3. 13.2 A repce beltartalmi jellemzői és hasznosíthatósága
14. fejezet - Energetikai célra hasznosítható mezőgazdasági
melléktermékek jellemzői
1.
Melléktermék: a főtermék, illetve az ikertermék előállítása mellett keletkező, hasznosítható, de ezekhez viszonyítva rendszerint kisebb értékű termék (szalma, istállótrágya).
Energetikai célú felhasználás: a megtermelt mellékterméket valamilyen eljárás során (eltüzelés, brikettálás, pirolizálás, gázosítás, és biogáz-előállítás) energianyerésre hasznosítunk.
Hazánkban éves szinten mintegy 100 millió tonna melléktermék és termelési hulladék keletkezik, ehhez adódik még a közel 22-23 millió tonna szilárd és folyékony települési hulladék. A mezőgazdaság részesedése ebből a 109 millió tonnából megközelítőleg 60 millió tonna, az alábbi megoszlásban:
• növényi hulladék 14,5 millió tonna, ebből hasznosított kb. 7 millió tonna;
• állati eredetű kb. 45 millió tonna, és ennek közel 49%-át, 22 millió tonnát hasznosítanak.
A mezőgazdasági hulladék, melléktermék megoszlását és jellemzőit mutatja az 12. táblázat.
A mezőgazdasági melléktermékek között a legnagyobb energetikai jelentősége a szalmának van. A statisztikai adatok szerint a gazdaságok a szalmának csak 59%-át takarították be valamilyen formában, a többit a tarlón elégették, vagy beszántották. Bizonyos vélemények szerint a beszántás, illetve a talajerő visszapótlás ezen módja lenne a hasznosítás legjobb formája. A szalmafélék legnagyobb hányadát – évente mintegy 3 millió tonnát – hagyományosan almozásra, istállótrágya készítésére használnak fel. A pillangósok, az árpa, a zab szalmájának jelentős tápértéke van, így állati takarmányként felhasználható. A megtermelt melléktermék mennyiségének mintegy felét hőtermelésre használják fel, mivel a szalma égési tulajdonságai jók, s nedvességtartalma betakarításkor alacsony (10–20%).
A szalmát ma általában kisbálásan, illetve nagybálásan takarítják be.
A szántóföldeken a legnagyobb mennyiségben a kukorica melléktermékeivel lehet számolni. A több mint 12 millió tonna melléktermék 90%-a a szár és levél, kb. 10%-a a kukoricacsutka.
A kukoricaszár hasznosítás jelenlegi legelterjedtebb módja a beszántás, melyet a vetésterület majdnem teljes területén (kb. 93–94%-án) végeznek.
14. Energetikai célra hasznosítható mezőgazdasági melléktermékek
jellemzői
Hőenergia nyerés céljaira – az új technológiákat is szem előtt tartva – igen jelentős mennyiségű kukoricaszár áll rendelkezésünkre. A tüzelésre történő hasznosítást a kukoricaszár magas, 40–65%(m/m)-os nedvességtartalma megnehezíti. Jelenleg a kukoricaszárat egyéb tüzelőanyagokkal keverve tüzelik a legtöbb helyen. Újabban a szár megszárítására és brikettálására is törekvések vannak, de jelenleg még ennek előállítása igen költséges.
A kukoricacsutka nagyobb mennyiségben – kb. 50 000 ha vetésterületről – a hibridüzemeknél áll rendelkezésünkre, ahol a kukoricát csövesen takarítják be. Ezekben az üzemekben a csutka jól felhasználható a hőenergia előállítására.
A kukoricaszárat szecskázva vagy bálázva takaríthatják be.
A szecskázott kukoricaszár hosszabb időn keresztül nem tárolható. A kukoricaszár bálák tárolása is a nagy nedvességtartalmuk miatt fokozott körültekintést igényel.
A szőlővenyige és gyümölcsnyesedék egy-egy gazdaságban keletkező mennyisége lényegesen kisebb (200–600 tonna) a szántóföldi melléktermékekétől. A szőlővenyige és gyümölcsfanyesedék önmagában is jelentős tüzelő-anyagforrás lehet, de egyes helyeken a szántóföldi melléktermékekkel együtt hasznosítják. A nagyüzemi szőlőültetvények évenként keletkező venyige mennyisége jelentős (150–200 ezer tonna). Ennek jelentős részét ma még a szőlészetek helyszínén, a szabadban elégetik. Kisebbik részét pedig, ahol erre az eszközök rendelkezésre állnak, összezúzzák és a talajba visszaforgatják. A venyige – viszonylag magas fűtőértéke miatt – jól tüzelhető.
A gyümölcsfák ritkító metszése során évente kevesebb, 4–5 évenként a felújítások során nagyobb mennyiségű nyesedék keletkezik. Az éves mennyiség kb. 500 000 tonna. A nyesedék fűtőértéke a venyigéhez hasonlóan viszonylag magas, és aprítva jól tüzelhető. A száraz körülmények között készített apríték kazalban jól tárolható.
A 13. táblázatban összefoglalva látható az egyes kertészeti, erdei, szántóföldi melléktermékek megnevezése, valamint a felhasználásuk. A táblázatot elemezve megállapítható, hogy a melléktermékek energia célú felhasználása jelentősen növelhető lenne a jövőben.
14. Energetikai célra hasznosítható mezőgazdasági melléktermékek
jellemzői
A táblázatban szereplő melléktermékek megyénkénti eloszlásáról mutatja be a 25. ábra.
14. Energetikai célra hasznosítható mezőgazdasági melléktermékek
jellemzői
Az ábrán feltüntetett melléktermék mennyisége jelentős, ami nagy lehetőségeket biztosítana az energetikai célú felhasználásra. Emellett meg kell említeni a melléktermékek ipari és a mezőgazdasági hasznosítását is.
A továbbiakban a melléktermékek energetikai célú felhasználását, annak kivitelezését szükséges jellemezzük.
A melléktermékek a betakarítás és betárolás után legtöbbször még nem alkalmasak az eltüzelésre közvetlenül a tüzelőberendezésekben, hanem különböző előkészítő műveleteket igényelnek:
• Előfeldolgozás nélküli kiszolgálás:
A tüzelőberendezések kiszolgálása közvetlenül a tárolóhelyről történik azoknál a tüzelőberendezéseknél, amelyek tűzterében a mezőgazdasági melléktermékek a betakarítás utáni állapotban (bálázott, szálas, vagy szecskázott formában) elégethetők. A kisméretű szalmabálák kézi rakodással és gépi szállítással egyaránt eljuttathatók és adagolhatók a tüzelőberendezésbe.
A nagybálát fogadni tudó tüzelőberendezések kiszolgálása traktoros homlokrakodóval vagy a tüzelőberendezéshez kialakított kötöttpályás anyagmozgató rendszerrel történik.
A hosszúszálú szálas anyagot fogadni képes tüzelőberendezések kiszolgálására felhasználhatók a bálabontó gépek. A szecskázva betakarított melléktermékek szállítása a tüzelőberendezéshez ömlesztve történik.
• Előaprítás
A rövid szecskával üzemelő tüzelőberendezéseket általában aprító-szecskázó gépekkel is felszerelik, amelyek a kívánt méretűre darabolják a tüzelőanyagot, és azt az előtárolóba juttatják.
• Aprítás, keverés
A 4–5 cm méretű szecskát előállító szecskázók és zúzók használhatók a szecskázott melléktermékeket feldolgozni képes, aprító nélkül épült tüzelőberendezések működtetéséhez. A bálabontó aprító gépek hengeres és szögletes bálák aprítására is alkalmasak.
• Brikettálás
A mezőgazdasági és erdészeti melléktermékek hagyományos tüzelőberendezésben történő eltüzeléséhez az egyik lehetőség az anyag tömörítése. A gyakorlatban ezt brikettálásnak vagy pelletálásnak nevezik.
14. Energetikai célra hasznosítható mezőgazdasági melléktermékek
jellemzői
Brikett: az ∅ 50 mm vagy ennél nagyobb kör, négyszög, sokszög, vagy egyéb profilú tömörítvények, melyek mező-és erdőgazdasági melléktermékekből készülnek.
Pellet: az ∅ 3–25 mm-es tömörítvény, mely a takarmányliszt üzemek létesítéséhez vált széles körben ismertté. A tüzelésre szánt nagyobb tömörségű ∅ 10–25 mm-es pellet a „tűzipellet‖ megnevezést kapta.
A brikettálásra alkalmas, mezőgazdasági üzemben keletkező melléktermékek a következők:
• a kalászosok szalmája,
• a repce és szójaszalma,
• kukoricaszár,
• egyéb hulladék szalmaféleségek.
Az ipari feldolgozás során keletkező anyagok:
• nád, len és kender pozdorja,
• rizshéj és napraforgóhéj.
Az erdészeti és faipari melléktermékek:
• fűrészpor, csiszolatpor,
• faforgács, fahulladék, fakéreg.
Magyarországon a biobrikett-gyártásra igénybe vehető szalma mennyisége igen jelentős, mintegy 1 millió tonna/év mennyiség vehető figyelembe.
A melléktermékek eltüzelésére alkalmas tüzelőberendezések
A nagy fajtérfogatú, alacsony energiasűrűségű biomassza körülményes szállítása meghatározza a felhasználható mennyiségeket és a teljesítmény-méreteket is.
A melléktermék-tüzelő berendezések egyik leginkább áttekinthető felosztását a működés folyamatossága szerinti csoportosítás mutatja. Ennek alapján elkülöníthetünk szakaszos és folyamatos üzemű mellék-termék-tüzelő berendezéseket.
A hagyományos tüzelőanyagoknál alkalmazott kályhák, kazánok átalakításával hozták létre a szakaszos üzemű biomasszatüzelő berendezések többségét. A tűztér kialakítása szempontjából keresztégős, átégős és alsóégésű (26. ábra) tüzelőberendezéseket egyaránt alkalmaznak a biomassza használata során.
14. Energetikai célra hasznosítható mezőgazdasági melléktermékek
jellemzői