Tisztelettel köszöntöm a konferencia résztvevőit!
Barta István Bio-Genezis® Környezetvédelmi Kft. 2012.06.19. Nyíregyháza
HULLADÉKRA ALAPOZOTT VÁROSI ENERGIA ELLÁTÁS
Barta István Bio-Genezis® Környezetvédelmi Kft.
2012.06.19. Nyíregyháza
Velünk egyidőben zajlik a
A fenntartható fejlődésről szóló Rio+20 konferencia Rio de Janeiróban. Fontos kérdések várnak megválaszolásra a csúcson: Az ENSZ adatai szerint a bolygónk • élelmiszerszükséglete 2030-ra 50%-al, • az energiaigény 45%-al emelkedik. Miközben • fokozódó társadalmi egyenlőtlenségre, • vízhiányra, • felmelegedő éghajlatra és • a természeti erőforrások apadására lehet számítani.
Az előttünk álló problémák – egy részének – megoldására szeretném a figyelmüket ráirányítani.
T E R M É SZ E T E S F E J L Ő D É S „Midőn az ember földén megjelent, Jól beruházott éléskamra volt az: Csak a kezét kellett kinyújtani, Hogy készen szedje mindazt, ami kell. Költött tehát meggondolatlanul” [Madách Imre, 1823-1864] O2
CO2
ÁLLATOK
ŐSEMBER
NÖVÉNYEK
Fogyasztás
Sokáig úgy éltünk a Földön, mintha a paradicsomban lennénk.
Beleharaptunk az almába és eldobtuk a maradékot.
De sokasodtunk és okosodtunk!
Ma már az egész Földet úgy kezeljük, mintha egy alma lenne.
De a Földünk nem olyan mint az alma, nem dobhatjuk el. Nincs belőle másik!
Ö N P U SZ T Í T Ó F E J L Ő D É S „De már nékünk, a legvégső falatnál, Fukarkodnunk kell, általlátva rég, Hogy elfogy a sajt, és éhen veszünk.” [Madách Imre, 1823-1864] O2
CO2 NÖVÉNYEK
Hulladék
Fogyasztás
KIZSÁKMÁNYOLÓ ember
ÁLLATOK
NYERSANYAG
Légszennyezés
A költő ajánlása a fenntartható energia termelésre:
„Fűtőszerül a víz ajánlkozik, Ez oxidált legtűztartóbb anyag.” [Madách Imre, 1823-1864]
Madách Imre ajánlásának megvalósítását mi a metanolban látjuk.
Dr. habil Raisz Iván ny. egyetemi docens
Barta István okl. mérnök
INTEGRÁLT KÖRNYEZETVÉDELEM ÉS MEGÚJULÓ ENERGIA TERMELÉS CO2
Ipari kibocsátás
CO2 CO
H2
Szintézisgáz hulladékból, szénből
CH4
Biogáz, depóniagáz
H2
Megújuló energiával előállított
Folyékony üzemanyag
Alapanyag
H 2O
Üzemanyag cella
Segédanyag
Szintetikus szénhidrogének
Felhasználási lehetőségek
INTEGRÁLT KÖRNYEZETVÉDELEM ÉS ENERGIA TERMELÉS
A hulladék nem szemét
hanem nyersanyag.
O2
CO2 NÖVÉNYEK
FELELŐS EMBER
ÁLLATOK
H2 + CnH2nOn
H2 CnH2nOn
Fogyasztás
H2
Szintézisgáz előállítás Kommunális hulladék
3 Szintézis gáz CO, H2, CO2, (+HCl, H2S)
1 Depolimerizáció CnH2nOn CnH2n H2O 2 Pirolízis Pirolízis -gáz, -szén, -olaj
Olvadt salak
Szintézisgáz feldolgozás Szintézis gáz CO, H2, CO2, (+HCl, H2S)
Sósavmentesítő
Hőhasznosító erőmű
Kénmentesítő
H2O Kompresszió
Folyékony CO2 tároló P = 16 bar, T= -24 °C
Tiszta metilalkohol
Folyékony CO2 leválasztás
Metanol reaktor
Alapvető különbség a hulladékégetéssel szemben: Nincs DIOXIN kibocsátás, mivel a folyamat redukáló és nem oxidatív atmoszférájú.
KÜLÖNBSÉG A PIROLIZÁLÓ ÉS AZ ÉGETÉSES ELJÁRÁSOKKAL SZEMBEN: • A szervetlen komponensek kiválasztásra kerülnek az eljárás előtt és hasznosíthatók; • Egyetlen egységben történik a szárítás, depolimerizáció, pirolízis és szintézisgáz képződés; • A szintézisgáz magas hőmérsékletű szén ágyon keresztül kátránymentesen nyerhető; • A szintézisgáz nyomnyi szennyezéseken kívül csak széndioxidot, hidrogént és szén-monoxidot tartalmaz; • A nyomnyi szennyezések hőveszteség nélkül eltávolíthatók; • KÉMÉNYMENTES technológia.
Az általunk kifejlesztett metanol előállító technológia a hagyományos hulladékégetőkkel szemben úgynevezett kémény nélküli megoldást nyújt • a vegyesen gyűjtött települési szilárdhulladék, • élelmiszeripari hulladék, • szennyvíziszap, • mezőgazdasági és • erdészeti melléktermékek, • erőművek által kibocsátott széndioxid stb. energetikai hasznosítására. A projekt célja, hogy hulladékból és melléktermékekből szintézisgázt állítsunk elő. A szintézisgázból a felhasználói igények függvényében kapcsolt hő- és villamosenergia vagy metilalkohol állítható elő.
ENERGIAHATÉKONYSÁG Hulladékból előállított üzemanyag esetén
h=
A KÉSZTERMÉK ENERGIA TARTALMA A FELHASZNÁLT ÖSSZES ENERGIA
=
∑Eo(1-n) ∑Ei(1-n)
> 1 [ ≈ 3,0-5,0]
HULLADÉKENERGIA
Ei3
ALAPANYAG ELŐÁLLÍTÁSÁNAK Ei1 ENERGIA IGÉNYE
TECHNOLÓGIA
Ei2
TECHNOLÓGIA SAJÁT ENERGIA IGÉNYE
A KÉSZTERMÉK ENERGIA Eo TARTALMA
Miért a hulladék hasznosítását tartjuk kiemelkedő fontosságúnak?
A Világ szilárd hulladék mennyisége és összetétele országok jövedelme szerint (2/1) Jelenlegi
2025
Alacsony jövedelmű országok Egyéb 17% Fém 3%
Üveg 3%
Műanyag 8% Papír
Egyéb Fém 17% 3% Üveg 3%
Bio 64%
5%
Műanyag 9% Papír
Bio 62%
6%
TSZH ≈ 201 Mt
TSZH ≈ 75 Mt
Közepesen alacsony jövedelmű országok
Üveg 3%
Fém 2%
Műanyag 12%
Egyéb 15%
Fém 3% Egyéb 15%
Üveg 4% Bio 59%
Papír 9%
TSZH ≈ 369 Mt
Bio 55%
Műanyag 13% Papír 10%
TSZH ≈ 956 Mt (Világbank 2012)
A Világ szilárd hulladék mennyisége és összetétele országok jövedelme szerint (2/2) 2025
Jelenlegi Közepesen nagy jövedelmű országok Egyéb Fém 13% 3% Üveg 5% Műanyag 11%
Fém 4%
Bio 54%
Egyéb 15%
Üveg 4%
Bio 50%
Műanyag 12% Papír 15%
Papír 14%
TSZH ≈ 243 Mt
TSZH ≈ 426 Mt
Nagy jövedelmű országok Fém 6%
Egyéb 17%
Bio 28%
Üveg 7%
Műanyag 11%
Egyéb 18% Fém 6%
Bio 28%
Üveg 7% Papír 31%
TSZH ≈ 602 Mt
Műanyag 11%
Papír 30%
TSZH ≈ 686 Mt
(Világbank 2012)
Jelenleg a világon összesen 1,3 Mrd t hulladék képződik 2025-re ez a mennyiség
2,3 Mrd t –ra nő
A világ szilárd hulladék összetétele és energiatartalma országok jövedelme szerint 2025-ben Alacsony jövedelmű országok Egyéb Fém 17% 3%
Közepesen alacsony jövedelmű országok Egyéb 15%
Fém 3%
Üveg 3% Bio 62%
Műanyag 9% Papír
Szerves összesen: 156 Mt (77%) - Bio : 126 Mt - papír+műa : 30 Mt Energia tartalom : 8 GJ/t
Szerves összesen: 746 Mt (78%) - Bio : 526 Mt - papír+műa : 220 Mt Bio Energia tartalom : 9 GJ/t 55%
Üveg 4% Műanyag 13%
6% Papír 10%
Nagy jövedelmű országok
Közepesen nagy jövedelmű országok Fém 4% Üveg 4%
Egyéb 18%
Egyéb 15%
Műanyag 12% Papír 15%
Fém 6%
Bio 50%
Szerves összesen: 328 Mt (77%) - Bio : 213 Mt - papír+műa : 115 Mt Energia tartalom : 10 GJ/t
Bio 28%
Üveg 7% Műanyag 11%
Papír 30%
Szerves összesen: 473 Mt (69%) - Bio : 192 Mt - papír+műa : 281 Mt Energia tartalom : 12 GJ/t
(Világbank 2012)
Összes TSZH Összes szerves
≈ 2,3 Mrd t/év (100%) ≈ 1,7 Mrd t/év ( 74%)
Összes energia tartalom ≈ 17 000 PJ/év ≈ 400 Millió t oee
Magyarország éves primer energia felhasználásának tizenötszöröse!
Málta
Luxembourg
Észtország
Ciprus
Lettország
Szlovénia
Litvánia
Szlovákia
Finnország
Írország
Bulgária
Csehország
Dánia
Magyarország Magyarország
Svédország
Belgium
Ausztria
Görögország
Portugália
Románia
Hollandia
Lengyelország
Spanyolország
Olaszország
Egyesült Királyság
Franciaország
Németország
Az EU 27 tagállamában keletkező TSZH mennyisége (EUROSTAT 2010)
Hulladék mennyiség [t] 60 000 000
TSZH ≈ 244 Millió t
50 000 000
40 000 000
30 000 000
20 000 000
10 000 000 4,1 Millió t
0
Az EU 27 tagállamban keletkező egy főre jutó hulladék mennyiség (EUROSTAT 2010) kg/fő/év 900 800 700 600
Átlag: 487 kg/fő/év
500
Average specific MSW generation: 487 kg/ca/yr
400
413 kg/fő/év
300 200
Az Európai Unió 27 tagállamának összlakossága közel 500 Millió fő. Az egy főre jutó hulladékmennyiség 487 kg/fő/év. Az EU tagállamainak hulladék termelése – a környezetvédők minden törekvése ellenére – a gazdasági növekedéssel párhuzamosan még tovább növekszik.
Észtország
Lengyelors…
Románi9a
Csehország
Lettország
Szlovákia
Litvánia
Bulgária
Magyarors… Magyarország
Belgium
Görögország
Svédország
Finnország
Szlovénia
Hullandia
Olaszország
Portugália
Egyesült …
Franciország
Málta
Németország
Ausztria
Írország
Dánia
Luxembourg
Ciprus
0
Spanyolors…
100
0% Bulgária
Románia
Litvánia
Lettország
Ciprus
Málta
Görögország
Szlovákia
Észtország
Lengyelország
Magyarország Magyarország
Csehország
Írország
Portugália
Spanyolország
Szlovénia
Olaszország
Egyesült…
Finnország
Franciaország
Luxembourg
Hullandia
Belgium
Svédország
Ausztria
Hollandia
Németország
Az EU 27 tagállamában lerakott és a hasznosított hulladékok aránya (EUROSTAT 2010)
120%
Hasznosított (150,4 Millió t)
100%
80% 69%
60%
40% 31%
20%
Lerakott (93,4 Millió t)
A gazdag országok nem azért hasznosítanak mert gazdagok, hanem azért gazdagok, mert még a hulladékaikat is hasznosítják.
Az EU 27 országában 93 Millió t/év hulladékot (40%) még mindig lerakással ártalmatlanítanak.
A lerakással ártalmatlanított hulladék - térfogata
≈ 93 Mt (40%) ≈ 50 db Gízai Nagy Piramis
A TSZH átlagos energiatartalma
≈ 6,5-7,5 GJ/t
A lerakással ártalmatlanított hulladék energia tartalma ≈ 850 PJ ≈ 20 Mtoe
Ha megszüntetjük a hulladék lerakással történő ártalmatlanítását,akkor közel 100 Mt CO2ee-ű üvegház hatású gáz keletkezését előzzük meg, A hulladék hasznosításával közel 20 Millió t metanol állítható elő.
A technológia már néhány 10 000 tonna/év feldolgozói kapacitástól gazdaságos. Ez lehetővé teszi, hogy kb. minden 100 000 lakos nagyságú gyűjtőkörzetbe létesüljön. A helyi adottságok függvényében szolgálhatja egy-egy kisebb város energiaellátását vagy folyékony üzemanyagot termelhet, például a hulladékszállító és tömegközlekedést szolgáló járművek számára. Az eljárás alkalmas arra, hogy az erőművekből, depóniákból kibocsátásra kerülő széndioxidból és metánból – megújuló energia és olcsó éjszakai áram felhasználásával – szintén metanolt állítson elő. Az eljárás így széles körű elterjedése esetén jelentős mértékben hozzájárulhat a városi energiaellátáshoz és ugyanakkor egészségesebb életteret teremt az ott élő lakosság számára.
Szabadalmak: 1. Eljárás szerves anyag tartalmú hulladékokból kátrányszegény szintézisgáz előállítására (P 08 00209), 2. Eljárás szerves anyag tartalmú hulladékokból metanol előállítására szintézisgázon keresztül P 07 00794), 3. Eljárás szén-dioxid tartalmú hulladék gázokból metanol előállítására (P 07 00793), 4. Eljárás sósav megkötésére magas hőmérsékletű gázelegyekből a keletkezett só hasznosításával (P 11 00414).
Bronz érem-Nürnberg, 2008
Géniusz Európa-Budapest, 2009
Bronz érem-Nürnberg, 2008
Aranyérem-Varsó, 2008
Ezüstérem-Stockholm, 2011
Cluj-Napoka, 2008
Ezüst érem-Bangkok, 2009
Az év találmánya és Feltalálói 2008.
Aranyérem-Genf, 2008
Ezüstérem-Krakkó, 2011.
Aranyérem-Szöul, 2010.
A „Metanol előállítása kommunális hulladékból” találmány nyerte meg a “Zöld Találmányok Nemzetközi Versenyét” 2011-ben Nürnbergben a Feltalálók Világszervezete (IFIA) szervezte innovációs kiállításon
A technológia megvalósításán egy Kutatás+Fejlesztési projekt keretében - több, mint 500 millió Ft-os költségvetéssel dolgozunk.
Bízunk abban, hogy év végére a 2 000 t/év kapacitású üzem eredményes működéséről tudunk beszámolni.
Metanol mintaüzem
Hulladék előkezelő
Hulladék előkezelő
Metanol üzem
Elgázosító
Folyékony CO2 és O2 tartály
Magas hőmérsékletű HCl adszorber
Kénhidrogén adszorber
Metanol reaktor (120 kg/h)
Mintaüzemünket Illés Zoltán államtitkár úr, Seszták Oszkár elnök úr és még sokan mások is meglátogatták.
A települési szilárd hulladékból előállított metanol legígéretesebb hasznosítási lehetősége a motor hajtóanyagként t örténő közvetlen, vagy katalitikus
dehidratálás (víztelenítés) után dimetil-éterként
(DME) történő felhasználása.
A hulladékból előállítható üzemanyag 20-25%-a fedezi a gyűjtés, szállítás energiaigényét, a többi a városi közlekedés és áruszállítás üzemanyag ellátására hasznosítható.
A VOLVO által kifejlesztett Bio-DME motorral üzemelő kamionnal már túl vannak a 400 ezer km megtett úton. Az üzemelési tapasztalatok igen kedvezőek. (http://www.biodme.eu/project-media)
Oláh György Nobel díjas kémikus és munkatársai által bemutatott direkt metanol meghajtású üzemanyag cella
Metanol üzem – Svartsengi üzem (Izland)
„Eddig az ember magával a természettel küzdött; mostantól a saját természetével kell megküzdenie.”
[Gábor Dénes, 1900-1979]
Vajon sikerül-e az emberiségnek legyőznie • a Föld, • az embertársai, • és saját maga kizsákmányolására irányuló természetét ?!
Köszönöm megtisztelő figyelmüket!
Barta István Bio-Genezis® Környezetvédelmi Kft. 4400 Nyíregyháza, Mártírok tere 9. Tel.: +36 42 506 790 e-mail:
[email protected] web: www.bio-genezis.hu
