Hirdetés

A biomassza

Az ökológiai meghatározás szerint a biomassza valamely élettérben egy adott pillanatban jelen lévo szerves anyagok és élolények összessége. A biomassza mennyisége megadható az egyedek számában, tömegében, energiatartalmában. A klorofillal rendelkezo növények a levego szén-dioxidjából és vízbol a napenergia segítségével szerves anyagot, egyszeru cukrot állítanak elõ. Ebbol az egyszeru cukorból a növények a legkülönbözubb szénhidrogén vegyületeket tudják létrehozni, és keményítové, cukorrá vagy cellulózzá alakítva raktározni. Azok az állatok, amelyek zöld növényekkel táplálkoznak, ezt az elraktározott tápanyagot használják fel, és alakítják át zsírokká, miközben önmaguk is táplálékká válnak. Az elhalt húsevo állatokat és más szerves anyagokat végezetül a lebontó baktériumok juttatják vissza a tápanyagkörforgás kiinduló szakaszába. Az ökoszisztémában létrejövo szervesanyag-mennyiség tehát a zöld növények által a fotoszintézis során a Nap sugárzó energiájából átalakított és megkötött kémiai energia. Ez az energiamennyiség áll rendelkezésre a növény saját életfolyamataira, valamint az állatok számára. A biomassza tehát transzponált napenergia.

Egy adott területen lévo szervesanyag-mennyiséget a beérkezo napsugárzás mennyisége és a területen megtalálható vegetáció típusa határozza meg. Az ebbol hasznosított mennyiséget azonban a fogyasztói struktúra is jelentõsen befolyásolja, amit leginkább az adott ország történelmi hagyományaitól, gazdasági, politikai helyzetétol függ. A biomassza energetikai célú hasznosítására abban az esetben kerülhet sor, ha a rendelkezésre álló biomassza elegendo a lakosság élelmezésére és a talaj szervesanyag-tartalmának megorzésére, ugyanakkor az ily módon eloállított energiára szükség van, és ehhez a megfelelõ technológiák rendelkezésre állnak. Tehát nem egyértelmuen az illeto ország társadalmi berendezkedése, földrajzi elhelyezkedése, lakosságszáma, nemzeti jövedelme, vagy az abszolút energia-felhasználása határozza meg azt, hogy az miként él a rendelkezésére álló biomassza adta lehetoségeivel, vagy miként próbálja javítani ezeket a lehetoségeket.

A biomassza tömegének növelése történhet növény-nemesítéssel, génmanipulálással, megfelelo fajtaválasztással, de kifejezetten energetikai célokra az úgynevezett energianövények termesztése jelenthet megoldást. A nagyobb mennyiségu biomassza nem csak élelmezési, energetikai problémák megoldása lehet, hanem a légkör növekvo szén-dioxid-tartalmának ellensúlyozásában is nagy jelentosége van.

Tüzelési célra a biomassza elsõsorban mezo- vagy erdogazdasági ill. faipari termelés melléktermékeként vagy hulladékaként jelenik meg. A szántóföldi növénytermesztés melléktermékei közül a különbözõ gabonafélék szalmája, a kukorica szára és csutkája, valamint néhány egyéb növény szármaradványa használható fel tüzelési célokra. Az ültetvények melléktermékei közül a szolovenyige és a gyümölcsfanyesedék jöhet számításba, valamint erdogazdaságokban, fatelepeken, fafeldolgozó üzemekben keletkezo, továbbfelhasználásra már alkalmatlan fahulladékok, és azok az ültetvények, amelyeket kifejezetten energetikai célra ültettek. A hulladék növényi részeket többnyire bálázzák, aprítják, szükség és lehetoség szerint keverik, majd többnyire brikettálással tömörítik. Az így kapott tüzeloanyag futoértéke meghaladhatja a hazai barnaszenek futoértékét, elégetésükre a hagyományos kazánok kisebb átalakításokkal alkalmasak. Nagy elonyük, hogy minimális kéntartalmuk miatt a környezetet kevésbé károsítják.

Figyelmet érdemelnek a már említett energiaerdok is. Ezek olyan - mezõgazdaságilag nem hasznosított területekre telepítheto - speciális faültetvény, amelyekbol a legrövidebb ido alatt, a legkisebb költséggel nagy mennyiségu és jól égheto tüzeloanyag nyerheto. Az energiaerdo vágásfordulójának idotartama lehet mini (1-4 év), midi (5-10 év), rövid (10-15 év), közepes (15-20 év) és hosszú (20-25 év). E telepítési típusra olyan fafajok alkalmasak, amelyeknek a fiatalkori növekedésük intenzív, könnyen hajtanak és nagy tömegu faanyagot produkálnak, könnyen kitermelhetok és természetesen jól égnek. Magyarországon e célra használható fafajok a gyertyán, juhar, hárs, fuz, éger, nyír és az akác.

Mezogazdasági jellegu településeken mindig is jellemzo volt a keletkezo hulladékok elégetése. Valószínuleg a hulladékok gondosabb összegyujtésével és a Nyugat-Európában már bevált eljárások illetve berendezések átvételével és továbbfejlesztésével tovább lehet csökkenteni a szemét arányát a felhasználható hulladékok javára.

Biomasszából folyékony energiahordozó is nyerheto, azonban csak bizonyos határokon belül tekinthetok alternatívaként, bár szakértok szerint elvileg elképzelheto, hogy a mezogazdaság energetikailag önálló lehet. Ezek az energiahordozók egyrészt alkoholok, másrészt olajok és zsírok. Az alkoholok közül motorhajtóanyagként elsosorban a metanol és az etanol jöhet számításba. Bár a gyakorlatban a benzint és a gázolajat egyaránt helyettesíthetik, a világban jellemzõbb a benzin részleges (bekeveréses) vagy teljes helyettesítése. Magas oktánszámukkal kiváló, környezetbarát - ólom és kénmentes - benzinadalékok lehetnek.

A növényi olajok széles skálájára jellemzo, hogy a kézikönyvek 130-140 féle növénybol kinyerheto olaj jellemzoit tartják számon. Hazánkban leginkább a repce, a napraforgó és a szója termesztheto nagy mennyiségben. A legtöbb tapasztalat a repce termesztésével és feldolgozásával kapcsolatban halmozódott fel. Egyes országokban több évtizedes múltra tekint vissza az észterezett olajának motorhajtóanyagként történo használata. Több módszert dolgoztak már ki az adalékolt növényi olajok használatára is. Ezeknél az eljárásoknál a növényi olajokat különbözõ receptek szerint elkészített adalékanyagokkal a gázolajhoz teszik hasonlóvá.

Az eddigi tapasztalatok szerint az elért eredmények nagyon széles határok között szóródnak, összefoglalóan megállapítható, hogy a szériában gyártott motorok tisztán növényi olajjal nem hajthatók, azonban az üzemanyaghoz 10-15 %-ban keverve tartós üzemelés lehetséges. Ennek gazdaságosságát több elemzés a számos negatív befolyásoló tényezo miatt erosen megkérdojelezi.

A biomasszából anaerob körülmények között, a növényi és állati maradványok lebomlásakor, erjesztésekor, rothadásakor a metántermelo baktériumok anyagcsere-termékeként biogáz keletkezik. Összetétele átlagosan 66 % metán, (ami bizonyos zöld hulladékok pótlólagos bevitelével 85 %-ig emelheto), 31 % szén-dioxid, 3 % egyéb gáz, ebbol kb. 1 % kén-hidrogén, amitol meglehetosen kellemetlen szagú. Energiatartalma átlagosan 2/3-a a vezetékes földgázénak. Eloállítására két módszer ismert. Külföldön a szennyvíztisztítási, iszapkezelési eljárások rohamos fejlodését követve az ú.n. nedves eljárás terjedt el. A félszáraz eljárás Francia-országból, és a volt francia gyarmatokról indult el, de hazánkban nyert tökéletesítést, ennek következtében nagy magyar nyelvu irodalma van. A biogáz eloállítására legalkalmas alapanyagok a cukorrépa-feldolgozás melléktermékei és a növényi palántamaradványok, illetve néhány fuféle. Ezek minden egyes tonnájából 350-450 m3 hasznosítható biogáz nyerheto. A termelt biogáz ugyanúgy felhasználható mint a vezetékes földgáz vagy a PB-gáz, tehát átszabályozott készülékben elégetheto, a CO2 tartalmát kivonva a földgázt helyettesítheti is, telepített motorokban és gépjármumotorokban felhasználható. A biogázzal hajtott generátorok szigetüzemu, szolgáltatótól független energiaellátást tesznek lehetové. Az eddigi felmérések alapján az ország településeinek 40 %-ánál elméletileg reális a biogázhasznosítás ill. a biogázos hulladékhasznosítás, ezzel az ország éves energiaigényének kb. 3,5 %-a fedezheto. A Magyarországon jelenleg tervezés és kivitelezés alatt álló biogáz-termelo berendezések megtérülési ideje 4,5 és 18 év között várható, jellemzo, hogy ez a mutató a biogáz-termelõ kapacitással fordítottan arányos. Finanszírozásuk jelenleg foleg PHARE--forrásokból történik.