Az általános iskola alsó tagozatos éveiben egy olajkályha biztosította az osztályterem melegét. Meg voltunk vele elégedve. Néhány kisdiák köpenye megolvadt, ha túl közel mentek hozzá, de ettől eltekintve részünkről nem volt rá panasz. A felső tagozatos éveimben az olajkályhákat széntüzelésű kazánra cserélték, igazodva a „modern” kor követelményeihez. Az új megoldást dícsérő „ezzel nem lesz gond egy darabig”
mondatok már feledésbe merültek, amikor szakközépiskolai éveim végéhez közeledve egykori iskolám gázfűtésre váltott. A kényelmes megoldás bevált, a mai napig működik, de a gázárak folyamatos emelkedése és az ellátás jövőbeni bizonytalansága miatt elképzelhető, hogy hamarosan megint valami új megoldásra lesz szüksége egykori iskolámnak.
Egyetemi éveim alatt az előzőekben bemutatott, korábban természetesnek tűnő változások számos kérdést vetettek fel bennem. Az energiaellátásban egy kis kitérő után tényleg visszatérünk a természethez? Ha igen, hogyan, milyen módon? Számos kutató, mérnök, tervező, közgazdász, aktivista és üzletember dolgozik a kérdés megválaszolásában. Kutatásommal én is szeretnék részt venni ebben a feladatban.
Az emberiség történetének fejlődésére jellemző, hogy egyre több energiát próbált egyre hatékonyabban a maga szolgálatába állítani. A tűzifa lehetővé tette a sütést, a főzést, az állatok erejének hasznosítása megkönnyítette a szállítást és a földek megművelését.
Később a tűz hasznosításával kezdetét vette a fazekasság, az emberek megtanulták, hogyan kell az ércekből tűz segítségével fémeket olvasztani, kialakult a kovácsmesterség. A népességnövekedés és a fejlődés egyre több energiát igényelt. A bányászat és a szén széles körű felhasználása beindította az ipari forradalmat Angliában.
A felgyorsult technikai fejlődés további új energiaforrások, a kőolaj és a földgáz kiaknázását tették lehetővé. Az energiaellátás decentralizált, önellátó egységei a világ fejlett országaiban fokozatosan megszűntek.
Napjainkban a fosszilis energiahordozók felhasználása a fejlett országok gazdasági működésének alapja. Lehetővé teszi az áruk gyors, hatékony megtermelését és a globális kereskedelmet.
Ma már sokan egyetértenek abban, hogy a jelenlegi energiaellátás az ismert mennyiségi és környezeti problémák miatt hosszú távon nem fenntartható. Az elmúlt években többször bebizonyosodott, hogy a centralizált energiaellátó rendszerek jelentős politikai és gazdasági hatalmat koncentrálnak. A jövőben a csökkenő készletekért folyó versengés erősödése és az árak emelkedése várható. Az energiaellátás és a környezetvédelem számos országban központi témává vált. Az európai országok többségében egyre inkább előtérbe kerülnek a megújuló energiaforrások, köztük a
biomassza energetikai hasznosítása. Az energiatermelésre hasznosítható melléktermékek felértékelődtek, megjelent az energianövények termesztése.
A biomassza-hasznosítás környezetre, élelmiszerárakra gyakorolt hatása szakmai körökben számos vitát vált ki. Egyre több példa bizonyítja, hogy a jól megtervezett és megfelelő szakértelemmel üzemeltetett biomassza bázison alapuló korszerű decentralizált energiaellátó rendszerek gazdaságos és környezetbarát energiatermelésre adnak módot.
Hall és House (1995) szerint 2050-ig várhatóan megtízszereződik a biomassza energia célú felhasználása Európában. Egyes kutatók szerint ez a nagymértékű növekedés újabb környezeti és társadalmi problémákhoz vezethet, hiszen a közeljövő energetikai biomassza igénye várhatóan magasabb lesz a környezetbarát módon megtermelhető biomassza potenciálnál (Gyulai, 2006).
A bioenergia-hasznosítás tekintetében az egyes országok lehetőségei eltérőek. Hazánk megfelelő adottságokkal rendelkezik, a jelenlegi felhasználásnál lényegesen nagyobb volumenben van lehetőség a biomassza eredetű energiaforrások hasznosítására.
A hazai éves gázfogyasztás 15 milliárd m3 körüli, az ország évente körülbelül 11-12 milliárd m3 földgázt importál, mintegy 1000 milliárd forint értékben (Szilágyi, 2008).
Ezen összeg jelentős része itthon tartható lenne, ha a földgáz importot részben kiváltva a hazai, helyi lehetőségeket használnánk fel az energiatermelésre, és energetikailag korszerűsítenénk épületeinket.
Az energiaár-emelések, a földgáz-ellátás bizonytalanságai és áralakulása, a sok esetben elavult és pazarló energetikai megoldások miatt számos önkormányzat, vállalat és háztartás keresi az új lehetőségeket energiaigényének fedezésére. A biomassza- hasznosítás perspektívájában, hazánkban is lehetőségként kínálkozik a szilárd biomassza-tüzelésén alapuló decentralizált (kisebb méretekben, több helyen, a felhasználókhoz közel megvalósuló) energiaellátás. A nagyobb teljesítményű faaprítékkal üzemelő rendszerek a vidéki települések nagyobb fogyasztóinak (pl.:
falufűtés, közintézmények, ipari és mezőgazdasági létesítmények) a korszerű fatüzelésű, vagy energetikai tömörítvényekkel (pellet, brikett) üzemelő rendszerek pedig a kisebb fogyasztóknak, háztartásoknak kínálnak alternatívát.
A mezőgazdasági eredetű biomassza termelésnek kulcsfontosságú szerepe lehet a tüzelési célú biomassza-hasznosítás alapanyag ellátásának biztosításában, és a hazai megújuló energia felhasználás részarányának növelésében. Az erőművek, fűtőművek, energetikai tömörítvényeket előállító üzemek közelében telepített fásszárú, rövid vágásfordulójú energiaültetvények hosszabb időszakon keresztül biztosíthatják a beruházások tüzelőanyag ellátását, munkalehetőséget és jövedelmet biztosítva a termelőknek. Szerepük a helyi energiaellátásban és a vidékfejlesztésben kiemelkedő lehet.
Az energiatermelés és -felhasználás változtatásának szükségességében az egész világon egyetértenek a szakemberek, de a változás módjában eltérőek a vélemények.
Dolgozatomban a már elindult, és a jövőben várhatóan felgyorsuló változások egyik hazai lehetséges irányát tekintem át a tüzelési célú biomassza-féleségek hasznosítási és alapanyagellátási lehetőségeinek vizsgálatával.
1.2 A kutatás célja
Az energia-előállítás terén számos országban indultak törekvések a környezeti adottságokhoz igazodó, kisebb hálózatokba szervezett, autonóm energiatermelésre. Ez követendő példa lehet hazánk számára is. Magyarország energiahordozókban szegény, ezért is fokozottan fontos a felhasználás minden ágában a takarékosság, az ésszerűbb energiafelhasználás elősegítése. A rendelkezésre álló hazai biomassza-potenciált nem szabad kihasználatlanul hagyni. Az Európai Unió erre a területre vonatkozó elvárásaival, valamint a nemzeti környezetvédelmi és energiapolitikai célkitűzésekkel összhangban meg kell teremteni a biomassza energetikai hasznosításának hazai lehetőségét a vidéki térségekben.
A kedvező adottságok kihasználásához fel kell tárni azokat az összefüggéseket, melyeket nem szabad figyelmen kívül hagyni a területet érintő döntések meghozatalakor. Ez inspirált arra, hogy ezt az értekezést megírjam, és választ próbáljak adni a vizsgált területet érintő kérdésekre. Ennek szellemében jelöltem ki az alábbi kutatási célkitűzéseket:
- A faapríték-tüzelésen alapuló fűtőművi hőenergia-termelés hazai környezetben való alkalmazásának áttekintése, értékelése, alkalmazástechnológiai követelményeinek vizsgálata, alapanyagok, végtermékek anyagjellemzőinek vizsgálata. A kutatások eredményeként lehetőség nyílik mérési módszerek, hatásfok javító megoldások kidolgozására, fejlesztésére, valamint a hazai környezetben megvalósult biomassza bázisú energiatermelés komplex elemzésére.
- Fűtőművekre vonatkozó környezeti hatásvizsgálatok, gazdaságossági elemző vizsgálatok elvégzése, figyelembe véve a vidékfejlesztési és környezetvédelmi szempontokat.
- Fűtőművi hőenergia-termelés fásszárú, rövid vágásfordulójú ültetvényekből történő alapanyagellátásának vizsgálata, gazdaságossági, logisztikai kérdéseinek feltárása.
Fásszárú energiaültetvények szerepének, termesztési lehetőségeinek, jogszabályi környezetének elemző értékelése.
- A hazai biotüzelőanyag-piac megfelelő működéséhez szükséges EU normatívák, szabvány-ajánlások áttanulmányozása, feldolgozása és rendszerezése, elemző értékelése.
- Hazai kereskedelmi forgalomban kapható pelletek és brikettek jellemző tüzeléstechnikai tulajdonságainak, minősítésük lehetséges módjainak vizsgálata, figyelembe véve a rendelkezésre álló nemzeti szabványokat, európai uniós műszaki irányelveket.
- Háztartási energiaellátást biztosító korszerű biomassza-tüzelő berendezések üzemeltetési, beruházási költségeinek vizsgálata, a vásárlói döntéseket befolyásoló tényezők számba vétele, a legjobb alternatívák keresése.
A megfogalmazott célkitűzésekhez kapcsolódó kutatások egymásra épülve új tudományos eredmények és gyakorlati megoldások feltételeit teremthetik meg.
Hozzájárulhatnak, hogy a biomassza energetikai hasznosítása szélesebb körben lehetővé tegye energiaszükségletünk fedezését, valamint a vidéki térségek revitalizációját. A vizsgálatok tapasztalatainak összegzése, lényegi elemeinek kiemelése segíti a biomassza-bázison alapuló energia előállítási módok hazai elterjedését. Megkönnyítheti a későbbi hasonló beruházási döntéseket, lerövidítheti a tervezés és a kivitelezés időigényes folyamatát.
1.2.1 Hipotézisek
A témához kapcsolódó szakirodalom elemzését követően felállítottam az empirikus vizsgálat kiinduló hipotéziseit.
H-1
A megfelelő adottságokkal rendelkező települések faapríték-felhasználáson alapuló decentralizált energiatermelő rendszerei hazai viszonyok között is alkalmasak fosszilis energiahordozók helyettesítésére és versenyképes áron történő energiatermelésre, valamint pozitív hatással vannak közvetlen környezetük fejlődésére. A helyben keletkező biomassza-féleségek hasznosításával az energiahordozókra kiadott pénz egy része a térségben marad, és annak további fejlődését eredményezi, továbbá hozzájárul az energiaimport-függőség csökkentéséhez.
H-2
A helyben megtermelt és hasznosított, fásszárú, rövid vágásfordulójú energetikai faültetvényekből származó faanyag biztonságosan és gazdaságos módon elégítheti ki az aprítéktüzelésű fűtőművekben felmerülő tüzelőanyag-igényeket, megteremtve az energetikai önellátás és a vidéki térségek felzárkóztatásának új és hatékony módját.
H-3
Verseny már nemcsak a fosszilis és a megújuló energiaforrások felhasználása között van jelen, hanem az egyes megújuló energiaforrásokat hasznosító megoldások között is.
A gázfűtés alternatíváiként kínálkozó fűtési módok (pellettüzelés, faelgázosító kazán hasábfával és/vagy brikettel üzemeltetve, hőszivattyú) versenyképes megoldást jelentenek a háztartások hőenergia-ellátására. Egy-egy korszerű megoldás komfortfokozata megközelíti a gázfűtés által biztosított kényelmet alacsonyabb, vagy közel azonos költségek mellett.