BIOMASSZA ANYAGISMERET

(1)

BIOMASSZA ANYAGISMERET

Rátonyi, Tamás

(2)

BIOMASSZA ANYAGISMERET:

Rátonyi, Tamás Publication date 2013

(3)

Tartalom

... v

1. 1.A biomassza fogalma, jellemzése, jelentősége és szerepe ... 1

1. ... 1

2. 2. A biomassza csoportosítási módjai ... 5

1. 2.1 A biomassza csoportosítása eredetük szerint ... 5

2. 2.2 A biomassza csoportosítása termelési-felhasználási láncban elfoglalt helye szerint ... 6

3. 2.3 A biomassza csoportosítása halmazállapot szerint: ... 6

4. 2.4 A biomassza csoportosítása felhasználási mód szerint ... 8

3. 3.Magyarország biomassza potenciálja ... 11

1. ... 11

4. 4. Uniós célkitűzések a biomassza hasznosítás területén ... 14

1. ... 14

5. 5. Energia erdő és energia faültetvények I. ... 19

1. ... 19

2. 5.1 Az akác ... 20

2.1. 5.1.1 Az akác jellemzői ... 20

2.2. 5.1.2 Az akác energiafa előnyei, hátrányai ... 21

2.3. 5.1.3 Akác telepítésére alkalmas termőhelyek ... 21

3. 5.2 A fűz ... 21

3.1. 5.2.1 A fűz jellemzői ... 22

3.2. 5.2.2 A fűz energiafa előnyei és hátrányai ... 22

3.3. 5.2.3 A fűz termőhely igénye ... 22

6. 6. Energia erdő és energia faültetvények II. ... 24

1. 6.1 A nyár ... 24

1.1. 6.1.1 A nyár jellemzői ... 24

1.2. 6.1.2 A nemes nyár energiafa előnyei, hátrányai ... 24

1.3. 6.1.3 A nemes nyár termőhely igénye ... 25

2. 6.2 Pusztaszil ... 25

2.1. 6.2.1 A pusztaszil jellemzői ... 25

2.2. 6.2.2 A pusztaszil előnyei és hátránya ... 26

7. 7. Energiafű ... 27

1. 7.1 Energiafű jellemzői ... 27

2. 7.2 Energiafű termőhely igénye és termesztéstechnológiája ... 27

3. 7.3 Az energiafű felhasználásának lehetséges területei ... 30

4. 7.4 Az energiafű felhasználásának hátrányai ... 31

8. 8. Energianád ... 33

1. ... 33

2. 8.1 A kínai nád termesztésének környezeti feltételei ... 33

9. 9. A kukorica, mint bioenergia alapanyag jellemzése ... 36

1. 9.1 A kukorica jelentősége, felhasználása ... 36

2. 9.2 A kukoricaváltozatok gyakorlati csoportosítása ... 36

3. 9.3 A kukoricaszem felépítése és beltartami jellemzői ... 37

10. 10. A kukorica energetikai célú termesztése és felhasználása ... 41

1. ... 41

11. 11. A cukorcirok, mint bioenergia alapanyag jellemzése ... 47

1. ... 47

12. 12. Napraforgó, mint bioenergia alapanyag jellemzése ... 50

1. ... 50

2. 12.1 A napraforgó beltartalmi jellemzői ... 51

13. 13. A repce, mint bioenergia alapanyag jellemzése ... 53

1. ... 53

2. 13.1 A repcefajták és hibridek ... 53

3. 13.2 A repce beltartalmi jellemzői és hasznosíthatósága ... 54

14. 14. Energetikai célra hasznosítható mezőgazdasági melléktermékek jellemzői ... 57

1. ... 57

15. 15. A biogáz alapanyagok jellemzése ... 63

(4)

BIOMASSZA ANYAGISMERET

1. ... 63 16. Irodalomjegyzék ... 68 1. ... 68

(5)

„Bioenergetikai mérnök MSc szak tananyagfejlesztése‖ című TÁMOP-4.1.2.A/1-11-/1-2011-0085 sz. projekt

ISBN 978-963-473-693-6; ISBN 978-963-473-694-3 (online)

(6)

(7)

1. fejezet - 1.A biomassza fogalma, jellemzése, jelentősége és szerepe

1.

A biomassza fogalmának meghatározására többféle definíció is ismert. Ezek közül néhányat megemlítünk:

• A biomassza fogalma: Valamely élettérben, egy adott pillanatban jelen lévő szerves anyagok és élőlények összessége. Hazánk természeti adottságait figyelembe véve a biomassza lehet meghatározó megújuló, illetve megújítható energiaforrásunk. (Sembery és Tóth, 2004).

• Más megfogalmazásban a biomassza a szárazföldön és a vízben lévő összes élő és a közelmúltban elhalt szervezetek tömege – az emberi test kivételével – és a biotechnológiát alkalmazó iparok termékei, hulladékai és melléktermékei. Összefoglalóan megállapítható, hogy a biomasszát a növények, az állatok, a hulladékok, a termelési maradványok valamint a papír/cellulóz adják a leggyakrabban a hazai gazdaságban (Penninger, 2012).

• Úgy is meghatározható a biomassza, hogy minden olyan szerves anyag, amely a bioszférában megtalálható. A teljes szerves flóra és fauna többszörösen fedezni tudná a Föld energiaigényét.

A biomassza fontossága abban áll, hogy a fosszilis energiahordozók (bányászott kőszén, földgáz, kőolaj,) válthatók ki vele, így megvalósítható a fenntartható energiafelhasználás. A biomassza a megfelelő kezelés esetén megújuló energiaforrás, vagyis „rövid életciklusban‖ általában 1 éven belül újból megtermelődik. Fontos jellemzője, hogy az így megtakarított fosszilis energiahordozók nem fokozzák a levegő szennyezettségét és CO2

tartalmának növekedését.

Napsugárzás révén, fotoszintézissel létrejövő jelentős mennyiségű biomassza megújuló jellegű. A Föld felszínére érkező napsugárzás 2,6 x 10²⁴ J/év energiájának több mint 2 ‰-e fotoszintézis révén 5,7 x 10² J/év energiaértékű biomasszát eredményez (Büki 1997). Ez a világban a fotoszintézisből származó elméleti biomassza készlet. A biomassza termelés legfontosabb célja az élet fenntartása, azonban meghatározott része energetikai célokra is hasznosítható.

A mező- és erdőgazdasági termelés lényegében a napenergia transzformációja, ugyanis a Földre érkező napenergiát a növényi klorofill kémiai energiává alakítja át, amely táplálék, élelem, nyersanyag, energiaforrás (Lukács Gergely, 2011). A biomasszából eredő megújuló energia ilyen módon napenergiának mondható.

Az energiaforrások áttekintésekor meg kell állapítanunk, hogy a 17. századig a biomassza volt a kizárólagos hőforrás a Napon kívül. Ebben az időben a világítást az állati és növényi olajok, valamint a faggyúgyertyák égetése révén oldották meg.

A legkorábbi bioenergia az igavonó állatok erejéből származott. Ez még ma is hasznosított energiaforrás, a legnagyobb arányban a fejlődő országokban, ahol – főként a kis farmokon – ez a leginkább elérhető energiaforrás.

Sokatmondó megállapítás, hogy a biomassza fedezi többségében Nepál és Etiópia összenergia szükségletét.

A fejlődő országok mintegy 4 milliárdos népességével évente több mint 3 Gt (légszárított) biomasszát hasznosítanak. A bioüzemanyagok hasznosítása figyelemre méltó az iparosodott nemzetek esetében is, a fejenkénti átlag 1/3 tonna/év, ami 3%-os elsődleges energia fogyasztást jelent.

A biomassza hasznosításának legfontosabb lehetőségei:

• az élelmiszertermelés,

• a takarmányozás,

• az energetikai hasznosítás és

• az agráripari termékek alapanyaggyártása.

(8)

1.A biomassza fogalma, jellemzése, jelentősége és szerepe

A biomassza energetikai hasznosítása történhet eredeti állapotában, illetve különböző technológiai átalakítások után, különböző halmazállapotban. A felhasználási területek lehetnek: villamos- és hőenergia szolgáltatás, illetve járművek hajtása (Penninger, 2012).

Az egyik módszer alapján a biomassza eltüzelhető hőerőműben (elsődleges villamosenergia-előállítás), a másik módszer alapján eltüzelhető hőenergia termelés céljából, és melléktermékként villamos-energia állítható elő.

Járművek hajtására a folyékony biomassza termékek használhatóak (magvakból préselt, majd észterezett olajok, különböző alkoholok és biogáz).

A biomassza energetikai hasznosításának legegyszerűbb típusa a tüzelés. Az eltüzelés során nyert energiát általában a hőenergia ellátásban (pl. biomassza falufűtőművek) értékesítik. Magyarországon a legjelentősebb a szilárd biomassza termelő ágazat. Ezek az erdészet és a mezőgazdasági növénytermesztés. A hő és villamos energiatermelés egy megoldási lehetőségét mutatja be az 1. ábra.

Az elmúlt évtizedekben nagy hangsúlyt kapott a megújuló energiaforrásokat hasznosító technológiák fejlesztése, a világszerte egyre nagyobb gondot okozó környezetvédelmi problémák , valamint a Nyugat-Európában termelésből kivont termőterületek hasznosításának és a falusi lakosság helyben tartásának szándéka miatt.

Jelenleg az európai agrárágazatok megközelítőleg 1,7 millió tOE (tonna olajegyenérték) megújuló energiát használnak fel, melynek legnagyobb részét a tűzifa és az erdészeti, valamint faipari melléktermékek adják 1,2 millió tOE hasznosítható energia tartalommal. Jelentős még ezen kívül a szalma 0,3 millió tOE közvetlen tüzeléssel történő hasznosítása is.

Egyes vélemények alapján az EU mezőgazdasági területének 1/10-ét lehetne energetikai rendeltetésű biomassza termelésre hasznosítani, amely körülbelül évi 80 millió tOE-nek felel meg. Ez a régió jelenlegi villamos energia szükségletének 20 %-át fedezné.

Ha az alternatív forrásokból állítanák elő az energiát, sokkal gazdaságosabb lenne, mintha hagyományos (fosszilis) fűtőanyagot használnának. Ez utóbbi ráadásul a környezetet jobban károsítja. A megújuló energiaforrásokkal a települések épületeinek korszerű fűtése is gazdaságosan megoldhatóvá válhat.

A növényi olajok felhasználására a termésátlag is befolyással van: a napraforgó 740, a repce 696, a szója 856 kilogramm olaj/hektár termésátlaggal rendelkezik. A repcéből észterezéssel nyerhető biodízel előállítása fontos szerepet tölt be. Németországban ez jól megfigyelhető, ugyanis körülbelül 800 biodízel-töltőállomást üzemeltetnek.

(9)

Európában vezető bioüzemanyag felhasználóként Németországot említhetjük, ahol 4 millió TOE bioüzemanyag fogyott, a második a sorban Franciaország 1,4 millió TOE felhasználással, őket követi Ausztria 0,4 millió TOE, majd Spanyolország 0,35 millió TOE fogyasztással.

Korábban a biodízel ára némileg alacsonyabb volt, mint a kőolajból készült gázolajé. Napjainkban ennek megítélése nem egyöntetű, hiszen például hazánkban a költségek számításánál nem minden tényezőt vesznek figyelembe. Esetenként nem számolnak a biodízel előállításának kisebb mértékű környezetkárosító hatásaival.

Emellett az az adótartalom, amely a kőolajszármazékoknál megjelenik, a biodízelnél hiányozik a költségvetésből. Nehezíti még a biodízel itthoni elterjedését, hogy az elosztó-infrastruktúra is jelentős importhányaddal lenne megvalósítható.

Az alternatív energiahasznosítás főként az iparilag fejlett mezőgazdasággal rendelkező országok szándéka.

Céljuk, hogy az élelmiszer-túltermelést a közvetlen energiatermeléssel vezessék le: nő az energiacélra termesztett repce, energetikai fa, gabonafélék, burgonya termelése, ezeken kívül a kifejezetten energetikai célra nemesített növények (kínai nád, elefántfű) termelése is. Ez a fajta megoldás a magyar mezőgazdaság számára is megoldási lehetőséget kínál, tekintve, hogy jelentős területek szabadultak fel az állatállomány csökkenése és a gyengébb minőségű, rosszabb adottságú szántók művelésének elhagyása miatt (Lukács Gergely, 2011).

A fent említett szántóföldi növényeket zöldenergia-forrásnak is szokás nevezni.

Ezeknek a zöldenergia-forrásoknak az egyik felosztási lehetősége Lukács Gergely (2008) szerint a következő:

• Évelők: gabonafélék (évelő rozs), pillangósok, fűfélék, nádfélék

• Egyévesek: gabonafélék, cirokfélék, olajnövények, rostnövények, gyökér- és gumós növények A zöldenergia-hordozókat és azok energetikai hasznosítási lehetőségeit szemlélteti a 2. ábra.

Az ábráról leolvasható a zöldenergia-hordozók három legfontosabb kategóriája:

(10)

• a tüzeléses,

• a motor hajtóanyagok céljára történő felhasználás, és

• a biogáztermelés és -hasznosítás.

A tüzeléses hasznosításra szánt zöldenergia-hordozók forrásai a melléktermékek (erdészeti, növénytermesztési, szőlészeti, gyümölcstermesztési), illetve a célültetvények, az egyéves szántóföldi növények. Ezeket azért telepítik, hogy a keletkező termékeket teljes egészében energiatermelési célra használják fel. A célültetvények között egyaránt megtalálhatók a lágy- és a fás szárú növények.

A biomasszából előállított motorhajtóanyagok két nagy csoportja: a benzin esetében az etil-alkohol tartalmú, a gázolaj üzemanyagba helyettesítését pedig a biodízel jelent alternatívát.

Hazánknak természeti adottságai kedvezőek a megújuló energiaforrásokon belül a biomassza energetikai célú hasznosításához, hiszen jelentős zöldenergia-készlettel rendelkezik az ország.

Biohajtóanyagok:

• a növényi olajok,

• az alkoholok és a

• biogáz.

Mint ahogy már korábban szó volt róla, a folyékony biomassza célja rendszerint motor-hajtóanyag előállítása, illetve annak kiegészítése.

A növényi eredetű olajok energiahordozóként való felhasználása napjainkra már bevett gyakorlat. A növényi olajokkal nemcsak motorikus, hanem tüzelőanyagként is számolunk, hiszen a növényi olajok kémiai (zsírsav) összetétele hasonlít az ásványolajéhoz,.

Hátrányként említhető többek között, hogy a növényi olajok a motorban nehezebben gyulladnak, nagyobb a viszkozitásuk, így a porlaszthatóságuk is. Ezek az olajok önmagukban hosszú távon nem alkalmasak tüzelőanyagként történő hasznosításra.

A növényi eredetű olajok után meg kell említeni az alkoholokat, amelyeknek motorikus célú felhasználását a motorok szerkezeti kialakítása valamelyest korlátozza. Az alkohol benzinhez képest kisebb energiatartalma miatt nagyobb mennyiségre van szükség ugyanazon motorteljesítmény eléréséhez.

A következő biohajtóanyag csoport a biogáz, melynek előállítására valamennyi szerves anyag (kivéve a szerves vegyipar termékeit) alkalmas. Ilyenek lehetnek például a trágya, az élelmiszer-ipari melléktermékek és a hulladékok, zöld növényi részek, háztartási hulladékok és a kommunális szennyvizek.

A felhasználás során fontos tudni, hogy a biogáz éghető alkotórésze a metán (CH4), fűtőértéke jelentősen függ az egyéb, nem éghető alkotóelemektől (vízgőz, CO2). A metántartalom aránya változó a szerves anyagtól, a technológiától függően. A metántartalom általában 60%(V/V), így fűtőértéke 22,4 MJ/m³. A biogáz sűrűsége kisebb (könnyebb), mint a száraz levegőé.

A biogáz elvileg hasznosítható alap-energiahordozóként és átalakított energiahordozóként az adott energiavételezési eszközeink csekély átalakításával, a meglévő energiarendszereinkhez kapcsolhatóan.

A biomassza energetikai felhasználása „CO2-semleges‖, ami az jelenit, hogy elégetésekor csak annyi szén- dioxid termelődik, amennyit a növényi fotoszintézis felhasznált.

Így például a biomassza alapú energiatermelés egy lehetséges megoldást kínál az üvegházhatást okozó szén- dioxid kibocsátás mérséklésére. Megoldást kínál továbbá a mezőgazdaság túltermeléséből származó károk enyhítésére is. Például Magyarországon kb. évi félmillió tonna felesleges tűzifa keletkezik, amelyet az erdőgazdálkodások többsége nullszaldósan vagy veszteséggel exportál. Ezen kívül a biomassza energiacélú felhasználásának még számos olyan előnye van, ami miatt a megújuló energiaforrások felhasználásának egyik legnagyobb potenciáljává vált világszerte.

(11)

2. fejezet - 2. A biomassza csoportosítási módjai

1. 2.1 A biomassza csoportosítása eredetük szerint

A biomassza alapanyagainak többféle csoportosítása ismert. A növényi biomassza a fitomassza, az állati biomassza a zoomassza.

A. Növényi biomassza:

• Hagyományos mezőgazdasági termények, melléktermék és hulladékok (szalma, kukoricaszár, repce, napraforgó stb.)

• Erdőgazdasági és fafeldolgozási hulladékokat (faapríték, -nyesedék, fűrészpor stb.)

• Energetikai célra termesztett növények (fűfélék, fák: akác, nyárfa, fűzfa, takarmánynövények: cukorrépa, köles, rozs, repce stb.)

B. Állati biomassza:

• elsődleges: zsírok, fehérjék, szénhidrátok

• másodlagos: állattartás melléktermékei C. Vegyes biomassza:

• állati és növényi biomasszák keverten találhatók (trágya, kommunális hulladék stb.) (3. ábra)

(12)

2. A biomassza csoportosítási módjai

2. 2.2 A biomassza csoportosítása termelési- felhasználási láncban elfoglalt helye szerint

A termelési-felhasználási láncban elfoglalt helyük, illetve származásuk alapján a biomassza lehet elsődleges, másodlagos és harmadlagos.

• Az elsődleges biomasszát a természetes vegetáció, szántóföldi növények, erdő, rét, legelő, kertészeti növények, vízben élő növények jelentik.

• A másodlagos biomasszát az állatvilág, gazdasági haszonállatok összessége, továbbá az állattenyésztés főtermékei, melléktermékei, hulladékai.

• A harmadlagos biomassza a biológiai eredetű anyagokat felhasználó iparok termékei, melléktermékei, hulladékai, emberi települések szerves eredetű szerves hulladékai

3. 2.3 A biomassza csoportosítása halmazállapot szerint:

A. szilárd halmazállapotú biomassza:

(13)

• erdészeti fő – és melléktermékek (teljesfák, melléktermék és hulladék, nevelő vágások, gyérítések faanyagai, a fafeldolgozás primer melléktermékei, hulladékai, fák és cserjék nyesedékei, energetikai faültetvények, energiaerdők)

• mezőgazdasági melléktermékek (fás- és lágyszárú energianövények melléktermékei, kertészeti melléktermékek, állattartás melléktermékei, hulladékok) (Penninger, 2012)

B. A biomassza eredetű folyékony tüzelőanyagok:

• növényi olaj (repce, napraforgó, mogyoró, stb.) Az olajütés utáni kezeléssel fűtőolaj vagy motorhajtó-, esetleg kenőanyag állítható elő.

• alkoholok (etanol, metanol). Az alkohol előállítására jellemzően alkalmasak a magas szénhidrát tartalmú növények. Magas cukor tartalmú növények (cukorrépa, cukornád, cukorcirok stb.). Magas keményítő tartalmú növények (kukorica, búza, burgonya stb.) A cseppfolyós biomassza kategóriájába a növényi olajok mellett más, például cukorrépából, csicsókából, kukoricából vagy burgonyából kinyerhető alkoholok is beletartoznak.

• állati zsiradék.

C. gáz halmazállapotú biomassza: generátorgáz, biogáz

A generátorgáz előállítása: pirolitikus eljárással történik. Alapanyagai: szén, fa, mezőgazdasági növényi részek (melléktermékek)A biogáz előállítása: metános erjesztéssel valósul meg. Alapanyagai: trágya, trágyalé, növényi anyagok

A különböző halmazállapotú biomassza energetikailag hasznosítható. A felhasználási területek a villamos- és hőszolgáltatás, valamint a járműhajtás. Ezt szemlélteti az 4. ábra.

(14)

A halmazállapot szerinti kategorizálás alapján, a szilárd halmazállapotú biomassza jellemzéseként az alábbiak állapíthatók meg:

A fa frissen vágott állapotban 40–60%(m/m), míg légszáraz állapotban 8–15%(m/m) vizet tartalmaz. A vízmentes fa szerves anyagát jelenti a cellulóz, szervetlen anyagát a kálium, a foszfor, a mész és a vas vegyületei. A fa tömeg összetétele: szén 39–50%, hidrogén 4–7%, oxigén 36–42%, nitrogén 0,5–4%, egyéb 2–3%.

A fűtési célra alkalmas mezőgazdasági melléktermékek növények, ill. növényi maradványok jellemzőiket tekintve igen változatosak. Ezek közül a szőlő- és gyümölcsültetvények nyesedékei tüzeléstechnikai jellemzőjüket tekintve közel állnak a fa paramétereihez. Relatív nedvességtartalmuk változó, függ a tárolás idejétől és annak módjától (16–60%). A legnagyobb tömegben a szántóföldi növénytermesztés anyagai közül a kukoricaszár áll rendelkezésre. Nedvességtartalma a betakarításkor 45–65%.

Tüzeléstechnikai felhasználása előtt szárítás szükséges. A különböző kalászos gabonák szalmája alkalmas hőfejlesztésre. A szálas anyagok szállítása, tárolása, tűztérbe juttatása több nehézséggel jár. Általában a mezőgazdasági melléktermékeket az elégetés előtt előkezelni szükséges, amely magába foglalja a nedvességtartalom csökkentését, másrészt az alapanyag mechanikai előkészítést.

A nedvességtartalom csökkentése történhet szárítással, természetes vagy mesterségesen előmelegített levegővel.

Természetes úton szárítják főként a kalászosok szalmáját, a szőlővenyigét és a fahulladékokat.

Azonban a kukoricaszárat, a kukoricacsutkát és a fát meleg vagy előmelegített levegővel szárítják. Ennek a szárítási folyamatnak jelentős az energia-szükséglete, valamint a technológiai beruházása.

Ismeretes, hogy az igen alacsony térfogattömegű szárrészek szállításához speciális felépítményű járművek szükségesek. Összességében jelentős az eszközlekötés, és magas a fajlagos élőmunka és hajtóanyag igény is.

Ma már bíztató kísérletek folynak arra nézve, hogy egyes mezőgazdasági anyagokból (pl. kukoricacsőből) ún.

önhevítős katalitikus eljárással etanolt, majd hidrogént állítsanak elő. Ez az eljárás várhatóan a jövő tüzelőanyag-celláinak energiaforrásaként jelenik majd meg. Az eljárás teljesen környezetbarát, mivel a melléktermék víz és levegő.

4. 2.4 A biomassza csoportosítása felhasználási mód szerint

A. Tüzelési célú szilárd biomasszák

A szilárd, tüzelési célú biomassza igen sokféle lehet. A jelentősebb kategóriákat az 1. táblázat szemlélteti.

Tüzelési célra is termeszthető mezőgazdasági haszonnövények:

Az energiacélú növénytermesztés egyik perspektivikus módja a mezőgazdasági haszonnövények alkalmazása, hiszen ezek agrotechnikája jól kidolgozott, gépesítésük megoldott és megbízhatóan jó termésátlaggal termeszthetők, jól tárolhatók és kedvező az energiasűrűségük.

Tüzelés célra termeszthető mezőgazdasági haszonnövények: a búza, kukorica, árpa, rozs, tritikálé stb.

(15)

A növények energetikai céllal történő termesztésbe vonása egymással markánsan szemben álló (etikai) kérdéseket vet fel. A világon éhező emberek élelmezése, illetve a mezőgazdasági termelők megélhetésének javítása a két leginkább szembenálló kérdések. Ezek mellett vethető fel a hazai energia stratégiában betöltött potenciál mértéke. Tény, hogy szerkezetátalakítás-, többletberuházás- és átképzés nélküli bevételnövelő megoldást kínál a szántóföldi növénytermesztő ágazat számára.

A mezőgazdasági növénytermesztés és feldolgozás melléktermékei (2. táblázat):

• gabona szalma,

• kukoricaszár és kukoricacsutka,

• napraforgószár,

• napraforgó és repce préselvény,

• szőlővenyige, gyümölcsfa nyesedék.

Főnövényként termelt energianövények:

• energiafű,

• energianád,

• energiakender,

Erdészeti eredetű tüzelőanyagok:

A hazai erdőművelési törvény szigorú feltételrendszerében művelt területek 2006-os élő fakészlete 341,4 millió m³, 2005-ben az összes nettó fakitermelés 5,94 millió m³ volt (Hajdú 2009).

A fás szárú növények energetikai jellemzői jók, fűtőértékük kicsit magasabb a lágyszárúakénál, hamutartalmuk alacsonyabb (5. ábra). A fakitermelés melléktermékeként keletkező gally, kéreg és egyéb famaradványok csoportját, amelyek ipari célra nem hasznosíthatóak, azonban energetikai célra megfelelőek – vágástéri hulladéknak nevezzük. A vágástéri hulladék mennyisége Magyarországon megközelítőleg 1 millió m³, azonban keletkezése decentralizált, így begyűjtése nehéz, élőmunka igénye nagy. Ezen anyagok szennyezettsége jelentős, ezért hamutartalma magas, fűtőértéke pedig alacsonyabb a tűzifáénál. Az észak-európai országokban, ahol jelentős erdőgazdálkodás folyik, ezen anyagok begyűjtésére speciális célgépeket alkalmaznak, amelyek bekerülési költsége jelentős, így a magyarországi birtokméretek és termelési rendszerek alapján jellemzően nem gazdaságosak.

(16)

Faipari melléktermékek:

A fafeldolgozás során keletkező ipari melléktermékeket és hulladékokat (elsősorban forgács és fűrészpor) soroljuk ebbe a kategóriába.

Energetikai ültetvényből kitermelt fás szárú növények

• akác,

• fűz,

• nyár.

Kommunális hulladékok:

• szelektíven gyűjtött hulladék

• szennyvíziszap

B. Biohajtóanyag előállítás céljából termesztett mezőgazdasági haszonnövények:

• Bioetanol alapanyagok: kukorica, búza, cukorcirok, burgonya, cukorrépa.

• Biodízel alapanyagok: napraforgó, repce.

C. Biogáz alapanyagok:

• istállótrágya,

• hígtrágya,

• zölden betakarított kukoricaszár,

• vágóhídi hulladékok.

(17)

3. fejezet - 3.Magyarország biomassza potenciálja

1.

A biomassza a legfontosabb megújuló energia világszerte, amely a mezőgazdaságból (növényi, állati eredetű anyagok), erdőgazdálkodásból valamint az ehhez kapcsolódó egyéb iparágakból származó biológiai eredetű termékek, egyéb ipari és települési hulladékok, maradványok hasznosítható része. Az Európai Unió valamennyi tagállamának köztük Magyarországnak is az a célja, hogy mérséklődjön a fosszilis energiahordozóktól való függőség, emellett csökkenjen a káros kibocsátású üvegházhatású gázok szintje. E cél eléréséhez nagyban hozzájárul a megújuló, valamint a megújítható energiaforrások használata. A tagállamok, így Magyarország is vállalásokat tett az Európai Uniós 2020 cél elérése érdekében, hogy 2020-ra a megújuló és megújítható forrásból fedezi az energiaszükségletének 14,65 %-át. Míg az Uniós cél 2020-ra 20%. Magyarország 2010-ben 8,7 %-ot ért el, mellyel a 4,3 %-kal marad el a 2020-ra vállalthoz képest (3. táblázat).

Magyarországon a megújuló, valamint a potenciálisan megújítható energiaforrásokból származó primer energia megduplázódott 240,8%-os arányt képvisel a vizsgált tíz év alatt, a 2000-2010 közötti időszakban.

Ezen megújuló energiaforrások használatával, hasznosításával több Európai Uniós dokumentum is foglakozik.

Az Európai Környezetvédelmi Ügynökség (EKÜ) tanulmánya szerint 2020-ban 235 MtOE biomassza fog rendelkezésre állni energetikai célú felhasználásra (EKÜ - 2007).

Az EKÜ szerint az energiaforrásokból előállított energia támogatási irányelvében 2020-ra kitűzött céljai teljesítése érdekében a megújuló energiaforrások terén az Európai Unió tagállamainak növelnie kell az energetikai célú biomassza felhasználását. Ez az irányelv a bioüzemanyagokra és folyékony bioenergia hordozókra fenntarthatósági követelményt is megállapít (EKÜ, 2007).

A szilárd és gáznemű biomasszát a mezőgazdasági növények és szármaradványai,(mint kukorica, illetve búzaszalma), valamint állati eredetű trágya, az erdők maradványai (farönk, fatönk, levelek, ágak), a fa feldolgozóipari maradványok (faforgács, fűrészpor), szerves hulladékok, újrahasznosított fa, különböző hulladékokból zármazó és a szennyvíziszapok adják.

Magyarországon a szilárd biomasszát hasznosítják legnagyobb mértékben, mint megújuló energiaforrást. (6.

ábra)

(18)

3.Magyarország biomassza potenciálja

Az elsődleges megújuló energia termelése az Európai Unió tagállamaiban 96 650 ezer tOE volt 2000-ben, 2010- re 166 647 ezer tOE, 172 %-os növekedés mutatkozott. A biomasszából és hulladékból energetikai célú átalakításnak az összes megújuló energiából való részesedése 2010-ben 67,64 %. Magyarországon ez az arány 91,36 % (4. táblázat).

Magyarországon az erdőgazdálkodásból származó nyersanyagok mellett a mezőgazdasági eredetű melléktermékekből származik a legnagyobb biomassza tömeg. A növénytermesztés során keletkező melléktermék elenyésző mértékben hasznosul az energiatermelés szempontjából. A szőlő és gyümölcsültetvények metszése során, körülbelül 7000 ezer tonna biomassza elégetésre kerül az ültetvényeken anélkül, hogy az energetikai célra hasznosíthatóvá válna. Magyarországon összesen több mint 400 hektár területen termesztenek fás szárú energia növényeket, valamivel több, mint 21 hektáron kerül termesztésre lágyszárú energianövény. Ezekről a területekről lekerülhető potenciális biomassza tömeg fél millió tonnára becsülhető (FVM, 2010).

(19)

3.Magyarország biomassza potenciálja

Az elsődleges energiatermelés (biomassza és hulladék) tíz év alatt több mint duplájára növekedett hazánkban (204,9 %). Ezzel megelőzte a 27 tagú Európai Uniót, amely 190 %-os növekedést produkált az eltelt tíz év alatt.

Magyarországon a biomassza termelésben jelentős kiaknázatlan potenciál rejlik. Az Európai unió átlagához képest Magyarország biomassza termelése 1,30%-ról 3,07 %-ra emelkedett (5. táblázat).

A 2020-ig várható becsült biomassza potenciál Magyarországon 7 781 ezer tonna, mely a következőkből tevődik össze 2 114 ezer tonna erdészeti termék, 231 ezer tonna faipari melléktermék, 1 914 tonna energianövény, míg a legnagyobb potenciál a mezőgazdasági melléktermékekben rejlik, melyek becsült biomassza felhasználása 3 522 ezer tonna. (6. táblázat)

(20)

4. fejezet - 4. Uniós célkitűzések a biomassza hasznosítás területén

1.

1997-ben az Európai Bizottság kiadta az úgynevezett „Fehér Könyvet‖, amely 2010-ig célul tűzte ki a megújuló energiák arányának 12%-ra növelését az Európai Unióban. A megújuló energiákra vonatkozó szakpolitika létrehozása az éghajlatváltozás és levegőszennyezés körüli fenntarthatósági aggályok, Európa energiaellátásának biztonságosabbá tétele, valamint Európa versenyképességének és az ipari / technológiai innovációnak a fejlesztése miatt vált szükségessé.

A Fehér Könyv indítványozta a megújuló energiákkal kapcsolatos közösségi stratégiát, megfogalmazta a cselekvési tervet, hangsúlyozva a megújuló energiaforrások minden fajtájának fejlesztését, stabil szakpolitikai keretek létrehozását, a tervezési rendszerek javítását, valamint a megújuló forrásokból termelt energia villamosenergia-hálózathoz való hozzáférését.

A cselekvési terv meghatározó része volt az európai jogszabályok kidolgozása annak érdekében, hogy stabil szakpolitikai kereteket lehessen létrehozni, illetve tisztázni lehessen, hogy az egyes tagállamokban mi a megújuló energiák fejlesztésének célja.

A biomassza nagy szereppel rendelkezik az EU 20 %-os megújítható energia-céljának 2020-ig történő teljesülésében. 2020-ra az előzetes becslések alapján az EU biomassza források, több mint 50 %-a az erdőgazdálkodásból adódik, ami tervek szerint el fogja érni a 65 millió tonna olajegyenértéket.

2010 novemberében az Európai Bizottság elfogadta az Energia 2020 stratégiát, amely a versenyképes, fenntartható és biztonságos energiaellátásról és energiafelhasználásról értekezik. A klímaváltozás elleni küzdelem, az európai energiaellátás biztonságának követelménye és a "zöld iparágak" fejlesztésének, innovációjának igénye fogalmazódott meg ezzel párhuzamosan célkitűzésként. A kidolgozott munka tartalmazza az EU alapvető energiapolitikai elveit és fejlődési irányait, az ezek megvalósításához szükséges eszközöket. Az Energia 2020 stratégia tervei szerint az uniós tagállamok 2020-ig az 1990-es szinthez képest 20

(21)

4. Uniós célkitűzések a biomassza hasznosítás területén

százalékkal csökkentenék az üvegházhatást okozó gázok kibocsátását, és 20 százalékkal növelnék a megújuló energia felhasználásának arányát, emellett pedig a hatékonyság növelésével összesen 20 százalékkal csökkentenék az energiafelhasználást az Unión belül. Ezek alapján született meg a „20-20-20‖ kezdeményezés, amely akció mellett az EU elkötelezte magát.

Európai Unióhoz való tartozásnak alapvető velejárója a tagállamok közötti szolidaritás, mindeközben az energiaellátás terén valamennyi tagállam önmaga felelős saját biztonságáért. Nemzeti Megújuló Energia Hasznosítási Cselekvési Tervet kellett a tagállamoknak összeállítani 2010. június 30-ig, és legkésőbb 2010.

december 5-ig kellett sort keríteni a tagországonkénti törvényi szabályozás kidolgozására. A tervek egy része a tagállamok késlekedése miatt a határidő után került leadásra, így a tervezettnél később kezdődhetett meg a feldolgozás.

Az Európai Unió Energia Politikájában a biomasszának fontos szerep jut. A biomassza felhasználás kiértékelésénél vizsgálják, hogy a megújuló energiaforrások arányának korábban tervezett mértékét képesek e elérni az egyes tagországok. Fontos célja a vizsgálatnak, hogy a nemzeti cselekvési terv megfelel-e a fenntarthatóság követelményeinek. A Nemzeti Megújuló Energia Hasznosítási Cselekvési Tervekben szerepelnie kellett annak, hogy az egyes országok hogyan képzelik az egyes biomasszaféleségek mobilizációját.

Vizsgálatokat kellett végezni arra vonatkozóan, hogy az energiaforrások átrendeződésének milyen következménye van a többi szektorra, amiket szintén az erdő-, illetve a mezőgazdaságra alapoznak. Vizsgálni kell továbbá, hogy a biomasszát felhasználó ágazatok fejlődése milyen hatással van az energiafelhasználásra, pl.

az milyen mértékű energiaigénye van az egyes biomassza féleségek előállításának.

A tagállamok adatai alapján kalkulált előrejelzések szerint, a megújítható energia-fogyasztás a 2005-ös 99 MtEO-ről (millió tonna olajegyenérték) 2020-ig elérheti a 245 MtOE-et. Az előzetes számítások szerint a felhasználható EU megújuló energiaforrások 3 fő szektor között oszlanak meg:

• A szállítás megújítható forrásokból 11 %-os részarányt tesz ki.

• Fűtés és hűtés (H and C – heating and cooling) megújítható forrásokból 21,5 %-kal szerepel.

• Elektromos energia előállítás megújítható forrásokból 34 %-kal részesedik.

A 27 tagállam Nemzeti Megújuló Energia Hasznosítási Cselekvési Tervei alapján meghatározó a biomassza szerepe a megújuló energiaforrásokon belül. A biomassza energia a 2020-as teljes energiafogyasztásnak több mint 10 %-át teszi ki és a megújuló energiafogyasztáson belül több mint 50 százalékkal részesedik. Az EU biomassza forrásai a hulladékgazdálkodásból, a mezőgazdasági és halászati tevékenységből és a legnagyobb arányban az erdőgazdálkodásból származnak (8. ábra).

Arányaiban a legnagyobb előretörés a mezőgazdaság és halászat terén várható. Azonban mennyiség tekintetében az erdőből és egyéb fával borított területekről (fakitermelés, fakitermelés apadéka, tájgazdálkodás stb.) a fás szárú biomasszával történő ellátás a jelenben és a jövőben is meghatározó lesz. Mértéke folyamatosan emelkedik, az előzetes számítások szerint 2020-ra meghaladja a 65 000 ktOE-et.

Jó hír az európai erdőgazdálkodók számára, hogy a vizsgálatból származó előzetes adatok alapján az erőgazdálkodásból származó különböző termékek lesznek a jövőben a legnagyobb biomassza források. Az egyes országok adottságai eltérő lehetőséget jelentenek a fa alapú biomassza előállítására. Értelemszerűen a nagyobb területtel rendelkező, magasabb erdőhányaddal országok jelentősebb potenciállal rendelkeznek a forrás kiaknázásához (9. ábra).

(22)

Néhány tagország (CY, FI, UK, LU, MT, LV, EE) adatait még nem teljesen dolgozták fel. A korábbi tagországok esetében közvetlenül az erdőből származó biomassza növekedése várható, nagyobb famobilizációval és hatékonysággal számolnak. Más tagországok (pl. CZ) esetében az indirekt forrás (valószínűleg újrahasznosított – reciklikált – fatermékekből) növelésére is van lehetőség. E forrás bővítésének lehetőségét Magyarországnak is érdemes megvizsgálnia. Az eddigi elemzésekből származó adatok alapján, a biomasszából előállított energiafogyasztás egyértelmű és folyamatos növekedése prognosztizálható, ami fontos lehetőséget jelent a mező- és erdőgazdálkodóknak.

Feltételezhetően a biomassza felhasználás különösen a fűtés és hűtés (H and C) esetében mind arányaiban, mind abszolút értékben jelentősen nő, az erdőgazdálkodás számára az egyik legfontosabb célterületet jelenti. A szállítás és az elektromos energia előállításban szintén a növekedés lesz a meghatározó, de e két utóbbi szektor együttesen sem éri el a fűtési és hűtési célú felhasználás mennyiségét.

(23)

A teljes energia felhasználáson belül a fűtés és hűtés szektorban a biomassza meghatározó szereppel rendelkezik. Az villamosenergia-termelésben az egyéb megújuló források (víz, szél, stb.) nagyobb részarányt képviselnek, de a biomassza szerepe itt is növekedni fog. A szállítási szektorban a biomassza ugyan a legkisebb részaránnyal szerepel, de a megújulók közül szinte csak ennek a csoportnak jut a jövőben meghatározó szerep (10. ábra).

A fentiekből következik, hogy biomasszából való energiafelhasználás a következő 10 évben növekedni fog.

Ezen belül mind a megújuló elektromos áramtermelésben, mind a fűtésben és hűtésben a szilárd biomassza lesz a meghatározó. A szilárd alapanyag féleségek a biomasszából termelt elektromos energia esetében 68%-ot, a fűtés és hűtésen belül pedig 89%-ot fognak képviselni 2020-ban.

A saját előállítás mellett, az import jelentősége növekedhet. Napjainkban az import biomassza szerepe az EU- ban 5 %-nál kisebb, mind a szilárd, mind a gáznemű biomassza esetében. Ez a részesedés valószínűleg emelkedni fog a jövőben. Magyarországnak figyelmet kell fordítani arra, hogy a cél eléréséhez elegendő megfelelő hatásfokú biomasszát felhasználó kapacitás épüljön ki. A megtermelt biomasszát elsősorban idehaza használjuk fel. Ezzel nemcsak megújuló forrásból származó energiát állíthatunk elő, hanem munkahelyeket hozunk létre, vagy őrzünk meg.

Az elsősorban mezőgazdasági területeket érintő bioüzemanyag előállítás szabályozásának kulcskérdése az energetikai célú növénytermesztés és az élelmiszerellátás egyensúlyban tartása, valamint a természetvédelmi értékek megőrzése. A bioüzemanyag-előállítás és az élelmiszer-termelés konfliktusában egyértelmű cél a biztonságos élelmiszerellátás. Cél, hogy olyan alapanyagokat használjanak, amelyek nem jelentenek versenyt az élelmiszer-termelés számára.

E tekintetben fontos kérdés a közvetett földhasználat-változás. Amennyiben a bioüzemanyag alapanyagául szolgáló növényt közvetlen átalakítással, eddig más művelési ágú földterületen termelik, ezt a fenntarthatósági kritériumok értékelésénél tekintetbe kell venni. Akkor, ha a bio-üzemanyag alapanyagát már meglévő, mezőgazdasági hasznosítású földterületen termelik, kiszorításra kerülhetnek egyéb haszonnövények, így végül e földterületek ipari hasznosítású földterületekké alakulhatnak át. Ez is közvetetten földhasználat-változást eredményezhet, amire a fenntarthatóság értékelésénél figyelemmel kell lenni.

A Bizottság már dolgozik azokon a szakpolitikai megoldásokon, melyek a 2020 utáni időszakban lendületet adhatnak majd az innovációnak, és elősegíthetik a költségek csökkenését. Ha látják, milyen irányt vesz a szakpolitika, az ágazati szereplők hajlamosabbak lesznek elszánni magukat azokra a hosszú távú beruházásokra, amelyek elengedhetetlenül szükségesek a megújuló energiatermelés és -felhasználás térnyeréséhez.

Tavaly az EU ütemtervet készített arról, hogyan lehet az összes gazdasági ágazatban átállni az alacsony szén- dioxid-kibocsátású technológiákra. Ezen túlmenően külön ütemterveket dolgoz ki az egyes gazdasági ágazatok vonatkozásában is. Példaként említhető a 2050-ig szóló energiaügyi ütemterv (Energy Roadmap for Europe).

(24)

Mindent összevéve az EU jó úton halad afelé, hogy elérje a célját, azaz hogy 2020-ra energiaszükségletének 20%-át megújuló forrásokból fedezze. A szél-, a nap-, a víz-, az árapály-, a geotermikus és a biomassza-energia nagyobb arányú felhasználása csökkenteni fogja az Európai Unió energiaimport-függőségét, és ösztönzőleg hat majd az innovációra és a foglalkoztatásra.

Ugyanakkor azonban az tapasztalható, hogy az ágazati szereplők meglehetősen óvatosak, ami a megújulóenergia-termelésbe történő beruházás növelését illeti. Bizonytalanok azt illetően, hogy milyen irányt vesz a jövőben az uniós energiapolitika, a megújuló energiaforrások használatával járó költségek pedig nem csökkennek elég gyorsan. Mindez azzal jár, hogy ha a megújuló energiahordozók ára továbbra is jóval magasabb marad, mint a fosszilis tüzelőanyagoké, akkor a megújuló energiaforrások piacának bővülése 2020 után várhatóan lelassul.

A megoldáskeresés jegyében az Európai Bizottság közleményt adott ki a megújuló energiaforrásokról, amelyben felvázolja, hogyan lehet az uniós fellépés jobb összehangolása révén csökkenteni a felmerülő költségeket. A közlemény egyúttal az első lépést jelenti a 2020 utáni időszakra szóló energiapolitika kialakítása felé vezető úton.

Az uniós szintű vállalások nemzeti elosztására az Európai Bizottság tett javaslatot. Eszerint például uniós szinten a 20 százalékos átlagvállalás a Bizottság szerint 10-től (Málta) 49 százalékig (Svédország) terjedő tagállami szórással teljesíthető, Magyarországnak például 14,65kell növelnie a megújítható energiaforrások részesedését a jövő évtized végére.

A végleges jogszabály kiemeli azt, hogy a teljesítésükhöz vezető utat, beleértve a nemzeti támogatási rendszert is, a tagállamok maguk határozhatják meg.

Az éghajlat-változási intézkedéscsomag részeként a megújuló energiaforrások használatának előmozdításáról szóló 2009/28/EK irányelv szabályozza a megújuló energiák részarányának növelésére tett erőfeszítéseket, valamint jogilag kötelező érvényű tagállami célkitűzéseket ír elő az egyes tagállamok számára.

A 2009/28/EK irányelv kötelezi a tagállamokat, hogy bejelentsék az Európai Bizottságnak a megújuló energiaforrásokra vonatkozó konkrét nemzeti cselekvési tervüket. Ehhez a Bizottság kidolgozott egy speciális formanyomtatványt.

(25)

5. fejezet - 5. Energia erdő és energia faültetvények I.

1.

A fejezet Lukács G. S. (2011) Gazdaságos Zöldenergia című kiadvány felhasználásával készült el.

Az energiaerdő és a zöldenergiafa-ültetvény olyan speciális faültetvény, amelyben rövid idő alatt, gazdaságosan, nagy mennyiségű és jó égési tulajdonságokkal rendel¬kező zöldenergia-hordozó fa előállítható elő.

Az energiaerdő erdőgazdálkodási művelési ágba tartozó, de speciális céllal létesített és üzemeltetett erdő.

Hagyományos erdők átminősítésével, illetve energiafa-termesztés céljára történő telepítéssel jön létre. Az energiaerdőre érvényesek az Erdőtörvény előírásai, de az üzemtervezéskor a lehető legnagyobb tömeghozamok elérése céljából a gyorsan növő, sarjaztatható fafajokat kell előnyben részesíteni, és az optimális mértékűre kell csökkenteni a vágásérettségi kort. Az erdőművelés és a fakitermelés a hagyományos erdészeti technológiákkal és technikákkal folyik. Az energiaerdőben csak energiafa (tűzifa, faapríték) termelésével foglalkoznak.

Az energiaerdők olyan - mezőgazdaságilag nem hasznosított, vagy termelésből kivont területekre telepíthető - speciális faültetvények, amelyekből a legrövidebb idő alatt, a legkisebb költséggel nagy mennyiségű és jól éghető tüzelőanyag nyerhető. Az energiaerdő vágásfordulójának időtartama lehet mini (1 - 4 év), midi (5 - 10 év), rövid (10 - 15 év), közepes (15 - 20 év) és hosszú (20 - 25 év). E telepítési típusra olyan fafajok alkalmasak, amelyeknek a fiatalkori növekedésük intenzív, könnyen hajtanak és nagy tömegű faanyagot produkálnak, könnyen kitermelhetőek és jól égnek. Magyarországon e célra használható fafajok a gyertyán, juhar, hárs, fűz, éger, nyír, nyár és akác.

Az energetikai faültetvény a mezőgazdasági ültetvénygazdálkodási művelési ágba sorolandó, energiafa termesztésére létesített faültetvény. Az energetikai faültetvényre nem érvényes az erdőtörvény. Sík- vagy dombvidéken, jó termőhelyeken, nagyüzemi körülmények között a gépi betakarításra alkalmas terepviszonyok mellett létesítik. Az üzemmódot illetően két változatát különböztetjük meg: újratelepítéses üzemmód esetében az ültetvényt talaj-előkészítést követően az adott termőhelyi viszonyok között legnagyobb tömeget (t/ha) adó fafajjal (monokultúrában), a hagyományosnál nagyobb tőszámmal (5 - 8 ezer tő/ha) telepítik, az ültetvényt 8 - 15 éves korban tarvágással kitermelik és egységes választékká (tűzifa vagy energetikai aprítékká) készítik el. A sarjaztatásos üzemmód esetében az ültetvényt nagy tőszámmal (13.000 - 15.000 tő/ha) telepítik, jól sarjadó fafajokkal. A nagy tőszám miatt 3-5 éves korban tarra vágják. A levágott ültetvény külön beavatkozás nélkül tőről sarjad, és 3-5 éves korban ismét vágható. A kitermelést 5-7 alkalommal lehet megismételni, azaz egy telepítésre 5-7 levágás tervezhető.

Az energiaerdő és az energiafa-ültetvény fafajai és fajtái tulajdonságaival szembeni követelmények:

• fiatalkorban intenzíven növekszik,

• betegségeknek és kártevőknek ellenáll,

• jól és többször sarjad,

• nagy a térfogattömege,

• nagy a szárazanyag-produkciója,

• jól égethető,

• lehetőleg nedvesen is ég,

• gyorsa veszti víztartalmát,

• kedvező a kitermelhetősége és feldolgozhatósága.

Energiaerdő, illetve energiafa-ültetvény létesíthető:

(26)

5. Energia erdő és energia faültetvények I.

• a meglévő, e célra alkalmas fafajú és fatermőképességű erdők átalakításával,

• a termőhelynek megfelelő célállomány létesítésével.

Hazánkban az energiaerdők telepítése szempontjából a nyár, fűz, és akác jöhet szóba, melyek közül az akácot tekintik a legalkalmasabbnak, hiszen fiatal korában gyorsan nő, jól sarjadzik, kicsi a nedvességtartalma és nedvesen is jól tüzelhető.

2. 5.1 Az akác

2.1. 5.1.1 Az akác jellemzői

A nemzetség 20 faja Észak-Amerikában és Mexikóban honos, meleg, idősza¬kosan száraz termőhelyek növényei. Egy faj köztük Európában is elterjedt, és részben meghonosodott.

A fehér akác (Robinia pseudo-acacia) Magyarországra 1710-1720 között került, de erdőtelepítésre csak 1750 körül alkalmazták. Fontos szerepet kapott az Alföld befásításában és a futóhomok megkötésében. Az alföldi, nógrádi és somogyi tájnak ma is meghatá¬rozó fája az akác.

Az akác a Robinia nemzetségbe, a pillangósokhoz tartozik. Jellemzője a páro¬san megjelenő tövis, amely a melléklevelekből képződik. A levél szárnyalt, 7-23 elliptikus, ép szélű levélből áll. A kéreg: barnásszürke, vastag, durva, barázdált. Az akác virágzása május-június hónapban történik, és szeptember-októberben rend¬szeresen és bőségesen hoz hüvelytermést, azonban ebből kevés magonc kel ki, aminek azaz oka, hogy kemény a maghéj. Az akác fontos jellemzője, hogy gyökérről kiválóan sarjadzik, szinte kiirthatatlan, ami vitalitását bizonyítja.

Gyökérzetét a nagy levegőigény, a nagy területen való kiterjeszkedés, a jó ta¬lajkihasználás jellemzi.

Gyökérzetén él a Bacterium radicicola, amely a levegő szabad nitrogénjének megkötésével dúsítja a talaj tápanyagtartalmát.

Termesztésére általában a szőlőnek megfelelő klimatikus tényezők a kedvező¬ek. Gondot jelent, hogy a késői és korai fagyokra igen érzékeny.

Az akác a melegebb, a nemes nyárnál valamivel szárazabb termőhelyet igény¬li. A legjobb akácosaink a gyertyános-tölgyes és a cseres-kocsánytalan tölgyes klí¬mában találhatók. Az akác termőhely-igénye abban tér el a zöldenergiafa-ültetvény, illetve az energiaerdő létesítésére számításba vehető egyéb fafajoktól, elsősorban a ne¬mes nyártól, hogy az állandó vízhatású termőhelyeket nem kedveli. Ilyenek azok, ahol a talajvíz tavasszal a felszínhez viszonylag közel, 80-150 cm között találha¬tó. Ezeken az akác nemcsak gyenge növekedésű, hanem gyakran ki is pusztul.

Az akác a laza, levegős, homok- és vályogtalajokat kedveli. A gyertyános-töl¬gyes klímát tekintve az időszakos vízhatású, középmély termőrétegű és a vízhatástól független, mély, esetleg az igen mély termőrétegű, homok és vályog fizikai talaj¬féleségű genetikai talajtípusokon jó növekedésűek az akácosok. A kocsánytalan-tölgyes, illetve a cseres klímában, valamint az erdőssztyepp klímában, a vízhatástól független és az időszakos vízhatású mély termőrétegű, homok- és vályogtalajokon találhatók még a középmély termőrétegű rozsdabarna, a kovárványos barna és a karbonátmaradványos barna erdőtalajok, ahol az akácosok jó-közepes fatermő képességűek. A cseres és az erdőssztyepp klímákban a vízhatástól független és az időszakos vízhatású, középmély termőrétegű termőhelyeken általában közepes növekedésű az akác. Az akácnak legkedvezőbb a rozsdabarna homoktalaj; a nem karbonátos, sava¬nyú, humuszos homok. A 150 cm mélységben levő talajvízállás a legjobb a szá¬mára.

Az akác fája középnehéz, nagyon kemény, színe világossárga, különösen tartós fa, szívós, rugalmas. Az akác különleges illóolaj-tartalmának köszönhetően nedvesen is kiválóan ég. Fűtőértéke 14,7 MJ/kg (bükk 14,9 MJ/kg , tölgy 14,5MJ/kg).

A megfelelően létesített és kezelt akác ültetvényeket kb. 5-6 betakarításra tervezhetjük, cél, hogy a hektáronkénti hozam betakarításonként a minimum 25-50 tonna nedves állapotú (35% nedvesség körüli) aprítékot érje el. Ez évi 12-25 t/ha fa megtermelését jelenti. Az első betakarítás fogja adni a legkisebb eredményt, ezt követően fog az ültetvény termelékenysége beállni a magasabb szintre. Az ültetvényt a tervezett fennmaradása után (5-8 vágási ciklus) fel kell számol¬ni, mert később a tuskók és gyökerek olyan erősek lesznek, aminek kezelése jelentősen korlátozott.

(27)

2.2. 5.1.2 Az akác energiafa előnyei, hátrányai

Előnyei:

• igen energikus fiatalkori növekedés, magonca az első évben elérheti az 1 m-t;

• kedvező vízellátás esetén a növekedése egész nyáron folyamatos;

• tuskóról és gyökérről egyaránt jól sarjadzik;

• nagyon szívós faj, nagy sebekkel megcsonkított koronával is sokáig elél;

• talaj-, és termőhely-toleranciája széles;

• transzspirációs intenzitása igen jó, a talaj felvehető vízkészletét igen jól tudja hasznosítani;

• a talaj mésztartalma iránt közömbös, tápanyagigénye alacsony;

• könnyen telepíthető, könnyen nevelhető;

• nem igényel különösebb növényvédelmet;

• legnagyobb hordást nyújtó méhlegelőnk;

• nagy a fűtőértéke.

Hátrányai:

• szívós sarjadzása miatt szinte kiirthatatlan;

• fagyérzékeny, Európában részben a kései, részben a korai fagyok szabnak ha¬tárt az elterjedésének;

• növekedését és fatömeg hozamát elsősorban a talaj vízellátottsága határozza meg;

• a talaj szellőzöttségével szemben igényes, az agyagos, kötött és magas talaj¬vízszint miatti levegőtlen talajok az akác számára nem felelnek meg;

• a lombtömege kicsi, kevés tápanyagot juttat vissza a talajba;

• a legtöbb termőhelyen az ismételt termesztése esetén jelentős növekedés visszaesés következik be (kérdéses, hogy ezt az akác talajzsaroló jellege, vagy a mikrobiológiai folyamatok okozzák-e) ezért tápanyag utánpótlás szükséges;

• az akácpajzstetű jelentős károkat okozhat benne, különösen gyengébb termő¬helyeken;

• ökológiailag még nem tudott beilleszkedni a hazai ökorendszerekbe, biológi¬ai struktúrája szegényes.

2.3. 5.1.3 Akác telepítésére alkalmas termőhelyek

Az akác gyökérzete rendkívül levegőigényes. Ennek megfelelően a túl magasra emelkedő talajvíz lehetetlenné teszi a termesztését. Az optimális talajvízszint 100-150 cm körüli. A nedves talaj vagy a folyók árterei nem felelnek meg az akác termesztésének. Azok a termőhelyek sem felelnek meg az akácnak, amelyek hosszabb ideig vannak kitéve a talajvíznek. Akác telepítésére legalkalmasabbak a homoki termőhelyek, de csernozjom és réti talajokon is termeszthető, ha azok többletvíz hatásoktól mentesek. Hegyvidé¬ken javasolható az erdőtalajokon is a sekélyebb termőrétegű és szárazabb oldala¬kon. De a legmegfelelőbbek az akác telepítésére a meleg, könnyű, laza talajok, s azt csakis a meleg termőhelyek biztosíthatják számára. Ilyen tekintetben a szél¬sőségek sincsenek az akác kárára. Az egészen kötetlen, vagyis a futóhomok alkot¬ta buckákon is megtalálhatja az életfeltételeit, és jó növekedést mutat. Természe¬tesen a tápanyagokban gazdag, televényes vagy laza, agyagos talaj adja a mennyi¬ség és minőség szerint legkiválóbb akácosokat.

3. 5.2 A fűz

(28)

3.1. 5.2.1 A fűz jellemzői

A fűzek lombhullató fák, cserjék vagy törpecserjék rendszertani kategóriába sorolható. Vesszőszerű, vegetatív hajtásaik a vege¬tációs időszak alatt folytonosan növekednek; ősszel a növekedésük leáll, a hajtások el nem fásodott csúcsi része elhal, így valódi csúcsrügye nem alakulhat ki. Szimpodiális felépítésű hajtásrendszerük van. A lomb- és virágrügyek alakban, nagyságban eltérőek. Leveleik szórt állásúak, de előfordul a kereszt¬ben átellenes levélállás is. A levelek különböző alakúak, épek, többnyire hosszúká¬sak és különbözőképpen fűrészesek, ritkán ép szélűek, a fogak mirigyes csúcsúak, a levélnyél rövid. Virágaik kétlakiak, leveles vagy levéltelen generatív törpehajtásokon, az előző évi vesszők középső rügyeiből fakadnak, tömött, feláll vagy laza, bókoló füzérekben nyílnak. A tömött füzérnek lombfakadás előtt, a laza füzérek lombfakadás után nyílnak.

Alnemzetség: Salix - fatermetű füzek: fák vagy nagytermetű cserjék. Leveik lándzsásak, fűrészes szélűek. A lombosodással egy időben vagy lombosodás után virágzanak.

Alnemzetség: Caprisalis – bokorfüzek: Cserjék, ritkán kisebb fák. Virágzataik korán, a lombfakadás előtt jelennek meg, füzéreik ülők, az előző évi hajtások középső rügyeiből fakadnak.

Hűvösebb, nedvesebb klímával rendelkező országokban, ahol a külön¬böző jól sarjadzó, gyorsan növő fafajok, mint a nemes nyárak, akác stb. eredmé¬nyesen nem termeszthetők, igen rövid vágásfordulójú zöldenergiafa- ültetvényben szélesebb körben kezdik alkalmazni.

A bokorfüzek fiatalon, az első 2-3 évben igen gyors növekedésűek. Ez azonban a 3-4 évben visszaesik, ezért igen alkalmasak 2-3 éves kiter¬melési idejű zöldenergiafa-ültetvények létesítésére. A fűz fűtőértéke: 19,491 MJ/kg. (Marosvölgyi B. 1996)

3.2. 5.2.2 A fűz energiafa előnyei és hátrányai

Előnyök:

• vegetatív hajtásaik a vegetációs időszak alatt folyamatosan növekednek;

• az energetikai fűz-klónok a leggyorsabban növő fafajták mind hosszra - na¬ponta 3-5 cm-t képesek a hajtásaik növekedni – mind tömegre, mivel már a termesztés első évében is vágható;

• különösen jól tűrik a szélsőséges és ingadozó hőmérsékleti viszonyokat;

• talajtípus szempontjából igénytelen; jól díszlik külszíni bányák meddőhányó¬in is rekultivációs növényként;

• a talaj szerkezetét javítja, szerves anyagokban gazdagítja, jó hatással van a ta¬lajéletre;

• könnyen dugványozható;

• mészkedvelő faj;

• jó mézelő;

• a növény magas szalicilalkohol-tartalma miatt igen magas fűtőértékkel ren¬delkezik.

Hátrányok:

• a vadak szeretik, állománycsökkenést okoznak;

• oxigénigényes – pangó vizes, lápos területeken nem marad meg;

• a kéregtetű károsítására érzékeny, növedékkiesést okozhat.

3.3. 5.2.3 A fűz termőhely igénye

Termőhelyi igényei: a fűz kimondottan vízigényes fafaj. Ezért az állandó víz¬hatású, a felszínig nedves és a vízzel borított hidrológiai adottságú termőhelyekre szabad ültetni. Az igen sekély és sekély termőréteg- vastagságú nyers öntés, humu¬szos öntés, a lejtőhordalék, a réti, síklap és réti erdőtalajokon lehet jó vagy

(29)

köze¬pes növekedésű. A változó vízellátású termőhelyeken a többletvíz elmaradása ese¬tén a fűz növekedése visszaesik, a tartós vízhiány miatt a telepítés ki is pusztulhat.

Termesztésére az időszakosan vízzel borított, tápanyagokban gazdag hordaléktalaj a legalkalmasabb.

Mészkedvelő faj. Oxigénigényes, ezért a pangó vizes területeken, lápokban nem marad meg. Gyors növésű, sarjadzóképessége igen jó. Nagy tömegű vesszőt ad, különösen a sárgavesszejű változatát kedvelik. Hosszú és aránylag vastag vesszeit durvább fonott áru készítésére használják Könnyen dugványozható. Nagy levelű, hosszú hajtású egyedeit parkokban is kedvelik.

(30)

6. fejezet - 6. Energia erdő és energia faültetvények II.

1. 6.1 A nyár

1.1. 6.1.1 A nyár jellemzői

Lombhullató fák rendszertani kategóriába tartozik. Hajtásrendszerük differenciált. A hosszúhajtások növekedése az egész vegetációs időn át folyamatos. Hajtásaik hengeresek vagy bordásak. A bél ötszögletű. Leveleik szórt állásúak, hosszú nyelűek, a levélnyél hengeres vagy többé-kevésbé lapított. Jelentős heterofillia figyelhető meg, a hosszúhajtások levelei alakban, nagyságban és a lemez tagoltságában különböznek a rövidhajtások leveleitől.

A sarjaknak, dugvány hajtásoknak a normális alaktól eltérő, nagyobb leveleik vannak. Korán, jó¬val rügyfakadás előtt virágzanak; szélbeporzók. Terméseik gyorsan fejlődnek, virágzás után 3-6 héttel érnek. Széllel messze terjedők. A fehér, vattaszerű repítő készülék földet érés után hamar leválik a magról. Fedetlen talajon, nedves környezetben néhány faj már 1-2 nap alatt csírázik.

Mintegy 35 faja az északi, mérsékelt égöv lombhullató vegetációjának tagja. A kis fajszám ellenére morfológiailag és ökológiailag is erősen differenciálódott nemzetség. Többségük a mérsékelt égöv enyhébb éghajlatú régiójának és a szubtrópusok arid vidékeinek gyors növésű, pionír fafaja, amely főleg folyóhordalék okon nő. Diploid jellegű nemzetség. Az egymáshoz közel álló fajok könnyen ke¬reszteződnek, így számos természetes és mesterségesen létrehozott hibrid ismert, ami az azonosítást sok esetben megnehezíti.

A termesztésben lévő nemes nyárakat (Populus ssp.) a következőképpen lehet csoportosítani:

1. P. deltoides klónok;

2. P. deltoides fajon belüli hibridek;

3. P. deltoides x P. nigra hibridek;

4. P deltoides x P. trichocarpa (balsamifera) hibridek.

A megfelelően létesített és kezelt nyár ültetvényeket kb. 5-6 betakarításra tervezhetjük. Alapvető cél, hogy a hektáronkénti hozam betakarításonként minimum 40-60 ton¬na nedves állapotú (50% nedvesség körüli) aprítékot érje el. Ez évi 10-20 tonna fa megtermelését jelenti hektáronként, aminek a jelentősebb része a ciklus második-harmadik évében keletkezik. Hazai kisparcellás kísérletben elértek már 70 tonnás hozamot is. Az első betakarítás fog¬ja adni a legkisebb eredményt (az első vegetációs év fele a gyökeresedésre fordí¬tódik), ezt követően fog az ültetvény termelékenysége beállni a legmagasabb szintre.

1.2. 6.1.2 A nemes nyár energiafa előnyei, hátrányai

Fűtőértéke: 18,9-19,1 MJ/kg.

Előnyök:

• élénk, gyors fiatalkori növekedési ritmus;

• hajtásképzése az egész vegetációs időszakon keresztül igen erőteljes;

• magassági és átmérő-növekedési maximuma 4-6 éves korra esik;

• évi magassági növekedése jó termőhelyen elérheti a 2 m-t;

• kéregfekéllyel és levélbetegségekkel szemben ellenálló;

• rovar- és gombakártevőkre nem érzékeny;

• erőteljes hajtásnövekedésével az esetleges biotikus és abiotikus károkat ha¬mar kiheveri.

(31)

6. Energia erdő és energia faültetvények II.

Hátrányok:

• fatérfogat-tömege alacsony (0,35 t/m³), nagy szállítókapacitást igényel;

• napfénytartalommal és a nyári átlaghőmérséklettel szemben igényes;

• erősen nedves termőhelyeken legalább a nyár közepén 30-40 cm vastag leve¬gős termőréteget igényel;

• igen érzékeny a talaj magas mész-, szóda- és összes sótartalmára;

• 5% feletti CaCO3-tartalom már kedvezőtlenül befolyásolja a növekedését;

• A nagyvad (szarvas, őz) igen szereti a fiatal fák húsos leveleit lerágni.

1.3. 6.1.3 A nemes nyár termőhely igénye

A nemes nyár fafajai a sík és dombos területek növénye. A nyár fafajok fény-, meleg-, talajlevegő- és vízigényesek. A hőmérsékleti és fényigények Magyarországon elegendőek a megfelelő hozamok eléréséhez.

A talaj levegőzöttsége főként a talajtípustól, a talaj kötöttségétől, a vízviszo¬nyoktól függnek. 60-65-ös Arany- féle kötöttségi szám fölött a nyár telepítése megfontolandó. Fontos a minimum 80 cm-es termőréteg-vas¬tagság, de ennél kissé sekélyebb is lehet, ha a terület jó vízgazdálkodású és táp¬anyagpótlásról is gondoskodunk. Az ún.

időszakos vízhatású területek a legjobbak. Ez kb. 150-200 cm mélyen elhelyezkedő tavaszi talajvizet jelent. Az ennél vizesebb területek a nyárfa számára jó termőhelyek, de a pangó vizet a nyárfajták sem kedvelik, és gondoskodni kell a fokozott ápolásról a levegőzöttség miatt. Szárazabb területen a mélyebb termőréteg so¬kat segít a nyári aszályos időszakok elviseléséhez, és ugyanez mondható el a gon¬dos ápolásról, valamint a megfelelő tápanyag-ellátottságról is. Száraz területekre a nemes nyarak helyett megfelelő alternatívát jelentenek a gyors növekedésű akácklónok.

A homok fizikai féleségű talajokon megfelelő technológiával jó ültetvény termőhelyek lehetnek. A talajok magas sótartalma (szik) és mésztartalma viszont kizár¬hatja a termelésből a nyárt.

2. 6.2 Pusztaszil

2.1. 6.2.1 A pusztaszil jellemzői

Elterjedési területe Nyugat-Tiensantól Mongólián át Észak-Kínáig húzódik. Az eredeti termőhelyén és a szélsőségesen száraz termőhelyeken csak 3-6 m- re növő fa. Fiatal hajtása vékony, szürkésbarna, fiatalon molyhos. Levelei tojásda¬dok vagy lándzsásak, 2-7 cm hosszúak, a válluk majdnem szabályos, kihegyese¬dő csúcsúak, egyszerűen fűrészes szélűek, színűkön mélyzöldek és simák, fonákukon csak fiatalon szőrösek, vastagok. A nyél 2-4 mm hosszú. Virágai rövid kocsányúak, 4-5 ibolyás színű porzóval. Korán, márciusban virágzik. Termése ke¬rekded, 1-1,5 cm hosszú, mélyen kicsípett, a mag a szárny közepe felett helyez-kedik el.

A nálunk elterjedt és termesztett Pumila var. arborea változat az 1950-es évek második felében került Magyarországra. Magasabb termetű, gyors növekedésű, életerős fafaj. Magassága nem ritkán a 20 m-t is eléri, sőt meg is haladja. Koronája fiatalon kúp alakú. A lándzsás levelek 4-7 cm hosszúak, a vékony hosszúhajtá¬sokon szabályosan, kétsorosán helyezkednek el. Az Észak-Kínából származó, valószínűleg termesztett változatát nálunk alföldfásítási célokra eredményesen alkalmazzák.

Előnye az őshonos szilekkel szemben, hogy számottevő károsítója nálunk nincs. A szilfavésszel szemben ellenálló. A vad szereti, a lombját szívesen fogyasztja. Ennek ellenére a vadkárosítást általában gyorsan kiheveri. A törzs alsó részén a kéreg fiatalon meg¬vastagszik, a további károsításnak ellenáll.

A termőhellyel szemben nem igényes. A meszes, a savanyú, a kötött, a laza, a nedves, a változó vízellátású, időnként kiszáradó termőhelyen egyaránt jó növekedésű. Elfogadható növekedésű, 20 éves korára a szélsőségesen gyenge, rossz, patkás és meszes szikesen is elérheti a 10 m körüli magasságot.

Ez ideig különböző okok miatt a fatermesztés szempontjából határ termőhelynek számító területekre ültették. A hidrológiai adottságokkal szemben kevésbé érzékeny. Mind a két szélsőséget elviseli. Ezeken a termőhelyeken nagy jelentősége lehet.

(32)

6. Energia erdő és energia faültetvények II.

Az eddigi tapasztalatok szerint kiválóan alkalmas a változó vízellátású, különböző mélyben sós és szikes talajok erdősítésére, ahol a fák mérete és a fatermés nagysága a termőréteg vastagságának növekedésével arányosan növekszik. Jó a fák növekedése homokon és a különböző talajhibás buckaközi laposokban is.

A rövid vágásfordulójú (5-8 év) energetikai ültetvény létesítésére alkalmas. Kiválóan sarjadzik. Egy-egy tuskónak a letermelés után igen sok, akár 40-50 sarjhajtása is megjelenhet, amiből aztán 4-7 hajtás ki¬ugrik és megvastagszik. Fatermése közepes termőhelyen is elérheti a 10 tonnát hektáronként 10—15%-os nedvességtartalommal számolva.