p. 364-365.
20. 21.
22.
23. 24. 25.
Czibolya L. (2011): Ütött az atom órája?, Mérnök újság, XVIII. évf. 4. szám, 2011. p. 24-25.
26.
Demirbas, A. (2004): Combustion characteristics of different biomass fuels, Progress in Energy and Combustion Science, 30./2., p. 218-228
27.
Dinya L. (2010): Biomassza-alapú energiatermelés és fenntartható energiagazdálkodás, Magyar Tudomány, A Magyar Tudományos Akadémia folyóirata, Budapest, 171. évf. 2010/08. szám, p. 912-926
28.
Dinya L. (2009): Fenntarthatósági kihívások és a biomassza-alapú energiatermelés, Gazdálkodás, Agrárökonómiai Tudományos Folyóirat, 59. évf., 4. szám, pp. 311.
29.
Domaca, J. – Richards, K. – Risovic, S. (2005): Socio-economic driver in implementing bioenergy projects, Biomass and Bioenergy, Vol. 28., Number 2., p. 97-106
30.
Edenhofer, Ottomar (2008): Klimawandel und Energieversorgung Mitteleuropäische Biomassekonferenz, 2008. 01. 17. Graz El Bassam, N – Dambroth M. (1992): A concept of energy plant’s farm. Biomass for energy, Industry and Environment, 6th E.C. Conference. Athen, p. 34-41. European Comission (1997): Energy for the Future: Renewable Sources of Energy, White Paper for a Community Strategy and Action Plan Fábián Cs. (2008): Lágyszárú növények tüzelıanyagként felhasználható melléktermékek hozama (betakarításkor), Biomassza Termékpálya Szövetség, Fábián Csaba, elhangzott elıadás, Budapest, 2008, május
31.
32. 33.
97
34. 35. 36.
Fogarassy Cs. (2001): Energianövények a szántóföldön, Európai Tanulmányok Központja, Gödöllı, 13-15., pp. 29. Gaál Z. - Szabó L. (2007): A menedzsment alapjai, Pannon Egyetem Kiadó, Veszprém, pp. 90. Gergely S. (2007): Zöldenergia és vidékfejlesztés, Gazdálkodás, 51. évf., 20. különkiadás, p. 24.
37.
Gergely S. (2008): Tanácsadó szolgálat a zöldenergia hazai térnyeréséért, Gazdálkodás, 52. évf. 3. szám p. 267.
38.
Gergely S. (2009): Zöldenergia program a szociális feszültségek enyhítéséért, Gazdálkodás, 53. évf. 3. szám, p. 265. Gilber J. (szerk.) (2006): Magyarország energiapolitikai tézisei 2006-2030, Magyar Villamos Mővek Közleményei, 43, (különszám), pp. 63 Grainger J. (1981): What are the factors cousing different pattens of corp production? Part 1., Word Crops, 33, No. 1. p. 5-8. Gockler L. (2010): Mezıgazdasági gépi munkák költsége 2011-ben, VM Mezıgazdasági Gépesítési Intézet, Gödöllı, pp. 4, 10, 32. Gyulai I. (2007): A biomassza-dilemma, Magyar Természetvédık Szövetsége, Budapest, pp. 35. Hajdu J. (2006): Mezıgazdasági eredető biomasszák energetikai hasznosítása Magyarországon, Bioenergia, I. évf. 1. szám, pp. 9. Hall, D. O. (1979): World biomass: an owerview, Biomass for Energy Conference, United Kingdom, London p. 1-14. Hillring B. (2002): Rural development and bioenergy – experiences from 20 years of development in Sweden, Biomass and Bioenergy, Vol. 23., Number 6., p. 443-451. Hunyadi L. – Vita L. (2008): Statisztika II. Aula Kiadó, Budapest, p. 192-193. Ivelics R. (2004): Energetikai faültetvények betakarításánál elért legújabb gépesítési eredmények, elıadás, Magyar Biomassza Konferencia, Sopron Izsáki Z. (2000): Mezıgazdasági hulladékok győjtése, ártalmatlanítása, hasznosítása. TSF Mezıgazdasági Víz- és Környezetgazdálkodási Fıiskolai Kar, Szarvas. (Phare tankönyv) p. 16-81. Juhász Gy. (2009): Biomassza, Debreceni Egyetem Mőszaki Kar, Debrecen, elıadás, 2009, március Jung L. (2008): Fabázisú centralizált áramtermelés logisztikája és annak hatása az Egererdı Erdészeti Zrt. fahasználati tevékenységére, Doktori értekezés, Debrecen p. 40-41. Kaltschnitt, M. – Hartmann, H. (2001): Energie aus Biomasse, Springer, Berlin Kardos Z. – Vargáné D. R. (2003): Alkalmazott statisztika, Talentum Kft., Keszthely, p. 244-245 Kismanyoky, T. - Toth, Z. (2010): Effect of mineral and organic fertilization on soil fertility as well as on the biomass production and N utilization of winter
39. 40. 41. 42. 43. 44. 45.
46. 47. 48.
49. 50.
51. 52. 53.
98
54. 55. 56. 57. 58.
59. 60. 61. 62. 63. 64.
65.
66. 67. 68.
69.
70.
wheat (/Triticum aestivum/ L.) in a long-term cereal crop rotation experiment (IOSDV). Archives of Agronomy and Soil Science. Vol. 56, No. 4, 473-479. Kocsis T. (2010): Hajózni muszáj, Közgazdasági szemle Budapest LVII. évf. p. 536-554, Kovács F. (2008): Globális Kıolajkészletek és ellátottság, A Miskolci Egyetem Közleményei, Miskolc A sorozat, Bányászat, 75. kötet, p. 65-101. Láng I. (1984): A biológiai eredető anyagok (biomassza) hasznosításának távlati lehetıségei, Komplex Bizottság jelentése – MTA Budapest, p. 120-122. Láng I. (szerk.) (1985): A biomassza komplex hasznosításának lehetıségei, Mezıgazdasági Könyvkiadó, Budapest, p. 8-16. Lawson P. (1995): First Year Report AIR3-CT1671 – Integrating Energy Crops with Niche Energy Market sin Rural Areas. Energy Technology Support Unit, Oxfordshire, p. 137. Legett, J. (2008): Half Gone, Global Energy Crisis, Portobello Books, London, pp. 47. Magda S.-Gergely S. (2006): Energiastratégia-lehetıségek, Magyar Mezıgazdaság, 61. évf., 36. szám, p. 12. Mankiw, N. G. (2005): Makroökonómia, Osiris Kiadó, Budapest, p. 111-141, 389-406. Marosvölgyi B. (2004): Magyarország biomassza-energetikai potenciálja, Energiagazdálkodás, 45. évf., 6. szám, p. 16-19. Marosvölgyi B. (2002): A potenciális energiaforrások, (in Bai) A biomassza felhasználása, Szaktudás Kiadó Ház, Budapest, p. 90-97. Marosvölgyi B. (2005): A biomassza bázisú energiatermelés mezıgazdasági háttere, elıadás, VI. Energiapolitikai fórum, Biomassza-hazai energiaforrás, Magyar Tudományos Akadémia, Budapest, 2005. április 12. McKay, H. (2006): Environmental, economic, social and political drivers for increasing use of woodfuel as a renawable resource in Britain. Biomass and Bioenergy, Vol 21., Number 5., p. 311-319 Morel, V. (2004): Földünk visszajelzései, National Geographic Magazin, 2004. nov. p. 94-112. Nemessályi Zs. (1982): A melléktermékek felhasználása, Mezıgazdasági Kiadó, Budapest, pp. 9. Németh K. (2011): Dendromassza-hasznosításon alapuló decentralizált hıenergia-termelés és felhasználás komplex elemzése, Doktori értekezés, Keszthely, pp. 24. Palkovics M. - Horváth G. (2006): A jövedelmi viszonyok szociális következményei a mezıgazdaságban, Gazdálkodás, 50. évfolyam, 1. szám, pp. 67. Pálvölgyi T. (2003): Környezetbarát energiafelhasználás (Pap Éva), BGF KKFK Elektronikus Könyvtár, Budapest pp. 10., 99
71. 72. 73.
74. 75. 76. 77. 78. 79.
80.
81. 82. 83. 84. 85. 86. 87. 88. 89. 90.
Pecznik P. (2001): Biomassza: a régi-új energiaforrás III. rész, Agrárágazat Mezıgazdasági Havilap, 2001. 11. 03. Platz, W. - Chartier, P. (1980): Energy from biomass in Europe, London, Apl. Sci. Publ. pp. 234. Pintér G, Németh K, Kis-Simon T. (2009): Biomassza-erımővi beszállítások elemzése, Gazdálkodás Agrárökonómiai Tudományos Folyóirat, 2009. 4. szám, 53. évf. pp. 357 – 363. Popp J. (2007): A bioüzemanyag-gyártás nemzetközi összefüggései, AKI, Budapest, pp. 52. Popp J. – Potori N. (szerk.) (2011): Biomassza termelése és energetikai hasznosítása Magyarországon (Tervezet), AKI, Budapest, pp. 30, 39. Popp J. – Potori N. (szerk.) (2011): A biomassza energetikai célú termelése Magyarországon, AKI, Budapest, pp. 26. Pupos T. (2010): Termelés és szolgáltatás menedzsment, kézirat, Pannon Egyetem, Georgikon Kar, Keszthely, p. 64-70. Ragossnig H. (2007): Heating up the EU biomass market, Renewable Energy Focus, 2007, Nov/Dec., p. 56. Rákosi Gy. - Sági F. (1982): A biomassza hasznosításának nemzetközi tapasztalatai, Mezıgazdasági és Élelmezésügyi Minisztérium Információs Központja, Budapest, p. 17-19. Réczei G. (2007): A biomassza energetikai hasznosításának lehetısége és a vidékfejlesztésre gyakorolt hatása az Európai Unió támogatási rendszerének tükrében, Doktori értekezés, Mosonmagyaróvár, 26., p. 86-87. Roberts P. (2004): Az olajkorszak vége, HVG Kiadó Rt., Budapest, p. 242-248. Schultz, Gy. (2006): Energiaellátás, energiatakarékosság világszerte, BME OMIKK, 45.k., 7-8. szám, p. 49-50. Sembery P. - Tóth L. (szerk.) (2004): Hagyományos és megújuló energiák, Szaktudás Kiadó Ház, Budapest, pp. 240 Senf, Bernd (2005): Der Tanz um den Gewinn, Verlag für Sozialökonomie, Kiel, pp. 55, Shell International BV (2009): Energy Scenarios to 2050, p. 16, 17, Hague Starzacher K. (2001): Nachhaltige Kohlenpolitik in einer veranderten Welt, Glücklauf, 131/1., p. 48-51 Surányi S. (2001): Források, népesedés a globális gazdaságban, Aula Kiadó Kft., Budapest Szlávik J. (2007): Környezetgazdaságtan, BME Typotex, Budapest, p. 13-24. Szönyi Z. (2005): A nukleáris energiatermelés helyzete és jövıje, Polgári szemle, I. évf. 10. szám, pp. 15. Tar F. - Kárpáti Z. - Marticsek J. (2005): Megújuló energiaforrások termelésének és felhasználásának lehetıségei a mezıgazdaságban, FVM 21, 23, p. 30-38
100
91. 92. 93. 94. 95.
96.
97.
98. 99. 100. 101. 102. 103.
Tóth L. (2004): Energia és környezet. In Sembery P. – Tóth L. (szerk.) (2004): Hagyományos ás megújuló energiák. Szaktudás Kiadó Ház, Budapest Tóth T. - Csikós F. (2009): A kötelezı átvétel keretében megvalósult villamosenergiaértékesítés 2008-ban, MAVIR tájékoztató, Budapest Tóth G. (2007): A valóban felelıs vállalat, KÖVET, Budapest, pp. 24. Tóth, Z. - Kismányoky, T. (2010): N utilization of maize in long-term cereal crop rotation experiment. Crop production. Vol.: 59. Supplement. p. 441-444. Tóth, Z. - Kismányoky, T. (2012): Mineral and Organic Fertilization to Improve Soil Fertility and Increasebiomass Production and N Utilization by Cereals. Soil Fertility Improvement and Integrated Nutrient Management - A Global Perspective. InTech. p. 187-189. Vágvölgyi S. - Szesztai Gy. (2003): A megújuló energiák mezıgazdasági hasznosításának perspektívái, A megújuló energiák kutatása és hasznosítása az észak-alföldi régióban, MSZET kiadvány, No. 2., Debrecen, pp. 104. U.S. Energy Information Administration Office of Integrated Analysis and Forecasting U.S. Department of Energy (2010): International Energy Outlook, Washington, DC pp. 65, Varga T. (2010): Energetikai nyersanyag termesztés fejlesztése, FVM, 2010, Miskolc Zeng, X., Yitai, M., Lirong, M., (2007): Utilization of straw in biomass, energy in China, Renewable and Sustainable Energy Reviews, 11/5., p. 976-987. Zalai Hírlap (2008): Zöld utat kapott a söjtöri szalmaerımő, 2008.11.18., fıoldal Zarándy P (2010): Támogatás és ösztönzés – az energiapolitika fontos kérdése, Energetika, XVII. évfolyam, 2. szám, 2010. március-április, p. 3-5. Zsemberi L. (2010): Megújuló energiák elterjedésének kívánalmai, Energetika, XVII. évfolyam, 2. szám, 2010. március-április, p. 6-9. Winkler A. (2004) Fatüzeléső Magyarország, FAIPAR, LII. évf. I. szám, p. 1.
Internetes hivatkozások 104. 105.
106. 107.
Agrokémia Kft (2011): http://www.agrokemiaikft.eu/npk/, 2012.02.20. BITESZ (2008): Szilárd halmazállapotú biomassza energiahordozó. http://www.bitesz.hu/dokumentumtar/biomassza-altalanos/index.html, 2008.03.22. Energia Központ Kht.: Energiatérkép (2010), https://teir.vati.hu/Energiaterkep/main (2010.01.17.) Hegyközségek Nemzeti Tanácsa (HNT) honlapja (www.hnt.hu), ezen belül: http://www.hnt.hu/index.php?option=com_content&view=category&layout=bl og&id=94&Itemid=526, (2011. 12. 28.) 101
108.
109.
110.
111. 112. 113.
114. 115.
116. 117.
Központi Statisztikai Hivatal (KSH) honlapja (www.ksh.hu), ezen belül: http://portal.ksh.hu/pls/ksh/docs/hun/xstadat/xstadat_eves/i_omn002c.html (2010.08.18.) Központi Statisztikai Hivatal (KSH) honlapja (www.ksh.hu), ezen belül: http://portal.ksh.hu/pls/ksh/docs/hun/xstadat/xstadat_eves/i_omn005.html (2011.12.28.) Magyar Geotermális Egyesület állásfoglalása a magyar geotermikus energiahasznosítás helyzetérıl (2011.03.04.), http://www.mgte.hu/dok/szakmai/allasfoglalas2011.pdf Magyar Szélenergia Társaság (MSZET), http://www.mszet.hu/ (2011.08.08.) METÁR rendszer honlapja, http://metar.hu/ (2012.01.29.) MTA Energetikai Bizottság Állásfoglalása a „Magyarország energiapolitikai tézisei 2006-2030” címő bizottsági javaslatról, http://www.reak.bme.hu/MTAEB/files/20070207_MTA_EB_EnPol.doc (2011.08.16.) NAVTEQ Map24 – International útvonaltervezı program: www.map24.de (2011.07.18.) Nemzeti Kulturális Örökség Elektronikus Oktatási Könyvtár: http://www.sulinet.hu/oroksegtar/data/telepulesek_ertekei/Villany/pages/villan y_borvidekek/004_magyarorszag_borvidekei.htm (2012. 01. 27.) OECD/IEA World Energy Outlook 2004, http://www.worldnuclear.org/education/ueg.htm Umweltbundesamt (UBA), http://www.umweltbundesamt.at/umweltsituation/energie/wasistenergie/ (2011.08.09.)
Felhasznált tanulmányok, direktívák, törvények 118. 119.
120.
121.
An Energy Policy for the European Union (1997), White Paper, European Comission, Brussels Analysis of Fundamental Concepts of Resource Management, Gesellschaft für umfassende Analysen Gmbh, Vienna, European Comission, DirectorateGeneral Environment, Directorate B – Integrationpolicy and instruments, ENV.B.2 – Economics analyses and employment, August 2000. DIRECTIVE 2001/77/EC of the European Parlament and of the council of 27 September 2001, on the promotion of electricity produced from renewable energy sources in the internal electricity market DIRECTIVE 2003/30/EC of the European Parlament and of the council of 8 May 2003, on the promotion of the use of biofuels or other renewable fuels for transport
102
122. 123. 124. 125. 126. 127. 128.
129. 130.
131.
DIRECTIVE 2010/31/EC of the European Parlament and of the council of 19 May 2010, ont he energy performance of buildings International Energy Outlook (2010), U.S. International Energy Administration, DOE/EIA-0484, Washington DC, p. 9-109. International Energy Agency (2011), Word Energy Statistics, Paris, p. 6. EmployRES (2009), The impact of renewable energy policy on economic growth and employment in the European Union, Karlsruhe, p. 68-73. Magyar Villamosenergia-Rendszer 2008. évi statisztikai adatai (2009), MVM, Budapest, pp.14. Shell Energy Scenarios to 2050 (2008); Schell International BV, p. 18-37 The Renewable Energy Progress Report (2009), Comission Report in accordance with Article 3 of Directive 2001/77/EC, Article 4(2) of Directive 2003/30/EC and ont he implementation of the EU Biomass Action Plan, Brussels, pp.4. Villamos Energia Törvény (VET) 2001. évi CX. törvény Villamos Energia Törvényhez (VET) 2001., kapcsolódó GKM rendelet 56/2002. (XII. 29.), az átvételi kötelezettség alá esı villamos energia átvételének szabályairól és árainak megállapításáról Villamos Energia Törvény (VET) 2007. évi LXXXVI. törvény
103
