Egyes mezıgazdasági melléktermékek energetikai hasznosításának lehetıségei Magyarországon

Pannon Egyetem Gazdálkodás- és Szervezéstudományok Doktori Iskola

DOKTORI (PH.D) ÉRTEKEZÉS TÉZISEI

Egyes mezıgazdasági melléktermékek energetikai hasznosításának lehetıségei Magyarországon

Készítette: Pintér Gábor

Témavezetı: Dr. Tóth Gergely, egyetemi docens

Keszthely 2012

Pintér Gábor Egyes mezıgazdasági melléktermékek energetikai hasznosításának lehetıségei Magyarországon

TARTALOMJEGYZÉK 1. BEVEZETÉS ÉS CÉLKITŐZÉSEK ............................................................................................ 3 2. HIPOTÉZISEK ............................................................................................................................... 4 3. A KUTATÁS MÓDSZERTANA ................................................................................................... 4 3.1 Légvonalbeli és közúti beszállítási távolságok elemzése és számszerősítése ............................. 6 3.2 Mezıgazdasági melléktermékek erımővi beszállításának anyagai és módszerei....................... 6 4. A KUTATÁS EREDMÉNYEI ....................................................................................................... 7 4.1. Légvonalbeli szállítási távolságoknak megfeleltethetı közúti szállítási távolságok.................. 7 4.2. Mezıgazdasági melléktermékek erımővi tüzelése .................................................................... 8 5. ÖNÁLLÓ ÚJSZERŐ EREDMÉNYEK ...................................................................................... 11 6. HIVATKOZÁSOK........................................................................................................................ 13 7. PUBLIKÁCIÓK ............................................................................................................................ 13

2


1. BEVEZETÉS ÉS CÉLKITŐZÉSEK Az energia nélkülözhetetlen erıforrássá vált napjainkban. Az egyes országok gazdasági fejlettségét erısen befolyásolja energiával való ellátottságuk. A fosszilis energiaforrások szőkösek, az emberiség növekvı energiaigényének kielégítésére egyre több megújuló energiaforrást kell hasznosítani. Magyarország meghatározó megújuló energiaforrása a biomassza. A biomassza elıállításának jelentıs része nem energetikai céllal történik, azonban a fıtermék mellett melléktermék is keletkezik. Ha a melléktermék a keletkezés helyén nem kerül hasznosításra, akkor lehetıség kínálkozik az energetikai célú felhasználásra. Magyarország kiváló természeti adottságokkal rendelkezik a növénytermesztéshez. Nagy mennyiségő hasznosításra kerülı növényi eredető biomassza keletkezik évente. A Biomassza hordozza hazánk számára a legnagyobb energiapotenciált (Gilber, 2006), így erre kell elsısorban összpontosítanunk. A biomasszával együtt különféle melléktermékek is képzıdnek, melyek energetikai hasznosíthatóságának elemzése napjaink „energiafaló” korszakában célszerő és javasolt. A magyarországi növénytermesztésbıl származó melléktermékek mennyiségérıl eltérı becslések születtek: Bai (2011) szerint évente 7-8 millió t körül ingadozik, míg Gyulai (2007) szerint akár 10 millió tonna is lehet, melynek 40-45%-át lehetne hasznosítani. A Magyar Villamos Mővek (MVM) 2009. évi statisztikai adatai alapján Magyarország villamos energia termelésének 52%-át fosszilis-, míg 40%-át atomenergiából fedezi hazánk. A fennmaradó 8% származik megújuló energiaforrásokból. Az említett 8% közel 80%-át a biomassza adja (MVM, 2009), következésképp Magyarországon megkerülhetetlen a biomassza kérdésköre. 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 fennmaradáshoz. 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. 2013-tól a KÁT helyét a Megújuló Támogatási Rendszer (METÁR) veszi át, mely a megújuló energiákból elıállított villamos energia támogatása mellett már a megújulókból származó hıenergiára is koncentrál. Dolgozatomban az egyes mezıgazdasági melléktermékek energetikai hasznosításának gazdasági elemzésével foglalkozom, valamint ezen újonnan elıtérbe kerülı erıforrások tüzelésének lehetıségeit mutatom be, a jellemzı energetikai létesítményeket alapul véve. Külön kitérek a lágyszárú mezıgazdasági melléktermékekre, mint a búza- és repceszalmára, a kukorica- és a napraforgószárra; valamint a fásszárúakra, mint a szılıvenyigére és a gyümölcsösökbıl származó nyesedékre. E mezıgazdasági melléktermékek tüzelésének gazdasági lehetıségeit elemzem egy-egy lokális főtımőben és erımőben, illetve két globális villamosenergia rendszerre termelı erımőben. Disszertációm fontos részét képezi a közúti és légvonalbeli szállítási távolságok arányszámának definiálása Magyarországon. A kapott érték nagy segítséget nyújthat különféle logisztikai problémák megoldásában. Célom, hogy kutatásaim megalapozzák a vizsgált mezıgazdasági melléktermékekkel üzemelı erımővek és főtımővek magyarországi létjogosultságának megítélését, segítsék a hazai erımővi jövıkép megalkotását.

3


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. • Óriáserımővek életképtelenségének bebizonyítása kizárólag a vizsgált melléktermékekre alapozott mőködés esetén.

2. 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 infrastruktúrahálózat miatt közel 3/4-e a közúti távolságnak.

3. A KUTATÁS MÓDSZERTANA Kutatásom során két irányból vizsgálódtam: az erımővi és a gazdálkodói szempontrendszert 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 az 1. táblázatban foglaltam össze, ahol az 1-8 sorok az erımővi oldalt, míg a 9-11 sorok a gazdálkodói oldalt szemléltetik.

4


1. táblázat. A kutatás logikai menete Lépés 1. 2. 3. 4. 5. 6. 7. 8.

9. 10. 11.

Jelölés

DimenFeltétel zió ERİMŐVI SZEMPONTRENDSZER Erımővek bruttó Pbruttó MW Pbruttó = Phasznos / η teljesítménye 8000 h/év mőködés Péves Éves energiatermelés MWh (91,3 %-os kihasználtság) A Szükséges input energia GJ 1 MWh = 3,6 GJ Szükséges melléktermék ismert a melléktermék B t összes tömege főtıértéke (f) [GJ/t] Szükséges szántóterület, ismert a melléktermék ha C melyen csak az adott 2 fajlagos hozama (t) [t/ha] km növényt termesztik: T Szükséges beszállítói ismert az adott növény ha D terület, melybıl „z” %-ot területének megoszlása, vagyis km2 képvisel az adott növény „z” [%] Beszállítói terület sugara E km T = r2×π → r = √(T/π) (légvonalbeli távolság) Az erımő ellátásához ismert a közúti és a F szükséges minimális km légvonalbeli beszállítási beszállítási távolság távolságok aránya (e) GAZDÁLKODÓI SZEMPONTRENDSZER költségnemek ismerete: Ft/t szállítási távolsággal változó G Költségek Ft/tkm (sz) [Ft/tkm] és tıle független költségek (fk) [Ft/t] erımővi átvételi ár ismerete H Bevételek Ft/t [Ft/t] Gazdaságos erımővi költségek és bevételek ismerete F’ beszállítási távolság km [Ft] maximuma A 8. ÉS A 11. SORBAN KAPOTT ÉRTÉKEK ÖSSZEHASONLÍTÁSA KÖVETKEZTETÉSEK LEVONÁSA. Forrás: a szerzı saját munkája. Meghatározott érték

Érzékenységvizsgálatokat végeztem a „z” értékeire (ami az erımő földrajzi elhelyezkedésének függvénye), a melléktermék főtıértékére és fajlagos hozamára valamint a gazdálkodó bevételeire illetve kiadásaira a valósághoz való pontosabb illeszkedés érdekében, melyet az 1. táblázatban a 46. és a 9-10 lépések szemléltetnek. 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 célfüggvény-koefficiensei, 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 5


Division North of Scotland College of Agriculture intézmény által kidolgozott „LN-PROG” programmal oldottam meg. 3.1 Légvonalbeli és közúti beszállítási távolságok elemzése és számszerősítése Magyarországot Alföldi et al. (2011) alapján három jellemzı tájegységre osztottam: • Középhegység: magába foglalja a Nyugat-magyarországi peremvidéket, az Északi- és 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 kiemelt 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 beszállítási távolságait hasonlítottam össze. Vizsgálataimhoz az internetrıl szabadon hozzáférhetı „map24” németnyelvő programot használtam. Az egyes magyarországi tájegységenként vizsgált településekre kapott eltérésértékek számtani átlagaiként határoztam meg a középhegységre, az alföldre, és a dombságra a jellemzı arányszámokat, melyeket a tájegységek területének nagyságával súlyozva és számtani átlagukat véve határoztam meg a vizsgálataimban definiált országos arányszámot. 3.2 Mezıgazdasági melléktermékek erımővi beszállításának anyagai és módszerei Vizsgálataimhoz négy Európában jellemzı erımőtípust elemeztem részletesen: „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 hatásfokot feltételezve 28,6 MW bruttó teljesítményt jelentı) erımővel szemléltetek. „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. 6


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. Mindegyik erımővi rendszer esetén évi 8000 h mőködést feltételezek. Következésképp az erımővek nyáron is üzemelnek, így a keletkezı produktumra (hı- vagy villamos energia) nyáron is vevıt kell találni. A mezıgazdasági melléktermékek esetén érzékenységvizsgálatokkal elemeztem a főtıérték, fajlagos hozam és betakarítási terület változásának hatását. A főtıérték erısen függ a nedvességtartalomtól, vizsgálataimban légszáraz állapot (12-20% nedvességtartalom) szélsıértékeit elemeztem. A fajlagos hozamokat a kapcsolódó szakirodalomból vettem át. A betakarítási terület tekintetében a regionális sajátosságok alapján (az ország statisztikai régióira vonatkozó 2011-es AKI jelentéseknek megfelelıen) definiáltam az érzékenységvizsgálatomban szereplı kiemelt értékeket: • lokális maximum: (csak a fásszárú mezıgazdasági melléktermékek esetében vizsgáltam) a helyi maximális ültetvényborítást jelenti, vagyis amikor az összes mezıgazdasági terület, ami a KSH 2010-es adatai alapján 59,51%, szılı, vagy gyümölcsös. • regionális maximum: hazánk azon statisztikai régiójának adata, ahol a régió területéhez viszonyítva a legnagyobb arányú az adott mezıgazdasági melléktermék betakarítási területe. • 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. A szılıvenyige és a gyümölcsnyesedék együttes tüzelése esetén az érzékenységvizsgálatokhoz 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.

4. A KUTATÁS EREDMÉNYEI 4.1. Légvonalbeli szállítási távolságoknak megfeleltethetı közúti szállítási távolságok A kutatás elvégzéséhez hazánk három tájegységérıl összesen négy települést vizsgáltam. 7


1.: 2-3.:

4.

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, korrelációs együttható: 0,83. 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, korrelációs együttható: 0,88 és 0,89. Dombság: kutatásomban Söjtör reprezentálja, ahova Zalai Hıerımő Kft. szalmaerımő építését tervezi. 97 db olyan települést vizsgáltam, melyek tıle légvonalban legfeljebb 20 km távolságban helyezkednek el és 100 fınél népesebbek, korrelációs együttható: 0,89.

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 vizsgált tulajdonságok 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. 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 is igényel, de a jelenlegi technológiai színvonalon mindkettı tüzelése biztosítható. Az erımővi beszállítást két szempontból vizsgáltam: erımővi és a gazdálkodói oldalról. A mezıgazdasági melléktermékkel üzemelı erımő akkor látható el gazdaságosan mezıgazdasági melléktermékekkel, ha az erımő biztonságos ellátásához szükséges beszállítási távolság legfeljebb megegyezik a gazdálkodó számára még éppen gazdaságos beszállítási távolsággal. Az összefüggés változói: az erımővi oldalon a főtıérték, termésátlag, betakarítási terület, illetve a gazdálkodó oldalán a költségek és bevételek, melyek mindegyikének változását érzékenységvizsgálattal is elemeztem. Lágyszárú mezıgazdasági melléktermékek tüzelése A jelenlegi technológiai színvonallal betakarítható lágyszárú mezıgazdasági melléktermékek közül a búzaszalma és a repceszalma vehetı számba, míg a kukoricaszár és a napraforgószár erımővi tüzelésre alkalmas állapotban való betakarítása Magyarországon jelenleg nem megoldott. Az erımő ellátásához szükséges minimális közúti beszállítási távolságok során feltételeztem, hogy az erımő képes az összes körülötte elhelyezkedı mezıgazdasági melléktermék felvásárlására. A lágyszárú mezıgazdasági melléktermékek tüzelése esetén bevételként az értékesítés árbevételét, azaz az erımő által az eladott mezıgazdasági melléktermékek után fizetett árat vettem figyelembe. A költségek a szállítási és a bálázási, valamint bálarakodási költségeket foglalják magukba.

8


Nyilvánvaló, hogy a szállítási költség a távolsággal egyenesen arányos, míg a bálázás és a rakodás költsége független a beszállítási távolságtól, tehát tonnánként állandó. A termelıi oldalon a gazdaságos erımővi beszállítási távolság maximumát számításaim alapján ≈ 15 km-ben határoztam meg. Ezt a távolságot vetettem össze az egyes erımőtípusok ellátásához minimálisan szükséges beszállítási távolságokkal, valamint sötét színnel kiemeltem azon helyzeteket, amikor az erımő alapanyagigényét gazdasági szempontból nem lehet biztosítani (2. táblázat).

MEGNEVEZÉS

2. táblázat. Az egyes erımőtípusok gazdaságos ellátása különféle lágyszárú melléktermékekkel erımőtípusok

szalma

BÚZA + REPCE

REPCE

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 2. 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 NyugatDunántúl 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. „D” és „C” lokális energetikai létesítmények az átlag feletti főtıértéket és fajlagos hozamot feltételezve kizárólag búzaszalmával is elláthatóak bárhol az országban. Kizárólag 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. Számításaim az ún. „smart grad”, vagyis lokális energiahálózatok kialakításának szükségességét igazolják. A tápanyagutánpótlást is figyelembe véve 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. 9


Fásszárú mezıgazdasági melléktermékek tüzelése A fásszárúak tüzelése a kazán által leadott teljesítmény szabályozásának megkönnyítése érdekében aprított állapotban történik. A modell feltételezi, hogy a rendelkezésre álló összes szılıvenyigét és nyesedéket képes az erımő felvásárolni. Ez alapján határoztam meg az energetikai létesítmény ellátáshoz szükséges minimális beszállítási területet. Alapvetı különbség a fás- és lágyszárú mezıgazdasági melléktermékek között, hogy elıbbiek aprítékát a faaprítékához keverve lehetıség nyílik az együttes tüzelésre, míg a lágyszárú mezıgazdasági melléktermékek esetében ez az eltérı tüzeléstechnikai tulajdonságok miatt nem lehetséges. A fásszárú melléktermékek vonatkozásában figyelmen kívül lehet hagyni az elhordás okozta tápanyaghiányt, ugyanis a gazdák a kártevık áttelelése miatt sem a szılıvenyigét, sem a nyesedéket nem forgatják vissza az ültetvény talajába.

SZİLİ + GYŐMÖLCS

GYÜMÖL CSÖS

SZİLİ venyige

MEGNEVEZÉS

3. táblázat. Az egyes erımőtípusok gazdaságos ellátása különféle fásszárú melléktermékekkel erımőtípusok

„D” típus kapcsolt energiatermelés [MW]

"C" típus főtımő [MW]

"B" típus kapcsolt energiatermelés [MW]

"A" típus villamosenergia termelés [MW]

legalább szükséges közúti távolság [km] (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 38,5-53,9 130,2-182,1 192,6-269,3 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 30,4-43,1 102,9-145,5 152,2-215,2 regionális minimum (0,21%) 71,4-100,9 66,8-94,4 regionális minimum (1,15% 81,8-94,5 121,0-139,8 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 88,8-102,5 131,3-151,6 1,01% gyümölcsös) regionális maximum (0,19% 35,2-40,6 32,9-38,0 111,2-128,4 164,5-139,8 szılı + 1,78% gyümölcsös) =nem gazdaságos a beszállítás =tüzelıanyag hiánya miatt értelmetlen Forrás: a szerzı saját munkája.

A gazdálkodói oldalon az erımő által fizetett átvételi árat összevetve a felmerülı aprítási, rakodási illetve szállítási költséggel a beszállítási távolság maximumaként ≈ 44 km távolságot kaptam. A 3. 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. 10


Kapcsolt energiatermelést folytató „B” típusú erımő átlagos borvidéki területeken, illetve lokális gyümölcsösök esetében lehet életképes, azonban utóbbi esetben feltételezzük, 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. 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 eléri a „C” típus esetén legalább 2,1 ezer ha-t, míg „D” típus esetén legalább 2,3 ezer ha-t. Országos átlagos 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 3. 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. Kizárólag szılıvenyigével és / vagy fanyesedékkel üzemelı „A” erımőtípust azért értelmetlen tervezni, mert az erımő ellátásához szükséges tüzelıanyagot nem lehet biztosítani. Mivel azonban a fásszárú mezıgazdasági melléktermékek tüzelésének technológiája megegyezik a faaprítékkal, így már meglévı „A”, erımőtípusba tartozó erımőveinknek reális lehetıséget jelent a szılıvenyige és a fanyesedék, valamint a faapríték együttes tüzelése. Az alapanyagellátás 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.

5. ÖNÁLLÓ ÚJSZERŐ EREDMÉNYEK 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 hipotéziseimmel 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.

11


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 Közép-Magyarországon lehet ellátni lokális energetikai létesítményeket. 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 távolságok kapcsolatának 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.

12


6. HIVATKOZÁSOK 1. Bai A. – Tarsoly P. (2011): A hazai melléktermék-hasznosítás, Agrárium, A Magyar Agrárkamarák Lapja, 21. évf, 2011/5., p. 46-47. 2. 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 3. Gilber J. (szerk.) (2006): Magyarország energiapolitikai tézisei 2006-2030, Magyar Villamos Mővek Közleményei, 43, (különszám), pp. 63 4. Gockler L. (2010): Mezıgazdasági gépi munkák költsége 2011-ben, VM Mezıgazdasági Gépesítési Intézet, Gödöllı, pp. 4, 10, 32. 5. Gyulai I. (2007): A biomassza-dilemma, Magyar Természetvédık Szövetsége, Budapest, pp. 35. 6. Magyar Villamosenergia-Rendszer 2008. évi statisztikai adatai (2009), MVM, Budapest, pp.14.

7. PUBLIKÁCIÓK Magyar nyelvő tudományos folyóiratban megjelent cikk 1. Pintér G. (2010): Tőzifa vagy mezıgazdasági melléktermék…, 2010. szeptember, ECONOMICA (A Szolnoki Fıiskola Tudományos Közleményei), 2010/3. pp. 73 - 78, (ISSN: 1585-6216) 2. Pintér G., Németh K., Kis-Simon T. (2009): A szılıvenyige és a fanyesedék biomasszaerımővi beszállításának gazdasági elemzése, Gazdálkodás, Agrárökonómiai tudományos folyóirat, 53. évf., 4. sz., 357-363. p. (ISSN 0354-9542) Idegen nyelvő tudományos folyóiratban megjelent cikk 1. Pintér G., Németh K., Kis-Simon T. (2010): The subsidy scheme of green power in Hungary, Georgikon for Agriculture, Vol., 13., Number 1., 61-71. p. (ISSN 0239 1260) 2. Németh K., Pintér G., Pályi B. (2009): Arboreal Energy Plantations In Hungary, Acta Agriculturae Serbica, 2009. Vol. XIV., Number 27., 43-50. p. Magyar nyelvő konferencia elıadások, közlemények 1. Pintér G. (2011): A szılıvenyige és a fanyesedék energetikai hasznosításának lehetıségei Magyarországon, 2011. szeptember, ENERGOexpo 2011, Debrecen, pp. 99-100, ISBN: 978963-88526-2-5 2. Pintér G. (2011): Erımővek borvidékeinken? Szılıvenyige, mint mezıgazdasági melléktermék, tüzelésének gazdasági vonatkozásai, 2011. szeptember LIII. Georgikon Napok Nemzetközi Tudományos Konferencia, (ISBN 978-963-9639-43-0) 3. Pintér G. (2011): Biomassza erımővi hasznosítása Magyarországon, 2011. április, XVII. Ifjúsági Tudományos Fórum, Keszthely, (ISBN: 978-963-9369-42-3)

13


4. Pintér G. (2010): Mezıgazdasági melléktermékek erımővi tüzelése Magyarországon, 2010. október, Országos Környezetvédelmi Konferencia (MTESZ), Balatonfüred, Anna Grand Hotel 5. Pintér G., Kis-Simon T. (2010): Mezıgazdasági melléktermékek, mint potenciális erımővi tüzelıanyagok, 2010. október, XXXIII. Óvári Tudományos Nap, (ISBN 978-963-9883-55-0) 6. Pintér G. (2010): A szilárd biomassza-ellátás logisztikai kérdései, 2010. szeptember, ENERGOexpo 2010, Debrecen, pp. 89- 91, ISBN: 978-963-88526-1-8 7. Pintér G. (2010): Nyesedék és szılıvenyige hasznosítás: erımővi tüzelés, avagy komposztálás?, 2010. március, XVI. Ifjúsági Tudományos Fórum, Keszthely, (ISBN: 978-963-9639-36-2) 8. Pintér G., Németh K., Kis-Simon T. (2009): A fanyesedék és a szılıvenyige energetikai célú hasznosításának gazdasági elemzése, 2009. október, LI. Georgikon Napok Nemzetközi Tudományos Konferencia, ISBN 978-963-9639-35-5 és ISBN 978-963-9639-34-8) 9. Pintér G. (2009): A (megújuló) energiapolitika megvalósíthatóságának menedzsment módszerei, 2009. október, X. RODOSz konferencia, Kolozsvár, p. 343-354 (ISBN: 978-973-88970-8-3) 10. Németh K., Pályi B., Pintér G. (2009): Energetikai faültetvények létesítésének támogatási rendszere, 2009. április, Mezıgazdaság és a vidék jövıképe, Mosonmagyaróvár, ISBN 978963-9883-29-1 11. Pintér G., Kis-Simon T., – Tóth É. (2009): A gazdasági válság hatása globálisan a megújuló energia felhasználására, 2009. április, XV. Ifjúsági Tudományos Fórum, Keszthely, ISBN 978963-9639-33-1 12. Pintér G., Tóth É (2008): Megújuló energiaforrások hasznosítása egy kistelepülésen – Keszthely város lehetıségei, 2008. október, XXXII. Óvári Tudományos Nap, Mosonmagyaróvár, ISBN 978-963-9883-05-5 13. Pintér G., Tóth É. (2008) Lakótelepek hıellátásának biztosítása megújuló energiával 2008. október, VII. Regionális Tanácsadási Konferencia, Miskolc, ISBN 978-963-661-860-5 14. Pintér G., Tóth É. (2008): Kistelepülések lehetıségei a megújuló energiaforrások felhasználásának területén, 2008. szeptember, 50. Georgikon Napok, Keszthely, ISBN 978-9639639-31-7 15. Pintér G. (2007): Az alternatív energia és a társadalom kapcsolata, 2007. november, VIII. Romániai Magyar Doktorandusok és Fiatal Kutatók Szövetsége Konferencia, Kolozsvár ISBN: 978-973-26-0898-2 16. Pintér G. (2007): A biomassza–piac bıvülésének hatásai, 2007. szeptember, XLIX. Georgikon Napok, Keszthely, ISBN 978-963-9639-22-5 17. Pintér G. (2007): A megújuló energia és az agrárgazdasági lehetıségek, 2006. szeptember, XLVIII. Georgikon Napok, Keszthely, ISBN 978-963-9639-12-5 Idegen nyelvő konferencia elıadások, közlemények 1. Pintér G. (2011): Renewable energy – biodiversity, 2011. július, 25. Caretakers of the Environment International (CEI) Conference, Debrecen 2. Pintér G. (2011): Burning biomass in power plants against or beside the gas, 2011. április, 65th Scientific Conference of GUBKIN Russian State University of Oil and Gas, Moszkva, Oroszország 3. Németh K., Sándor T., Pintér G. (2010): Analysis of combustion related fuel properties and standardisation of pellets, LII. Georgikon Napok, Pannon Egyetem Georgikon Kar, 2010. szeptember 30. - október 1. 4. Pintér G., Kis-Simon T., (2010): New trend in Hungary: Transporting biomass to power plants versus composting, 2010. május, III. International Interdisciplinary Technical Conference of Young Scientists, Poznan, p. 565-570, (ISBN: 978-83-926896-2-1)

14


5. Pintér G., Palkovics M. (2009): Rural development through renewable energy in the region of Keszthely-Hévíz, 2009. március, 4th. International congress on the aspect and visions of aplied economics and informatics (AVA), Debrecen, ISBN 978-963-502-897-9 6. Palkovics M.,Pintér G. (2008): The effect of bioenergy production on the agricultural outputs in Hungary, 2008. június, IAMO Forum 2008 Agri-Food Business: Global Challenges – Innovative Solutions, Halle (Németország) ISBN 978-3-938584-29-3 7. Pintér G., Tóth É. (2008): Sustainability through renewable energy sources in agriculture, 2008. május, INTERNATIONAL SCIENTIFIC DAYS 2008, "Competitiveness and Economic Growth: European and National Perspectives", Faculty of Economics and Management Slovak University of Agriculture in Nitra (Szlovákia) ISBN 978-80-552-0060-6 Ismeretterjesztı folyóiratban megjelent cikk 1.

Pintér G.(2011): Hulladék vagy mellékternmék? A szılıvenyige és a fanyesedék energetikai hasznosításának lehetıségei, MezıHír, Mezıgazdasági szaklap, 2011. nov.dec. pp. 129-130.

15

Egyes mezıgazdasági melléktermékek energetikai hasznosításának lehetıségei Magyarországon

Recommend Documents