A biomassza A biomasszákat alapvetően háromféle csoportba sorolhatjuk: Elsődleges biomassza: a növényi fotoszintézis által előállított szervesanyag; a természetes vegetáció, a szántóföldi és kertészeti növények, az erdő, a rét és legelő, a vízben élő növények.
Másodlagos biomassza: állatvilág, gazdasági haszonállatok összessége, továbbá az állattenyésztés főtermékei, melléktermékei és hulladékai.
Harmadlagos biomassza: biológiai eredetű anyagokat felhasználó ipar melléktermékei, hulladékai, települések szerves eredetű szilárd és folyékony hulladékai, biotechnológiát alkalmazó ipar egyes melléktermékei.
Számunkra az oly sok hasznosítási formából most az energia-előállítás a fontos. Ez alapvetően úgy történik, hogy biomassza elégetésével, vagy elgázosításával történhet. Az előbbi a jellemzőbb. biomassza alapanyagául legnagyobb mértékben különböző fafajták, vagy direkt biomassza előállítására kifejlesztett növények(energiaültetvények) szolgálnak. A növényi eredetű biomasszák energetikai hasznosításának alapmutatói a sűrűségük, a fűtőértékük, illetve a nedvességtartalmuk. Először is lássunk egy páédát arra, hogy normál körölmények között mekkora biomassza temelést bírna el hazánk gond nélkül, és az mennyi energiát tudna szolgáltatni. Ez látható a következő táblázatban. Típus | Terület [ha] | Hozam [t/ha/év] | Égetésre alkalmas tömeg [t/év] | Fűtőérték [GJ/t] | Tüzelőhő [GJ] | Nyár | 1200 | 25 | 30.000 | 12 | 360.000 | Fűz | 900 | 35 | 31.500 | 11 | 346.500 | Energiafű | 1200 | 16 | 19.200 | 12 | 236.400 | Összesen | 3300 | 76 | 80.700 | 35 | 936.900 |
Végeredményül közel egymillió GJ hőmennyiséget kaptunk, amit mind megújuló energiaforrásból állíthatnánk elő. Összehasonlításképpen jegyezzük meg, hogy ez a hőmennyiség nagyjából 16.000.000 liter fűtőolaj elhasználásával egyenlő. Némi számolás után pedig az árakat is összehasonlíthatjuk. 2009-es árakon a fent számított biomassza előállítása 3,5 mrd Forintba kerül, míg ugyanekkora hőmennyiséget előállító fűtőolaj közel 4,2 mrd Forintot ér, és ez nem utolsó sorban 90.000 tonna szén-dioxidot bocsátanánk a légkörbe. (Ne felejtsük el azt sem, hogy a CO2 kibocsátás pénzbe kerül. Ez a mennyiség további 700.000.000 Ft-tal terhelné az olajjal való tüzelés költségeit.) A következő táblázat a leggyakoribb tüzelőanyagok, és még néhány anyag fűtőértékait tartalmazza. Anyag | Fűtőérték [MJ/kg] | Antracit | 32-36 | Feketekőszén | 20-32 | Barnakőszén | 15-20 | Lignit | 5-10 | Rönkfa | 12-13 | Faaprítésk | 8-12 | Dióhéj | 18-20 | Korpa | 16-17 | Napraforgóhéj | 15-17 | Árpahéj | 14-15 | Kukoricacsutka | 14-16 | Szalma szecska | 12-15 |
Ezekből az adatokból nagyon egyszerűen levonhatunk néhány gazdaságossági, és környezeti következtetést. Hasonlítsuk össze például a 34 MJ/kg fűtértékű foldgázt a 13 MJ/kg fűtőértékű rönkfával. Példának okáért azt mondhatjuk, hogy 48.000. MJ hőt szeretnénk előállítani, mert ennyire van szükség egy télen át tartó fűtéshez. 48.000. MJ hő előállításához 5m3 rönkfára van szükség. Ez ~120.000 Ft,-ba kerül, valamint 48.000. MJ hő előállításához 1411 m3 földgázra van szükség. Ez ~182.000. Ft,-ba kerül, valamint 3 tonna CO2-t bocsátunk ki. 48.000. MJ hő előállításához 13.000 kWh villamos energiára van szükség. Ez ~622.000 Ft,-ba kerül, valamint 14 tonna CO2-t bocsátunk ki. 48.000. MJ Hő előállításához 2500 kg pelletre van szükség. Ez ~130.000 Ft,-ba kerül, valamint 0 TONNA CO2-t BOCSÁTUNK KI, és csak ~1(!) kg hamu keletkezik a kéményben.
Mint látjuk, a biomasszák főként növényi anyagokból készülnek, és -ahogy már említettük- ezért fontos a nedvességtartalmuk a fűtőértékük szempontjából. A rönkfa nedvességtartalom adataiból jól látható a két tulajdonság egymástól való függése. Nedvességtartalom [%] | 0 | 10 | 20 | 30 | 40 | 50 | 60 | 70 | 80 | 90 | Fűtőérték [MJ] | 19 | 17 | 15 | 13 | 11 | 9 | 7 | 5 | 3 | ~0 |
Fontos tudnunk, hogy a faanyagoknál nem érhető el a 0% nedvességtartalom, mivel a folyadék az, ami a rostokat összetartja. Nedvesség nélkül nincsen fa. Ami viszont elérhető, az a 10% körüli nedvesség. Ez ipari körülmények között könnyen előállítható. Így az általunk megvásárolt biomasszák is ilyen kis nedvességtartalommal jellemezhetők. Kivételt csak azok a faanyagok jelentenek, melyeket saját kezűleg szerzünk be tüzelésre. Ezeknek kérdőjekes a nedvességtartalma, mivel a 10%-os értéket, csak különböző eljárások segítségével tudják beállítani, és nem egyszerű szárítással érik el. Ízelítőül néhány adat, és információ a jelenleg leghatékonyabb biomassza típusokról: | Sűrűség [Kg/m3] | Nedvesságtartalom [%] | Fűtőérték [MJ/kg] | Szalmabála | 80-160 | 20 | 13,5 | Hasábfa | 600-800 | <20 | 15-20 | Faapríték | 200-400 | 20 | 15-20 | Pellet | 650 | <8 | 17-19 | Brikett | 900-1300 | <10 | 17-19 |
Az utolsó két biomassza típus a Pellet, és a Brikett. Mindkét típus, tömörítéssel készül. A tömörítés alapanyaga lehet fűrészpor, forgács, faapríték, napraforgóhéj…stb. Természetesen felmerülhet a kérdés, hogy mekkora energiaigénye van az előállításnak, illetve ez hogyan befolyásolja a tüzelőanyag árát. A biomasszák egy fontos mutatója az energiahányad, melyet a következő tört fejez ki: (a feldolgozás energiaigénye / a biomassza energiatartalma) Ennek értékei a következők: Hasábfára: 0,1%, Faaprítékra: 0,5 %, Pelletre, és Brikettre pedig 2%.
Ebből következik tehát, hogy a biomasszák energia-hatékonysága meglehetősen jó.
|