Ugrás a tartalomhoz

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

Dr. Czupy Imre, Vágvölgyi Andrea (2011)

5. fejezet - A fahulladék, a fahulladékok égetése

5. fejezet - A fahulladék, a fahulladékok égetése

Magyarországon az összes élőfa-készlet mintegy 330 millió m3, az erdőkből évente az erdőtörvény alapján maximálisan 9 millió m3 lenne kitermelhető, melyből mintegy 7 millió m3 ténylegesen kitermelésre kerül. Ebből a faipari és az exportmennyiség levonása után elvileg a következő mennyiségek maradnak évente energetikai célokra (Barkóczy - Marosvölgyi, 2007 adatai alapján):

  • vágástéri apadék: 1,4 millió m3 (kérdéses, ki fogja ténylegesen betakarítani);

  • faipari melléktermékek: 0,5 millió m3 (kérdéses, hogy tűzifa vagy rostfa lesz-e belőle);

  • kitermelési tartalék: 2 millió m3;

  • tűzifa: 1,8 millió m3.

Biztosan tehát 3,8 millió m3 energiafát tud adni az erdő évente a fogyasztóknak.

A vágástéri apadék egy részét esetleg összegyűjti a lakosság, a faipari melléktermékek egy részét valószínűleg kisebb-nagyobb, főleg mezőgazdaságban tevékenykedő vállalkozások használják majd fel.

Az energiafa iránti keresletet (az előzőekben már említett faiparon és az exportkereskedőkön kívül) a következő fogyasztók határozzák meg:

  • lakosság;

  • mezőgazdasági vállalkozások;

  • kommunális fogyasztók;

  • bio-hőerőművek. (Bai et. Sipos, 2007).

Az 1000-1100 PJ/év éves országos primer energiahordozó igényen belül jelenleg a megújulók részaránya mintegy 5-6 %, ami túlnyomó többségében biomassza. Felmérve a hazai lehetőségeket a potenciális éves energiahozam az alábbiak szerint becsülhető:

  • dendromassza: 56- 63 PJ/év;

  • növényi fő- és melléktermékek: 74-108 PJ/év;

  • másodlagos biomasszák: 19- 23 PJ/év;

  • harmadlagos biomasszák: 54-134 PJ/év;

  • összes biomassza: 203-328 PJ/év.

Figyelembe véve a különféle technikai és gazdasági korlátokat, tíz éven belül a tényleges hasznosítás elérheti a 180-190 PJ/év szintet, ami az összes energiaigény 17-18 %-ának felel meg (Marosvölgyi, 2002).

Magyarország teljes biomassza készletét 350-360 millió tonnára becsülik, ebből 105 110 millió tonna elsődleges biomassza, mely évente újratermelődik, ennek nagy része felhasználásra is kerül. Az évente képződő növényi biomassza bruttó energiatartalma 1185 PJ, amely meghaladja az ország teljes éves energiafelhasználását. A hazai növénytermelés és erdőgazdálkodás a befektetett összenergia 4-5-szörösét termeli meg biomasszaként, azaz ennyi az energiahatékonysági mutatója.

A magyarországi energiafelhasználásnak jelenleg mindössze 3,2-3,6 %-át (34-38 PJ/év) adják a megújuló energiák, ebből a növényi eredetű biomassza mintegy 2,8 %-ot tesz ki, amelynek a túlnyomó részét az erdeinkből kitermelt tűzifa adja. Az egyik legjelentősebb bioenergia forrás az energetikai faültetvény (melyet a mezőgazdasági ültetvénygazdálkodási művelési ágba sorolnak). Ültetvényekkel viszonylag gyorsan és nagy mennyiségben állítható elő energetikai célra dendromassza.

Az egyes fafajokkal végzett tartamkísérletek alapján 11-20 t/ha/év hozamok érhetők el, amelyből 185-330 GJ/ha energia állítható elő. A közeljövőben az energetikai faültetvények területének gyors növekedésével számolunk, amely elérheti, sőt meghaladhatja a 100 ezer hektárt is, amelyből 25-30 PJ energia is előállítható.

A magyarországi mezőgazdasági eredetű energetikai célú biomassza potenciálról és hasznosítási lehetőségeiről az 5.1. ábra ad tájékoztatást.

5.1. ábra - A mezőgazdasági eredetű energetikai célú biomassza potenciál és hasznosítási lehetőségei Magyarországon (Hajdú)

A mezőgazdasági eredetű energetikai célú biomassza potenciál és hasznosítási lehetőségei Magyarországon (Hajdú)


Energetikai célra termeszthető növények

Az energiatermelésre számításba vehető növények száma szinte korlátlan, hiszen lignincellulózként mindegyik alkalmas a környezetbarát energiatermelésre, a napenergia megkötése révén a zárt CO2-körforgalom előnyeinek megjelenése mellett. A választás legfontosabb szempontjai a következők:

  • többféle termesztési technológia megvalósítása váljon lehetővé;

  • egy-egy, már jól kialakult nemzetgazdasági ágazat technológiái és műszaki megoldásai legyenek hasznosíthatók;

  • legyen megoldás az intenzív és az extenzív termesztési és hasznosítási technológiák alkalmazására;

  • a lehető legkülönbözőbb termőhelyi viszonyokra lehessen választani közülük.

Lágyszárú növények

Jellemzőjük a hektáronkénti igen nagy növény (hajtás)-szám, a viszonylag kis növénymagasság, a mezőgazdaságban kialakult technológiák-, és a kialakult műszaki megoldások alkalmazhatósága. Ezen növények és technológiák alkalmazásának nagy előnye az, hogy a mezőgazdaságban alapvető műszaki-technológiai változtatásokra nincs, vagy alig van szükség, viszont a megtermelt biomassza évenkénti betakarítása, illetve a növények életciklusa miatt a betakarítások száma nagy és nem halasztható. A jövőbeni biomassza-energiahordozók között a legfontosabbak:

Egynyári növények:

  • repce (Raphanus sativus);

  • rostkender (Cannabis sativa L.);

  • triticale.

Évelő növények:

  • magyar árva rozsnok (Bromus inemis Leyss);

  • pántlikafű (Baldingerea arundinacea L.);

  • miscanthus (Bai et. al., 2002).

Fás energetikai ültetvények

A faültetvények jó termőképességű területeken létesülnek, melyen mezőgazdasági tevékenység folyat, de a mezőgazdasági termény iránt a kereslet hiányzik, vagy a termelés biztonság kicsi, ezért a terület szántóföldi hasznosításból kikerült, és rajta gazdaságos dendromassza-termelés folyhat. Az energetikai faültetvényeken célültetvények, rajtuk viszonylag gyorsan és nagy mennyiségű dendromasszát kívánunk termeszteni energiatermelés céljából. A fás növények a lágyszárúakhoz hasonlóan lignocellulózok, de évelők, és a föld feletti részek nőnek tovább minden évben.

Az energetikai célú fatermesztésnél cél az, hogy bármilyen termőhelyen lehessen dendromasszát termelni, ezért a nagyhozamu fafajok között keressük az adott termőhelyen legnagyobb hozamot elérőket. Ezek közül a legfontosabbak:

  • akác (Robina sp.);

  • fűz (Salix sp.);

  • nemesnyárak (Populus sp.).

Technológiai osztályozás szerint újratelepítéses és sarjaztatásos üzemmódú energetikai faültetvényeket létesíthetünk.

Az újratelepítéses technológiához minden gyorsan növő és nagy hozamú fafaj megfelel, amely fiatal korban intenzív növekedést mutat. Csak az a fontos, hogy a fák viszonylag kis terjedelmű gyökérzetet hozzanak létre (melyek később könnyen kiszánthatók), és a kis növő tér mellett fiatal korban nagy hozamot produkáljanak. Az ültetvényt a talaj-előkészítést követően az adott termőhelyi viszonyok között legnagyobb tömeget adó fafajjal, a hagyományosnál nagyobb tőszámmal (5-8 ezer tő/ha) telepítjük.

Az újratelepítéses technológiában egy telepítésre egy betakarítás jut. Az ültetvény élettartama kb. 8-15 év. Ekkor az ültetvényt tarvágással kitermeljük, és egységes választékká készítjük el. A végvágást követően talaj-előkészítést végezünk, majd ismét telepítésre kerül sor. A technológia előnye, hogy bármely fafaj alkalmazható. Hátránya az, hogy drága a szaporítóanyag és minden betakarítás után teljes talaj-előkészítést kell végezni.

A sarjaztatásos üzemmód esetében a jó sarjadó képesség, az intenzív növekedés, a fiatal korban nagy hozam, a viszonylag homogén állománynövekedés (közel azonos faátmérők és famagasságok) és a gyökfőből sarjadás a fafajokkal szemben támasztott igény. Ebben a technológiában egy telepítésre 5-6 betakarítás jut. Az ültetvényt nagy tőszámmal (13000-15000 tő/ha) telepítjük. A levágott állomány a visszamaradó tövekről ismételten kisarjad. A legnagyobb összprodukciót ezzel az eljárással érhetjük el.

A vágásforduló hossza, illetve a termesztési időtartam alapján az energetikai faültetvény lehet: mini (1-4 év), rövid (11-15 év), közepes (16-19 év), hosszú (20-25 év). Gazdasági és gépesítési szempontokból a 4 (5) éves vágásforduló tűnik a legoptimálisabbnak. Általános szabály: minél nagyobb a hektáronkénti törzsszám, illetve minél kisebb a növő tér, annál rövidebb ideig tartható fenn az energetikai faültetvény, illetve annál rövidebb a vágásforduló, vagyis a vágásérettség. Az ültetvény élettartamát a következő tényezők befolyásolják:

  • a talaj adottságai (minél termékenyebb, annál hosszabb az élettartam; a gyengébb termőhelyeken azonban a fatermés kulminációja később következik be);

  • a talajművelés és az ápolás (minél gondosabb, annál hosszabb az élettartam);

  • az ültetvény sűrűsége (minél kisebb a sűrűség, az élettartam annál hosszabb).

A vágásforduló megválasztása az alkalmazott üzemmódtól is függ. Sarjáztatásos (aprításos betakarítás) üzemmódban kezelt ültetvénynél általában rövidebb a rotáció, és „hosszúfás” (energiaerdő) esetén – közepes, vagy hosszú a vágásforduló. Az igen rövid vágásforduló (2-3 év) alkalmazása fatermési szempontból nem kedvező, mert a folyónövedék még nem éri el a maximumát (Veperdi et. al., 2005).

Magyarországon száraz és félszáraz területeken az akác, üde és félnedves területeken a nemes nyár klónok, vizes termőhelyen (árvíz, belvíz) a fűzfélék vehetők számításba. Ezek a fafajok egymással nem versenyeztethetők, mindegyik a számára legmegfelelőbb termőhelyen mutatnak legnagyobb hozamot.

Az ültetvényekkel elérhető előnyök:

  • környezetbarát energiahordozók és új ipari nyersanyagok termelése és hasznosítása;

  • a napenergia megkötése, és költségmentes tárolása;

  • a légkör CO2 tartalmának stabilizálása, illetve csökkentése, az üvegházhatás mérséklése;

  • a levegő minőségének javulása a fosszilis energiahordozók felhasználásakor jellemző kéndioxid, elégetlen szén-hidrogén, szénmonoxid, salak stb. kibocsátás csökkentése;

  • talaj és vízvédelem;

  • az élőhely minőségének javulása;

  • a hagyományos mezőgazdasági hasznosításból kivont területek, racionális hasznosítása;

  • a decentralizált energiatermelés alapjainak megteremtése;

  • a helyi nyersanyagbázis hasznosítása;

  • a helyi munkaerő foglakoztatásának növelése;

  • a hazai munkaerő és a honi előállítású termékek felhasználásával az energiatermelésben a hozzáadott-érték arányának növelése;

  • az import energiahordozók felhasználásának csökkentése, az energiahordozó-import arányának csökkentésével az importfüggőség csökkentése;

  • az energiaellátás biztonságának növelése;

  • költségmegtakarítás stb. (Marosvölgyi, 2002).