Biomassza, mint megújuló energiaforrás – Föld Köztársaság 21. rész

Kedves Olvasó!

Köszönöm, hogy velem tart. Az itt olvasható blogom a jövő év első felében a Gondolat Kiadónál FényCivilizáció címmel megjelenő könyvemben is megtalálható lesz.

A biomassza a napenergia energiacélú közvetett hasznosítása a biológiai jelenségek tudatos alkalmazásával. A mező- és erdőgazdasági termelés tulajdonképpen a napenergia átalakítása: a Föld felszínére érkező napenergiát a növényi klorofil kémiai energiává alakítja át, amely táplálék, élelem, nyersanyag, energiaforrás. A jelenlegi energiaforrásaink (szén, kőolaj, földgáz) is az évmilliókkal ezelőtt földre érkezett napenergia biológiailag megkötött és tárolt alakja.

Az élelmezésbiztonság elsőbbséget élvez a biomassza minden más célú felhasználása mellett. Ám a biomassza nem élelmiszer célú felhasználásában folyamatosan nő a bioalapú vegyipari, textilipari, gyógyszeripari, építőipari és energiaipari felhasználása. A biomassza csaknem kétharmadát a mezőgazdaság és körülbelül egyharmadát az erdőgazdálkodás állítja elő globális és uniós szinten egyaránt. A biomassza egész glóbuszunkra jellemző mérlege azt mutatja, hogy 55%-át takarmányozásra és élelmiszer-termelésre, 27%-át bioenergia és 8%-át a bioalapú termékek előállítására használják, az egyéb felhasználás és veszteség pedig 10%-ot tesz ki. A Föld felszínének csupán 22%-a (ebből 18%-ot a szárazföld és 4%-ot az óceán tesz ki) termékeny. 2050-ig a globális népesség 25-30%-kal bővül, a mai 7,9 milliárd főről mintegy 10 milliárd főre, miközben az élelmiszerek iránti igény 60%-kal nő.

A biomassza fogalom alatt
❖ a szárazföldön és vízben található, összes élő és nemrég elhalt szervezetek (mikroorganizmusok, növények, állatok) tömegét,
❖ a mikrobiológiai iparok termékeit,
❖ a transzformáció után (ember, állat, feldolgozóiparok) keletkező valamennyi biológiai eredetű terméket, hulladékot értjük.

A biomassza keletkezése alapján:
❖ elsődleges biomassza: a természetes vegetáció (mezőgazdasági növények, erdő, rét, legelő, kertészeti növények, a vízben élő növények),
❖ másodlagos biomassza: állatvilág, illetve az állattenyésztés fő-és melléktermékei, hulladékai,
❖ harmadlagos biomassza: a feldolgozóiparok gyártási melléktermékei, az emberi életműködés melléktermékei. A biomasszából előállítható termékek, a mindennapi szóhasználatban: élelmiszer, takarmány, ipari alapanyag, energiahordozó, szerves trágya, növényi tápanyag.

Az utóbbi években főleg a fejlett mezőgazdasággal rendelkező országokban az élelmiszer túltermelést a közvetlen energiatermeléssel vezetik le: nő az energiacélra termesztett repce, energetikai fa, burgonya, gabonafélék termelése, sőt a kifejezetten energetikai célra nemesített növények (kínai nád, elefántfű) termelése is. Ez a megoldás csak abban az esetben támogatható, ha nem okoz élelmiszer áremelkedést, és csak addig alkalmazható, amíg a nap, a szél, a földhő és a nukleáris energiával nem lehet kielégíteni a FöldNépe energia igényét.

A biomassza energetikai célú hasznosításának lehetőségeit az előállított energiahordozó halmazállapota szerint tárgyalják:

❖ biomassza, mint szilárd energiahordozó, hőenergia termelésre,
❖ alternatív folyékony energiahordozó, hajtóanyag céljára,
❖ biogáz, tüzelő ás hajtóanyag céljára.

A biogáz szerepe kettős: energiahordozó és környezeti károkat megelőző is, azzal, hogy a rendkívül erős üvegház hatású metán befogását és hasznosítását teszi lehetővé. Ezért olyan megújuló energiaforrás, amely hosszabb távon is velünk marad.

A következő ábrán mutatom be a tüzeléses hasznosítású energetikai biomasszákat.

Tüzeléses hasznosítású energetikai biomasszák

Az energetikai faültetvény/energiaerdő olyan különleges faültetvény, amelyben rövid idő alatt, gazdaságosan nagy mennyiségű és jó égési tulajdonságokkal rendelkező energiahordozó fa állítható elő. (397)

Biogáz előállításra valamennyi szervesanyag (kivéve a szerves vegyipar termékeit) alkalmas, mint pl.: trágya, fekália, élelmiszeripari melléktermékek és hulladékok (különösen a cukor-, sajt-, burgonyagyárak és üzemek), valamennyi zöld növényi rész, háztartási hulladék, kommunális szennyvizek.

A biogáz képződés előfeltétele:
❖ a szervesanyag,
❖ a levegőtől, oxigéntől elzárt körülmény,
❖ a metanogén baktériumok jelenléte.

A biogáz „gyártáshoz” az előző feltételeken túl még:
❖ állandó, és kiegyenlített hőmérséklet,
❖ folyamatos keveredés,
❖ kellően aprított szerves anyag,
❖ a metanogén és acidogén baktériumok különböző, s egymással szimbiózisban tevékenykedő törzsei is szükségesek.

A hulladék, (hígtrágyák, trágyák és szennyvizek) kezelésénél a kiindulási pont mindenkor a keletkező hulladékok és szennyvizek mennyiségi, kémiai, fizikai tulajdonságai. Ettől függően választandó meg:
❖ a kommunális, ipari eredetű, szilárd,
❖ a kommunális, az élelmiszeripari eredetű, híg,
❖ a mezőgazdasági eredetű, folyékony, hígtrágyák,
❖ a mezőgazdasági eredetű szalmás trágyák és hulladékok legcélszerűbb kezelési és hasznosítási technológiája.

A biogáz alap-energiahordozóként, és átalakított energiahordozóként hasznosítható az adott energiavételezési eszközeink csekély átalakításával, a meglévő energia-rendszereinkhez kapcsolhatóan – elméletileg.

A biogáz éghető alkotórésze a metán (CH4), fűtőértéke jelentősen függ az egyéb, nem éghető alkotóelemektől (pl. N, CO2). A metántartalom aránya változó a szervesanyagtól, technológiától stb. függően. A metántartalom általában 60% értékkel számítható, így fűtőértéke kb. 22,4 MJ/m3. A biogáz könnyebb, mint a száraz levegő.

Biogáz telep létesítése költséges, mert az anaerob fermentációt lehetővé tevő berendezés költséges anyagot, és igen gondos kivitelezést kíván. Ugyanakkor a szervesanyag és a keletkező gáz kis energiasűrűségű, ezért nagy térfogatokra van szükség, és ezt csak növeli a viszonylag hosszú tartózkodási idő.

Következő, egyben 2025-ben első blogom témája: Vízenergia, földhő, hidrogén

Kedves Olvasó!

Köszönöm, hogy velem tartott.

Boldog, békés, egészségben eltöltendő Újesztendőt kívánok Önnek!

Számítok kitüntető figyelmére az újévben is.