A biomassza helyzete Magyarországon

&am

Energiahordozóként említjük, és nem energiaforrásként, mert ahhoz, hogy energiát nyerjünk ki belőle, anyagként lehet szállítani, tárolni, majd a megfelelő helyen energiaforrásként felhasználni.

Alapvetően három típusa van képződése szerint:

• Elsődleges biomassza: a növényi fotoszintézis által előállított szerves anyag; a természetes vegetáció, a szántóföldi és kertészeti növények, az erdő, a rét és legelő, a vízben élő növények.
• Másodlagos biomassza: állatvilág, gazdasági haszonállatok összessége, továbbá az állattenyésztés főtermékei, melléktermékei és hulladékai.
• Harmadlagos biomassza: biológiai eredetű anyagokat felhasználó ipar melléktermékei, hulladékai, települések szerves eredetű szilárd és folyékony hulladékai, biotechnológiát alkalmazó ipar egyes melléktermékei.

A felhasznált anyag halmazállapota szerint is el lehet különíteni a biomasszát:

• a szilárd halmazállapotú energiahordozókat (aprítással, préseléssel jutunk hozzá) tüzelőanyagként;
• a folyékony halmazállapotúakat (alkoholos fermentáció, esetleg préselés révén cukorrépából, csicsókából, kukoricából, burgonyából, napraforgóból stb.) tüzelő- és üzemanyagként;
• a gáz halmazállapotúakat (pl. ilyen a biogáz: trágya, élelmiszer-ipari melléktermékek és hulladékok, valamennyi zöld növényi rész, háztartási hulladékok, kommunális szennyvizek) tüzelőanyagként használják fel.

A legtöbb esetben ezt az értékes energiahordozót megtaláljuk a szemetesünkben: használt papírok, csomagolások, eltört/ elhasznált fabútorok, faeszközök. Ez csak az egyik „lelőhelye” a biomasszának, de példaként említhetjük California államot, ahol ebből a típusú biomasszából – azaz háztartási hulladékból – 60 millió tonna képződik évente, amiből 2000 megawatt energiát nyerhetnének ki, ami 2 millió otthon áramigényét fedezné – napjainkban viszont csak 5 millió tonnát használnak erre a célra, pedig a biomassza energetikai hasznosítása ősidők óta ismert és használt lehetőség. Mára viszont a technika fejlődésének köszönhetően a kis energiasűrűségű biomasszát leváltották a nagy energiasűrűségű energiaforrások, szénhidrogén alapúvá vált az energiahasználat.

Hasonlítsuk most össze a biomasszát, mint energiahordozót a fosszilis energiaforrásokkal, azaz a kőolajjal a szén-dioxid kibocsátás szempontjából. Az köztudott, hogy a technika és a civilizáció fejlődésével egyre több energiára van szükség, ami egyre több káros anyag kibocsátását vonja maga után, ennek a következménye a jól ismert üvegház-hatás. Éppen ezért szükséges olyan energiaforrások után nézni, és többet fektetni azok felhasználásába, amelyek kevesebb káros anyag – jelen esetben a szén-dioxid emissziót okoznak (és hosszabb távon így megőrizni pl. a sarki jégsapkákat és ezzel az élőhelyeket mind emberek, állatok és növények számára).

A biomassza felhasználása során olyan anyagok égnek el vagy bomlanak le, mint az elhullott növények (fitomassza) és állatok (zoomassza), ezek anyagcsere-termékei, ürülék, és rengeteg hulladék, ami a természetben vagy emberi felhasználás során képződött.

Vegyünk például egy növényt, ami növekedése során köt szén-dioxidot, hogy előállítsa a szükséges tápanyagait – ez a növény lehet egy fa, amelyet kivágnak és elégetnek; lehet cukornád, amiből alkohol készül, majd energia; de lehet háztartási hulladék is, egy elhasznált bútor, stb.

Ez a növény benne van a szénkörforgásban, majd mikor elhull, akkor bomlása során vagy kibocsátja a tárolt szenet szén-dioxid formájában, vagy megeszi egy állat és abba kerül át a szénforrás, mint szerves tápanyag. Ezeknek a folyamatoknak az időtartama években mérhető, de néha hónapoknál is kevesebb idő alatt zajlik le, tehát a szén, mint elem, sose került ki a körforgásból, ugyanannyi szén (szén-dioxid formájában) nyelődik el a növény növekedése során, mint amennyit kibocsát, mikor elbomlik, vagy elégetik energia-kinyeréskor.

A biomassza direkt vagy indirekt égése során képződő szén-dioxid visszakerül ugyan a légkörbe, de ez a mennyiség az utóbbi hónapok, évek alatt abszorbeálódott az élőlény növekedését segítve, amely azt felhasználta szénforrásként, azaz táplálékként. Ezért beszélhetünk egyensúlyról a légkörből kivont (élőlény által hasznosított) és a légkörbe kibocsátott szén-dioxid között.

Ezzel szemben a fosszilis energiaforrások több millió év alatt halmozódtak fel és millió évekkel ezelőtt kivonódtak a Föld szénkörforgalmából, még az ősidőkben, ezeket felhasználva pedig viszonylag hirtelen nagy mennyiségű olyan szén-dioxidot juttatunk a légkörbe, ami nem volt ott, ezzel olyan káros folyamatokat indítva be, mint a klímaváltozás.

Láthatjuk, hogy a biomassza felhasználás során egy zárt szénforgalom-körben ’mozgunk’, nem teszünk a légkörbe többet, mint amennyit kivett onnan a felhasznált élőlény (növény, állat és ezek anyagcsere-termékei).

Kép forrása: http://www.biomassenergycentre.org.uk/portal/page?_pageid=76,15068&_dad=portal&_schema=PORTAL

(a) A növény megköti a számára nélkülözhetetlen szén-dioxidot a fotoszintézis fényszakasza során.

(b) A növények fixálják a szenet, mint szerves tápanyagot és oxigén kerül a légköbe szintén a fotoszintézis során.

2n H2O + n CO2  n (CH2O) + n H2O + n O2

(c) A növényt (faanyagot) elszállítják egy üzembe, ahol kinyerhetik belőle az energiát.

(d) Ahogy elégetik a fát és kitermelik belőle az energiát, a fában tárolt szén visszakerül a légkörbe szén-dioxid formában, amit a növények újra felhasználnak majd.

2000-ben a világ energiájának mindössze 14%-át fedezték biomassza felhasználásával, ez kb. 25 millió hordónyi olajjal egyenlő. Ha csak a növényi anyagcserével számolunk, azt látjuk, hogy a fotoszintézis során 2x1011 tonna szerves anyag keletkezik évente, ez 3x1021 J energiának felel meg, ami nem elhanyagolható a Föld energiafelhasználása szempontjából.

Amellett, hogy a biomassza felhasználása kedvező az ökoszisztémánk megóvása szempontjából, tehát csökkenti az üvegház-hatást, fenntartható általa szén-dioxid egyensúly a légkörben és megújuló energiaforrásként tarthatjuk számon, azt is figyelembe kell vennünk, hogy az egyik legkönnyebben szállítható energiahordozó, bár alacsony energiasűrűsége miatt inkább lokálisan használják fel.

A biomassza használata csökkentené a feszültséget a kőolaj birtoklásáért folytatott törekvésekben, és az olajlelőhelyekkel nem rendelkező országok politikai kiszolgáltatottságát, de a probléma az, hogy ha a kőolajat akarnánk helyettesíteni a biomasszából előállított olajjal, akkor ahhoz hatalmas termőföldek kellenének az elsődleges biomassza termeléséhez, ez pedig területeket von el mind a természetes élőhelyeinktől, mind az élelmiszeriparban használt földektől.

Emellett a biomassza égése során keletkezett szén-dioxid mennyiség nem szignifikánsabban alacsonyabb, mint a kőolaj égésénél, azonban, mint fent említettük, nem újabb mennyiséget juttat a légkörbe. Ha viszont az anyagok égetésével/bomlasztásával párhuzamosan új növényeket ültet egy üzem, akkor a szén-dioxid elnyelését is serkenti, több mennyiség tűnne el a légkörből a növények respirációja révén, és ráadásul több alapanyag állna rendelkezésre.

Legújabb kutatások szerint viszont a növényeknél sokkal hatékonyabb szén-dioxid elnyelő és oxigén kibocsátó szervezetek a növényi planktonok, ezek használata azonban még nem igazán ismert.

A biomassza energetikai hasznosításának előnyei:

• a légköri széndioxid-növekedés mérséklésének csökkentését eredményezheti,
• a termőföld ésszerű használatát biztosíthatja,
• hozzájárul egy ország biztonságos energiaellátásához.
• elősegíti az energiaellátás diverzifikálását,
• alternatív jövedelemforrást biztosíthat vidéken,
• lokális munkahelyeket teremt,
• regionális fejlődést biztosít,
• javítja a mező- és erdőgazdálkodás imázsát,
• befolyásolja a regionális infrastruktúrát,
• hatást gyakorol a tájra,
• új műszaki-fejlesztési lehetőséget biztosít,
• új iparág fejlődhet ki belőle,
• technológiai exportot tesz lehetővé.

A biomassza energetikai hasznosításának hátrányai:

• költségesebb a rendszerek megvalósítása egyes felhasználásnál (tüzelésnél),
• a hasznosítás a közvetlen költségek alapján drágább (az extenzív költségeket nem számítva), pl. biodízelnél,
• a biomassza tüzelők, illetve a távfűtőművek ronthatják a táj képét,
• némely technológia emissziós problémát vet fel.

(forrás: Barótfi István : Biomassza energetikai hasznosítása- Az Energiaközpont Kht. megbízásából, 2000.)

Magyarország primerenergia igényét 2007-es adatok alapján 62%-ban import forrásokból kénytelen fedezni. Az ilyen kiszolgáltatottságok enyhítésére az EU-nak egyre fontosabbá váltak a megújuló energiaforrások használatának támogatása, ennek megfelelően a megújuló energiaforrásból előállított energia támogatásáról szóló irányelve 20%-os megújuló energia részarányt ír elő az európai tagállamok részére a bruttó energiafogyasztásban 2020-ig. Magyarország 13%-os megújuló energia részarány elérését vállalta. (Simon Tamás: A biomassza felhasználás jelene és jövője Magyarországon , 2010.)

A megújuló energiaforrások közül a biomassza az, melyet jelenleg a legnagyobb mértékben, a legnagyobb hatékonysággal, a leginkább költséggazdaságos módon vagyunk képesek hasznosítani.

Magyarország fő biomassza alapanyagai az energianövények (fűz, akác, nyár, stb.), mezőgazdasági és erdészeti hulladékok, szerves melléktermékek (trágya, faipari maradék) és szerves hulladékok (szennyvíz, kommunális hulladék), a teljes biomassza készlete pedig 350-360 millió tonna, ebből 105-110 millió tonna elsődleges biomassza, tehát újratermelődik.

„A költséghatékonyság oka, hogy a biomassza alapanyagból történő energiatermelés alapvető technológiája nem sokban különbözik a fosszilis energiahordozók hasznosításának technológiájától”. ( Simon Tamás: A biomassza felhasználás jelene és jövője Magyarországon , 2010.) Az energiaátalakítás mindkét esetben a tüzelőanyag elégetésével történik, azonban logisztikailag és néha a feldolgozó rendszerek tekintetében is nagy költségvetésű fejlesztésekre van szükség.

De a biomassza nagyobb arányú hasznosítása mellett szól az, hogy a felújításra váró erőműveket (ebből nincs is olyan kevés Magyarországon), már biomassza-feldolgozásra alkalmas üzemekké alakíthatják, valamint az, hogy az ipari (mezőgazdasági, erdőipari) hulladékok szállításához szükséges infrastruktúra már kialakult a térségben.

Hazánkban jelenleg három nagyobb biomassza-erőmű működik (2007): AES Borsodi Hőerőmű, a Pannonpower Holding Rt. és az Ajkai Erőmű. Papkesziben és Szigetváron működnek további erőművek. Mindemellett a Raiffeisen Energy Kft. is nagy szerepet vállal a magyarországi biomassza-felhasználásban. A cég profiljába tartozik a biológiai eredetű tüzelőanyagok létrehozása, energiaerdők telepítése illetve a földtulajdonosok ösztönzése is ezen tevékenységekre. Fontos megjegyezni, hogy ha a jelenlegi hazai erőműveken kívül még további hatot hoznának létre, és a meglévőek teljesítményét is növelnék, elérnénk az itthoni erdőterület által szabott maximális lehetőségeket. (ganymedes.lib.unideb.hu)

Az elmúlt években a megújuló energiaforrásokból fedezett energia 5,1%-ra nőtt Magyarországon, ennek 90%-át a biomassza felhasználása teszi ki. A Közlekedési, Hírközlési és Energiaügyi Minisztérium által kiadott, a 2020-ig terjedő megp;uacute;juló energiahordozó felhasználás alakulásáról szóló előrejelzési dokumentum szerint Magyarország a megújuló energiaforrások tekintetében önellátásra törekszik, sőt, 2020-ra jelentős bioetanol exportőrré válhat, hiszen a szükséges alapanyagok megtermelhetőek az országban az etanol gyártásához (ha a tervezett beruházások is megvalósulnak). (Simon Tamás: A biomassza felhasználás jelene és jövője Magyarországon , 2010.)

Felhasznált irodalom:

biomassenergycentre.org.uk

energyquest.ca.gov

Barótfi István : Biomassza energetikai hasznosítása – Az Energiaközpont Kht. megbízásából

, 2000.

e-met.hu

ganymedes.lib.unideb.hu

Láng Ferenc: Növényélettan I., ELTE Eötvös Kiadó, 2007.