Megújuló nyersanyagok a növénytermesztésben

Az előadások a következő témára: "Megújuló nyersanyagok a növénytermesztésben"— Előadás másolata:

1 Megújuló nyersanyagok a növénytermesztésben

2 A növénytermesztés tradicionális feladata mellett (élelmiszer, takarmánytermesztés, ökológiai feladatok) egyre nagyobb szerepet kapnak a más irányú felhasználási módok, amelyeket a technikai és tudományos fejlődés tett lehetővé, továbbfejlesztve a már régóta gyakorolt technikákat. - kenő és zsírozó anyagok, - festék anyagok, - panelek, szigetelő anyagok, - gyógyszer alapanyagok, - műanyaggyártás, - biológiai átalakítás, kemikáliák előállítása, - bioenergia, - biogáz, - biomassza (faanyagok hasznosítása), - hajtó- és üzemanyagok – új trendek

3

4 Még 2050-ben is a fosszilis energiahordozóké lesz a főszerep.
Az elemzők szerint a kormányok elsősorban saját országuk energiaigényének fedezésével törődnek, és csak végső kényszer – az energiahordozók drágulása vagy hiánya – miatt döntenek összehangolt akciók, például a klímavédelmi egyezmény továbbfejlesztése vagy a fogyasztás drasztikus csökkenése mellett. Még az sem változtat látványosan az energiahordozók arányán, ha a közeljövőben felgyorsul a nemzetközi együttműködés, és a fogyasztást csökkentő megoldások kapnak elsőséget.

5 A tanulmány szerint a fogyasztáscsökkentő változatban 13 százalékkal kevesebb energiával is elműködik a világ, de a megújulók aránya – bár majdnem a háromszorosára nő – még mindig csupán 30 % körül lesz. A nagyobb fogyasztást feltételező első esetben a világ több megújuló energiaforrást vesz igénybe, de az arány így sem lesz magasabb 37 százaléknál. A szénhidrogének aránya a mainak a felére (28 % százalékra) zsugorodik, miközben megnő a széné. A nem megújuló – szén-dioxid – kibocsátásuk miatt globális felmelegedéshez hozzájáruló – fosszilis források részesedése mindkét változatban lényegében azonos (63, illetve 64 %). A takarékos verzióban azonban nagy szerepet kap a szén-dioxid elnyeletése – például kimerült gázlelőhelyekbe való pumpálása – aminek nyomán százalékkal kevesebb üvegházhatású szén-dioxid kerülhet a légkörbe.

6 Megújítható energiaforrások

7 A megújítható energia-források közül az ember energetikai céllal a biomasszát hasznosítja a leghosszabb ideje és erre épültek első társadalmai is. De még napjainkban is, mintegy 2 milliárd ember fő energia-forrása a tűzifa.

8 A biomassza energetikai átalakításának célja és módja
- A biomassza energetikai átalakításának célja: közvetlenül hasznosítható energiahordozó nyerése. Ezen belül a cél lehet hőtermelés, villamosenergia termelés vagy motor hajtóanyag előállítása. - Minél kevesebb lépésben történik az átalakítás, annál nagyobb a biomassza nettó energia hozama, viszont ezzel együtt annál helyhez kötöttebb a nyert energia felhasználása. Ellenben minél több lépcsős az átalakítás, annál kisebb a nettó energia hozam, de annál kisebb fokú a felhasználás helyhez kötöttsége is. - Az átalakítási módok közül a legegyszerűbb a tüzelés, amelyet drágít a brikettálás. Ez azonban csökkenti a szállítás költségeit a tömörítés révén és a tüzelés automatizálásában is előnyt jelent. - Bonyolultabb és fajlagosan költségesebb berendezéseket kíván a gázosítás és a biogáz termelés.

9 - A legtöbb átalakítási lépcsőt a metanol-, etanol-, alkohol-, növényi olaj termelés tartalmaz. Ennek a nettó energia hozama a legkisebb, ám az így létrehozott energiahordozó hasznosítási lehetősége a legszélesebb és a felhasználási helyhez kötöttsége is a legkisebb fokú. Környezetvédelmi szempontból kiemelendő a biogáz termelés, amely hozzájárul a hulladékok ártalmatlanításához és így kifejezetten csökkenti a környezetterhelést. Kifejezetten a hazai biomassza égetéssel és biogáz-erjesztéssel történő hasznosításra helyeztük a hangsúlyt.

10 A megújítható erőforrások termelésének szabályozása az Európai Unióban
Földkivonás - Termelési támogatások Közvetlen kifizetések Agrár-környezetgazdálkodási kifizetések, valamint Kedvezőtlen adottságú területek kompenzációs kifizetése Magyarországon kb Ft hektáronként A pihentetett terület nagysága a támogatott terület 10 %-a.

11 Az erdőterület megoszlása elsődleges rendeltetés szerint (%)
Az összes megújuló energiaforrás a hazai energiatermelésből 3,38 %-kal részesedik. Ez az adat becsült adat és az összes megújítható energiaforrásra vonatkozik, melyekből a tűzifa 83 %-kal részesedik. Ebből 10,9 MJ/kg hőértékkel számolva 2,7 millió t a hazai tűzifa felhasználás. Az erdőterület megoszlása elsődleges rendeltetés szerint (%) Forrás: ÁESz, I.1.

12 Az erdők hozamai világviszonylatban
Földrész és ország Erdőproduktum, m3/ha fenyő lombos együtt Ázsia 85 90 Afrika 55 45 Észak-Amerika 105 100 Közép Amerika 70 80 Dél-Amerika 140 190 185 Óceánia 94 58 60 Európa 95 Magyarország 82 157 115

13 Hasznosítható mezőgazdasági melléktermékek
t/év Hasznosítható % Felhasználható t/év Kukoricaszár és csutka 30 Szőlővenyige 100 Gyümölcsfa-nyesedék Kalászosok szalmája 54 összesen Forrás: Barótfi, Kocsis – Vass 1999, 8-9)

14 A rendelkezésre álló biomassza mennyisége
Forrás: Állami Erdészeti Szolgálat 2004, DEFRA a, b, saját kalkuláció

15 Magyarország biomassza egyenlege
Össz-kereslet Össz- kínálat Kereslet a kínálat %-ában Csak tűzifa 78 Csak tűzifa és ipari fa 69 Biomassza csak égetésre 16 Csak biomassza hulladék 79.547 1 Összes biomassza 24

16 A klímaváltozás hatása a kereslet-kínálat egyenlegére
Össz-kereslet Össz- kínálat Kereslet a kínálat %-ában Csak tűzifa 150 Csak tűzifa és ipari fa 135 Biomassza csak égetésre 20 Csak biomassza hulladék 79.547 1 Összes biomassza 30

17 Megújuló erőforrásokból termelt áram termelésének összes mennyisége ill. aránya nem növekszik, hanem csupán strukturálisan átrendeződik. Vagyis a lakossági vagy más közvetlen felhasználási lehetőségek helyett a rendelkezésre álló faanyag mennyiségeket az erőművek áramtermelésre hasznosítják. A növekvő fa értékesítési árak azt eredményezhetik, hogy a lakosságnak az a rétege, amely számára eddig a fa jelentette az alapvető energiaforrást, a kényelmi szempontokat is figyelembe véve versenyképesnek fogja ítélni az egyéb energiaforrásokat. Veszélybe kerülhet a fenntartható erdőgazdálkodás. A jelenlegi szabályozás indokolatlan többlet jövedelmeket biztosít az erőműveknek és részben az erdőgazdaságoknak. Ez esetben a meglévő erdőkből származó faanyagból, vagy azok bizonyos minőségi féleségeiből termelt áramot ki kell venni a „megújítható forrásból származó” minősítés alól.

18 Megújítható energia MTA-TAKI alapján 2007.

19 A biogáztermelés helyzete napjainkban
Az erjeszthető nyersanyag mennyiségét tekintve – bár a mezőgazdasági termelés visszaesésének következtében (állatlétszám drasztikus csökke-nése) valamivel kevesebb áll rendelkezésre, a hazai energiaszükséglet akár mintegy 8 %-át képes lenne fedezni. Az erjeszthető hulladék mennyisége és az ebből előállítható energia Hulladék 2000 2005 Mezőgazdasági és élelmiszeripari (millió t) 5,0 Települési szilárd hulladék (millió t) 2,3 2,4 Települési folyékony hulladék (millió t) 5,5 5,2 Szennyvíziszap (millió t) 0,7 1,1 Mezőgazdasági és erdőgazdasági maradványok (millió t) 28,0 30,0 Összesen (millió t) 41,5 43,7 Ebből termelhető biogáz (milliárd m3) 6,6 6,9 Nyerhető összes villamosenergia (milliárd kW) 13,2 14,8 Forrás: Országos Hulladékgazdálkodási Terv alapján Bio-Genezis Környezetvédelmi Kft

20 Trágyából előállítható biogáz
Forrás: Saját felmérés és kalkuláció

21 Az energiafüvek biogázüzemben való hasznosításáról tudnunk kell, hogy míg az égetése esetében a nedvességtartalom csökkenésével javul a hatásfok, addig a biogáz termelés esetén a biogáz hozam a nedvességtartalommal együtt nő. Az alkalmazandó növény beltartalmi jellemzőit illetően a biogáz termelésre leginkább alkalmasak a könnyen bontható, magas szénhidráttartalmú növények. Ezért a lignocellulóz tartalmú növények metánhozama csekélyebb. A leginkább alkalmas ún. biogáz energianövények a következők: - nádképű csenkesz, - óriás keserűfű, - szudáni fű, - zöld pántlikafű, - olasznád, - Szarvasi energiafű

22 Energetikai célú biomasszatermelés szántóföldön
A hazai erdőállomány adatai és a középtávon (1-3 éven belül) várható energetikai biomassza igény alakulása alapján számított biomassza mérleg egyértelműen mutatja az ültetvényszerű energetikai biomasszatermelés megvalósításának szükséges-ségét. Mindezek után csak azon mezőgazdasági területeket kell meghatározni, ahol mind ökológiailag, mind gazdaságilag biztonságosan termelhetőek energianövények. Természetesen ehhez a megfelelő, termőhelyi adottságokhoz és a növény igényeihez igazodó termesztéstechnológia is szükséges.

23 Energiaültetvények termesztésének gazdasági jellemzői
fás szárú rövid vágásfordulójú (4 év) ültetvények lágy szárú rövid vágásfordulójú (4 év) ültetvények lágy szárú egy éves növények A fás szárú ültetvények esetében az ültetvény életkora 20 év és vágásfordulója 4 év. A lágyszárú ültetvényeknél 15 éves élettartammal számoltunk, amellett hogy évente történt betakarítás. Az egyéves növények a vetésforgóba illesztve évről évre a gazdaság más-más területein termeszthetők.