Ugrás a tartalomhoz

Mezőgazdasági (növénytermesztés, állattartás, erdészeti) hulladékok kezelése és hasznosítása

Dr. Czupy Imre, Vágvölgyi Andrea (2011)

4. fejezet - A biogáz technológia

4. fejezet - A biogáz technológia

A biogáz szerves anyagok mikroorganizmusok által anaerob körülmények között történő lebontása során képződő termék.

A szerves anyagok lebontásának eredményeként keletkező biogáz 50-70%-ban metánt, 28-48%-ban szén-dioxidot, és 1-2%-ban egyéb (oxigén, nitrogén, kén-hidrogén, hidrogén, szén-monoxid) gázokat tartalmaz. Természetesen a gáz összetétele alapanyagonként, és technológiánként eltérő lehet. (Bai et.al., 2002.; Gyulai, 2006.; Schulz és Eder, 2005., Sinoros-Szabó és Maniak, 2005.; Kőrösi, 2007.)

A legmagasabb metántartalma szennyvíziszapoknak van (70%), ezt követik a mezőgazdasági melléktermékek (60-65%), majd a szilárd települési hulladék (50%). (Bai et. al., 2002.)

4.1. táblázat - Metángáz-tartalom néhány szervesanyag anaerob fermentációjánál (Forrás: Kaltwasser, 1983.)

Fermentációs nyersanyag A teljes gázhozam metántartalma (%)
Tehéntrágya 65
Baromfitrágya 60
Disznótrágya 65-70
Istállótrágya 50-60
Szalma 59
Friss fű 70
Elefántfű 60
Mezőgazdasági hulladék 60-70
Lomb 58
Napraforgólevél és –szár 58
Algák 63
Kender 59
Len szár 59

A biogáz fűtőértéke, metántartalom függvényében: 21,0-25,0 MJ/m3 (Bai et. al., 2002.,Vermes, 1998., Bai, 2007., Barótfi, 2000., Hódi, 2005.) lehet a különböző irodalmak szerint. Pl.: 65%-os metántartalommal a biogáz fűtőértéke 23,2 MJ/m3. (Kacz és Neményi,1998.)

Egy köbméter kb. 60% metántartalmú biogáz energiatartalma 0,6 l fűtőolajéval, 0,6 m3 földgázéval (Fuchsz, 2006.), vagy 1 kg feketeszénével (Bai et. al., 2002.), 1,37 m3 városi gázzal, 0,48 m3 propángázzal, 0,66 m3 földgázzal, 0,72 l benzinnel, 6,1 kWh villamos energiával egyenértékű. (Lakatos)

Egy kilogramm szárazanyagból keletkező biogáz mennyisége Vermes (1998.) szerint 250-900 liter, míg Kaltwasser (1983.) és Bai et. al. (2002.) 230-400 litert ír a gyakorlatban keletkező mennyiségre és 587-1535 l/kg-ot említ elméleti lehetőséként.

A biogáz termelés alapanyagi

A biogáz előállítására sokféle alapanyag alkalmas: legyen az mezőgazdasági, feldolgozóipari vagy háztartási eredetű (4.2. táblázat).

4.2. táblázat - A komposzt minőségbiztosításának lépései

Mezőgazdasági eredetű alapanyagok Feldolgozó ipar eredetűek alapanyagok Lakóközösségekből származó alapanyagok
Állattenyésztés Növénytermelés
Almostrágy Kukorica Napraforgó pogácsa Ételmaradék
Vágóhídi hulladék Fű szilázs Törköly Kommunális zöldhulladék
Állat tetemek Zöld növényi hulladék Konzervipari hulladékok Szennyvíziszap
Gabonafélék Répaszelet Sütési zsiradék
Ocsú Szeszipari hulladék Piaci szerves hulladékok
Szalma Tejsavó Lejárt szavatosságú élelmiszerek
Széna Burgonya héj  
Cukorcirok Bendőtartalom  
Lucerna Száraz kenyér  
Energianövények Glicerin  
Repce   
Csicsóka   
CCM (Corn Colb Mix)   
Szudáni fű   
Kínai nád   
Káposztalevél   


Alapanyag és technológia függvényében a szervesanyagokból kinyerhető biogáz mennyiség eltérő lehet, az egyes szervesanyagok biogáz kihozatalát 4.3. táblázat szemlélteti.

4.3. táblázat - Különböző szervesanyagok biogáz kihozatala (Forrás: Fuchsz, 2006.; Sinoros-Szabó et.al., 2005.; Sági, 2003.; Hájos, 2008.; Potyondi, 2008.)

Szervesanyag Biogáz mennyisége (m3/tonna)
Marhatrágya 90-310
Sertéstrágya 340-550
Baromfitrágya 310-620
Istállótrágya 175-280
Kukoricaszár 380-460
Szennyvíziszap (5% sza.) 20
Répaszelet 35, 75
Biohulladék 100
Sörtörköly 120
Vágóhídi hulladék 150
Fű szilázs 175-217
Kukorica szilázs 190
Zsírleválasztó maradék 400
Burgonya hulladék 39
Étel hulladék 265
Pékségi hulladék 714
Rozs 577
Triktikálé 587
Búza 600


A biogáz kifejezés gyűjtőfogalom, mert a termelési-kinyerési hely szerint az alábbi elnevezéseket használják (Hódi, 2009.):

Szennyvíziszapból termelt gáz: szennyvízgáz. Ennél a technológiánál a rothasztó tornyokban történik a szennyvíztisztítási technológia során keletkezett szennyvíziszap fermentációja.

A hazai szennyvíztisztító telepek közül 17 helyen termelnek biogázt, ezek száma fokozatosan nő. 2003-ban évi 60-70 m3 alapanyagból 6-7 m3 biogáz keletkezett, melynek energiatartalma elérte a 0,15 PJ-t. A gázt hő- és elektromos energiaként túlnyomórészt felhasználják, 1 MW beépített összkapacitás 7 GWh elektromos áramot és 120 TJ hőenergiát állít elő. Magyarországon 2003. január 1-jén 555 db különböző kapacitású szennyvíztisztító telep üzemelt. Az iszap szervesanyag tartalma 65-75% között változik, mely függ a folyadékfázis tisztításának minőségétől. A számításba vehető tisztító telepek kinyerhető gáz mennyisége 202*103 Nm3/nap, a hálózaton hasznosítható villamos energia 381 MWh/nap, ami mintegy 128 GWh/év villamos energia többletet jelent. (Hájos, 2008.)

Mezőgazdasági, élelmiszeripari, háztartási hulladékból termelt: biogáz

Az anaerob fermentáció a szerves trágya, a hígtrágya és más biológiai eredetű nehezen hasznosítható hulladékok értékes bio-trágyává való alakításának egyik alternatív lehetősége. A hulladék kezelése közben keletkező biogáz fűtésre, illetve villamos áram termelésre hasznosítható, ezzel csökkentve az üzem működési költségeit.

Kovács Kornél a Magyar Biogáz Egyesület elnökének véleménye szerint: 1000 hektáron termelt és feldolgozott energianövénnyel átlagosan 2,0-2,5 MW villamos energia termelésére képes biogáz erőmű –kapacitás látható el alapanyaggal. Et azt jelenti, hogy 1000 hektár szántóföld évi 14,0-17,5 GWh villamos energia és ezzel párhuzamosan 14,0-18,0 GWh hőenergia termeléshez ad megújuló energiaforrást. 100 ezer hektár szántóföld biogáz-termelési hasznosítása tehát 200-250 MW bioerőmű-kapacitás létrehozását jelentené, amelyben évente 1400-1750 GWh villamos áramot lehet termelni, 1400-1800 GWh hőenergia mellett. (Hargitai, 2006.)

Lápos, mocsaras területeken fenékiszapból keletkező: mocsárgáz

Hulladéklerakón képződő gáz: a depóniagáz. Itt a hulladéklerakóban elhelyezett gázkutakon keresztül történik a biológiailag lebontható szerves anyagok bomlásának eredményeképpen képződő biogáz kinyerése aktív, vagy passzív rendszereken keresztül

Magyarországon 14 helyen összesen 13-15 millió m3 hulladékból folyik depóniagáz kinyerés, ennek mennyisége évente elérheti a 100-120 millió m3-t. Energiatartalma 1,8-2 PJ. Ennek az értéknek csak töredékét hasznosítják, 0,3 MW beépített kapacitással mintegy 2 GWh elektromos és 12 TWh hőenergiát állítanak elő. (Hájos, 2009.)

A termelési-kinyerési hely szerint a biogázok összetétele különböző lehet. A gázok főbb összetevőit és azok százalékos értékét a 4.4. táblázat tartalmazza.

4.4. táblázat - Különböző szervesanyagok biogáz kihozatala (Forrás: Fuchsz, 2006.; Sinoros-Szabó et.al., 2005.; Sági, 2003.; Hájos, 2008.; Potyondi, 2008.)

Összetevő Mértékegység Mezőgazdasági biogáz telep Szennyvíztisztító telep Szeméttelep
Metán mol% 60…70 55…65 45…55
Széndioxid mol% 30…40 35…45 30…40
Nitrogén mol% kisebb, mint 1 kisebb, mint 1 5…15
Hidrogén-szulfid ppm 10…2000 10…40 50…300