Évelő lágyszárú növények biomasszájának hasznosítása
Dr. Hornyák Margit c. egyetemi docens SZE Mezőgazdaság- és Élelmiszertudományi Kar Mosonmagyaróvár
MMK Környezetvédelmi Tagozat 2016. január 20.
Problémafelvetés Ipari létesítmények tűzivíz-tározói, parkosított felületei gondozása során képződő biomassza [pl. nádasok (Phragmites) és más évelő fűfélék] hasznosítása
Növényi maradványok: melléktermékek vagy hulladékok?
Mire nem terjed ki a Ht. hatálya? [Ht. 1. § (3) bek. f) pont] A fekáliára, a szalmára, valamint a mezőgazdasági termelőtevékenység, az erdőgazdálkodás, a fafeldolgozás során képződő egyéb nem veszélyes természetes anyagra, amelyet a mezőgazdaságban, az erdészetben vagy biomasszaként energia előállítására használnak a környezetre és az emberi egészségre veszélytelen eljárással vagy módszerrel. Melléktermék kritériumai [Ht. 8. §]
MELLÉKTERMÉK közvetlen mg-i felhasználás (talajjavítás, takarmányozás) energetikai hasznosítás
HULLADÉK lerakás komposztálás biogáz-gyártás
Hasznosítási lehetőségek Biológiailag lebomló hulladék hasznosítása
anyagában
anyagában + energetikailag
komposztálás/direk t hasznosítás
anaerob erjesztés
energetikai
termikus eljárások
Régi-új trend: körforgásos gazdálkodás a fenntartható fejlődés egyik alapköve • A biológiailag lebomló hulladék hasznosításának elve: elő kell segíteni a biológiailag lebomló hulladék elkülönített gyűjtését és hasznosítását annak érdekében, hogy a hasznosítás után a természetes szervesanyagkörforgásba minél nagyobb tisztaságú anyag kerülhessen vissza, valamint a hulladéklerakókon lerakásra kerülő települési hulladék biológiailag lebomló tartalma csökkenjen. [Ht Ht.. 3. § (1)bek. f) pont ]
http://m.bundesregierung.de
Célok a jelenlegi OHT (2014-2020) szerint A mezőgazdasági és élelmiszeripari hulladék biológiailag lebomló része – a hulladékhierarchiának megfelelően – elsősorban biológiai kezelésre kerüljön; Továbbra is el kell téríteni a hulladékot a hulladéklerakóktól a hasznosítók felé; A biológiailag lebomló hulladékból, melléktermékekből előállított komposztok mezőgazdasági felhasználásának elősegítése; A magas szintű kezelést biztosító infrastruktúra (kezelő létesítmények) kialakítása szükséges; Elfogadva a 2055/2013. (XII. 31.) Korm. határozattal
Megújuló energia tervek: 2020-ig 20 db 2000 Nm3/h biogázt termelő berendezés megvalósítása (összesen 80 MWe)
Főbb hasznosítható összetevők • Szénhidrátok (szacharidok): a növények által, fotoszintézis útján termelt, szén-, oxigén- és hidrogén-tartalmú szerves vegyületek, melyekben a H:O arány legtöbbször 2:1
• Fehérjék (proteinek): αaminosavak lineáris polimerjeiből felépülő szerves makromolekulák. (Elsődleges szerkezetük kialakításában 20féle aminosav vesz részt.)
Főbb hasznosítható összetevők • Zsírok (összetett lipidek) 99%ban a glicerinnek (hosszú szénláncú, telített vagy telítetlen) zsírsavakkal alkotott észterei • Egyéb összetevők: – Vitaminok (a fehérje fehérje--, zsírzsír- és szénhidrát anyagcserében nélkülözhetetlenek) – Ásványi anyagok (nátrium, (nátrium, kálium, kalcium, magnézium, foszfor, cink, fluor, jód, vas, stb.) – Élelmi rostok – Szín Szín--, ízíz- és szaganyagok
Nádfélék kémiai összetétele Három fő polimer összetevő: – Cellulóz 32-38% (poliszacharid, polimerizációs fok 8-15 ezer) – Hemicellulóz 30-32% (poliszacharid, polimerizációs fok 2-3 száz) – Lignin 8-12% (aromás építőkövekből felépülő polimer, meghatározatlan molekulatömeggel)
N%
P%
K%
Ca %
Mg %
0,29-0,46
0,01-0,03
0,02-0,05
0,04-1,08
0,02-0,04
Dubrovskis-Kazulis 2012
Komposztálás vs. biogáz-előállítás Komposztálás
Biogáz-gyártás
a kiindulási szerves anyag döntő része átalakul (elég hosszú idő alatt) kedvező a szakaszos üzem
a magas cellulóz és a lignocellulóz tartalmú szerves anyagok rossz hatásfokkal bomlanak (hidrolízis külön lépcsőben) a folyamatos nyersanyag utánpótlás nehezen biztosítható
optimális tápanyag (C/N) arány
30/1
3/1
nedvességtartalom
30-40 %
50% felett
szemcseméret
5-6 cm
3 cm alatt
6-9
7-8
változó (exoterm folyamat)
mezofil (35-38 oC) termofil (50 oC felett)
anyagösszetétel (bonthatóság)
pH érték hőmérséklet
A nádfélék önmagukban egyik technológiában sem használhatók fel!
Összegzés A hulladék hasznosítója azt a hasznosítási műveletet alkalmazza, amely a hasznosítandó hulladék vonatkozásában az összességében legjobb környezeti eredményt biztosítja. Ht. 15. § (1) bek. A hasznosítás korlátai: Ökológiai korlátok Műszaki korlátok Gazdasági korlátok A keletkezett hulladékot abban az esetben kell és lehet hasznosítani, ha az ökológiailag előnyös, műszakilag lehetséges és gazdaságilag megalapozott. Az évelő lágyszárú növények biomasszája akkor szolgálhat nyersanyagként az aerob vagy anaerob lebontási technológiákban, ha más növényi hulladékkal/melléktermékkel keverik, és a felépített gazdasági modell életképes.
KÖSZÖNÖM MEGTISZTELŐ FIGYELMÜKET!
