2017. május: jegyzet, egyetem, tudomány, biofizika, hálózatkutatás, innováció, közlekedés, anyagtudomány, megújuló energia, fenntarthatóság, zöldkörnyezet, energiagazdálkodás, vízgazdálkodás, startup, kiállítás/konferencia, it, okostechnológia

Biogáz: elégetés helyett betáplálás

A megújuló energiaforrások fontossági sorrendjében a biogáz nem csak hazánkban szorul igen gyakran a napelemek, szél- és vízerőművek, a geotermia és a biomassza mögé. Ami a nettó energiatermelés szempontjából talán még érthető is, ám a mezőgazdasági üzemek, a hulladéklerakók és szennyvíztisztítók biogázerőműveinek emellett pótolhatatlanul fontos feladatuk van a legkülönbözőbb szerves hulladékok környezetkímélő feldolgozásában és hasznosításában. A legújabb hazai és nemzetközi tendenciákról Kovács Kornél egyetemi tanárt, a Magyar Biogáz Egyesület elnökét kérdeztük.


Németország és Ausztria után Magyarország, közelebbről a Szegedi Tudományegyetem (SZTE) és a Magyar Biogáz Egyesület rendezhette meg Biogas Science címmel szakmailag mértékadó 2016-os konferenciáját. Igazi biogáz-nagyhatalommá váltunk az elmúlt időszakban, vagy „csak” a hazánkban folyó tudományos munka minőségét ismerte el az Európai Biogáz Szövetség, az EBA?

– Inkább ez utóbbi, ami persze nekünk, kutatóknak kétségtelenül jólesik, de azért jobban szeretnénk, ha a biogáztermelésben és -hasznosításban elért nagyszerű eredményeinkre figyelne fel a világ. Ettől egy kicsit még távol vagyunk, amire jellemző példa, hogy mintegy 700 komoly biogázüzem ellátására elegendő alapanyag keletkezik az országban, de csak 70-75 működik. Összehasonlításképpen: az EBA legújabb adatai szerint Európában mintegy 17 ezer biogázüzem létezik, egyedül Németországban több mint tízezer, de még a velünk összemérhető nagyságú és fejlettségű Csehországban is 550.

Bár itthon mintegy 700 komoly biogázüzem ellátására elegendő alapanyag keletkezik, de csak 70-75 ilyen üzem működik, míg Európában a számuk 17 ezer az Európai Biogáz Szövetség legújabb adatai szerint.
A magyar helyzetre majd visszatérünk, most, ha megengedi, maradjunk még nemzetközi szinten. Egy ilyen négynapos, monstre konferencián, ahol mintegy száz, biogázzal foglalkozó tudós és gyakorlati szakember vesz részt és tart előadást, gondolom, kirajzolódnak bizonyos európai és világtrendek, technológiai problémák, kutatási irányok…

– A tematika természetesen igen szerteágazó volt, de két igazán izgalmas problémakört mindenképpen érdemes kiemelni, úgy tűnik, itt rejlenek a biogázipar előtt álló legfontosabb megoldandó feladatok. Az egyik az alapanyag-ellátás, a másik pedig a biometán-termelés, -hasznosítás és -kereskedelem.

Biogáz, biometán
A szerves anyagok anaerob, azaz oxigénhiányos környezetben történő lebomlásának eredményeként képződik a metánban gazdag biogáz. A mikrobák lebontják a szerves anyagban található zsírokat, szénhidrátokat és fehérjéket, majd belőlük 50-70 százalék metánt, 30-40 százalék szén-dioxidot és kis mennyiségben kén-hidrogént, nitrogént, szén-monoxidot, valamint egyéb maradványgázokat és vizet állítanak elő. Nemcsak a mezőgazdasági, állattenyésztési, élelmiszeripari üzemek állítanak elő biogázt, hanem a kommunális szilárd hulladéklerakók (depóniagáz) és a szennyvíztelepi iszaprothasztók is. A nyers biogáz eredeti állapotában nem hasznosítható, a közvetlen eltüzeléshez is meg kell tisztítani legalább a vízgőztől és a kén-hidrogéntől.
A biogáz további tisztításával, elsősorban szén-dioxid-tartalmának eltávolításával állítható elő biometán, ami gyakorlatilag megegyezik a földgázzal. Tehát mindenütt alkalmazható, ahol ma földgázt használnak: betáplálhatják az országos hálózatba, illetve hasznosíthatják gépjármű-üzemanyagként (CNG, LNG) is.
A fogyasztói társadalmak turbó működését nézve úgy sejtem, nem attól kell tartani, hogy máról holnapra elfogy az élelmiszeripari, mezőgazdasági hulladék, vagy nem érkezik elég háztartási szemét a lerakókba…

– Valóban nem erről van szó, hanem a mezőgazdaságban leginkább elterjedt biogázüzemek speciális alapanyag-ellátásáról, vagyis a „silókukorica-problémáról”. Ezeknek az üzemeknek szinte mindegyike jól bevált, több évtizedes német technológiára épül, amely általában az állattartó telepek hígtrágyájának és a kukoricaszilázsnak a keverékét használja fel a biogáz előállítására.

A mezőgazdaságban leginkább elterjedt biogázüzemek álta­lában az állattartó telepek hígtrágyájának és a kukorica­szilázsnak a keverékét használják fel a biogáz előállítására.

Ez a fajta trágya ugyanis hatalmas mennyiségben képződik, ám alacsony az energiatartalma, ezen segít a silókukorica hozzáadása. Igen ám, de az élelmes német gazdák egyre több silókukoricát használtak fel biogáz, majd villamos energia előállítására, mert – a magas kötelező átvételi árak mellett – jobban jövedelmezett, mint az állattenyésztés. A német kormány végül is néhány éve úgy döntött, hogy 60 százalékban maximálja a silókukorica részarányát a biogáz-alapanyagokban, és csökkentette az átvételi árakat is. A más országokban is bekövetkezett kukorica-áremelkedés miatt azután megindult a nemzetközi kutatás olyan emberi fogyasztásra alkalmatlan, ám nagy energiatartalmú növények után, amelyekkel a fermentorokban (erjesztőtankokban – a szerk.) helyettesíteni tudják a silókukoricát.

A technológia
A biogázreaktor vagy fermentor hő- és légszigetelt, szabályozható fűtéssel ellátott vasbeton, esetleg acéltartály. Ide kerülnek be az előkeverőből a folyékony és szilárd fázisú anyagok.
A fermentorban levegő kizárásával, folyamatos keverés mellett, általában 37-38 °C körüli hőmérsékleten bomlanak le a szerves anyagok. A keletkező biogáz az úgynevezett gázkupolában gyűlik össze, ahonnan folyamatosan elvezetik. A biogázüzemek egyik elengedhetetlen tartozéka a biztonsági gázfáklya, amely viszonylag környezetkímélően képes elégetni a folyamatosan termelődő biogázt, ha a gázmotor valamilyen vészhelyzet következtében kiesne.
És megtalálták már a megoldást?

– Némi túlzással úgy is fogalmazhatnék: nincs olyan növény Európában, amelyet ne próbáltak volna ki erre a célra. A konferencián is elhangzott tucatnyi előadás az erre alkalmasnak tűnő haszonnövényekről, füvekről, szalmáról, kukoricaszárról. Az SZTE és az MTA Szegedi Biológiai Kutatóközpont is ismertette saját ígéretes kutatási eredményeit, amelyek egyrészt a milliméternél is apróbbra őrölt kukoricaszárra, illetve egy speciális algatenyészetre vonatkoztak; mindkettőt imádják a metántermelő baktériumok. A legnagyobb figyelmet viszont a „fűzfaprojektünk” keltette: ezzel még senki sem próbálkozott rajtunk kívül. Pedig úgy tűnik, érdemes lenne, hiszen a Szegeden nemesített speciális fűzhusángok évente kétszeri kaszálása meglepően nagy mennyiségű zöld biomasszát eredményez, amely majdnem ugyanolyan jól használható biogáz-előállításra, mint a silókukorica, viszont csak ötödannyiba kerül.

A silókukorica kiváltására alkalmas pél­dául a Szegeden nemesített speciális fűzfahusáng, melynek évenkénti kétszeri kaszálása nagy mennyiségű zöld biomasszát eredményez ötödannyi áron.
Nekem úgy tűnik, hogy a másik kérdéskörnek, a biometán előállításának és felhasználásának talán még ennél is nagyobb lehet a távlati jelentősége…

– Valóban ez volt a konferencia abszolút kiemelkedő, legalaposabban megtárgyalt témája. Itt is egy évtizedes problémamegoldás újragondolása folyik. Valamikor nagyon jó ötletnek tűnt, hogy a magas metántartalmú biogázt olyan gázmotorban égetik el, amely egy generátoron keresztül elektromos áramot termel. Ezt feltáplálják az országos hálózatba, a „zöldáram”-termelést pedig emelt átvételi árral jutalmazza a társadalom. Igen ám, de így a biogáz energiatartalmának általában több mint a fele hő formájában elvész, ami végül is igen gazdaságtalan megoldás. Ha viszont a biogázt megtisztítják a szén-dioxidtól, a vízgőztől és egyéb szennyezésektől, végeredményként tiszta metánt kapunk, ami gyakorlatilag minden tulajdonságában megegyezik a fosszilis földgázzal.

Csak éppen jóval drágább…

– Ez igaz, de itt mégiscsak egy komplex környezetvédő tevékenységről van szó, és nem egyszerű áramtermelésről. Ezek a tisztítási technológiák egyébként már odáig fejlődtek, hogy gazdaságosabb kinyerni a biometánt, mint elégetni a nyers biogázt.

De mit kezdenek ezek az üzemek a felhalmozódott bio­metánnal?

– A tisztítás mellett sokáig ez volt a másik neuralgikus pont, hiszen a szállítás drága, a sűrítés még inkább. Viszont rájöttek, hogy technikai akadálya nincs annak, hogy a biometánt betáplálják az országos földgázhálózatokba, csak a megfelelő betáplálási pontokat kell kialakítani. Ma már Európában 15 országban, közel 500 telephelyen állítanak elő biometánt, amelynek döntő többsége bekerül a helyi földgázhálózatokba.

Magyarország benne van ebben a tizenöt országban?

– Egészen speciális módon: a Kaposvári Cukorgyár egy különleges kereskedelmi megállapodás révén külföldön értékesíti az itthon megtermelt biometánját. Maga a molekula természetesen nem jut el a német vagy a svájci fogyasztóhoz, de ők még így is hajlandóak felárat fizetni. A magyar adottságok egyébként elméletileg kiemelkedőek: ilyen sűrűn kiépített földgázhálózattal kevés ország büszkélkedhet Európában. A hazai szabályozás sokáig nem is ismerte a biometán fogalmát, most már eljutottunk odáig, hogy a biometán-termelést engedélyezik, viszont egyáltalán nem támogatják. Vagyis a földgázhálózatba való betáplálás minden költsége a biometán-betáplálóra hárul. Így azután nem is nagyon lehet csodálkozni azon, hogy hazánkban mindössze ez az egyetlen ilyen betáplálási pont létezik. Némi fény az alagút végén: mostanában egészen konstruktív tárgyalásokat tudunk folytatni ebben a témakörben a Magyar Energetikai és Közműszabályozási Hivatal illetékeseivel, és ezek remélhetőleg hamarosan eredményhez is vezetnek.

A biogáz, megtisztítva a szén-dioxidtól, a vízgőztől és egyéb szennyezésektől, tiszta metánt eredményez, ami tulajdonságaiban megegyezik a fosszilis földgázzal.
Gondolom, a másik pozitív hír a szakma számára, hogy hétévi várakozás után idén januárban életbe lépett a Metár, vagyis a megújuló támogatási rendszer.

– A tény már önmagában is örvendetes, hiszen így kialakulhat egy kiszámítható szabályozási környezet, amely a hosszú távú zöldberuházások alapja, de a hazai megújulóenergia-ipar szereplői még csak ismerkednek az új rendelet részleteivel. Különösen arra vagyunk kíváncsiak, hogy milyen átvételi árakat kapnak az új biogázüzemek, vagyis mennyire veszik figyelembe a biogáz-technológiának a beszélgetés elején említett környezetvédelmi funkcióját. A már a korábbi támogatási rendszerben felépített üzemek jövője is bizonytalan, erről a Metár egyelőre nem rendelkezik. Nem tisztázott még az sem, mekkora európai és állami támogatás juthat az ágazatnak. Márpedig egyértelmű, hogy kellő támogatás nélkül, energiapiaci alapon ma egy több száz millió forintos biogázüzemet sem létrehozni, sem biometán-termelésre átállítani nem lehet.•

 
2017. október – Közlekedésfejlesztési különszám

2017. október – Közlekedésfejlesztési különszám

Archívum
 2011  2012  2013  2014  2015  2016  2017

Innotéka