Legutóbbi számunk főszereplője - a hőszivattyú - az elképzelhetőség határait feszegette. Mostani cikkünkben az elviselhetőség pereméig merészkedve igyekszünk megtudni, hogyan lehet a szárból is aranyat - energiát - csinálni.

A biomassza a szárazföldön és a vizekben található biológiai eredetű szervesanyag-tömeg, mely magában foglalja az élő és elhalt szervezeteket, valamint az ezek átalakulása és átalakítása során keletkező összes, biológiai eredetű származékot. E 2000 milliárd tonnára becsült halmaznak van egy elsőrangú tulajdonsága: minden, ami körforgásába bekerült - növény vagy állat; növényi, állati vagy emberi hulladék - energetikailag hasznosítható, s nem is akárhogyan. Megújulása és energiatárolása jószerével csak a fotoszintézisnek köszönhető, emellett energetikai hasznosítása csökkenti a szén-dioxid-kibocsátást. Elősegíti az ásványkincsek megőrzését, s kedvező hatással lehet a vidékfejlesztésre, a munkahelyteremtésre is. Mindezen túl csak a szárazföldi biomasszában elraktározott energiamennyiség 25 000 exajoule-ra tehető (1 exajoule = 1 millió megajoule), az európai agrárágazatok pedig hozzávetőleg 1,7 millió tOE megújuló energiát használnak fel. (1 tOE általában 1200 Nm3-nyi gázt jelent.)

Biosz-töri

Tüzelőanyagok alatt lényegében a bio-tüzelőanyagokat értették egészen a XVII. századig, hiszen addig a napon kívül a biomassza volt az egyetlen elérhető hőforrás. A fejlődő országokban még ma is 80-90%-ban ez a legkézenfekvőbb energiaforrás, így Nepál és Etiópia háztartásienergia-szükségletét csaknem teljesen biomasszából elégítik ki, míg Kenyában 75%, Indiában 50%, Brazíliában 25% energiamennyiséget állítanak elő biomasszából. A világ fejlettebb régióinak megújuló energiaforrások alkalmazásával kapcsolatos kutatásai az 1970-es évek második energiaár-robbanását követően erősödtek meg. Nyugati szomszédunk stájer tartományában a biomassza energetikai hasznosítása 1980-ban még csak 7% volt, s egyetlen biomassza-fűtőmű sem működött. 1992-ben az összes alternatívenergia-felhasználáson belül a biomassza 15%-ot tett ki. Idehaza már az 1920-as években is születtek szalma- és kukoricaszár-tüzelésű gőzcséplőgépek, de a biomassza felhasználásának ipari lehetőségeit elsőnek Láng István akadémikus kutatta 1981 és 1983 között. Mindez a bioenergia hazai hasznosításának számos kiemelkedő technikai-biológiai eredményéhez vezetett: a Budapesti Műszaki Egyetem Gépészmérnöki Kar Energetikai Gépek és Rendszerek Tanszékének alkotó közössége kifejlesztett bálatüzelőt, szeszipari előpárlattal üzemelő mikrogázturbinát, villamos és hőenergiát termelő dugattyús motort, de meg kell említeni a Szarvasi Mezőgazdasági Kutató-Fejlesztő Kht.-t, ahol a 2004 óta államilag elismert Szarvasi-1 energiafű nemesítését oldották meg.

A bomlás virágai

A biomassza termékeit alapvetően háromféleképpen hasznosíthatjuk: közvetlenül eltüzelhetjük, elgázosíthatjuk, valamint kémiai átalakítást követően gépjármű-üzemanyagként használhatjuk. (Tekintve, hogy ez utóbbi módszernek a háztartások fűtése kapcsán érdemi jelentősége nincs, a továbbiakban nem térünk ki rá.) A legegyszerűbb, évezredes, s ma is hasznosított módszer a közvetlen eltüzelés, amikor fahasábokat, éghető növényi származékokat cserépkályhában, kandallóban vagy más meleg vizes kazánban elégetnek.

A gázosítás a természet alapvető törvényén nyugszik: az élet körforgásában lebomló dolgok végső soron CO2-vé és H2O-vá válnak. Ha mindez ellenőrzött körülmények között történik, és szerves anyagok zárt térben (anaerob módon), metanogén baktériumok útján bomlanak el, ún. biogáz keletkezik. (Utóbbi spontán meggyulladt megjelenési formája a mocsarakban, lápokban látható "lidércfény".) A nagyobb részben metánból és szén-dioxidból, továbbá kisebb részben ammóniából, kén-hidrogénből, szén-monoxidból álló biogáz átlagos fűtőértéke 22,0 MJ/m3. Általában elfogadott érték szerint egy számosállat napi trágyamennyiségével termelhető biogáz energiatartalma 0,8 kg tüzelőolajéval egyenlő. Biogázt nyerni gyakorlatilag minden szerves anyagból lehet, így a trágyaféleségek, a növényi anyagok (szárak, egyéb zöld növények), a háztartási hulladék szerves része, a szennyvíz, de az emberi ürülék is kiváló táptalaja. A Dél-pesti Szennyvíztisztítóban például az 1990-es évektől működik a szennyvíziszap-rothasztó és az ahhoz csatlakoztatott gázmotor. Az így nyert biogáz közvetlenül is felhasználható fűtésre, elektromos energia termelésére, gépek hajtására. A biogáz eltüzelése biztosítja, hogy az így CO2-vé alakított légnemű anyag már nem árthat a bioszférának. A visszamaradó, minden értékes ásványi anyagot megőrző komposzt (biohumusz) pedig kitűnő szerves trágya is lehet.

A technológia roppant költségigényes, háztáji alkalmazására elsősorban Kínában és Indiában történtek kezdeményezések. Bár vélhetőleg Európában is lenne lehetőség a megvalósításra, a csak falusi körülmények között (budi, pöcegödör), óriási befektetett munka - s nem kevés lelki erő - árán megvalósítható beruházásra nem nagyon mutatkozik kereslet.

Biomacera

Könczöl Sándor (képünkön) a biomasszafűtés bevezetésén gondolkodóknak néhány meggondolásra érdemes motívumot megemlít. Egyes becslések szerint a hazai tűzifa tekintélyes hányada ma korántsem kereskedelmi forgalomból kerül a háztartásokba. A későbbi, ellenőrzött forgalmazás drágíthatja a ma kedvezőnek tűnő költségeket. Másodsorban, ezen nyersanyagoknak a térfogatra vetített energiatartalma kicsi, így jelentős tárolókapacitást igényelnek, mindemellett tűzveszélyesek is, így a kockázat csökkentését célzó beruházások tovább drágítják a felhasználást. Mindezen felül a nyersanyagellátás a gazdák termesztési kedvének és az időjárás szeszélyeinek is függvénye, ráadásul az otthon melegéért még meg is kell dolgozni.

A fentiek miatt célszerűbbnek tartja a biomasszafűtés kiegészítő jellegű választását, mert így a gázfűtés kényelme mellett a bioenergia alkalmazásának gazdasági előnyei is elérhetővé válnak. Ahol a gázellátás már megvan, ott gyakran jobban megéri annak használata, mint a jelentős, 6-15 év alatt megtérülő beruházás. Az alacsony hőmérsékletű gázfűtés mellett a kiegészítő fafűtéssel a lakás hamar a kellő szintre melegíthető, s az így megspórolt minden 1 Celsius-fok 5% csökkenést jelent a gázszámlában.

Akár fő-, akár kiegészítő fűtést választunk, véleménye szerint valóban gazdaságosnak csak a teljesen hagyományos fatüzelés tekinthető. Minden ezen felüli, a kényelmet szolgáló beruházás lényegileg növeli meg a költségeket. Ilyen az automatizálás, amikor pellet, apríték, biobrikett, illetve az ehhez kapcsolódó berendezések segítségével a fűtőanyag automatikus gépi adagolását oldják meg. Kétségtelen, hogy ezen az áron a barnaszénnel egyező fűtőértékű nyersanyag nyerhető, ugyanakkor a magas ráfordítás kérdésessé teszi az ár-érték hatékonyságot.

Aki a fentiek mentén dönt, annak javasolja cserépkályha építtetését, ami képes a lakás 8-12 órán át tartó temperálását megoldani, mi több, az építtető ezzel a hazai előnyöket kihasználva a hazai piacot támogatja. ?

Egy igényesebb cserépkályha ára 600-800 000 Ft körül mozog, a kiegészítő jellegű meleg vizes fűtés beszerelése több mint 1 millió Ft-ot emészt fel. Erre némi állami támogatás igénybe vehető: a beruházás 30%-a, abszolút összegben 500 000 Ft visszaigényelhető a költségvetéstől, ha valaki fatüzelést vezet be ingatlanában. (Könczöl Sándor, BME Energetikai Gépek és Rendszerek Tanszék)