Környezetvédelmi Szolgáltatók és Gyártók Szövetsége Hulladékból Tüzelőanyag Előállítás Gyakorlata Budapest 2016
Energianövények, biomassza energetikai felhasználásának lehetőségei
Dr. Lengyel Antal
főiskolai tanár Nyíregyházi Egyetem Műszaki és Agrártudományi Intézet
Nyíregyházi Egyetem Műszaki és Agrártudományi Intézet
Biomassza keletkezése Éghajlati tényezők
Tápanyag
bio + massza = élőtömeg
Termelési kultúra
Termőhely Nyíregyházi Egyetem Műszaki és Agrártudományi Intézet
Magyarország biomassza készlete
Éves biomassza készlet
350-360 mt/év
A biomassza készlet energiatartalma
1185-1200 PJ/év
Magyarország éves energiafelhasználása
1126-1150 PJ/év
Biomassza alapú energiafelhasználás
170-180 PJ/év
Napenergia
Sugárzás
Fotoszintézis Növénytermesztés
Közvetlen hőhasznosítás
Állattenyésztés
Biodízel Bioetanol
Szélenergia Vizienergia
Geotermális energia
Különféle mezőgazdasági eredetű biomasszák keletkezése
Biomassza
Biogáz alapanyag
Villamos energiatermelés
Fotovillamos
Közvetett hőhasznosítás
Tüzelési biomassza erdőből
Erdő
Biomassza
Közvetlen hőhasznosítás
Kommunális hulladék Biomassza tüzelésre Biogáz alapanyag
Környezet
Biomassza energiaerdőből Fafeldolgozási hulladék
Nyíregyházi Egyetem Műszaki és Agrártudományi Intézet
Csoportosítás Szilárd tüzelőanyag Folyékony tüzelőanyag – üzemanyag Gáznemű tüzelőanyag – üzemanyag
- Elsődleges biomassza: természetes vegetáció, szántóföldi növények,
erdő, rét, legelő, kertészeti növények, vízben élő növények. - Másodlagos biomassza: állatvilág, gazdasági haszonállatok, az állattenyésztés fő termékei, melléktermékei, hulladékai. - Harmadlagos biomassza: biológiai eredetű anyagokat felhasználó iparok termékei, melléktermékei, hulladékai, emberi települések szerves eredetű hulladékai. Nyíregyházi Egyetem Műszaki és Agrártudományi Intézet
Biomassza anyagok energetikai jellemzői Megnevezés
Nedv. tart. %
Hozam t/ha
Fűtőérték MJ/kg
Energiahozam kg OE/ha
Gabonaszalma
10 – 15
1,5 - 3,5
15,3 - 16,2
435 – 1085
Napraforgó szár 25 – 30
1,9 - 3,5
12,4 - 13,5
450 – 910
Kukorica szár
35 – 40
3,5 - 5,5
10,2 - 12,4
665 – 1320
Tűzifa
15 – 40
12,5 - 13,5
13,5 - 15,3
4218 – 4550
Energetikia faültetvény
25 - 50
4,5 - 6,0
11,5 - 13,5
1200 – 1600
Biogáz szilázs
-
8,0 – 9,0
10,5 – 11,8
1100 - 1500
Biodízel
-
0,7 – 1,4
40,0 – 44,0
700 – 1500
Bioetanol
-
1,5 – 3,5
25,1 – 27,1
900 - 2100
Nyíregyházi Egyetem Műszaki és Agrártudományi Intézet
Égethető biomasszák alkalmazhatósága Gabonaszalma
Betakarítási technológiája megoldott
Betakarítási nedvességtartalma 10-14 %
Tárolhatósága kazlakban bálázva egyszerű
Tüzeléstechnológiája •
nehézkes a nagy illóanyag miatt
•
a hamunak nagy a szilíciumtartalma, ezért ráég a rostélyra
Energetikai felhasználása rontja a mezőgazdasági termelési potenciált
Állattenyésztésen keresztül a talajerő visszapótlás alapvető eszköze
Nyíregyházi Egyetem Műszaki és Agrártudományi Intézet
Égethető biomasszák alkalmazhatósága Napraforgószár, Kukoricaszár
A szemtermés utáni szármaradványok nedvességtartalma 20-40%
A szemtermés betakarításával egyidőben kellene betakarítani. Erre a mezőgazdasági termelésben gépi kapacitás nem áll rendelkezésre.
Batakarítása csak nagy veszteségekkel (20-40%) bálázva lehetséges.
A bálázva betakarított szármaradványokat nagy energiaráfordítással szárítani kell.
A talajba juttatva a talajerő visszapótlásában fontos szerepe van. Legolcsóbb és leghatékonyabb felhasználása erre a célra a legjobb.
Nyíregyházi Egyetem Műszaki és Agrártudományi Intézet
Különböző biomassza alapanyagok összetevői Biomassza
Kémiai összetevők %
C
H2
S
O2
N2
Szalma
45
6,0
0,12
43
0,60
Kukoricaszár
44
5,8
0,12
40
1,30
Fa
47
6,3
0,02
46
0,16
Fakéreg
47
5,4
0,06
40
0,40
Fa+kéreg
47
6,0
0,05
44
0,30
Nád
46
6,0
0,10
44
0,70
Energiafűz
47
6,0
0,24
42
1,29
Nyíregyházi Egyetem Műszaki és Agrártudományi Intézet
A faalapú biomassza fűtőértéke a nedvességtartalom függvényében
Fűtőérték [kJ/kg]
23000 21000 19000 17000 15000 13000
11000 9000 7000 0
5
10
15
20
25
30
35
40
45
50
55
60
A tüzelőanyag nedvességtartalma %-ban Nyíregyházi Egyetem Műszaki és Agrártudományi Intézet
A fa felhasználás
Nyíregyházi Egyetem Műszaki és Agrártudományi Intézet
A fának mint biomasszának felhasználási lehetőségei
Erdei fa termelés
Energia célú felhasználás
Energia erdő
Feldologozási hulladék
Felhasználás utáni hulladék Más célú energia hasznosítás
Tüzifa
lakossági hőhasznosításra Kisüzemi vagy közüzemi hőhasznosításra
Biobrikett, pellet
Apríték
Lakossági célra Fűtőmű, csak hőhaszn. céljára
Erőművi felhasználás Hulladékhő felhasználás nélkül Hulladékhő nélkül
Kogeneratív erőművi felh. Hulladékhővel
Nyíregyházi Egyetem Műszaki és Agrártudományi Intézet
Különböző hőteljesítményű kazánok aprítékigényei Kazán teljesítménye [kW]
Apríték felhasználási
nedvességtartalma [%]
tömege [t]
térfogata [m3]
0-50
15-25
7-28
10-40
100-200
15-25
50-100
50-120
200-500
15-25
100-250
120-300
500-1000
15-25
250-500
300-600
1000-2000
15-25
500-1000
600-1200
2000-5000
15-25
1000-3000
1200-4000
Nyíregyházi Egyetem Műszaki és Agrártudományi Intézet
Összefoglalás 1. A szilárd biomassza felhasználás termelésnél legyen elsődleges
szempont a mezőgazdasági termelés feltételeinek megtartása, javítása. 2. A szilárd biomassza felhasználásban meghatározó szerepe van a faalapú biomasszának, amelyek előállíthatók erdőgazdálkodással és célültetvényekkel. 3. A biomassza energetikai célú felhasználása kis vagy decentralizált
kapacitással rendelkező helyeken történjen. 4. A szilárd biomassza felhasználását megelőző műveletekkel a hőhasznosítás maximalizálására célszerű törekedni. 5. Meg kell teremteni a biomassza kommunális felhasználási lehetőségeinek feltételeit. Nyíregyházi Egyetem Műszaki és Agrártudományi Intézet
Köszönöm a megtisztelő figyelmet!
Nyíregyházi Egyetem Műszaki és Agrártudományi Intézet
