Ugrás a tartalomhoz

Environmental management

Prof. Tamás János, Prof. Blaskó Lajos (2008)

Debreceni Egyetem a TÁMOP 4.1.2 pályázat keretein belül

13.5. Anyag- és energiamérlegek.

13.5. Anyag- és energiamérlegek.

A biomassza alapú energia előállítás gazdaságossága szempontjából alapvető a az energiatermelés érdekében befektetett és a kinyert energia mérlegének meghatározása. A, környezeti hatásvizsgálat viszont a különböző kibocsátási mérlegek alapján történik.

Az alternatív energiák mérlegszámításához nemzetközileg kiterjedten használják az energiamegtérülési mutatót (angol betűszóval EROEI, „Energy Return on Energy Invested”), amely az energiatermelő folyamat során kinyert és befektetett energia hányadosa:

EROEI = Kinyert teljes energia/befektetett teljes energia

Minél nagyobb ez a hányados, annál nagyobb energiatermelő folyamat nyeresége.

A látszólag egyszerű viszonyszám meghatározása az „input” és „output” oldalon is bonyolult, ugyanis egyáltalán nem mindegy, hogy az életciklus mely szakaszára számítják ki az energiaigényt, illetve hogyan határozzák meg a termékből kinyerhető energia mennyiségét. Részben ennek az eltérő számítási módnak is következménye, hogy

Az energiamegtérülési mutatóra vonatkozóan a szakirodalomban rendkívül sokféle becslés található.

A mezőgazdasági termeléssel előállított energiahordozók lehetséges negatív mérlegére amerikai kutatók Murphy et al (2011), valamint Pimentel és Patzek hívták fel a figyelmet. (Patzek, 2004; Pimentel, Patzek, 2005)

Murphy et al (2011) a kukorica alapú bioetanol gyártás EROEI-értékeit elemezve megállapították, hogy az Egyesült Államokban az átlagos EROEI-érték 1,01 volt, szélsőértékek a kukorica termőhelyi adottságaitól és az alkalmazott agrotechnikátó függően 0,36 és 1,18 között

változtak, ami azt jelenti, hogy még a legkedvezőbb feltételek mellett is csak 18%-os volt az energianyereség..

Bioetanol előállítás területén a legtöbb energiamegtérülési számítást a kukorica alapú bioetanol gyártásra végeztek. Ezt érthető, hiszen ennek a termesztési és gyártási folyamatnak vannak legrészletesebben kidolgozva a technológiai elemei.

A bio-üzemanyag megtérüléssel foglalkozó számítások szinte mindegyike Pimentel és Patzek kalkulációját kritizálva, illetve ahhoz hasonlítva közölt számítási eredményeket.

Sok számítás az 13. ábrántáblázatban közöltekhez hasonlóan a különböző alapanyagokbólkukoricából készült bioetanolra kedvezőbb energiamérleg értékeket ad meg.

A 13. táblázat adatai alapján figyelemre méltó, hogy pozitív energiamérleg elsősorban ott mutatható ki, ahol az energianyerés nemcsak a főtermékből történt, hanem a melléktermék energiatartalmát is hasznosították.

13.13. táblázat: Bioetanol gyártás energiamérlege különböző tanulmányokban

Gnansounou és Dauriat (2005) szintetizáló értékelést tettek közzé különböző a szerzők által publikált energiamegtérülési mutatóról. A különböző alapanyagokból készült bioetanol energiamegtérülésének szélső értékeit a 14. táblázat mutatja. Figyelemre méltó, hogy energiaveszteség csak a kukorica alapú alkohol előállításnál mutatkozik. A legjobb energiamegtérülés ezt az alapanyagot használva 1,85 volt. Energiamegtérülés szempontjából az értékelt irodalmi adatok szerint legkedvezőbbnek a ligno-cellulóz mutatkozott.

13.14. táblázat: A különböző alapanyagokból készült bioetanol energiamegtérülésének szélső értékei. Forrás: Gnansounou E.-Dauriat A. (2005) http://www.eners.ch/downloads/eners_0510_ebce_paper.pdf

További energiamérleg adatok érhetők el az alábbi címeken: http://rael.berkeley.edu/ebamm , http://www.rms.lv/bionett/Files/File/BioDE-2003-101%20DTI%20biodiesel%20LCA%20study.pdf

Részletes, minden fontosabb energiainputot és outputot figyelembevevő elemzés található Farell et al (2006) által készített EBAM modell adatbázisában. http://rael.berkeley.edu/ebamm

A modell összehasonlítja a témakörben készült amerikai értékeléseket, beleértve a korábban már említett Pimentel és Patzek által használt adatokat is. Az energiamérleget külön-külön határozták meg a mezőgazdasági, a feldolgozási és különböző logisztikai műveleti szakaszokra.

Az energiamérleg mellett ugyanezekre a szakaszokra irányszámokat közölnek a széndioxid kibocsátás várható értékeiről is. A 15. táblázatból kiolvashatók az input és output egységekre, valamint egy tényleges alkalmazási példára vonatkozó értékek (a táblázatban az alkalmazási példa adatait „Felhasznált” jelzővel jelölt sorok mutatják) is.

13.15. táblázat: Biomassza energia előállítás energiaigénye és energiahozama

A felhasznált anyagok energiaértékére vonatkozóan részletes magyar nyelvű adatbázis nem áll rendelkezésre, ezért jelenleg kiindulópontként az itt közöltekre, vagy más publikált adatokra támaszkodhatunk, de feltétlenül meg kell jegyezni, hogy a biomassza energia reális hazai energiamérlegének elkészítéséhez feltétlenül szükség van további adaptációs kutatásokra.

Kedvezőbb helyzetben vagyunk a mezőgazdasági gépi munkák energiaigényének számítási lehetőségét tekintve, ugyanis a legfontosabb mezőgazdasági munkák energiaigényéről Vidékfejlesztési Minisztérium.M: Mezőgazdasági Gépesítési Intézet gondozásában rendszeresen frissített adatbázis áll rendelkezésre. A jegyzet írásának idején érvényes számítási értékeket a 16. táblázat tartalmazza.

13.16. táblázat: Gépi munkák területi kategória szerinti nha és kWh1 átszámítási tényezői. Forrás: Gockler L. 2011.