MENÜ

Hígtrágyából energia

Oldalszám:
2013.02.19.
Elõzmények

Hazai állattartó telepeink közül a sertéstelepek túlnyomó része jelenleg is alomnélküli tartású, hígtrágyát termel.
A jelenlegi, mûszakilag leromlott tartástechnológiák mellett az indokoltnál és kívánatosnál négyszer-tízszer nagyobb tömegû, igen alacsony fajlagos tápanyagtartalmú, relatíve "értéktelen" hígtrágya elhelyezésére, hasznosítására a földterülettel nem rendelkezõ sertéstelep képtelen, fogadására, átvételére a növénytermesztést folytató, elkülönült gazdasági szervezetben mûködõ növénytermesztõk pedig nem hajlandók.
Az állattartó telepnek ezért mûszaki-üzemszervezési szempontok figyelembevételével fel kell mérni a hígtrágya mennyiségi csökkentésének lehetõségeit. A tartástechnológia korszerûsítésével, el kell érni, hogy tápanyagban koncentráltabb, minél kisebb mennyiségû hígtrágya keletkezzen és ezt a csökkent mennyiséget minél racionálisabban, környezetkímélõbb módon hasznosítsuk. A hígtrágya hasznosítás egyik módja a biogázelõállítás. Nem szabad azonban elfelejtenünk, hogy a biogázelõállítás során a hígtrágya mennyisége nem csökken, így annak a növénytermesztésben történõ hasznosítása a továbbiakban is megoldandó feladat marad.

Biogázelõállítás-hasznosítás

A szervesanyag anaerob (oxigénmentes) körülmények közötti lebomlása során magas metántartalmú gáz, biogáz képzõdik.

A biogáz nagy inertgáz tartalmú éghetõ gáz, amelynek fõ összetevõi a metán és a széndioxid. Ezen kívül kismértékben hidrogént, nitrogént és kénhidrogént tartalmaz. Összetétele nagymértékben függ a gázfejlõdés körülményeitõl. Fûtõértéke 60 %-os CH4 és 40 %-os CO2 tartalom esetén 21,5 MJ/Nm3. A biogáz a kritikus ponton (75-89 bar nyomás, mínusz 82,5 oC hõmérséklet), vagy légköri nyomáson mínusz 161 oC hõmérsékleten cseppfolyósítható.

A biogázelõállító reaktorokban képzõdõ biogázból, gázmotor-generátoron keresztül a bevezetett összes energiatartalom mintegy 33 %-ának megfelelõ elektromos energia állítható elõ. Ennek mennyisége fedezni tudja az állattartó telep elektromos energia igényét, a többlet az országos hálózatba juttatható (55/1996.(XII. 20.) IKIM sz. rendelet). Az áramfejlesztõ egység hulladékhõje fedezi a reaktor mûködéséhez szükséges energiaigényt ill. a használati melegvíz elõállításához szükséges hõigényt.
A biogáz hasznosítás másik módja a gázégõk, helyi sugárzók felhasználásával az istálló fûtése.

A kierjesztés után a reaktorba betáplált hígtrágyával azonos mennyiségû közel azonos N, P, K hatóanyagtartalmú és mintegy 50 % kevesebb szervesanyag tartalmú hígtrágya további hasznosításáról kell gondoskodni. Az anaerob kierjedt hígtrágya tápanyagtartalmát azonban a termesztett növények könnyebben felveszik, hasznosítják.
Amennyiben az anaerob lebontás termofil (50-55 oC) hõmérsékleten megy végbe a gyommagvak jelentõs része is elpusztul
A hazai állattartó telepeken létesítendõ biogázelõállítási technológiákban a következõ alapanyagok felhasználását lehet javasolni:
a.) sertés- és szarvasmarha hígtrágya,
b.) baromfitrágya (ketreces tartásból),
c.) az a+b pontok alatti szerves trágyák keveréke.

A biogáztelepeknek alapvetõen a következõ feltételeket kell teljesíteni:
- a képzõdõ biogáz hasznosítási feltételeinek megléte,
- 6-10 % szárazanyag, 70-80 % szervesanyag tartalmú, szivattyúzható alapanyag,
- jó hõntartást biztosító, azaz alacsony, 15-20 % összhõigényû reaktor,
- egyszerû, idõtálló, biztonságos konstrukció és üzemvitel,
- nagy, 5-6 kg/m3, nap szárazanyag, ill. 4-5 kg/m3, nap szervesanyag terhelhetõség,
- rövid, 10-15 napos erjesztési idõ (HRT)
- nagy, 3-5 m3/m3 fajlagos gázhozam,
- rövid, 4-5 éves megtérülés.

A rendelkezésre álló szervesanyag alapú hulladékok és melléktermékek jellemzõit és gazdaságossági szempontokat is figyelembe véve, a hazai klimatikus viszonyok mellett az ún. nedves-iszapos, 5-10 % szárazanyag tartalmú alapanyagok, mezofil, 33-35 oC hõmérsékleten, 28-30 napos erjesztési idõ (HRT) mellett történõ anaerob kezelése javasolható energetikai célú biogáz elõállításra. A biogázelõállítás terén végzett külföldi kutatások újabb eredményeit figyelembe véve azonban a 7-10 napos erjesztési idõvel 50-70 oC-os termofil hõmérsékleten üzemelõ berendezések üzembeállításának lehetõsége is megfontolandó. Ezeknek nagy elõnye a lényegesen kisebb, mintegy 1/3 reaktortérfogat igénybõl eredõ alacsonyabb beruházási költség.

A fõbb gazdasági állatfajok által termelt ürülék fõbb mennyiségi és minõségi jellemzõit és a kinyerhetõ biogáz jellemzõit az 1. táblázat tartalmazza.

Gazdasági állatok ürülékébõl kinyerhetõ biogázhozam

 

Megnevezés

Mértékegység

Állatfaj

 

 

Szarvasmarha

Sertés

Baromfi

Az állattartó telep nagysága

fh

100 fh-es tejtermelõ
tehenészeti telep

1.000 kocás
sertéstelep

10.000 fh-es
tojótyúk telep

Az ürülék mennyisége

t/nap

5

66

2

szárazanyag-

%

12

8

20

tartalom

t/nap

0,6

5,3

0,4

szervesanyag-

%

8

6

14

tartalom

t/nap

0,4

4

0,28

Átlagos gázkihozatal

m³/t szervesanyag

200

445

450

Várható napi bruttó biogázhozam

Nm³/nap

80

1.780

126

A biogázreaktor önfenntartó gázigénye

Nm³/nap

24

534

38

Hasznosítható biogázhozam

Nm³/nap

56

1.246

88

A hasznosítható biogáz fûtõértéke

MJ/nap

1.176

26.166

1.848

Olajegyenérték

kg olaj/nap

28

623

44

Villamosenergia egyenérték

kWh/nap

327

7.274

514

Megjegyzések:

    Mezofil (33-35 °C) hõmérsékleten üzemelõ, folyamatos rendszerû biogázelõállító berendezés, 28-30 napos erjesztési idõvel (HRT)

    A reaktor átlagos önfenntartó gázigénye a termelt összes biogáz 30%-a

    A biogáz fûtõértéke 60% CH4 tartalom mellett: 21 MJ/Nm³ ~ 0,5 kg fûtõolaj

    1 MJ = 0,278 kWh

BR>
Megjegyzések:
- Mezofil (33-35 oC) hõmérsékleten üzemelõ, folyamatos rendszerû biogáz- elõállító berendezés, 28-30 napos erjesztési idõvel (HRT)
- A reaktor átlagos önfenntartó gázigénye a termelt összes biogáz 30 %-a
- A biogáz fûtõértéke 60 % CH4 tartalom mellett: 21 MJ/Nm3 » 5.100 kcal/Nm3
- 1 Nm3 biogáz » 0,5 kg fûtõolaj
- 1 MJ = 0,278 kWh
Hogyan tovább?

Az állattartó telep saját érdeke, hogy az egységnyi elõállított végtermékének önköltségét elfogadható szinten tudja tartani. Ennek egyik módja, hogy energiaigényét a saját telepén megtermelõdõ melléktermékbõl, a hígtrágyából állítsa elõ és minél függetlenebbé váljon az energiaellátó rendszereket kezükben tartó multinacionális cégek diktálta energia áraktól.
A hígtrágyát termelõ, elsõsorban, sertéstelepeknek ez a lehetõségük adott is. A biogázelõállító berendezést létesíteni kívánó állattartó telep, lévén szó százmilliós nagyságú beruházásról, önerõbõl ezt megvalósítani nem tudja.

A jelenlegi helyzetben a telep üzemeltetõjének meg kell ragadni minden lehetõséget, hogy a különféle támogatást nyújtó pályázatok közül a számára legkedvezõbbet válassza ki. Ehhez a kutatóintézetek mûszaki-gazdasági szakembereinek minden támogatást meg kell adni.
Ugyanakkor kormányzati szinten is szükséges olyan kedvezõ támogatási rendszerek kimunkálása, amelyek hathatósan ösztönözhetik a telepeket energiaracionalizálási törekvéseik megvalósítására.


Dr. Fenyvesi László
Mátyás László
FVM Mûszaki Intézet, Gödöllõ