4. előadás

Országok listájaHungaryPannon EgyetemGeorgikon Mezőgazdaságtudományi KarNövénytermesztő mérnökiAlternatív Energianövények Termesztése4. előadás

HTF hibridek (egységnyi szemtermésre es etenol több) Összes erjeszthet anyag Szárazörléses etanol el állítás Teljes kukoricaszem Keményít + víz Péppé alakítják (enzimekkel glükóz amiláz kezelik) Glükóz Örlés Keményít

Glükóz (erjesztés éleszt gombákkal)

Etanol + CO2 + pép +víz Lepárlás etanol 95%z Molekula sz r 100 alkohol

1

OLAJOK

A növényi olajok és zsírok ­ ellentétben az egyszer glükóz és fruktóz egységeket felépít CHO-kal ­ molekulaszerkezetüket tekintve számos változással jellemezhet k, amelyek révén energetikai szempontból is értékesebbnek nevezhet k. A növényi olajok a gliceridek közé tartoznak, azaz a glicerinnek a zsírsavakkal képzett észterei. Egy-egy növényi olaj többféle gliceridet, vagyis a glicerinnek a különböz szénatomszámú zsírsavakkal alkotott vegyületeit is tartalmazza

A dízelmotorok növényi olajokkal történ

üzemeltetésére

irányuló kísérletek alapján bizonyítást nyert, hogy a biodízel fizikai tulajdonságai nagyon hasonlóak a hagyományos dízel üzemanyagéhoz, és így a növényi olajok még a nehéz hajtómotorok üzemeltetésére, valamint ken olajként is beváltak. A biodízel alkalmazható tiszta formában (B100), illetve a hagyományos dízellel alkotott különböz arányú

keverékei formájában, amelyek közül a legismertebb a B20 (20% biodízel és 80% dízel).

2

A biodízel el állításához elvben bármely növényi olaj (napraforgó, repce, szója, pálma, len) alkalmas, a biodízel-iparág legelterjedtebb nyersanyagforrása

azonban Európában a repce és a napraforgó, az USA-ban a szója és a napraforgó.

A k ü lö n b ö z

n ö v én y i o lajo k tü ze lés te ch n ik a i tu la jd o n s ág ai n a g y b a n elté rn e k

e g y m ás tó l, p l. h a a te litett v ag y telíte tle n zs íro k a rá n y á t, v a g y a zs írs a v a k lá n ch o s sz ú s á g á t v es sz ü k fig y ele m b e, m ár b e s zé lh e tü n k a n ö v é n y i o lajo k m in s ég i k ü lö n b ö z sé g é r l. A h o s sz ú telített lá n c ú z s írs a v a k a le g jo b b ak , a k ev és k e tt s k ö té s jó é g h et sé g e t je len t. Ebb l a s ze m p o n tb ó l
C22H 42O 2.

a

leg k e d v e z b b

tu lajd o n s á g o k k a l

az

eru k as a v

re n d e lk e zik :

H u s zo n k e tt

sz é n a to m o t é s m in d ö ss z e e g y e tle n k ett s

k ö tés t ta rta lm a z . A z e g y k e tt s k ö tés t tarta lm a zó sa v a rá n y a a re p c e o lajb a n az 5 0 % -o t is e lé rh eti.

Az észterifikáció ­ a növényi olajok üzemanyaggá alakításának legismertebb módszere ­ folyamán tehát, a metil-észterek (RME ­ repce-metil-észter; SME ­ napraforgómetil-észter) és glicerin jelenik meg a folyamat végén.

3

S z é n s z á m ­ te líte tle n k ö tések szá m a C 1 4 :0 C 1 5 :0 C 1 6 :0 C 1 6 :1 C 1 7 :0 C 1 8 :0 C 1 8 :1 C 1 8 :2 C 1 8 :3 C 2 0 :0 C 2 0 :1 C 2 2 :0 C 2 2 :1 T e líte tt m o le k u lá k E g y k ett s k ö tés m o lek u la K ét k ett s k ö tés m o lek u la H áro m k ett s k ö tés m o lek u la Ö s s z e s te líte t le n m o lek u la T e líte tle n /T e líte tt arán y

R e p c e o la j n a tú r% ­ ­ 4 .4 ­ ­ ­ 6 0 .5 1 9 .2 9 .4 ­ 2 .0 ­ 3 .3 ­ ­ ­ ­ ­ ­

R M E (G y r) % ­ ­ 3 .9 8 0 .2 2 0 .0 7 1 .7 6 5 5 .6 3 1 9 .3 6 7 .8 8 0 .7 5 8 .3 6 0 .4 6 0 .6 8 7 .0 5 6 4 .8 8 1 9 .3 6 7 .8 8 9 2 .1 2 1 3 .0 7

R M E (o sztrá k ) % 0 .1 2 0 .0 4 5 .7 9 0 .3 3 0 .0 6 1 .7 6 5 8 .0 9 2 1 .8 3 9 .0 4 0 .5 9 1 .5 2 0 .3 1 0 .2 9 8 .6 3 6 0 .2 2 2 1 .8 3 9 .0 3 9 1 .8 1 0 .5

Szilárd bio-tüzel anyagok
N égy a la p v e t n ö v é n y c s o p o r to t is m e r ü n k , a m e ly e k m agas li g n i n és

c e llu l ó z ta r t a lm u k n á l f o g v a a lk a lm a s a k s z i lá r d b io - tü z e l a n y a g g á ( b á la , b r ik e tt , p e lle t , f o r g á c s , p o r s tb .) a l a k í tá s r a : 1 . E g y é v e s n ö v é n y f a jo k , m i n t p l . a g a b o n a f é lé k , á lg a b o n á k , k e n d e r , k u k o r ic a , r e p c e , m u s t á r , n a p r a f o r g ó , k a n á r i k ö l e s s tb . ( e g é s z n ö v é n y k é n t ) ; 2 . É v e n te a r a to tt é v e l 3 .G y o r s a n n ö v f a jo k , m in t p l. a M i s c a n t h u s é s e g y é b n á d f a jo k ; n y á r , a k á c , f z s t b . á l la n d ó

f a f a jtá k , m i n t p l . a n y á r , r e z g

a r a tá s i r it m u s s a l ( s h o r t r o ta ti o n o r c u tti n g c y c l e ­ S R C ) ;
4.

H o s s z ú r o tá c i ó s c i k lu s ú f a f a jo k .

4

A s z ilá rd b io m a s s z a tü z e l a n y a g o k fe lh a sz n á lá s á n a k le g e g y s z e r b b fo rm á ja N y u g a t-E u ró p á b a n ­ f le g N é m e to rs z á g b a n é s A u s z triá b a n ­ a b io m a s s z a e ltü z e lé s e k is te lje s ítm é n y kazánokban, vagy k is e b b e n e rg ia s z o lg á lta tó

k ö z p o n to k b a n . A s p e c iá lis k a z á n o k b a n b rik e tt, p e lle t, fo rg á c s , b á la v a g y p o r a la k ra ,, tö m ö ríte tt e n e rg ia fo rrá s o k " fe lh a s z n á lá s a fo ly ik . E z e n e n e rg ia h o rd o z ó k le g n a g y o b b p ro b lé m á ja , hogy nem e lé g g é k o n c e n trá lt fo rm á k (k is

e n e rg ia s r s é g , n a g y té rfo g a t), íg y a tá ro lá s é s a z a d a g o lá s m e g le h e t s e n k ö rü lm é n y e s . A s z ilá rd b io m a s s z a fo rm á k (b rik e tt, p e lle t) e n e rg ia ta rta lm a

h o z z á v e t le g a b a rn a s z é n e n e rg ia ta rta lm á v a l e g y e z ik m e g , a m e ly k b . 1 5 -2 0 M J /k g .

BIOGÁZ
A biogáz összetételét nézve 60-70%-ban metánt (CH 4 ), és 30-40%-ban CO 2 -t tartalmaz. Szerves anyagok nedves közegben végbemen anaerob

fermentációjával keletkezik, amelyet bio-metán fejlesztésnek hívnak. Ez az eljárás f leg a mez gazdasági termékek el állítása és az állattartás során keletkez szerves melléktermékek eltüntetésében, feldolgozásában játszik
).

fontos szerepet.

A biogáz termelésre leginkább alkalmasak a könnyen

bontható, magas szénhidráttartalmú növények. A vizsgálatok szerint a kukorica, a kanári köles és a különböz ével f fajok silózás és fermentáció

utáni metán-hozamai azonosak voltak. A lignocellulóz tartalmú növények kevéssé alkalmasak biogáz fejlesztésére.

5

E u ró p a b iog áz term elését az elm ú lt évek során b ek öv etk ezett nag yo bb arán yú n öv ek ed éssel jellem ezhetjük . A b io g áz telep ek szám án ak szapo rod ása f k ént azzal in do k olh ató , h og y n ag yo n so k állattartó telep kieg észít an aero b bio gázterm el b eren d ezések et m k ö dtet. E zek re, eg ységk én t, (leg ink ább

sertéstelep ek), az jellem z , ho g y nem ren d elk ezn ek n ag yo bb m ez gazd asági föld terü lettel a telepek kö rn yékén . Íg y a híg trágya elh elyezésén ek,

ártalm atlan ításán ak a b iog áz term elésb en való felh aszn álás a legeg yszer bb m ód ja. E záltal csök k enth et a telepek k ü ls en erg iafo gyasztása, illetve

eg yúttal m eg o ld h ató a ten yésztés m ellék term ék ein ek m eg sem m isítése is.

A e n e rg ia n ö v é n y e k s e g íts é g é v e l m e g v a ló s u ló a la p a n y a g (b io m a s s z a ) te rm e lé s a k ö v e tk e z f c é lo k k a l je lle m e z h e t :

K e m é n y ít , c e llu ló z , in u lin é s c u k o rta rta lm ú n ö v é n y e k te rm e s z té s e e ta n o l e l á llítá s á ra ; O la jta rta lm ú n ö v é n y e k te rm e s z té s e b io - d íz e l e l á llítá s c é ljá b ó l; S z ilá r d b io m a s s z a vagy vagy és te rm e lé s e h és e le k tro m o s e n e r g ia e l á llítá s á ra , k e re s z tü l. in d ire k t

k ö z v e tle n ü l T e rm ik u s e lfo ly ó s ítá s

k ö z v e te tt

m ódon

e lé g e te tt

tü z e l a n y a g o n ( d ire k t gazdag vagy

te rm o k é m ia i g á z o s ítá s ) m e ta n o l, a

fo ly a m a to k k a l lig n o c e llu ló z b a n

n y ersan y ag o k gáz és

fe lh a s z n á lh a tó k

b io -n y e rs o la j,

b io d íz e l,

s z in te tik u s

h id ro g é n , h id ro líz is s e l p e d ig e ta n o l k é p z é s re ; Z ö ld b io m a s s z a a la p a n y a g te rm e lé s b io g á z e l á llítá s r a .

6

A z id e á lisn a k ta rto tt e n e rg ia - v a g y tü z e l a n y a g c é ljá ra te rm e sz te tt n ö v é n y á lta lá n o s m in sé g i k rité riu m a i a k ö v e tk e z k b e n fo g la lh a tó k ö s sz e : a n a p e n e rg ia h a té k o n y á ta la k ítá s a b io m a ssz á v á , a z e lm é le tih e z k ö z e li h ozam ok e lé ré s e ; h a té k o n y á sv á n y i a n y a g , tá p a n y a g é s v íz fe lh a sz n á lá s; m in é l m a g a sa b b sz á ra z a n y a g ta rta lo m ; a z e n e rg ia fe lh a s z n á lá s m e g fe le l a la c so n y in p u t; jó b e te g sé g e k e lle n i re z is z te n c ia ; k ö rn y e z e tte l v a ló ö ssz e fé rh e t sé g . A z e n e rg ia n ö v é n y e k k e l sz e m b e n tá m a sz to tt k ö rn y e z e ti e lv á rá so k h a so n ló a k a z é le lm isz e rvagy ta k a rm á n y n ö v é n y e k k e l sz e m b e n tá m a sz to tt k ö v e te lm é n y e k h e z , m iv e l a k ö rn y e z e tte l v a ló ö ssz e e g y e z te th e t sé g e t e b b e n a z e se tb e n is b iz to síta n i k e ll. e g y e n sú ly a ;

Az energetikai hasznosítás esetén nem a hagyományos értelemben vett termék ­ élelmiszer vagy takarmány ­ el állítása a cél, változnak a növénnyel szemben támasztott követelmények is. Nem cél például a gabona vagy takarmánynövények esetében a minél magasabb fehérje tartalom elérése (extra nitrogén bevitellel), mivel ebben az esetben a táplálóérték teljesen mellékes, a magasabb fehérjetartalom szükséglete csak is kb. kedvez tlen. 20-30%-kal Az energianövények szinttel

növényvédelmi

alacsonyabb

jellemezhet , mivel a végtermék jellegénél fogva, nem kell hogy megfeleljen például esztétikai, vagy a további feldolgozás min ségi követelményeinek.

7

Gabonafélék
A gabonafélék közül felhasználnak már néhányat energiaforrásként, energetikai termesztésbe való bevonásuknak igazi oka mégis a gabonatúltermelés jelenségének tompítása, illetve a már rendelkezésre álló, fejlett technológiai feltételrendszer lesz. Ez utóbbi alatt a m velés, vetés, betakarítás, bálázás, raktározás, magtermesztés stb. kiemelked en magas technológiai színvonala értend .

A

n ö v é n y n e m e s ít

k

a z

u tó b b i

tíz

év b en

is

ig e n

a k tív a n d o lg o z ta k , a g a b o n a fé lé k h o z a m a i á tla g o s a n 1 0 -1 5 % -k a l n ö v e k e d te k . J a v u lt a le tt a g e n e tik a i k é s z le t, és jo b b

h a ték o n y a b b le tt a

tá p a n y a g -fe lh a s z n á lá s k ép esség e a

n ö v én y ek

a d a p tá c ió s

k ü lö n b ö z

k ö r n y e z e ti fe lté te le k h e z H a r v e s t-in d e x g a b o n á k n á l e lé r te is a

is . E n n e k

ered m én y ek én t a a la k u lt. A ta lá n

k ed v ez 0 ,5

b b en

k ö r ü li é r té k e t, a m e ly .

m á r a m a x im u m n a k te k in th e t

1

8

Gabonafélék Harvest indexe

N övén y F term é M ellékterm F és m ellék term ék sz i búz a, nagy hoz . szem sz alm a 1:1 R ozs szem sz alm a 1 :1,8 Tav aszi búza szem sz alm a 1 :1,2 R izs szem sz alm a 1 :1,1 sz i árp a szem sz alm a 1 :1,4 Tav aszi árpa szem sz alm a 1:1 Zab szem sz alm a 1 :1,3 K u korica szem szár 1 :1,8 K u korica, rövid szem szár 1:1

Amennyiben energetikai célra szeretnénk felhasználni egészben betakarított gabonanövényeinket, a következ jellemz k optimalizálása tartandó szem el tt különböz fajtakorrekciók, vagy nemesítés során:

Azok a fajták, amelyeknek rosszabb a Harvest-indexe, sokkal jelent sebb arányban adnak

szalmát. A kisebb sikér és nagyobb szénhidrát, keményít hasznosíthatóság esélyeit. Nitrogénfelhasználás. Az alkalmazott nitrogénm trágya mennyisége ­ mely gabonaféléknél nagyon nagy költségnövel tényez ­ energetikai felhasználásnál a szokásos mennyiség 2040%-ra redukálható, mivel a nitrogénszükséglet legnagyobb része a magvak proteintartalmának növelésére szolgál. A proteintartalom növelésére azonban nincs szükség, ha az egész növényt tartalom növeli az energetikailag

9

 A növény egészben történ betakarítása, mely magába foglalja a levágást és begy jtést is, egy menetben, olcsóbban, praktikusan, szinte veszteségek nélkül oldható meg; A betakarítást nem szükséges kampányszer en végezni, hetekkel korábban is megkezdhet , illetve kissé elnyújtható bármely gabonafélénél; A felhasználáshoz tökéletesen alkalmazkodó génmanipulált fajok bevezetése is elképzelhet a termesztésben, ha emberi fogyasztásra vagy takarmányozásra nem kerülnek.

T er m e szte tt n ö v é n y e k :

Á r p a ­ B ú za ­

(H o rd e u m v u lg a re L .) ( T r itic u m a e s tiv u m L .)

K u k o r ic a ­ (Z e a m a y s L . S s p . M a y s ) R ozs ­ ( S e c a le c e r e a le L .) (x T ritic o s e c a le )

T r itik á lé ­ Z ab ­

( A v e n a s a tiv a L .)

C u k o r c ir o k ­ ( S o r g h u m b ic o lo r L .) S z u d á n if ­ ( S o r g h u m v u lg a r e P .v . s u d a n e n s e )

1

10

Õsz i á r p a
7 . táblázat.

szi árpa el vetemény és utóvetemény igénye Utónövény Burgonya, csicsóka szi árpa Kukorica, cukorcirok Repce, szója, kender Napraforgó, gabonák

El vetemény Napraforgó Gabonafélék Kukorica Kender, repce

Egyéb megjegyzés: energetikai hasznosításra a gyengébb min ség területeken is termeszthet

Búza szi búza el vetemény és utóvetemény igénye El vetemény Repce, szója Napraforgó, kender Csillagfürt, szója Szudánif , csicsóka Pántlikaf , kender Búza Utónövény Burgonya, csicsóka Cukorrépa, kender Repce, gabonafélék Napraforgó, kukorica Csillagfürt

Egyéb megjegyzés: monokultúrában vagy vetésváltás nélkül 2-3 évig termeszthet , energetikai búzafajok alkalmazása javasolt

11

Kukorica

. Kukorica el vetemény és utóvetemény igénye

El vetemény Csicsóka, pántlikaf Csillagfürt, cikória szi gabonák Szudánif ,burgonya Kukorica

Utónövény Napraforgó, kender Csillagfürt, burgonya Pántlikaf , csicsóka Zab, gabonafélék

Egyéb megjegyzés: alkoholos növények vetésforgójának alapnövénye, zölden kell betakarítani

Rozs
. Rozs el vetemény és utóvetemény igénye

El vetemény Repce Csillagfürt Rozs Rozs

Utónövény Burgonya Cukorrépa Repce, rozs

Burgonya Napraforgó Egyéb megjegyzés: monokultúrában vagy vetésváltás nélkül 3-4 évig nagyon jó hozamok mellett termeszthet

12

Tri t i k ál é
. Tritikálé el vetemény és utóvetemény igénye

El vetemény Repce, szója Napraforgó Burgonya Tritikálé

Utónövény Burgonya, kender Repce, gabonafélék Napraforgó

Csillagfürt Cukorrépa Egyéb megjegyzés: energetikai szempontból jó f termék/melléktermék aránnyal rendelkezik

Zab

Zab el vetemény és utóvetemény igénye El vetemény Kukorica Repce, angol perje Napraforgó Csenkesz, kínai nád Zab Utónövény Napraforgó Csillagfürt Kukorica, szója Gabonafélék, repce Egyéb megjegyzés: f leg term helyi adottságok okozhatják vetésforgóba illesztését

13



Hasonló témájú dokumentumok

Hozzászólások

1. félév 2.előadás 4.előadás 9. ábra altér áramlástan bce beruházási függvény biogeográfia cad rajz corbu család economic policy éghajlattan európai unió fogaskerék fogyasztói gazdasági közjog gyakorlat 1 gyakorlódolg hónolás humánbiosz gyak infoii környezet környezeti katalízis kultur kultúra marketing tétel matrix mb mechanika oecd pár apróság paulovics pol.s. regterv reklámelmélet rushdie sejttan sql számítógép architektúrák szerves kémia szociolingvisztika tanári jegyzet témák természet földrajz torlódási hely turizmus szak vállalatirányítás