A biomasszáról általában

• A biomassza fogalmának meghatározása
• A biomassza szerepe, jelentősége
• A biomassza energetikai hasznosítása

I. Mi a biomassza?

Az energetikai célra hasznosítható biomasszát szerves anyagok, hulladékok vagy kifejezetten az energiaágazat céljaira termesztett növényi nyersanyagok alkotják. A biomassza, mint energiaforrás gyűjtőfogalmába a következőket sorolják:

1. Növényi eredetű biomassza:

• Hagyományos mezőgazdasági termények melléktermékei és hulladékai (szalma, kukoricaszár, repce, napraforgó stb.)
• Erdőgazdasági és fafeldolgozási hulladékokat (faapríték, -nyesedék, fűrészpor stb.)
• Energetikai célra termesztett növények (fűfélék, fák: akác, nyárfa, fűzfa, takarmánynövények: cukorrépa, köles, rozs, repce stb.)

2. Állati eredetű biomassza:

• elsődleges: zsírok, fehérjék, szénhidrátok
• másodlagos: állattartás melléktermékei

3. Vegyes eredetű biomassza:

• állati és növényi biomasszák keverten találhatók (trágya, kommunális hulladék stb.)

A termelési-felhasználási láncban elfoglalt helyük alapján a biomassza lehet elsődleges, másodlagos és harmadlagos.

• Az elsődleges biomassza a természetes vegetáció, szántóföldi növények, erdő, rét, legelő, kertészeti növények, vízben élő növények.
• A másodlagos biomassza az állatvilág, gazdasági haszonállatok összessége, továbbá az állattenyésztés főtermékei, melléktermékei, hulladékai.
• A harmadlagos biomassza a biológiai eredetű anyagokat felhasználó iparok termékei, melléktermékei, hulladékai, emberi települések szerves eredetű szerves hulladékai.

II. A biomassza szerepe, jelentősége

A biomassza energiaforrásként hasznosítható

• Közvetlen elégetéssel hő- és villamos energia termelésére,
• Levegő kizárásával erjesztve hő- és áram termelésére lehetőséget nyújtó biogáz gyártására,

Levegő jelenlétében erjesztve utazáshoz és a szállításra szolgáló járművek üzemanyag ának előállítására.

Ezek az igények a következőképpen biztosíthatók a megújuló energiaforrásokkal:

Hő előállítására (azaz víz melegítésére, esetleg gőztermelésre) használhatók

• növényi anyagok erdőből, termőterületről , mindazok a növényi formák, amik már megvannak, az erdőgazdálkodás tűzifája, az élelmiszer-termelő mezőgazdaság melléktermékeinek (gabonaszalma, kukoricaszár) hasznosítása, továbbá a
• energiaültetvények termesztett, rövid vágásidejű a direkt erre a célra telepített (1 - 3 év) növényei (fűz-, nyár-, akác- és energiafű ültetvények).
• napkollektorokkal napsugárzás , is tudunk használati melegvizet az épületekre szerelve, biztosítani, forró víz, a föld mélyéből feltörő meleg víz.

Az elektromos energia előállítása szempontjából a következő források jöhetnek számításba: a szél szélerőművekkel, a víz vízierőművekkel, a napsugárzás pedig napelemekkel közvetlenül elektromos áramot állít elő. Villamos energiát hőerőművekben a biomassza anyagok elégetésével előállított vízgőz erejével is tudunk termelni.

Járműveink üzemanyagai is előállíthatók a mezőgazdaság által termelt növények feldolgozásával. Ebbe tartoznak bele azok a növényeink, amelyeket eddig élelmiszer termelés céljából termesztettünk és amelyek ezentúl energetikai célból termesztett ipari növények lesznek. Az "új ipari növények" és a belőlük előállítható "üzemanyagok" a következők:

• szénhidrát tartalmú növényi szárak: búza (bioetanol), kukorica (bioetanol),
• olajos magvú növények: napraforgó, repce (biodízel), a biogáz.

(Forrás: dr. Német Béla PTE DDKKK: "Környezetkímélő energiagazdálkodás lehetősége, és alapfogalmai". Megújuló energiaforrások, Biomassza. 2005.04.27.)

A biomassza, mint energiahordozó jellemzői :

• megújulása a fotoszintézisnek köszönhető
• az energia tárolása azáltal valósul meg, hogy a fotoszintézis során a növényekben létrejövő szerves anyagokban kémiai energia formájában raktározódik el a napfény energiája
• az energetikai hasznosítást úgy lehet megvalósítani, hogy nem növeljük a légköri szén-dioxid mennyiségét
• nagyban elősegíti az ásványkincsek megőrzését
• jelentősen kisebb a káros anyag emisszió (CO2, CO, SO2, CxHx) a fosszilis energiahordozókhoz képest
• az élelmiszer-túltermelés következtében felszabaduló földterületek reális alapot adnak a racionális hasznosításnak
• kedvező hatással van a vidékfejlesztésre, a munkahelyteremtésre.
  (Forrás: http://www.nyf.hu/others/html/kornyezettud/megujulo/Biomassza/Biomassza.html)

A biomassza energetikai felhasználása „CO2-semleges”, vagyis elégetésekor csak annyi szén-dioxid termelődik, amennyit a növényi fotoszintézis felhasznált. Így például a biomassza alapú energiatermelés egy lehetséges megoldást kínál az üvegházhatást okozó szén-dioxid kibocsátás mérséklésére. Megoldást kínál továbbá a mezőgazdaság túltermeléséből származó károk enyhítésére is - például Magyarországon kb. évi félmillió tonna felesleges tűzifa keletkezik, amelyet az erdőgazdálkodások többsége nullszaldósan vagy veszteséggel exportál -, s még számos olyan előnye van, ami miatt a megújuló energiaforrások felhasználásának egyik legnagyobb potenciáljává vált világszerte.

Megújuló energiaforrások megoszlása Magyarországon:

• Szilárd biomassza 47%
• Szélenergia 22%
• Biogáz 10%
• Egyéb 8%
• Vízenergia 7%
• Napenergia 6%

Összehasonlításképpen Németországban az alternatív energiaforrások megoszlása

• 50,5 % száraz tüzelőanyag
• 17,5 % szélenergia
• 14,7 % vízenergia
• 7,7 % bioüzemanyag
• 6,3 % biogáz
• 1,8 % napenergia
• 1,1 % geoterminális energia
• 0,3 % egyéb (forrás: http://www.agraroldal.hu/boietanol-biometanol-biodimetileter_cikk.html)
  
  Az oldal tetejére

III. A biomassza energetikai célú felhasználása

Nagy lehetőség van a biomassza energetikai célú felhasználásának növelésében. Biomassza 5 nemzetgazdasági szférából származhat: növénytermesztésben és erdészetben képződő melléktermékekből, állattenyésztésből, élelmiszeriparból (növényolaj-iparból), és a kommunális és ipari hulladékokból.
A megújuló energiaforrások és ezen belül a biomassza fokozott alkalmazására nemcsak a fenntartható fejlődés miatt van szükségünk, hanem nemzetközi vállalásaink is erre köteleznek. Nemzetközi kötelezettségeink két területen jelennek meg: egyrészről a környezetvédelem területén, másrészt az energetika területén.
Az ENSZ éghajlat-változási konvenciója keretében Magyarország kötelezte magát, hogy stabilizálja a szén-dioxid emissziót. Kyotóban Magyarország elfogadta, hogy 2008-2012 közötti időszakra az üvegházhatású gázok kibocsátását legalább 5%-kal csökkenti 1990-hez viszonyítva.
Az oszlói egyezmény szerint Magyarország arra kötelezte magát, hogy az SO2 emissziót 2005-re 50%-kal és 2010-re 60%-kal csökkenti. A széntüzelésről gázra történő átállás azt eredményezte, hogy a jelenlegi SO2 emisszió a 2005-ös határérték alatt van, és csak 8%-kal haladja meg a 2010 évi határértéket.
A biomassza- bázisú energiatermelés eltér a hagyományos energiatermeléstől abban, hogy többlet CO2 emisszió nincs, a biomasszák létrejöttekor megkötött CO2 szabadul fel az energiatermelés során, és az égéshez szükséges oxigén a biomassza létrejöttekor szabadul fel, tehát többlet CO2 nem keletkezik. Az évente képződött biomassza- mennyiség, gyakorlatilag kifogyhatatlan, de sokféle hasznosítási lehetősége behatárolja energiaforrásként történő felhasználását. A Magyarországon évente termelődő biomassza energiatartalma meghaladja az egy év alatt felhasznált összes energia mértékét. Statisztikai adatok alapján a hazai, energiaforrásként felhasználható biomassza éves mennyisége: Növénytermesztés: 4-4,5 millió tonna, állattenyésztés: 1,8- 2,3 millió tonna, élelmiszeripar: 150-200 ezer tonna, erdőgazdaság: 3-4 millió tonna, települési hulladék: 25-30 millió tonna.
Magyarországon adott a jó föld, a jó környezet a biomassza termeléshez. A vidékfejlesztésen is nagyot lendíthet, ugyanis az energianövények termelésével a földek jelenleginél nagyobb része gondozott, kultúrállapotban tartható. A megtermelt biomassza feldolgozására alkalmas gépeket, eszközöket gyártó ipar is kialakul. Magyarország előnye abból is származhat, hogy évek óta egyfajta faültetési marketing-pr program zajlik (erdő, gyümölcsös). Felkészültek vagyunk például az energiaerdő telepítésére is. A mezőgazdaságból és erdészetből származó energetikai célra szolgáló biomassza a következőképpen csoportosítható:

Melléktermékek, hulladékok:

1. Növénytermesztés (gabonaszalma, kukoricacsutka)
2. Állattenyésztés (hígtrágya, almos trágya)
3. Kertészet (gyümölcsfa nyesedék, szőlő nyesedék)
4. Élelmiszeripar (feldolgozási melléktermékek)
5. Erdészet (vágástéri hulladék)
6. Elsődleges faipar (fűrészpor, gyaluforgács)

Energetikai célra termelt alapanyagok:

1. Fás-szárú és lágy-szárú energetikai ültetvények
2. Biodízel alapanyagok (repce, napraforgó)
3. Bioetanol alapanyagok (gabonafélék, kukorica, cukorrépa, burgonya)

A fás szárú energetikai alapanyag termesztésének technológiája kialakult. Az alapanyag ellátás biztosítása és biztonsága érdekében alapvető fontosságú a termelés normatív területalapú támogatása. A lágy szárú energetikai ültetvények között elsősorban az energiafű és az energianád vehető számításba.
Az olajmag termelésre alkalmas növényekből metilészterezéssel biodízel állítható elő, vagy metilészterezés nélkül tüzelőberendezésben hőenergia előállításra lehet felhasználni. Az olajos növényeket a szántóterület 12-13%-án termesztik Magyarországon. A 2233/2004. (IX.22.) Korm. határozat teljesítéséhez kb. 56 millió liter biodízelt és 59 millió liter bioetanolt kell előállítani 2010-re, ehhez kell megteremteni a szükséges alapanyagot.
Gáz halmazállapotú biomassza származék a biogáz. A mezőgazdasági technológiák során nagy tömegben keletkező szerves hulladékokat a környezetvédelmi előírások és környezetünk védelme miatt ártalmatlanítani kell. Az ártalmatlanítás egyik módja a biogáz termeléses eljárás. A biogáz előállítására alkalmas alapanyagok (hígtrágya, kommunális hulladék, élelmiszeripari hulladékok stb.) felhasználását a magas beruházási költség, a hosszú megtérülési idő, és a megtermelt biogáz felhasználásának gondjai hátráltatják. Mégis fontos a biogáz előállításának terjesztése, hiszen az egyetlen olyan megsemmisítési mód, amely a környezetkárosító anyagok semlegesítésén kívül az energianyerést is lehetővé teszi. A biogáz összetétele szinte megegyezik a földgázéval, legnagyobb részük metán, így fűtőértékük is hasonló. Nyugat-Európában találhatunk biogázmeghajtású generátorokat sertéshízlaldákban, sőt Ausztriában már a gázhálózatba is táplálnak biogázt. Magyarországon a gáztörvény módosításával lehetőség lesz, hogy a földgáz hálózatba biogáz bevezethető legyen. A bioetanolt Európában cukorrépából, búzából és kukoricából állítják elő, Észak- Amerikában a kukorica, vagy búza, Dél- Amerikában a cukornád az alapanyag.
Európában fejlődik a legdinamikusabban az etanolnak, mint üzemanyagnak a felhasználása. Ennek egyik oka, hogy az EU támogatja, és célul tűzte ki a bioüzemanyagok nagyobb arányú terjesztését. Másrészt Kelet- és Kelet-Közép-Európában gyors ütemben újul az autópark. A bioüzemanyagok és más megújuló üzemanyagok közlekedési célú felhasználásának egyes szabályairól szóló 45/2005. (III. 10.) Korm. rendelet meghatározza a bioüzemanyag fogalmát:

Bioüzemanyag: a biomasszából előállított folyékony vagy gáz halmazállapotú üzemanyag.

A biomasszából előállított bioüzemanyagok:

• bioetanol
• biogáz
• biometanol
• biodimetiléter
• biohidrogén

A mező- és erdőgazdálkodásban képződő növényi maradványok, valamint az állattartásból származó trágyák biológiai körforgásba történő visszavezetését a Nemzeti Agrár-környezetvédelmi Program a környezetkímélő gazdálkodási módok támogatásával ösztönözte. A Földművelésügyi és Vidékfejlesztési Minisztérium megjelentette támogatási rendszerében az energetikai célú növények termesztésének támogatására szolgáló rendeleteket. EU-s forrás és nemzeti kiegészítő támogatás igénybevételét is lehetővé teszi. Nemzeti kiegészítő támogatásra kizárólag az jogosult, akinek érvényes szerződése van az energianövény feldolgozójával a növény átvételéről, illetve nyilatkozik a saját célú felhasználásról.

A biomassza felhasználásának előnyei:

A biomassza energiaforrások legfontosabb előnyei a környezetvédelemben, vidékfejlesztésben, energiapolitikában, hulladékgazdálkodásban jelentkeznek

• Csökken a gazdaság importfüggősége (Hazánk energiaszükségletének kb. 70%-át jelenleg külső forrásból szerzi be.)
• Folyamatos energiatermelést biztosít
• Csökken a környezetszennyezés (kevesebb CO2 kibocsátás, az üvegházhatás csökkentése a Kyoto-i Klímaváltozási Keretegyezményben vállalt csökkentés teljesítéséhez)
• Csökken a mezőgazdasági termékek, (élelmiszer) túlkínálat (A magyar mezőgazdaság az EU tagsággal olyan piacra került, ahol hatalmas termék felesleg van. A közös mezőgazdasági politika egy irányba változhat ennek megfelelően: a mezőgazdasági termelésből kieső területeket úgy kell hasznosítani, hogy az azon előállított termék ne az eladhatatlan termékfelesleget növelje. Az egyik hasznosítási lehetőség a nem élelmiszercélú termékek termelése, azaz az energetikai alapanyagok előállítása.)
• Javul a vidéki lakosság jövedelemszerző képessége
• Javul a környezet állapota.
• Bárhol rendelkezésre állhat, nincs kötve lelőhelyhez
• Felhasználja a mezőgazdasági hulladékokat
• Egy adott helyen nem igényel nagy beruházást a felhasználása

A biomassza energetikai felhasználását gátló tényezők:

• Sűrű és magas kiépítettségű gázvezeték hálózat
• Drága berendezések, hosszú megtérülési idő
• Biomasszához tárolótér- igény
• Drága szállítás
• Munkaigényes technológia
• Beruházási forrás és az állami támogatás kevés
• Ismerethiány

A mezőgazdaság, erdőgazdaság és az élelmiszeripar nem tartozik a leginkább környezetszennyező tevékenységek közé. Hulladékgazdálkodási szempontból is kedvező a megítélésük, hiszen keletkező hulladékuk nagy része biológiai kezeléssel hasznosítható, vagy közvetlenül visszaforgatható a mezőgazdasági termelésbe. A mező- és erdőgazdaságban, valamint az élelmiszeriparban összesen évente mintegy 35 millió tonna hasznosítható biomassza képződik. 2030-ra a villamosenergia-termelésnek akár a 25-30%-a biomasszából fedezhető lesz. E források hasznosítása hosszabb távon jelentős vidékfejlesztési hatású, hozzájárul növénytermesztésünk szerkezetének átalakításához, termékfeleslegünk értékesítéséhez, új munkahelyek teremtéséhez. De nem csak a mezőgazdaság és az abból élők számára jelent előnyt, hanem az egész nemzetgazdaság számára is. Magyarország jövőbeni energiaellátásában kitörési pontot jelenthet a biomassza (energiaerdők, energiaültetvények, hulladékok) energetikai hasznosítása, amelynek megvalósításához széleskörű összefogásra, minden érintett és érdekelt fél (minisztériumok, intézmények, tudományos műhelyek, gazdasági társaságok, vállalkozók stb.) közreműködésére, és nem utolsó sorban állami támogatásra van szükség.