Dr. habil. Bai Attila egyetemi docens
• Biogáz-alga rendszer bemutatása • Algák biogáztermelése • Saját kísérletek • Algatermesztés • Különböző algatermékek értéke
A biogáz-alga rendszer jellemzői • Vállalati szinten – – – –
Hígtrágya-kezelés Takarmány Trágya-gazdálkodás ÜHG
• Gazdasági szempontok – – – – –
Költséges beruházás Kis tőkeigényű működtetés Rugalmas Környezetbarát Melléktermék-hasznosítás
www.herbator.hu
Algae-energy.co.uk
Biogáztelepi alga-előállítás rendszerei • Kogeneráció – Füstgáz tisztítása – Hulladékhő: algatavak fűtése.
• Tisztítás (biometán) – Közvetlen széndioxid-trágyázás
• Kierjesztett trágya NPK-tartalma – Alga tápanyag-utánpótlás (szűrés)
• A megtermelt algatömeg egy része – Fermentálás (pl kevés szántóföld esetén)
Az alga-koncepció • Igen magas hozamok – fotoszintetikus aktivitás , növekedési erély – 3-dimenziós termesztés – teljes alganövény feldolgozása
• Folyamatos betakarítás – pénzforgalom, folyamatos működés
• Sokféle hasznosíthatóság (faj) – ugyanazon technológia, beruházás
• Élelmezés – melléktermék: takarmány
• Területigény – potenciálisan: 100 M ha (35 Mrd ha-ból)
• Környezetvédelem – szén-dioxid, szennyvíz
Területigény, folyamatok http://www.algen.si/node/109
335 ha kukorica
0,3-2 %
2-4 %
1 MWe Szerves anyag, hő, CO2
5-6 ha üzemi terület
Egyéb algahasznosítás után megmaradó sze.a.
CO2 50 %-a: 28 ha algaterület (nem szántó!)
Algák biogáz-termelése • Igen változékony biogázhozam – Lipid: kinyerhetőség – Fehérje: szűk C/N arány (fűrészpor, szalma (hamu) hozzáadása) széndioxid-trágyázás – toxicitás (NH3, savasítás), – Szénhidrát: kevesebb lignin és cellulóz (lebonthatóság) – Scenedesmus obliquus: 287 m3/t sze.a. (Mussgnug et al, 2010) – Chlamydomonas reinhardtii: 587 m3/t sze.a. (Mussgnug et al, 2010) – Laminaria sp. (makroalga): 22 m3/ t nedves anyag (Matusi, 2006) – Nem részletezett fajok: 210-280 Nm3/t sze.a. (Sukias-Craggs, 2011) 300 Nm3/t sze.a. (Oswald-Golueke, 1960) 420-500 Nm3/t sze.a. (Kaltwasser, 1983)
• Szilázstól magasabb metántart. (+7-13 %, Mussgnug et al, 2010) • Kofermentáció jelentősége – 50 % Spirulina + szennyvíz: 2x hozam (Samson-LeDuy, 1983) – 50 % Spirulina + hulladékpapír: 1200 m3/t hozam (10 nap, SamsonLeDuy, 1983
Alga keverése szennyvízzel és szójaolajjal Szennyvíz: 2,2 % sze.a., 50 g/l COD, Alga: 12 % sze.a., 250 g/l COD Szójaolaj: 100 % sze.a., 1800 g/l COD
Salerno et al, 2009
Alga keverése szennyvízzel és glicerinnel Metántartalom: Alga nélkül: 48-58 % Algával: 59-69 %
Biomassza célú algatermesztés fejlesztése, állattartó telepi szubsztráton, gazdasági modellépítés (ATEBION, 2009-10) Témavezető:
Monergo Kft Vaszkó Gábor
Együttműködő: DE-AGTC Dr. habil Bai Attila altéma-felelős Dr. Stündl László, Dr. Bársony Péter Jobbágy Péter, Fehér Milán Herpergel Zoltán
Elvégzett kísérletek Beltéri kísérletek • Vizsgált 4 algafaj felszaporítása tenyészedényben – Cél: elegendő algamennyiség a kísérletekhez
• Hígítás nélküli sertés-hígtrágyán történő algatermesztés – 20 cm-es tenyészedényben, ill 3 cm-es akváriumban – Cél: fényintenzitás vizsgálata
• Hígított sertés-hígtrágyán történő algatermesztés – Cél: hígítás és CO2 trágyázás vizsgálata fajonként
• Nagyobb kísérleti méret alkalmazása – trágyamentes, de megfelelő tápelemekkel ellátott tápoldaton – Cél: nagyobb méret hatása, legjobb faj kiválasztása
Kültéri kísérlet – Chlorella vulgaris-sal – Cél: üzemi technológiában is várható, valósághű hozamadatok elérése
A vizsgált algafajok értékarányos (elvi) értéke (M.e.: eFt/t sz.a.) 250 200 150 100
Takarmányozás Eltüzelés (földgáz)
50
Eltüzelés (szén) Eltüzelés (pellet)
0
AME+takarmány Biogáz
Algahasznosítási módok indokoltsága
• Takarmány – Legértékesebb, rendelkezésre álló állatállomány, kis tőkeigény – Tisztázatlan hatás a bekeverhetőségre, az állati termékek minőségére, mennyiségére
• (Biodízel, étkezési olaj) – Komoly tőkeigény, magas érték, piac?
• Eltüzelés – Jelentős szárítási hőigény
• Biogáz – Ha nincs jobb?
Biogázcélú algahasznosítás tartalékai
• Biogáz-eljárás végtermékei – földgáz, illetve zöld villamos áram árának emelkedése
• Alga-összetétel – az alga szerves- és olajtartalmának növekedése • az alga fajlagos biogáz-hozamának fokozása • a képződő biogáz metántartalmának javulása
[email protected]
Felhasznált paraméterek I. Feltételezett hígítás/szűrés: 1 % hígtrágya-tartalom 74-277 t/ha sz.a., optimális lipidtartalom Takarmányárak (www.aki.gov.hu, 2013) Fehérje: 244 Ft/kg (szója) Növényi olaj: 267 Ft/kg (napraforgó) Szénhidrát: 76 Ft/kg (kukorica) Növényolaj: 302 Ft/kg (napraforgóolaj) Az algák biogáz-hozama: 350 Nm3/t sze.a. (80 % sze.a.)
Felhasznált paraméterek II. Tüzelőanyag-árak (www.eh.gov.hu, 2013)
földgáz szén tűzipellet
4060 Ft/GJ 2500 Ft/GJ 3474 Ft/GJ
Beltartalmi fajlagosok (Pethes, 1987 in Husvéth, 1994) Fehérje égéshője: 24 GJ/t Lipid égéshője: 39 GJ/t Szénhidrát égéshője: 17 GJ/t Fűtőérték és égéshő átlagos aránya:
0,9
