Biomassza - bevezetés világ primer energiafogyasztása, amely folyamatosan 2-2,5% közötti növekedési tendenciát mutat, 2008 = 12 milliárd tonna olaj egyenérték Átlag = 1,76 tonna olaj egyenérték (toe) volt / fő átlagot jelentős szélsőségek adják az USA-ban 7,73 toe, míg Indiában 0,36 toe jutott egy lakosra 2030-ra India mutatja a leggyorsabb növekedést, 3,9%-os éves átlaggal, őt követi Kína 3,5%-kal

Biomassza - bevezetés széndioxid-kibocsátás: 1. Kína 2008-ban, 2. USA, 3. Oroszország, illetve India és Japán biomassza felhasználásában sokan a megoldást látják korunk fokozódó energetikai és környezeti gondjaira Európai Unió megújuló erőforrásokra vonatkozó szabályozása -főleg a bioüzemanyagok esetében - nem kívánt társadalmi és környezeti hatások Biodiverzitás megőrzése üvegházhatású gázok csökkentése

Biomassza - fogalom biomassza biológiai eredetű szervesanyag-tömeg, egy biocönózisban vagy biomban, a szárazföldön és vízben található élő és nemrég elhalt szervezetek testtömege; biotechnológiai iparok termékei; és a különböző transzformálók összes biológiai eredetű terméke, hulladéka, mellékterméke biomassza elsődleges forrása a növények asszimilációs tevékenysége növényi biomassza = fitomassza, állati biomassza = zoomassza

Biomassza - fogalom termelési-felhasználási láncban elfoglalt helyük alapján a biomassza lehet elsődleges, másodlagos és harmadlagos elsődleges biomassza a természetes vegetáció másodlagos biomassza az állatvilág harmadlagos biomassza a biológiai eredetű anyagokat felhasználó iparok termékei, melléktermékei, hulladékai, szerves hulladékok

Biomassza - fogalom megújuló és meg nem újuló energiaforrások energiaforrásokat csoportosíthatjuk kimeríthetőségük szerint is megújulók közül a nap és a szél nem kimeríthető, viszont a biomassza ugyancsak kimeríthető primer energiaforrásokból szekunder energiahordozókat állíthatunk elő, üzemanyagokat vagy villamos energiát nyerhetünk

Biomassza - bevezetés világ negyedik legelterjedtebb energiaforrása a szén, a kőolaj és a földgáz után a biomassza energiaigények 23,69%-át a szén, 35,81%- át a kőolaj, 20,08%-át a földgáz, 6,56%-át a nukleáris hasadóanyagok, 11,15%-át a tűzifa, 2,32%-át a víz biomassza energiafelhasználásban való részesedésről eltérő adatok 10,2% (Enerdata, 2006), 6,8% (VGB PowerTech, 2007), 11,15% (Vital Signs, 2006-2007)

Biomassza - bevezetés nehéz felmérni, hogy mennyi is lehet a tényeleges mennyiség; szakirodalmak - eltérő adatok fotoszintézis révén évente mintegy 180 milliárd tonna biomassza képződik Láng (2009): 117,5 milliárd tonna, amelyből 9,1 milliárdot (7,7%) a növénytermesztés, 20-at (17,0%) a gyepek, 79,9-et (68%) az erdők adnak legnagyobb tömeget képviselő faj az antarktiszi krill, amely önmagában az összes biomassza 0,7%-a, 500 millió tonna

Biomassza - bevezetés az embert nem szokták biomasszaként emlegetni, a ma élő emberek tömege 100 millió tonna összes élő szárazföldi biomassza 800, a tengeri 5 milliárd tonna szenet tárol szárazföldi elhalt biomassza 1200, a tengeri 1000 milliárd tonna szenet tartalmaz szárazföldeken évente 56,4, a tengerekben 48,5 milliárd tonna szén megkötésére kerül sor a biomassza által

Biomassza - EU EU biomassza hasznosításainak célkitűzéseit 2010-ig, az ún. Fehér Könyv határozta meg könyv tartalmazta a megújuló energiaforrások felhasználásának növelésére irányuló Akciótervet, a megújulókból származó energia arányát 2010-re 12%-ra kívánja növelni 2001/77/EK irányelv Európai Uniós szinten 2010-ig 22,1%-ra kívánja növelni a megújuló energiahordozó bázisú villamos energia részarányát

Biomassza - bevezetés fosszilis tüzelőanyagok megújulókkal való helyettesítése mellett Közösség jelentős szerepet tulajdonít az energiahatékonyság javításának Energiahatékonysági Akcióterv (2000) évi 1%-os energiafogyasztás csökkenést irányoz elő 2008 - Parlament megszavazta az Unió „klímacsomagját”: 2020-ig 20%-kal kevesebb üvegházhatású gázt lehet kibocsátani, mint 1990-ben

Biomassza - bevezetés tagállam vállalások: 20%-ra növelik az energiafelhasználásban a megújulók arányát, továbbá 20%-kal javítják az energiahatékonyságot 2020-ra a közúti közlekedésben felhasznált üzemanyagoknak legalább 10%-a megújuló energiaforrásokból hazánk a 20% helyett 13%-ot vállalt 2008 - EU Megújuló Energetikai Irányelv: 2020-ra a bioenergetikai termelés 1/3-át a biogáz fogja képviselni 2148/2008.(X.31.) Korm. határozat: 2020-ra a megújuló energiaforrások felhasználásának el kell érnie a 186,3 PJ/év mértéket (2006-ben 55 PJ)

Biomassza - bevezetés 138/2009. (VI. 30.) Korm. rendelet a bioüzemanyagokról: a motorbenzin esetében az energiatartalomban kifejezett forgalomba hozott mennyiség 3,1% a dízelgázolaj esetében az energiatartalomban kifejezett forgalomba hozott mennyiség 4,4%

Biomassza - bevezetés KEOP a biomassza felhasználással kapcsolatban három beavatkozási pontot ad meg mezőgazdasági adottságok kedvezőek a biomassza-felhasználás tervszerű növelése terén, mezőgazdasági fejlesztéshez kapcsolódó, energiatermelést végző biomassza projektek - kis kapacitású üzemek prioritást élveznek nagy tömegben keletkező használt sütőolaj, illetve állati zsiradék energetikai és/vagy biomotorhajtóanyag alapanyagként történő hasznosítása növényi eredetű és hulladék alapú, valamint az állattartó telepeken keletkező trágyából és szennyvíziszapból előállított biogáz hasznosítás

Biomassza – hasznosítás területei fás szárú, különböző vágásfordulójú ültetvények telepítése lágy szárú növények szántóföldi termesztése biodízel előállításához olajos magvú növények etanol előállítására alkalmas növények mezőgazdasági eredetű energiaforrások osztályozása: szilárd biomassza; folyékony bioüzemanyagok; biogáz energiatermelésre létrehozott kultúrák - energiaültetvények

Biomassza - osztályozás primer (elsőleges) biomasszát: föld feletti és föld alatti rész; legelterjedtebb cukorrépa, burgonya hasznosítása biogáz vagy alkoholgyártáshoz; fakitermelésnél a gyökerek /tuskó kiemelése és aprítása; szekunder (másodlagos) biomasszát és tercier (harmadlagos) biomasszát: primer és a szekunder biomassza létrejötte-, hasznosítása vagy átalakítása közben keletkező kevert szerves anyag, ill. melléktermék

Biomassza - osztályozás a biomasszák, amelyek mint melléktermékek a főtermék előállítása mellett vagy közben jönnek létre, a melléktermék biomasszák Erdészeti melléktermék biomasszák - fenntartható erdőgazdálkodás technológiáinak alkalmazása során keletkeznek, és további kezeléseket igényelnek nevelővágásokból és Fakitermelésekből származhat a faanyag

Biomassza - osztályozás Lágyszárú melléktermék biomasszák: hagyományos mezőgazdasági melléktermékek és hulladékok mennyisége igen jelentős növényi melléktermékek egy része (a háztartási hőtermelésben energiahordozóul szolgált, az állattartás hulladékai pedig a szántóföldek tápanyag-utánpótlásánál (trágyázás) hasznosultak mezőgazdasági tevékenység átalakulása, az intenzív technológiák elterjedése, környezetvédelem ezen melléktermékek felhasználását visszavetette

Biomassza – prímer biomassza primer biomasszák energetikai felhasználási lehetőségei: Hőtermelés közvetlen elégetéssel fosszilis energiahordozókkal keverten (együttégetés) Konverzióval (átalakítással) energiahordozó előállítása mechanikai eljárásokkal tömörítéssel egyszerű kinyeréssel, biotechnológiai átalakítással

Biomassza – prímer biomassza Konverzióval (átalakítással) energiahordozó előállítása erjesztéssel fermentációval termikus átalakítással gázosítás vegyes fázisú átalakítás

Biomassza - osztályozás Energianövények: energetikai célra is hasznosítható (alternatív) haszonnövények speciális energianövények alternativ haszonnövények mezőgazdaságban termesztett élelmiszer- és takarmánynövények kémiai összetételük azonban lehetővé teszi azt is, hogy ne csak az eredeti célra hasznosítsák őket

Biomassza - osztályozás Alternatív felhasználás: gabonafélék tüzelőanyagként termés felhasználása pl.: a búza, kukorica felhasználása bioetanol-gyártáshoz burgonya felhasználása bioetanol- vagy biogázgyártáshoz a repce, a napraforgó felhasználása a biodízelgyártáshoz

Biomassza - osztályozás Napjainkban alternatív energianövénynek tekinthetők: repce napraforgó cukorrépa gabonafélék

Biomassza - osztályozás gabonafélék közvetlenül elégetve is használhatók energiahordozóként magvak fapellettel keverve (80% részarányig) speciális pellettüzelőkben jó hatásfokkal és gazdaságosan tüzelhetők módszer nagyon alkalmas biológiai okok miatt károsodott (eredeti célra alkalmatlan) magvak gazdaságos hasznosítására is

Biomassza - energianövények azokat a növények, melyeket azzal a céllal nemesítettek vagy szelektáltak, hogy azok teljes földfeletti anyagát energiatermelésre használják fel, vagy belőle energiahordozót állítsanak elő fás- és lágyszárú növények fás növények: szén- és hidrogén-tartalmuk viszonylag nagy, hamutartalom kicsi, energetikai hasznosítás esetében tüzeléstechnikai vagy környezetvédelmi gondot okozó anyagot (K, S, Cl, Si) viszonylag kis mennyiségben tartalmaznak

Biomassza - energianövények energianövényeket energetikai ültetvényeken termesztik ültetvények nagy előnye - termesztett biomassza lényegesen nagyobb koncentráltsággal van jelen búzatermesztés - szalma mennyisége átlagosan 3 t/ha, fajlagos energiatartalma kb. 15 GJ, energiahozam 45 GJ/ha szarvasi energiafű - hasznosítható hozama 10 t/ha, akkor az energiahozam 150 GJ/ha

Biomassza - energianövények energetikai ültetvények között a legnagyobb hagyománya a faültetvényeknek van; Okok: fás növényeknek természetes fajtái nagy fajtaválasztékkal állnak rendelkezésre, fás növények különböző fajtái igen változatos (vizes, nedves, üde, félszáraz, száraz) termőhelyre telepíthetők fa égetésnek igen nagy hagyományai vannak, jó tulajdonságokkal rendelkező tüzelőanyagnak (kis S, Cl, K tartalmú, kevés hamu) hasznosítási technológiája kialakult

Biomassza - energianövények fás ültetvényeket nem szükséges minden évben betakarítani, több év hozam, ami növeli az anyagkoncentrációt, a betakarítás hatékonyságát, csökkenti költségeit a betakarítás a vegetációs időszakon kívül, a mezőgazdasági holtszezonban folyik, akkor nem használt mezőgazdasági gépek egy része is üzemeltethető betakarítás halasztható az ültetvény korábbi és aktuális termésének elvesztése nélkül

Biomassza - energianövények hazánkban is vannak eredmények, eddig csekély figyelem erdészeti szaporítóanyagból származó ültetvények hozama esetenként nem éri el a külföldi klónok vagy a speciális nemesített fajták hozamát külföldről származó klónoknál egyes fajták hazai körülmények között csak részben teljesítik a külföldi termőhelyeiken elért hozamokat Napjainkban a fűz és a nemesnyár fajoknál igen jó hozamú hazai fejlesztésű szelektált fajtaváltozatokkal is számolhatunk

Biomassza - energianövények energetikai faültetvény a következő szempontok figyelembevételével szabad csak létesíteni: jó termőhelyen, ahol elegendő a víz és a tápanyag a folyamatos növényi produkcióra telepítéskor géppel jól járható területen, betakarítás időszakában is jó teherbírású talajon későbbi energetikai felhasználás logisztikai szempontjait is figyelembe-vevő termőhelyen

Biomassza - energianövények fás növényeket eredetük, lombozatuk, felújuló-képességük, méretük, termesztettségük alapján csoportosítjuk: Őshonosak, természetesen újulnak és természetes társulásokban élnek; Honosodottak, betelepültek, vagy betelepítették őket; egy részük már természetes úton felújul; Exoták, azaz a hazai klimatikus viszonyok az ilyen fafajok életfeltételeinek a határát jelentik. Természetes úton nem újulnak, természetes társulásuk nincs;

Biomassza - energianövények fás növényeket eredetük, lombozatuk, felújuló-képességük, méretük, termesztettségük alapján csoportosítjuk: Lombosak, azaz a mérsékelt égövi viszonyok között lombhullató levelekkel rendelkező fák, Tűlevelűek, azaz az örökzöldnek számító (fenyőfélék)

Biomassza - energianövények fás növényeket eredetük, lombozatuk, felújuló-képességük, méretük, termesztettségük alapján csoportosítjuk: Sarjadóképesek, a tőről levágás után tuskóról, gyökérről vagy mindkettőről hajtásokat hozó növények, Nem sarjadók, vagyis a földfeletti rész levágását követően a tuskó és a gyökérzet a talajban elpusztul, korhadásnak, rothadásnak indul

Biomassza - energianövények fás növényeket eredetük, lombozatuk, felújuló-képességük, méretük, termesztettségük alapján csoportosítjuk: kisebb kiterjedésű ültetvényeknél a telepítést 1,5 m sortávval, és 0,5 m tőtávval végzik nagyobb területű ültetvényeken, ahol a sorközművelést nagyteljesítményű traktorokkal működtetett munkagépekkel végzik, és a betakarításhoz is nagyteljesítményű betakarítógépeket alkalmaznak, előnyös az ikersoros, vagy a háromsoros telepítés; ilyen esetben 3,5-4 m széles művelősáv

Biomassza - energianövények fás növényeket eredetük, lombozatuk, felújuló-képességük, méretük, termesztettségük alapján csoportosítjuk: Természetes fajok Nemesített fajok, mesterséges úton – szelekcióval vagy keresztezéssel –előnyös tulajdonságokkal rendelkező fajták, amik továbbszaporításra kerülnek Klónok, a termesztő számára kedvező tulajdonságú egyedeket vegetatív módszerekkel szaporítják

Biomassza - energianövények Energetikai szempontból azokat a fafajokat tartjuk fontosnak: gyorsan növők különösen akkor, ha a levágást követően jól sarjadnak, azaz állományuk a sarjaztatással hatékonyan és gazdaságosan felújítható, ültetvények létesítésére alkalmasak, és növekedésük fiatal korban (1-10 év) nagyon intenzív olyan termőterületen, ahol gazdaságos dendromassza-termelés folyhat az adott termőhelynek megfelelő fajta megválasztásával

Biomassza - energianövények Két fő változata van a faültetvényeknek: ipari faültetvény (meghatározott fafajjal ipari nyersanyagot termelnek. pl. papírgyártás céljára) energetikai faültetvény (az adott termőhelyen a legnagyobb tömeg-hozamot elérő fafajokkal vagy klónokkal nagytömegű dendromasszát termelnek tüzelési célra)

Biomassza - energianövények energetikai faültetvényeknek két fontosabb technológiája ismert: újratelepítéses technológia: bármilyen fafajjal, hagyományos technológiával, de nagyobb növényszámmal telepített elegyetlen, egyfafajú állományt (monokultúrát) 6-15 évig tartják fenn, ezt követően betakarítják, és egységes választékká (tűzifa vagy energetikai apríték) készítik fel vágásterületen talaj-előkészítést végeznek, majd ismételt telepítésre kerül sor

Biomassza - energianövények sarjüzemű ültetvényekhez a gyorsan növő, és nagyon jól sarjadó nemesített vagy szelektált fafajokat tartjuk alkalmasnak fa levágását követően a visszamaradó tuskóról vagy a gyökérzetről új hajtások jelennek, meg, melyekből teljes értékű hajtások nőnek sajátságos technológiának a lényege és nagy előnye az, hogy egy alkalommal végzett talaj-előkészítést és telepítést követően 3-5 alkalommal végezhető a betakarítás

Biomassza - energianövények jól sarjaztatható fafajták: akácfajták (keménylombos) nemesnyárak változatai (lágylombosak) energetikai fűzfélék (faalakúak és bokorfüzek) nyeshető örökzöldek (sövény-tuják, ciprusok, buxusok)

Biomassza - energianövények sarjüzemű faültetvény-üzemeltetési technológiának két változatát alkalmazzák: sarjaztatásos, tőrevágásos technológia jellemzője az, hogy az ültetvényt megfelelő fafajtával telepítik, nagy tőszámmal (12-14000 db/ha), legtöbbször ikersorosan telepített ültetvényt az alkalmazott fafaj és hálózat függvényében 1-5 évenként teljesen tőre vágják; új ültetvény a tövekről sarjad - újrabetakarítás

Biomassza - energianövények sarjaztatásos, nyeséses technológia jól nyeshető fás ültetvények (pl. gyorsan növő örökzöldek) oldalhajtásait nyesik (többnyire évenként 2 alkalommal) ez a nyesedék kerül energetikai hasznosításra Ez is gazdaságos, munka és idő megtakarítás

Biomassza - energianövények fás szárú energetikai ültetvényekben főként az őshonos nyár, fűz, honosodott alapfajok közül a magaskőris, az akác, a feketedió és a vöröstölgy engedélyezhető ültetvények létesítéséhez az engedélyezettnél lényegesen kevesebb fafaj alkalmas eddigi kísérletek eredményei alapján az akác, néhány nemesnyár, egy-két faalakú fűz, valamint a pusztaszil vehető számításba kísérletek folynak a császárfával és a bálványfával

Biomassza - energianövények fakivágáshoz a legalkalmasabb gép alapgépből, manipulátorból és döntőfejből áll alapgép egy speciális erdészeti traktor, nagyon jó terepjáró-képességgel manipulátor hidrosztatikus elemekkel működtetett, 2-3 tagból álló kar, melynek végén található a döntőfej fej alkalmas a fa átvágására (fűrészelő elemmel vagy késes vágószerkezettel) és a rajta levő karokkal a fa stabil megfogására

Biomassza – ültetvény telepítése ültetvények létesítéséhez faültetvény létesítésére alkalmas szaporítóanyagra van szükség, előállítása szaporítóanyag-telepeken folyik simadugvány a jól gyökerező és sarjadó növény hajtásából darabolással előállított szaporítóanyag tulajdonságai szabványosítottak, többnyire 200 mm hosszú típusai a 1. szál- és 2. karódugvány: 1. talajszintben az ültetéskor vágják le; karódugványokat esetenként nem vágják vissza, utóbbi nagyobb ültetési mélységbe

Biomassza – ültetvény telepítése gyökeres dugvány a sima dugvány előnevelését szolgáló csemetekerti elültetésével jön létre - talajában gyökerezik gyökeres dugványokat csemetekiemelővel emelik ki, és elültetik ekével nyitott barázdába, vagy fúrt ültetőlyukakba gyökeres dugvány lényegesen drágább, mit a sima de a gyökeres szaporítóanyag ősszel és tavasszal is ültethető

Biomassza – ültetvény telepítése csemete (magcsemete) a mag elvetésével nyert szaporítóanyag olyan fafajoknál, melyek vegetatív módszerekkel nem, vagy biztonságosan nem szaporíthatók csemeték előállítása a gyűjtött mag elvetésével történik csemetével az akác energetikai faültetvényeket telepítik magcsemeték olcsóbbak, mint a dugványok, de az ültetés költségesebb

Biomassza - energianövények Élőhelyigény alapján az alábbi kultúrákat ismerjük: vízi energianövények (algák, hínárok) is megkezdődtek a kísérletek, viszonylag kis termőhelyi lehetőségek, és természetvédelmi korlátok elterjesztésükre egyenlőre csak speciális körülmények között (pl. erőmű hűtőtava) látszik lehetőség vizes élőhelyeken és más növény biztonságos termesztésre nem alkalmas, vagy vízgazdálkodási célokat szolgáló területeken (pl.: vésztározók) a nádfélék

Biomassza - energianövények szárazföldi (szántóföldi) energianövényeknek vannak jelenleg tényleges hasznosítási lehetőségei ezek között találhatók egynyáriak és évelők egynyári energianövények (C4 növények): rostlen; energiakender; cukorcirok-család alternatív hasznosítás esetén a repce és a napraforgó is kedvezőtlenül változó (melegedő) hazai klíma mellett is nagy szervesanyag-tömeget produkálnak

Biomassza - energianövények évelő energianövények közül eredményes hazai termesztési kísérleteken túljutva a gyakorlatban is hasznosítható: miscanthus (energianád, tatai japánfű, elefántfű) energiamályva szarvasi energiafű arundo (olasznád)

energetikai hasznosítás biomassza energetikai célokra történő hasznosításának előnyei: SO2 kibocsátás csökkenése, tüzelési célokra hasznosított biomassza kéntartalma minimális általában 0,1% alatt van. kisebb mértékű korom policiklikus aromás szénhidrogének kibocsátásának csökkenése CO2 kibocsátás nullának tekinthető

energetikai hasznosítás hátrányok: nagyobb NOx kibocsátás (levegő nitrogénjéből keletkezik a magasabb hőfokon történő égéssel) RME (repce metil-észter) megtámadja a lakk réteget, de ez a megfelelő lakkfajta magválasztásával kiküszöbölhető egyelőre nincs rá állami támogatás

energetikai hasznosítás Égetést számos tényező befolyásolja: éghető elemek minősége és aránya, illóanyagok aránya, szemcseméretek (részecskeméret) víztartalom hamutartalom

energetikai hasznosítás Szilárd biomassza égése komplex: kigázosodás, az elgázosodás, a szenesedés egymásból folyó és egymásba átmenő folyamatai ismerhetők fel, különböző folyamatrészekben igen jelentős a hőmérséklet-különbség

energetikai hasznosítás – a folyamat rostély elején szétterül, és a tűztérből származó sugárzó hő hatására először szárad (vízgőz lép ki az anyagból), majd felmelegedve elkezdődik a kigázosodás rostély alá vezetett primer levegővel égetjük a tüzelőanyagot, 1-nél kisebb légfelesleg (λ) miatt csak alacsony hőmérsékletű (750-800 °C) parázságy jön létre kis λ miatt az égés tökéletlen - CO2 mellett nagy mennyiségben távoznak CO és CxHy éghető gázok is

energetikai hasznosítás – a folyamat rostélyon a folyamatos betolás hatására előre haladó tüzelőanyag egyre jobban kigázosodik, majd elszenesedik, végül az elgázosodást követően a hamu lehull a hamukamrába alsó tűztérből kilépő éghető gázkeverék és vízgőz egy terelőtest mentén átlép a lángtérbe, bevezetett szekunder levegő O2-jével és a vízgőzből keletkező oxigénnel táplált égés folyik 1100-1250 °C-on CO2, NOx keletkezik

energetikai hasznosítás – a folyamat lángtérben a bevezetett levegő nitrogénjének egy része oxidálódik, és a füstgázban megjelenik a NOx is eltávolítása: füstgáz egy részét visszavezetik az utánégető térbe, füstgázban még jelenlevő CO reagál a NOx-dal, és a CO-ból CO2, a NOx-ból N2 jön létre, majd távozik biomassza kén tartalmából SO2 is lesz – tisztítás nem éghető alkotók között kálium és kalcium is megtalálható

energetikai hasznosítás – a folyamat oxigén hatására erősen bázikus hamut/szállóport képeznek, melyek a parázságyban illetve a lángtérben reakcióba lépnek a SO2-al, annak jelentős részét szulfátok formájában megkötik - a kén egy része a kamrahamuban, másik része a porleválasztóban visszamarad, jelentősen csökkentve a SO2-emissziót

tüzelőberendezések fejlődése tüzelőanyag elégetése szabad felületen történt, és a szálláshelyeken emelt edények alatt, szabadtűzben folyt az energia előállítása füstgázok a födémen kialakított nyílásokon távoztak, később szabadkéményeket használtak hőenergiára a főzéshez volt szükség, a fűtés csak a sugárzó hő révén valósulhatott meg

tüzelőberendezések fejlődése szabad égetés látványos, ugyanakkor drága megoldásai a nyitott kandallók voltak, teret sugárzó hővel fűtötték, de kis mértékben a kandallótestben és a falazatban már lehetőség volt hő tárolására is, tűz leégése után, ha a kéményt lezárták, a tárolt hő egy ideig a térfűtésben hasz- nosult hőtermelés igen alacsony hatásfokkal folyt

tüzelőberendezések fejlődése hamar megjelentek a zárt égetők, amelyek három részből, a többnyire falazott tűztértestből, a kéményből és a töltő-levegőszabályozó ajtóból álltak kemence, a cserépkályha, később a vaskályhák tűztér és a fűtött tér között a falazat található - tűztérben felszabaduló hőt hővezetéssel adta át a környezetnek (esetleg egy ideig tárolta is) ma is divatban vannak pl. a cserépkályhák (jó hatásfok 60%); falazat jelentős mennyiségű hőt tud tárolni, rossz hővezetés miatt lassan, egyenletesen adnak le a környezetnek

energiatermelés hatásfoka megfelelő tüzelőanyaghoz megfelelő tüzelőberendezés – jó hatásfok lehető legjobb hatásfok elérése mellett a hőtermelés és a hőhasznosítás egymástól elkülönülten is megvalósítható legyen kastélyokban a cserépkályhák kezelő/töltő elemei a fűtött helyiségen kívül volt (fűtőfolyosó), és ez a fejlesztés eredményezte a kazánok létrejöttét az energiatermelő és -hasznosító egy keringtetett hőhordozó közbejöttével valósítja meg a tüzelőanyag hasznosítását

tüzelőberendezés felépítése aprítékot a közeltárolóból a behordócsiga hozza a betápláló csigához betápláló csiga emelkedő pályán mozgatja az aprítékot, meggátolható a levegő szabályozatlan bejutása az égetőtérbe, megelőzhető a visszaégés is tűztérben sík, mozgatott rostély van, rostély alól a száraz hamutérből csiga hordja ki a hamut a gyűjtőbe égéslevegőt ventillátorok szállítják; primer levegőt a rostélyra, a szekunder levegőt a lángtérbe vezetik

tüzelőberendezés felépítése Hőtermelő egység részei: tűztérpadozat rostély, tűztérfal, lángterelő utóégető égéslevegő-ellátó rendszer Ezek együtt a tűzteret alkotják.

tüzelőberendezés felépítése tűztérpadozat az egyszerűbb tüzelőberendezések tűzterét alulról zárja le; tűzálló anyaggal burkolt sík terület, amelyen, vagy amely fölött a biomassza ég rostély a szilárd tüzelőanyag égés közbeni megtartására, illetve a parázságy létrehozására szolgál álló vagy mozgó; ferde vagy vízszintes; mozgatott ferde rostélyos tűzterek az optimálisak!!

tüzelőberendezés felépítése tüzelőberendezések rostélytüzelésű v. rostély nélküliek rostélytüzelésű: települési és termelési szilárd hulladékokra; rostély nélküli: folyékony és paszta állapotú termelési hulladékokra, vmint iszap égetésére levegő bevezetése: rostélyon keresztül (primer levegő); rostély feletti tűztérbe vezetve (szekunder levegő)

tüzelőberendezés felépítése rostélytípusok hengerrostély visszatoló rostély előtoló lengőrostély ellenáramú előtoló rostély rostélyok biztosítják a hulladék keverését, mozgatását, lehetővé teszik az égéságy megfelelő levegőztetését

tüzelőberendezés felépítése rostély nélküli hulladékégetők tűztér kialakításában különböznek általában hengeres, így majd x2-re növelik a hősugárzás intenzitását salakolvasztásos üzemmódban is üzemeltethetők típusai: forgódobos kemencék; égetőkamrák; emeletes kemencék; fluidizációs kemencék stb.

tüzelőberendezés felépítése tűztérfal négy oldalról határolja a tűzteret, anyaga acél külső oldalán szabad tér vagy hőhordozó gyakoribb: külső oldalon hőhordozó (víz) található, és a vízteret újabb lemez zárja le, kívül hőszigeteléssel acél kedvezőtlen – ezért elé falazatot építenek; tűzzel érintkező felülete samottégla, vagy tűzálló beton biomasszák esetében falazat bázikus legyen

tüzelőberendezés felépítése túlnyomásos (más néven turbó) kazánoknál a levegő ventillátor segítségével kerül a tüzelőanyaghoz ventillátorok levegőszállítása jól szabályozható - égési folyamat optimalizálható égéshez szükséges levegőt egy, két vagy három zónában vezetik be levegőmennyiség befolyásolja: 1. égés minőségét, 2. intenzitását, 3. keletkező füstgáz minőségét, 4. tüzelés hatásfokát

tüzelőberendezés felépítése bevezetett levegőmennyiséget a légfelesleg-tényező (λ) jellemi λ=1 = bejuttatott levegőben a tökéletes égéshez szükséges mennyiségű oxigén van λ<1 = égés nem tökéletesen, sok CO is keletkezik, égés folyamatos, de viszonylag alacsony hőmérsékletű λ>1 = tüzelőanyag tökéletesen elégethető, de az égés magas hőmérséklete miatt a N2 jelentős része is oxidálódik + sok füstgáz

tüzelőberendezés felépítése lángterelő: falazatnak a tűztérbe nyúló része; égő gázok keverését, az előégéshez szükséges időtartam növelését, gázkeverék lángtérbe vagy hőcserélőbe terelését segíti hőhordozó: hőcserélőben keringtetve átvegye és tovább szállítsa azt a hőenergiát, amelyet a füstgázból átvett anyagát illetően megkülönböztetünk folyadék-, gőz- és gáz (levegő) hőhordozót

tüzelőberendezés felépítése folyadék hőhordozó - víz vagy olaj vizet használják hőhordozóként, mert viszonylag nagy fajhője miatt kis folyadékárammal nagy hőáramok hozhatók létre atmoszférikus (nyitott) rendszerekben a víz 100-105 °C hőmérsékleten alkalmazható magasabb hőmérsékletű víz csak nyomás alatt (zárt rendszer) állítható elő

tüzelőberendezés felépítése termoolaj 325 °C hőmérsékletűre is hevíthető forrás nélkül lehetőség nyílik olcsó, nyomásmentes kazán üzemeltetésére, hőenergiát egy közbenső hőcserélőn keresztül lehet átadni gőzt mint hőhordozót igen régen használják ok: gőzzel nem csak hőenergiát, hanem mechanikai energiát is lehet továbbítani gőzt gőzkazánban állítják elő; kazán a névleges nyomás alapján lehet atmoszferikus, alacsony-, közép- és nagynyomású

tüzelőberendezés felépítése magas nyomású gőz = energiagőz; hőhordozó nyomása mechanikus teljesítményátvitelre (pl. dugattyús motorok működtetésére) is jó alacsonynyomású a kazán 7 bar értékig; nagyobb nyomásnál közép- és a nagynyomású kazánok működnek egyszerűbb hőtermelők 15-30 bár nyomáson működnek, és 250-350 °C hőmérsékletű gőzt állítanak elő, erőművekben a magasnyomású gőzkazánok alkalmazása a jellemző (nyomás/ hőmérséklet jellemzője 100/500) biomassza-bázisú gőzkazánok (nagynyomásúak is) - villamosenergia-termeléshez szolgáltatnak gőzt

tüzelőberendezés felépítése tüzelőanyag-betápláló rendszer közvetlenül kapcsolódik a tűztérhez feladata a tüzelőanyag szabályozott, egyenletes betáplálása visszaégés nélkül leggyakrabban csigás- vagy dugattyús beadagolókat használnak tüzelőanyag egy része az ún. közelkészlet tárolóban található. Ezt a teret az átadószerkezet kapcsolja össze a betápláló rendszerrel

tüzelőberendezés felépítése tárolótér alján bolygató-adagoló elem - aprítékot a felhordó csiga vályújába tereli apríték a csiga-vályúból az átadócsatornába, onnan a cellás adagoló közbejöttével a betolócsiga működésével jut be a kazán tűzterébe

tüzelőberendezés felépítése szilárd biomasszák tűztérbe juttatásának alapmegoldásai: befúvás betolás befúvás (pneumatikus bejuttatás) porokkal végezhető; tiszta levegővel égőtérbe, vagy gázfáklyába levegővel, esetleg levegővel, szénporral keverve betolás gyakrabban alkalmazott; műveletet végző szerkezeti megoldás szerint csigával, hidraulikával működtetett dugattyúval tűztérhez kapcsolódás helye szerint alátolós, rátolós

tüzelőberendezés felépítése hamukamra a tűztér alatt található benne elhelyezett gyűjtő-kihordó csatornában a kiégett anyag nem éghető részét (hamu) fogadja be; lehet száraz és vizes hamukamra száraz gyűjtőjében az időnként lehulló tüzelőanyag-részek tovább égnek vizes csatornában az égést a víz azonnal megszünteti hamut szalagos vagy csigás kihordóval hamugyűjtőbe mozgatják

tüzelőberendezés felépítése hőcserélő - tűztérben keletkező hőenergiát onnan elvonja, és átadja a hőhordozónak besugárzott (a tűztérben keletkező hősugárzásnak kitett) hőcserélőt, vagy a hőenergiát hordozó füstgázzal érintkező felületű hőcserélőket használnak kazán belső kialakítása szerint a hőcserélő lehet lángcsöves, füstcsöves vagy vízcsöves

tüzelőberendezés felépítése füstgázventillátor égés közben keletkező füstgázok áramoltatását végzik füstgáz áramlásának útjában levő elemek (hőcserélők, porleválasztók, szűrők) jelentős áramlási ellenállást jelenthetnek, melyek a huzatot csökkentik kazánban csökkenti a nyomást, a kéményben viszont növeli a huzatot - kedvezően befolyásolja az égési folyamatokat égés optimalizálásához ventillátorok szállítják a szabályozott mennyiségű levegőt; jelentős túlnyomás nélkül lehetséges a nagy mennyiségű füstgáz mozgatása

tüzelőberendezés felépítése porleválasztó, füstgáztisztító porleválasztó ciklonban a gázsebesség jelentős csökkenésének eredményeként, és a porszemcsék ciklonfalnál bekövetkező fékeződése miatt a durvább szemcsék kiválnak, és a ciklon alján gyűlnek össze durva por leválasztására alkalmas

tüzelőberendezés felépítése zsákos szűrő speciális ipari szövetből készül zsák anyaga a füstgáz áramlási sebességét jelentősen csökkenti, zsákszövet anyagán levő apró nyílások mérete miatt csak a finom porok áramolhatnak tovább itt leváló por a pernye

tüzelőberendezés felépítése elektrofilter a legfinomabb porleválasztó szerkezet áramló füstgázt elektromosan töltött részen vezetik át, az elektromos térben a porszemcsék feltöltődnek töltéssel rendelkező porszemek a leválasztó lényegét képező elektródok közé jutnak, ahol az ellentétes töltésű részre tapadnak feltapadt porréteget időnként mosással, vibrációval stb. módon eltávolítják

tüzelőberendezés felépítése kémény - füstgáz hőcserélőtől történő elvezetése kijuttatása olyan magasságban, hogy onnan a környezetbe ne bukjon vissza az áramló levegővel keveredve olyan mértékben híguljon, hogy belélegezve már ne okozhasson kárt Jellemzői: magasság; áramlási keresztmetszet; fajlagos hőmérsékletcsökkenés (ºC/m); huzat létrehozás alapján: 1. épített - téglából, betonöntéssel stb.; 2. szerelt

Biomassza energetikai hasznosítása Fosszilis források helyett növényi anyagokat, biomassza anyagokat használnak Turbinák egy részénél további újszerűség - víz helyett szerves olajokat alkalmaznak munkaközegként (ORC) „új” energetikai berendezés a Stirling motor, amely tetszőleges KÜLSŐ (akár alacsony hőmérsékletű) hőforrás (napsugárzás, kőzethő) felhasználásával képes mechanikai munkát vége belsőégésű motorokban, turbinákban először a szerves anyagot el kell égetni

Biomassza energetikai hasznosítása CHP berendezések = (Combined Heating and Power Plant, kogeneráció) ugyanabból az energiaforrásból egy időben állítunk elő egy gázmotor, vagy turbina által hajtott generátorral villamos energiát és a hőleadást hasznosítva hőt Előnyök: bevezetett energia akár 86%-a hasznosítható hasznosítható energia megoszlása (gázmotor) 37%-a villamos energia, 49%-a hőenergia 35%-al kevesebb tüzelőanyag - környezetszennyezés

Biomassza energetikai hasznosítása CCHP berendezések = (Combined Cooling and Heating Power Plant), trigeneráció Kapcsoltan elektromos energiát, fűtést és hűtést biztosító berendezések villamosenergia-termelés mellett a hasznosítható hőt nemcsak fűtésre, hanem hűtésre is használhatjuk, hűtési teljesítmény a hőteljesítmény 70%-a Előnyök: CHP + nagyobb arányú kihasználási lehetőség a nyári időszakban történő hűtéssel

Biomassza energetikai hasznosítása CHP, és a CCHP berendezések az elektromos energia és a hő előállítást tekintve kétfélék: Előbb van „mozgás”, ezzel elektromos energia előállítás, a hő ilyenkor „hulladék” 1. belsőégésű motor (szakaszos), vagy 2. turbina (folyamatos), amelyben magas hőfokú (800-1000 C) égetéssel kémiai energia „alakul át” mechanikai és hő energiává Előbb van hő, és ha nem kell mind, akkor be lehet kapcsolni az elektromos energiatermelő motort

Biomassza energetikai hasznosítása Régi „Új” berendezések: Stirling motor, (külsőégésű motor) mechanikai munkavégzésre Stirling hűtő Abszorpciós hűtő berendezés Gőzmotor (Spilling motor) Alacsony hőmérsékletű gőzturbina (Organic Rankin Cycle = ORC) Energia (elektromos energia, hő) tároló rendszerek: 1. Hőenergia tárolása: legegyszerűbben forróvizes tartályban, forró olvadt NaCl-ban 2. Elektromos energia tárolása: közvetlenül akkumulátorban

Biomassza energetikai hasznosítása – CHP kiserőművek Jellemzők: összevont villamosenergia és fűtési energia termelés magasabb hatásfokot eredményez jellemzően a hőfelhasználás helyéhez közel találhatók, így a hő- és villamos energia szállítási vesztesége alacsony Előnyök: 1. Magas összenergia hatásfok. 2. Sokfajta tüzelőanyaggal alkalmazható 3. Hosszú élettartam rendelkezésre állás 4. A villamos- és hőenergia termelés összetétele változatható

Biomassza energetikai hasznosítása – CHP kiserőművek Hátrányai: Lassú hőfelfutás Alacsony villamos energia és hő hányados Részei: 1. Széntüzeléssel, fatüzeléssel működő gőzfejlesztő (gőzkazán) 2. Gőzturbina 3. Generátor 4. Kondenzátor (Hőcserélő) 5. Tápszivattyú

Biomassza energetikai hasznosítása – CCHP kiserőművek biomassza eredetű üzemanyagokkal működő belsőégésű motorokkal Részei: 1. alkoholos, biodízeles, biogázos nagy, állandó fordulatszámú motor, 2. generátor, 3. kipufogó gázok számára gőzfejlesztő hőcserélő, 4. abszorpciós hűtő berendezés

Biomassza energetikai hasznosítása – CCHP kiserőművek Gázmotoros kiserőmű jellemzői – GyőrHő Kft.: teljesítményét a nyári távhőigényre méretezik 1. motor 20 kV-on, a 2. és 3. motor 10 kV-on csatlakozik az elosztó hálózatra 1. motor által termelt villamos energiából fedezi a társaság a telephelyének villamos energia szükségletét évi 72 millió m3 földgáznak már csak a felét tüzelik el Győrben a fűtőműben másik fele a CCHP erőműben kerül felhasználásra – villamos és hőenergia

Biomassza energetikai hasznosítása – CCHP kiserőművek Mikroturbinás berendezések: Részei: mikroturbina, generátor, hőcserélő, rekuperátor (hővisszanyerős szellőztető készülék), fűtőkör, abszorpciós hűtőrész

Biomassza energetikai hasznosítása – ORC minierőművek Alacsony hőmérsékletű hőforrást használnak fel Részei: hőforrás (kazán, forró etilénglikol napkollektorból, forró víz a kőzetből), hőcserélő szilikon olaj elgőzölögtetésre, lecsapató-hőcserélő fűtésre Alapelv: Rankine-körfolyamat vagy Clausius–Rankine-körfolyamat egy termodinamikai körfolyamat, mely a hőenergiát mechanikai munkává alakítja Külső hőforrás, hőhordozó - víz

Biomassza energetikai hasznosítása – ORC minierőművek (víz alapú) gőzturbinás rendszer hatásfoka a gőzhőmérséklet függvényében : Csak elektromos energia termelő erőmű Utóhevítővel ellátott erőművi blokk Túlhevített gőzzel működő erőművi blokk Szuperkritikus túlhevítéssel dolgozó erőművi blokk

Biomassza energetikai hasznosítása – ORC minierőművek Rankine-Clausius körfolyamat szerkezeti komponensei: kazán a vizet felmelegíti, és nagynyomású gőzt hoz létre turbinában a gőz expandál, alacsony nyomású gőz keletkezik, turbina rotorjának forgatásával munkát végez kondenzátorban hőleadás útján az alacsony nyomású gőz lehűl és lekondenzál vízzé tápszivattyú az alacsony nyomású alacsony hőmérsékletű víznek megemeli a nyomását és visszajuttatja a kazánba CEU

Biomassza energetikai hasznosítása – ORC minierőművek újabban gyakran használnak szerves anyagokat, például pentánt vagy butánt vízgőz helyett Hatásfok alacsony (15-18 %), viszont a költségek (beruházási és üzemeltetési) alacsonyak, nagyon kedvező feltételek mellett lehet elektromos energiát előállítani Típusok: biomassza kazánt alkalmazó, naphőt -, kőzethőt hasznosító

Biomassza energetikai hasznosítása – ORC minierőművek Működési elve: a forró vizet egy hőcserélőre vezetik, ahol az átadott hő elegendő a szerves folyadék elpárologtatásához a gőz hajtja meg a speciális turbinát, majd a hűtővízzel lehűtött gőz térfogatváltozása vákuumot hoz létre a kondenzátorban - a turbina második fokozatát meghajtja a folyamat a Rankin ciklus hőcserélőből a kőzetvíz visszainjektálásra kerül

Biomassza energetikai hasznosítása – Abszorpciós hűtő a kompresszoros berendezésekkel szemben nem igényel villamos áramot hűtés a bevitt hő hatására közvetlenül megy végbe, vegyi folyamatok segítségével működésük szerint lehetnek direkt vagy indirekt fűtésűek direkt fűtésű hűtőt lehet gázzal vagy egyéb tüzelőanyaggal működtetni indirekt változat gőzzel vagy valamilyen közvetítő közeggel kerül fűtésre

Csúcskazán energia felhasználásban jelentkező csúcsigények kielégítésére csúcskazánokat is működtetni kell a rendszerben Párhuzamos rendszerek: 1. napkollektor – biomassza kazán; 2. hőszivattyú – csúcskazán; 3. napkollektor – kandalló – gázkazán komplex fűtési rendszerek - távhőszolgáltatáshoz is jól illeszthetők hőszivattyús rendszerek előnyös lehet a biomassza-tüzelésű csúcskazán alkalmazása

Csúcskazán hőszivattyús technológia - nemcsak energiahatékonyságot biztosító technológiát jelent, hanem a megújuló energiaforrások és a különben elvesző hulladékenergiák célszerű hasznosítási módja technológia jól kombinálható egyéb megújuló hasznosítási formákkal, sőt elterjedésüket kifejezetten ösztönzi (napkollektor, biomassza – biogáz csúcskazán, biogáz-motor, Stirling-motor stb.)

Csúcskazán Párhuzamosan kapcsolt kazánok indítása nagyobb fűtőművek: Gyakran a kézi indítás, leállítás külső hőmérséklet ill. annak előrejelzése alapján Ha állandó kezelőszemélyzet van (általában van) aki a hidraulikai és tüzeléstechnikai előkészítésről is gondoskodik

Csúcskazán közepes vagy kisebb fűtőművek(nagyobb kazánházak): Automatikus indítás, leállítás, üzemvitel kazánok bizonyos külső hőmérsékletnél (termosztátról) lépnek be és aztán együtt üzemelnek kazánok közös előremenő hőmérsékletről állásos kapcsolóval indulnak

Biomassza energetikai hasznosítása Távhőellátó rendszerek elemei hőtermelő [fűtőerőmű, fűtőmű] hőszállító [távvezeték] körzeti elosztó központ hőfogyasztó

Tüzelőanyag logisztika megtermelés: Biomassza Folyékony üzemanyag Bioüzemanyagok Mezőgazdasági melléktermékek

Tüzelőanyag logisztika kitermelés: Szilárd tüzelőanyagok: tőzeg, tüzifa Fosszilis tüzelőanyagok (lignit, barnaszén, földgáz stb.) Nem hagyományos fosszilis tüzelőanyagok (palagáz, LNG)

Tüzelőanyag logisztika - tőzeg a szárazföld mintegy 3 %-át borítják tőzegmocsarak ám a területük - kisebb részben a kitermelés, nagyobbrészt a mocsarak lecsapolása, a tőzeg felégetése és a mezőgazdasági művelésbe vonás miatt - folyamatosan csökken "tőzegtelenítés" jelenleg világ széndioxid-termelésének 5-6 %-ért felelős (azaz kétszer annyiért, mint a légi közlekedés) tőzeg megóvása minden más tevékenységnél hatékonyabban csökkenti a levegőbe kerülő széndioxid mennyiségét

Tüzelőanyag logisztika - tőzeg tőzegkitermelés megkezdésétől a talajmintáknak folyamatosan ellenőrzik a minőségét egy részét a cég saját laboratóriumai végzik és végigkísérik a teljes gyártási folyamatot annak érdekében, hogy a vásárlók megfelelő minőségű, biztonságos takaróföldet kapjanak tőzeg nyersanyagok Worpswede 100 km-es körzetéből származnak. 2013 óta a Topterra szoros kapcsolatot ápol a Turba nevű vállalattal Papenburgban, közösen dolgoznak a „Teufelsmoor” mocsár rekultivációján

Tüzelőanyag logisztika - tüzifa tűzifa klasszikus esetben fűrész és fejsze segítségével készül többnyire olyan fáról van szó, amely a haszonfa-kitermelés során nem értékesíthető tűzifa sarangolt árú, amely 1 m-es (általában nem hasított) darabra vágott hengeres farászekből áll 1 m3-es sarang méretei: 1 m × 1 m × 1,7 m. Az árú általában erdei rakodón van így ahhoz kapcsolódhat szállítási költség

Tüzelőanyag logisztika - tüzifa hasogatáskor keletkező nagyobb felület gyorsabb száradást tesz lehetővé csak kezeletlen fát szabad elégetni. Festett vagy lakozott fa - egészségkárosító, vagy akár rákkeltő anyagok szabadulhatnak fel Minél szárazabb, annál jobb gyújtáshoz a tűlevelűek alkalmasabbak, mert használatukkal lényegesen gyorsabban érhető el a tiszta égéshez szükséges hőmérséklet

Tüzelőanyag logisztika - tüzifa fa mindig jó választás. A fa hagyományokkal rendelkező tüzelőanyag a legrégibb energiahordozó, melyet az emberiség használ számos, aprítékkal, tűzifával és pellettel történő, kipróbált tüzeléstechnika létezik, melyek a fával való fűtést ismét széles körben elterjedtté tették fosszilis nyersanyagok végessége és az üvegházhatás erősödése - elbizonytalanodás

Tüzelőanyag logisztika - tüzifa fa tüzelőanyagként történő energetikai használata mellett számos érv szól: megújuló energiahordozó, és fenntartható gazdálkodás mellett végtelenül rendelkezésre áll Emisszió-szegényen, gyakorlatilag kén kibocsátása nélkül ég, és a szén-dioxidmérlege is kiegyenlített regionális szinten elérhető, ezáltal csökkenti és lerövidíti a szállítási utakat használata csökkenti a fosszilis nyersanyagoktól való függőséget, növeli a régió gazdasági erejét és új bevételi forrást jelent a mező- és erdőgazdaságnak

Tüzelőanyag logisztika - tárolás Szénformák veszítenek víztartalmukból a tárolás során A fossziliseknél a tároló kapacitás igény csekély A megújulóknál nagy tároló kapacitás kell Tárolás: stabil körülmények, időjárási körülmények kizárása, minőség megőrzése

Tüzelőanyag logisztika - behordás Tárolóba való behordás Tüzelőtérbe való behordás Frissen behordott fán lecsapódhat a pára Kellő mennyiségű tüzelőanyag behordás – tűztér hőmérséklet stabilan tartása

füstgáztisztítás, hamu kezelése, tűzvédelem, munkavédelem a kimenő anyagok (a teljes ciklust figyelembevéve): salak, hamu, pernye és/vagy elektrofilter por, füstgáz, füstgázmosó szennyvíz (nedves mosás esetén), mosóvíz tisztítási iszap (nedves mosás esetén), füstgáztisztítási maradék (száraz, félszáraz tisztítás során), egyéb füstgáztisztítási maradék (aktív szén vagy egyéb szorbens).

füstgáztisztítás, hamu kezelése, tűzvédelem, munkavédelem füstgázhűtés, hőhasznosítás: a 900-1000 0C-os füstgázokat 250-300 0C-ra kell hűteni közvetlen módszer: levegőbefúvással v. vízgőz-bepermetezéssel hűtik közvetett módszer: hőcserélők 15-20 GJ/h hőteljesítmény felett célszerű a füstgázok hőtartalmát hasznosítani

füstgáztisztítás, hamu kezelése, tűzvédelem, munkavédelem a maradékok mennyisége égetés során 300-350 kg/t elégetett hulladék salak olvadási tartománya 1100-1600 0C össz. szerves szén tartalma 3 t% izzítási veszteség kevesebb legyen, mint a száraz súly 5t%-a a pernye a salak mennyiségének 15-20 t%-a: kloridokat, nehézfémeket, ként, fluoridokat tartalmaz kizárólag veszélyes hulladéklerakóban helyezhető el

füstgáztisztítás, hamu kezelése, tűzvédelem, munkavédelem a szennyezőanyagok elsősorban a szálló pernyében dúsulnak fel az itt kondenzálódott szennyezők a pernye leválasztásával a füstgázból eltávolíthatók fontos a szerves kötésű szén eltávolítása a szálló porból, mert ez meghatározó a furánok és dioxinok képződése szempontjából furánok és dioxinok: kazánok kis hőmérsékletű részében (300-400 0C) szén, szervetlen kloridok és réz-klorid jelenlétében, katalitikus reakcióban keletkeznek

füstgáztisztítás, hamu kezelése, tűzvédelem, munkavédelem füstgázok portartalma 99%-nál nagyobb hatásfokkal leválasztható száraz v. nedves elektrofilterek, ill. szövetszűrők alkalmazásával gáz szennyezők leválasztására füstgázmosási eljárásokat használnak

füstgáztisztítás, hamu kezelése, tűzvédelem, munkavédelem égetésnél három komplex füstgáztisztítási rendszert alkalmaznak száraz szorpciós eljárás félszáraz tisztítási eljárás nedves tisztítási eljárás

füstgáztisztítás, hamu kezelése, tűzvédelem, munkavédelem alacsony nyersgáz-szennyezettségnél és kisebb füstgáz mennyiségénél használható szennyezőanyag csökkentésére szolgáló adalékanyagot száraz porként fújják be a reaktorba, a reakció hőmérséklet-tartománya a víz harmatpontja felett található és maradékanyagként száraz por képződik adalékanyag általában mészhidrát (CaOH2) finomszemcsés porát fújják be és statikus keverővel finoman eloszlatják a füstcsatorna keresztmetszetén

füstgáztisztítás, hamu kezelése, tűzvédelem, munkavédelem adalékanyagot folyadékként juttatják a füstgázáramba (mésztej, nátronlúg) ez az eljárás is a vízharmatpont hőtartománya felett működik és maradékanyagként száraz por keletkezik reakcióterméket porleválasztóban (pl. zsákos) választják le nagy leválasztási hatásfok nagy abszorbens felesleget igényel

füstgáztisztítás, hamu kezelése, tűzvédelem, munkavédelem először egy elektrofilterben leválasztják a pernyét, majd az első mosófokozatba lépéskor a füstgázt harmatpontra hűtik és utána egy-, két- v. többlépcsős mosással leválasztják a szennyezőket mésztejet v. nátronlúgot használnak két csoportjuk: szennyvízkeletkezéssel v. anélkül működők egyes telephelyeken a képződő szennyvizet bepárolják (füstgáz hőtartalmának hatására párolog el) a HCL és a HF cc. 96-99%-kal, a SO2 cc. 85-98%-kal lehet csökkenteni; nehézfém emisszió 90-95%-kal mérsékelhető

füstgáztisztítás, hamu kezelése, tűzvédelem, munkavédelem füstgáztisztítás további technológiai leírásai a „biomassza energetikai hasznosítása” című fejezetben találhatóak!! Hamukezelés szilárd tüzelőanyagok általában valamilyen arányban tartalmaznak nem éghető anyagokat (ásványi anyagokat, vagy hamut) fa és biomassza tüzelőanyagok gyakran kevesebb, mint 1% hamut tartalmaznak, szenek átlagosan 6-30%-ot, egyes alacsony minőségű szenek 50-60%-ot is

füstgáztisztítás, hamu kezelése, tűzvédelem, munkavédelem hamu finomabb összetevői (szállópor) a füstgázba kerülnek, és részecskegyűjtő berendezéssel távolíthatók el nagyobb hamurészecskéket (tűztéri hamu) valamilyen tárolóban gyűjtik össze a kemence, vagy kazán alján hamurészecskék egy része a kazánfalakra rakódhat; ha a falak hőcserefelületként működnek – a lerakódásokat rendszeresen el kell távolítani

füstgáztisztítás, hamu kezelése, tűzvédelem, munkavédelem hamurészecskék megolvadnak, a lerakódás eltávolítása nehézzé válhat és akadályozhatja az áramlást és a hőcserét a tüzelőanyag, vagy tüzelőanyag-keverék olvadási hőmérsékletének ismerete fontos a lerakódás megelőzése szempontjából őrölt tüzelőanyaggal üzemelő rendszerekben a hamu megközelítőleg 80%-a szállóhamu és 20%-a tűztéri rostélytüzelésű rendszerek esetében az arány fordított, 20% a szálló- és 80% a tűztéri

füstgáztisztítás, hamu kezelése, tűzvédelem, munkavédelem hamu karbontartalmát (gyulladási veszteség – LOI ) rendszeresen ellenőrizni kell LOI jó indikátora a tüzelési hatékonyságnak hamu magasabb karbontartalma arra utal, hogy kevesebb tüzelőanyag ég ki teljesen alacsony karbontartalmú hamu tehát egyszerre jelent jó tüzelési hatékonyságot és jó értékesítési lehetőséget

füstgáztisztítás, hamu kezelése, tűzvédelem, munkavédelem gondolni kell a robbanások, tüzek, égések és fulladás veszélyeire is zajártalom és a különböző szennyezőanyagoknak való kitettség hosszú távon egészségügyi kockázatot jelent hatékonyabb égés elérésére való törekvés egyben a robbanási kockázatot is növeli folyamatos képzés és továbbképzés a figyelem fenntartásának kulcsa

füstgáztisztítás, hamu kezelése, tűzvédelem, munkavédelem ipari tüzelőberendezésekben az elektronikus szabályozóprogramoknak két funkciója van: (a) el nem égett tüzelőanyag felhalmozódásának megelőzése gyulladási forrás jelenlétében; (b) gyulladási források eltávolítása, ha a tüzelőanyag felhalmozódáshoz vezető meghibásodás történik

füstgáztisztítás, hamu kezelése, tűzvédelem, munkavédelem a): el nem égett tüzelőanyag felhalmozódás a megelőzésének legjobb módja egy megbízható automatikus tüzelőanyag-levegő arány-szabályozó rendszer ezzel összehangolt automatikus kemencetér-nyomásszabályozó alkalmazása; adagolást is szabályozza havária tartalékrendszer egy záró szelep, ami a tüzelőanyag adagolást lánghiba, egyéb meghibásodás esetén leállítja

füstgáztisztítás, hamu kezelése, tűzvédelem, munkavédelem b): gyulladási források eltávolítása, a gyújtóégő-láng, szikragyújtás, izzó gyertya, vagy a többi égőláng automatikus kioltása révén történik legtöbb üzemeltetési szabályzat és hatóság előírja a lángellenőrző berendezések használatát 810°C alatti hőmérsékleten üzemelő kazánok esetében

füstgáztisztítás, hamu kezelése, tűzvédelem, munkavédelem minden olyan épületnek, amiben tüzelőanyagtüzelésű berendezés, vagy égető található, rendelkezni kell egy rugós kézi lezáró szeleppel, épületen kívül, a kijáratoknál, vagy a vezérlőben elhelyezett pánikgombokkal, amivel az égő épületet elhagyó személy el tudja zárni a tüzelőanyag útját gázvezetékeket magasan vagy föld alatt kell vezetni

füstgáztisztítás, hamu kezelése, tűzvédelem, munkavédelem földalatti vezetékek elhelyezkedéséről pontos feljegyzéseket kell készíteni föld feletti gázvezetékeknek jól jelzett záró szelepekkel kell rendelkeznie, amelyek létra nélkül elérhetők kézi, vagy automatikus szelepet rendszeres karbantartásnak és ellenőrzésnek kell alávetni (min. havonta egyszer) folyékony propán olajok, vagy szilárd tüzelőanyagok tárolása szabályozások szigorú betartása mellett

Mi a biogáz? Összetétel Szervesanyag lebontás: anaerob Aerob Szervesanyag származási hely szerinti csoportosítás: Kommunális szennyvíz iszap Mezőgazdasági hulladék Szilárd kommunális hulladék

Meghatározás-összetétel A biogáz szerves anyagok anaerob térben, mikroorganizmusok közreműködésével történő erjedésekor keletkezik. A biogáz: metán (60-65% CH4) és széndioxid (30-35% CO2) keverékéből álló gáz, kommunális szennyvíziszap, állati trágyák és mezőgazdasági maradékok fermentációja során termelődik.

Anaerob biodegradáció-fermentáció Olyan bomlási folyamata az anyagoknak, amely természetes feltételek között (aerob és/vagy anaerob) mikroorganizmusok hatására történik Szilárd hulladék esetén a biodegradálódás folyékony hulladékok esetén biológiai lebontás (fermentáció) elnevezés

Anaerob iszapfermentáció A szennyvíztisztítás során keletkező iszapok (5-6% szárazanyag tartalom, ill. 60-70% szerves anyag tartalom) anaerob rothasztó tartályokban történő kezelése során a mezofil tartományban(33-35 °C) 20-30 nap alatt az eredeti szerves anyag tartalom kb. 45-50%-a lebomlik és biogáz keletkezik (65%CH4, 35%CO2) oxigénmentes környezet, ideális hőmérséklet (+33-35°C), sötétség és megfelelő nedvesség legyen

Mikrobiológiai alapok HIDROLÍZIS - Hidrolizáló mikroorganizmusok (zsírok, cellulóz, keményítő, fehérjék) SAVAS ERJEDÉS - Acetogén mikroorganizmusok (cukrok, aminosavak, zsírsavak) METÁN FERMENTÁCIÓ – Metanogén mikroorganizmusok (illékony zsírsavak – acetát -, hidrogén)

Az anaerob fermentáció célja Biogáz előállítása, hasznosítása iszap tömegének és térfogatának csökkentése iszap fertőzőképességének csökkentése Biológiailag stabil biotrágya előállítása A keletkező biotrágya mezőgazdasági és/vagy rekultivációs hasznosítása

A fermentáció optimális feltételei Tápanyag összetétele; nedvesség/szárazanyag tartalom A mikroorganizmusok fajtái, számuk 30-60 °C Tartózkodási idő: 10-30 nap Keverés pH ( 7,2-7,6) Reaktor kialakítás: anyag-szerkezet, forma, szigetelés, fűtés, keverési módok Keletkező végtermékek: Biogáz ( metán és széndioxid keveréke) Biotrágya (3-4% szárazanyag tartalmú iszap)

Mezőgazdasági hulladékból termelt biogáz Alapanyagok: Növényi alapanyagok: Árpaszalma Búzaszalma Energiafű Fű Kukoricaszár Len Kender Nádhulladék Rozsszalma Repce Rizsszalma Zabszalma Állati trágya alapanyagok: Tehén Hízómarha Ló Sertés koca+szaporulata Hízó Juh Baromfi Vágóhídi hulladék

Szárazanyag tartalom szerinti fermentáció Kétféle eljárás Nedves: 4-6% szárazanyag tartalom (Anaerob rothasztás: mezofil vagy termofil tartományban) - Félszáraz: 20-30% szárazanyag tartalom (kétlépcsős technológia, aerob előkezelés, anaerob termofil rothasztás)

Mezőgazdaságban alkalmazott biogáz előállítás technológiák gyakorisága Anaerob körülmények között: fermentorban (reaktorban) Mezofil eljárás a létesítmények ~90%-nál Termofil eljárás 5% Vegyes eljárás 5%, első lépcső mezofil ~37°C ~28 nap, a második lépcső termofil ~55°C ~10-20 nap a tart. idő

Folyamat optimalizálása Folyamatos, előmelegített alapanyag adagolás Alapanyag összetétel fokozatos változtatása Rothasztást gátló anyagok kizárása Megfelelő keverés Hőmérséklet pontos tartása Tartózkodási idő biztosítása (elegendő térfogat)

A fermentáció előnyei Szerves hulladék anyagok környezetkímélő fel-dolgozása Értékes energiaforrás -biogáz- előállítás A kellemetlen szaghatások csökkennek Az iszapstruktúra átalakul Kevésbé szennyezi a légkört metánnal Kis tápanyagveszteség Javul a növények tápanyag-hasznosítása A biotrágya higiénizálása

A berendezés méretezésének lépései Az alapanyagok mennyiségének felmérése Szárazanyag- és a szerves anyag-tartalom meghatározása Erjesztő reaktor térfogat méretezése biotrágya tároló térfogatának méretezése Napi gáztermelés előzetes számítása A gáztároló térfogatának megválasztása Gázkazán vagy gázmotor teljesítményének meghatározása

Kommunális szilárd hulladékból keletkező biogáz: depóniagáz Keletkezés: lassú szerves anyag lebomlás Gyűjtés: gázkutakkal, elvezetés csővezetékkel Ártalmatlanítás - hasznosítás (22/2001. (X.10.) KöM rendelet) előírásai alapján

Depóniagáz összetétele Fő komponensek: Metán 45-55% Szén-dioxid 30-40% Nitrogén 2- 8% Oxigén 0- 1% Mellék komponensek: A gáz képződés melléktermékei (kén-hidrogén, ammónia, hidrogén) A beszállított hulladék összetevői (szilícium vegyületek, stb.)

Depóniagáz ártalmatlanítás a metántartalom függvényében Gázmotoros hasznosítás CH4 > 45% Gázfáklyás égetés CH4 > 25% Biofilter CH4 < 4% Nem katalitikus oxidáció 1,5% < CH4 < ~30% Az oxidáció 1,5 % alatt is lehetséges gáz hozzákeverése mellett.

A biogáz- depóniagáz hasznosításának általános lehetőségei Hőtermelés Villamos energia termelés Kapcsolt energia termelés, villamos energia és hő együttes előállítása CO2 értékesítés (ÜHG gázok, CO2 egység, CH4 21-szeres hatás) Gáztisztítás, értékesítés Tüzelőanyag cella (hidrogén és oxigén elektrokémiai egyesítése, egyen-áram keletkezik, valamint víz és széndioxid)

Biogáz tüzelés kapcsolt villamos energia termeléssel - lehetőségei Gázmotor Kombinált ciklusú gázturbinával megvalósított kogeneráció (gáz-gőz körfolyamat) Nyílt ciklusú gázturbinával megvalósított kogeneráció (hőkiadás a hőhasznosító kazánból) Micro-gázturbina (egységteljesítmény max: 100 kW)

Biogáz tüzelés kapcsolt villamos energia termeléssel - lehetőségei kogeneráció (CHP = combined heat and power) kombinált hő- és energiatermelés villamos- és hőenergia együttes termelését jelenti egyazon primer energiaforrásból primer energiahordozó lehet gáz, vagy biomassza abszorpciós hűtő beépítésével trigenerációról - azaz kapcsolt hőenergia, hidegenergia és villamos energia előállításról- beszélünk

Gazdaságossági számítások - Alapfogalmak Költségek (C): Az előállítás bemenő elemeinek (tőke, tüzelőanyag, energia) pénzben kifejezett értéke Állandó (fix) költségek (Ca): azok a költségek, amelyek nem vagy csak kismértékben függnek az energia mennyiségétől Változó költségek (Cv): azok a költségek, amelyek az energiaszolgáltatással együtt változnak Feltáratlan (rejtett) költségek: olyan költségek, melyek a múltban merültek fel és nem tárhatók fel

Gazdaságossági számítások - Alapfogalmak Árbevétel (I): egy időszakban (naptári évben) elért értékesítés árbevétele Nyereség/veszteség (P): egy időszakban (naptári évben) az árbevételek és a költségek különbsége Határköltség (energetika: növekményköltség): egy cselekvési változat eredményét a költségek (C) és a hozzátartozó naturália (energia) változásának hányadosaként (ΔC/ΔE) kifejező mutató.

Az energiaellátás költsége és ára Az energiaellátó vállalatok két meghatározó költsége: a rendszer és berendezéseinek elhasználódási költsége, a rendszer értékcsökkenése szolgáltatott energia költsége Az energiaellátás két meghatározó árbevétele: a lekötött kapacitás után fizetett ún. teljesítménydíj, a szolgáltatott energia ára.

Állandó költség értékcsökkenés és az energiarendszer berendezéseinek fizikai és funkcionális kopása mértékében beálló értékcsökkenése, és a pótláshoz szükséges alapok képzése valódi és a könyv szerinti érték általában nem azonos az üzembe helyezés pillanatában értékcsökkenési leírásra, mint termelési költségre a nyereségszámításnál (adózásnál) van szükség beruházási alternatívák értékelésénél a valódi érték, valamint a beruházás megtérülése és hozama érdekes

Beruházási költség Az energetikai létesítmények beruházása hosszú ideig tart, a költségek több éven keresztül merülnek fel: könyv szerinti érték (a tényleges költségek összege, mely tartalmazza az inflációt is): valódi érték (a beruházásra fordított pénznek milyen átlagos hozamot (i) kell, eredményeznie):

Karbantartási költség új berendezések létesítése mellett gyakoribb a régi berendezések karbantartása minél öregebb a rendszer, annál nagyobb a karbantartás igénye minden évben összegezhető a karbantartásra fordított költség felújítások lényegében karbantartások általában a fő berendezések felújítása inkább beruházás, míg a segédberendezéseké inkább karbantartás

Évi energiaköltség energiaköltség változó költség, és döntő részben a felhasznált tüzelőanyag költségével arányos ahol Qü a felhasznált évi tüzelőhő mennyisége [GJ/év] pü a tüzelőanyag hőára [Ft/GJ]

Teljesítménydíj / Energiadíj teljesítménydíj elvileg az energiaellátás fogyasztókhoz való kiépítésének egyszeri beruházási költségét fedezi az értékcsökkenésen keresztül energiadíj elvileg az energiaellátás fogyasztókhoz való eljuttatásának folyamatos tüzelőanyag költségét fedezi (átfolyó költségnek is nevezik)

Beruházási döntések beruházási döntésre az a jellemző, hogy nem lehet megfordítani rossz volt a döntés, annak a nyereség látja a kárát jó döntés született, a beruházás a várt idő előtt megtérül a többlettőkével együtt befektetett tőke visszatérül, ha T[visszatérülés éve]>T[lekötés éve]

Gazdasági szereplők Gázértékesítő (GÉ, MOL Rt.), Gázszolgáltatók (GSZ), Különböző fogyasztócsoportok (fcs): lakossági fogyasztók (lf), nem lakossági (nlf), nagy fogyasztók (nf)

Gazdasági szereplők - energiaellátás Közüzemű erőművek, Szállító (MVM Rt.), Független (nem közüzemű) áramtermelők, Áramszolgáltatók, Fogyasztók: lakossági, nem lakossági.

Közüzemű erőművek költsége egyes közüzemű erőműben a villamosenergia-termelés költsége: állandó költség: üzemköltség: összes költség: villamosenergia-termelés átlagköltsége:

Közüzemű erőművek árbevétele Teljesítménydíj: Áramdíj (energiadíj): Erőmű: Villamosenergia-termelés átlagár:

Független erőművek áramátvételi díja Átvételi kötelezettség megújuló energiából (geotermikus, nap, szél, biomassza vagy biogáz, hulladékhasznosító erőmű és 0,1-5 vízerőmű) MWe távhő termelt villamos energia: 23 Ft/kWh (2005.09.01-től) Átvételi kötelezettség (>5 MW víz, egyedi gázerőmű, 6-50 MWe nem távhő célú hőenergiával, 50 MWe-nál nagyobb távhő célú hőenergiával kapcsoltan) termelt villamos energia

Napszakok (nem munkanapokon a csúcsidőszak is völgyidőszak) Napszakok (zónaidők) Nyári időszámítás Téli időszámítás Csúcsidőszak nappali 08-14 óra között 07-13 óra között Csúcsidőszak esti 18-21 óra között 17-20 óra között Völgyidőszak reggeli 06-08 óra között 05-07 óra között Völgyidőszak nappali 14-18 óra között 13-17 óra között Völgyidőszak éjszakai 21-03 óra között 20-02 óra között Mélyvölgyidőszak 03-06 óra között 02-05 óra között

Áramszolgáltatók Költségek: állandó: üzemi: összes: Árbevétel: átvitel: rendszerirányítás: rendszerszintű szolgáltatás: lakossági fogyasztók: nem lakossági fogyasztók:

Áramszolgáltatók Árbevétel nem lakossági és lakossági fogyasztóktól: teljesítménydíj: áramdíj:

Gazdasági szereplők - távhő Közüzemű erőművek (villamosenergia-termelés kapcsolt hőtermeléssel) Távhő-szolgáltató vállalat Fogyasztók: lakossági, nem lakossági Városonként eltérő, ármegállapítás; Önkormányzat

Távhőszolgáltató költsége Beruházási költség: Évi állandó költség: Fűtőmű üzemköltsége

A távhőszolgáltató árbevétele lakossági fogyasztóktól rendelkezésre állási díj, míg a nem lakossági fogyasztóktól teljesítménydíj: lakossági és nem lakossági fogyasztóktól hődíj: