Biogáz-termelés és -hasznosítás Ausztriában
2005/5. lapszám | netadmin | 3435 |
Figylem! Ez a cikk 21 éve frissült utoljára. A benne szereplő információk mára aktualitásukat veszíthették, valamint a tartalom helyenként hiányos lehet (képek, táblázatok stb.).
Biogáz-termelés és -hasznosítás Ausztriában B iogáz fermentációval állítható elő szerves anyagokból, például trágya és növények elgázosításával. Ez a folyamat a természetben is mindenütt lejátszódik, ahol a szerves anyaghoz nem jut oxigén. Ilyen ...
B iogáz fermentációval állítható elő szerves anyagokból, például trágya és növények
elgázosításával. Ez a folyamat a természetben is mindenütt lejátszódik, ahol
a szerves anyaghoz nem jut oxigén. Ilyen jelenség fordul elő például a lápokban,
a mocsarakban vagy a kérődző állatok emésztőrendszerében. Ez az elgázosítási
folyamat a biogáz-berendezésben lemásolásra kerül. A fermentorban (gázosító tartály)
fénytől és oxigéntől elzárt szerves anyagok (pl. silókukorica vagy fű) trágyával
keverednek. Az alapanyag hőmérsékletét állandó értéken tartják. Így optimális
körülmények mellett a biogáz rendelkezésre áll. Ennek a gáznak a metántartalma
kb. 50% (az alsó fűtőértéke ~5 kWh), így egy villamos fűtőberendezésben (BHKW
= gázmotor összekapcsolva villamos generátorral) optimálisan elégethető lesz.
A motor és a kigázosító berendezés hője egy központi fűtéses vagy távfűtő rendszeren
hasznosíthatóvá válik. Az előállított elektromos energia a közhálózatba táplálható.
A szakmai út első állomása Saaz-ba vezetett, ahol hígtrágya, silókukorica és
silófű alapanyagok felhasználásával állítják elő a biogázt a technológiai berendezésekben,
majd üzemanyagként gázmotorokban hasznosítják, villamos energiát termelnek, a
hulladékhőt fűtésre felhasználják, és végül a kezelt trágya visszajut a földekre
tápanyagként.
Az említett anyagokat részben saját üzemükben termelik meg, másrészt a közvetlen
környéken élő gazdáktól vásárolják meg a velük megkötött szerződés alapján. A
tehergépjárművökön beérkezett anyagokat ún. hídmérlegen mérik le a pontos elszámolás
érdekében. A frisstrágyát 200 m3 térfogatú tárolóban, a különböző silófajtákat
betonból kialakított, kb. 9000 m3-es szabadtéri tárolókban helyezik el, melyeket
a betárolás után - az időjárástól történő védelem érdekében - fóliával takarnak
le. Az esetleg bejutó csapadékvíz a lejtősen kialakított betontárolóból kifolyik.
A különböző szilárd anyagok betárolását a 25 m3 térfogatú vertikális keverőből
szállítócsigával oldják meg.
A trágyát és a különböző szilárd anyagokat - megfelelő arányban - kétóránként
a 2000 m3 térfogatú fermentorba szivattyúzzák, illetve szállítócsiga segítségével
adagolják. Az anyagot a megállapított technológiai intervallumot követően jól
összekeverik hidraulikus keverő segítségével, és 38 0C-ra felfűtik. Ez a baktériumokkal
egy dúsított alapot képez. (A fűtési energiát egyébként a biogáz üzem saját -
gázmotor üzemeltetéséből származó - hulladék-hőenergiája biztosítja.) Ezzel megkezdődik
az anyag lebomlása, melynek során 52-53% metántartalmú biogáz keletkezik. Az
üzemben 14 m3 trágyából, 15 t kukoricasilóból és 4 t CCM-ből naponta közel 5800
Nm3 biogázt állítanak elő. (CCM = Corn-Cob-Mix, amerikai megnevezése a zölden
géppel levágott, leszecskázott kukoricának, amelyet betárolnak, és természetesen
akár állati takarmányozásra is felhasználható.)
A biogázt továbbvezetik a fóliával borított, 2000 m3-es utófermentorba közbenső
tárolásra, és a Jenbacher JMS 212 típusú gázmotorhoz, melynek 500 kW az elektromos
és 570 kW a termikus teljesítménye.
A gázmotor meghajt egy generátort, ami az áramot termeli. 1 m3 biogázból kb.
2,07 kWh villamos energiát nyernek, így naponta közel 12 000 kWh áramot állítanak
elő. A termelt villamos energiát értékesítik. Az évente kinyert elektromos energia
több mint 4 200 000 kWh, amelyet a transzformátorházban lévő vezérlő- és szabályzóegységeken
keresztül a közüzemi hálózatba táplálnak. A biogáz üzem saját - a működtetéséhez
szükséges - villamosenergia-igénye ezen felül termelődik meg. A 2002. évi ökoenergia
törvény szerint a létrejött Ökomérleg Csoport (Verbund - Austria Power Grid)
szerződést kötött az összes termelt villamos energia átvételére a következő 13
évre, a berendezés üzembe vételétől, 14,5 cent/kWh tarifával. 1 m3 biogázból
kb. 2,35 kWh hőenergiát is kinyernek, melynek technológiai elosztására hőközpont
került kialakításra. A hőenergia egy részét a biogáz üzembe vezetik vissza, ahol
a fermentorban az anyag felfűtését biztosítják. A technológiai hulladékhő másik
részét - távfűtővezetéken - a több mint egy kilométerre lévő saját üzemükhöz
vezetik, és ott a lakóházakat és az istállókat fűtik vele. Egyébként a fűtési
hálózat további bővítését tervezik. Ha a gázmotor hűtőrendszere igényli, akkor
az üzem épülete mellett megépített léghűtési rendszer működésbe lép.
Visszatérve a folyamathoz: a feldolgozott alap az 5000 m3 térfogatú végtárolóba
kerül, ahol a trágya felhasználásra rendelkezésre áll. A biogáz üzem tulajdonosai
egyébként további külső tárolókapacitások készítenek elő. A trágya, a komposzt,
mint végtermék kevésbé kellemetlen szagú, nagyobb a trágyaértéke, mint a kezeletlen
trágyának, és a talajvizet is kevésbé terheli, mivel a növények gyorsabban hasznosítják,
dolgozzák fel. A trágya kiszerelése ún. kölcsönhordókban történik, melyek összkapacitása
15 500 l. Ezt a nagy értékű trágyát a nagyszámú szerződéses partner hordókban
szállítja el az üzemből, majd a földjeiken szétterítve kerül hasznosításra. A
gazdák részéről a visszajelzések kedvezők.
A biogáz üzem technológiai kiszolgálását segíti még egy teleszkópos, JD 3400
típusú rakodógép. A teljes beruházás megvalósítását 1 585 000 euró biztosította.
A kirándulás második állomásán, Sankt Stefan településen mutatták be azt a biogáz
üzemet, mely egyike a legnagyobb és legmodernebb rendszereknek Stájerországban.
Ez 10 helyi gazda kezdeményezésére és üzleti vállalkozás közös projektjeként
jött létre, melyet szerződéses üzemben működtetnek. Ezt az üzemet arra tervezték,
hogy dúsítsák a trágyát, és felhasználják a régióban keletkező újrahasznosítható
anyagokat az EU szigorú higiéniai szabályainak betartása mellett. A biogáz üzemet
a település "szélén", a lakott területen kívül telepítették.
Az üzem működtetéséhez rendelkezésére álló nyersanyag közel 5500 tonna sertéstrágyából,
1800 tonna kukoricasilóból, 950 tonna morzsolt kukoricasilóból, 200 tonna zöldvágottból
és 1900 tonna étkezési hulladékból áll össze. A szerződéses felek által beszállított
különböző silóféleségeket itt is betonfalakkal elhatárolt, fóliával letakart,
szabad területen tárolják, majd igény szerint a silótartályt feltöltve kerül
be a technológiára. A korábbiakban már vázolt technológia alkalmazásával, az
említett anyagok felhasználásával biogázt állítanak elő, és kezelt trágya, komposzt
keletkezik, mint végtermék. A Jenbacher gyártmányú biogáz-motor hajtja meg a
villamos generátort, melynek üzemvitelét folyamatosan figyelemmel tudják kísérni.
A biogáz üzem éves bruttó energiatermelése 11 700 MWh. A villamos energia előállításánál
a gázmotor-hűtőfolyadék lehűtése során keletkező hőenergiát (a névleges termikus
teljesítmény 621 kW) a szomszédos istállók fűtésére használják fel. Az üzem fejlesztése
során a közelben lévő gyümölcsszárító hőenergiájának biztosítására építették
meg a konténer kazánházat, melybe melegvizes gázkazánt (kiszolgáló elemeivel:
fűtésivíz-keringtető szivattyú, szabályozók) helyeztek el. A kazán gázégőjében
a biogázt tüzelik el. A gyümölcsszárító működtetéséhez az üzem 10 hónapon keresztül
szállítja a fűtési energiát.
Tapasztalataik szerint az átalakított trágya helyettesíti a hagyományos trágyát.
Az összes végterméket, a kezelt trágyát kb. 345 ha mezőgazdálkodási területen
- a trágyázási követelményeket figyelembe véve - hasznosítják, illetve adják
vissza a beszállító gazdáknak. Tájékoztatásuk szerint az üzem berendezésének
költsége 1 900 000 eurót tett ki.
A szakmai út befejező programjára Zerlach-ban került sor, ahol csirketrágya-
és silókukorica-alapon üzemelő biogáz-berendezést tekinthettek meg a látogatók.
Egy mező- és erdőgazdasági üzemet mutattak be, mely termelésének középpontjában
erdőgazdasági, földművelési, növény- és bogyósgyümölcs-termesztési tevékenység,
valamint csirkenevelés áll. A gazdaság központjában lévő csirkenevelőket 33 0C
teremhőmérsékletre kell felfűteni, aminek hőenergia-igénye kb. 350 kW. A növekvő
olaj- és gázárak miatt a gazdaságos csirkenevelés majdnem lehetetlenné vált.
A nem kielégítő gabonaárak miatt a szárítók sincsenek kihasználva, ezért elhatározták,
hogy áttérnek alternatív energiára - biogáz formájában. A biomassza jelentős
mennyiségben, közvetlenül a "házuk ajtói előtt" rendelkezésre áll. Régiójukban
főleg kisebb családi gazdaságok találhatók, ahol a gazdák felhagytak az állattenyésztéssel,
ezáltal a szabaddá váló területeket energianövények termesztésére tudják felhasználni.
2002 januárjában kezdték meg az építést, és még az év novemberében a próbaüzem
is beindult. Az I. számú, 1059 m3 térfogatú fermentorban két elektromos, ún.
merülő keverőt szereltek fel, amit egy szervizaknában betonfedéllel takartak
le. Egyébként a 3517 m3 térfogatú végtárolót is felszerelték merülő keverőmotorral.
Az étkezési hulladék tárolására alkalmas, 13 m3 térfogatú keverőtartályt betonlapra
állítottak fel. A szilárd anyag a szállítócsiga segítségével a gázosító tartályba
jut. Ezt a tartályt a teleszkópos adagolóval naponta kétszer feltöltik. A friss
csirketrágyát 169 m3 térfogatú, 6 m átmérőjű és 6 m magas tartály fogadja. A
trágyát - ha szükséges, esővízzel hígítva - közvetlenül a fermentorba szivattyúzzák.
A csapadékvíz tárolására 169 m3 térfogatú tárolót építettek meg a telepen.
2003 májusában az építkezés második szakasza kezdődött el. A II. fermentor térfogata
szintén 1059 m3, mint az elsőé, a különbség köztük az, hogy itt csak egy merülő
keverő található. Az étkezési hulladék 30 m3 hasznos térfogatú keverőtartályába
a szilárd anyagot naponta csak egyszer kell beszállítani.
Ez év kezdetén egy 1884 m3 térfogatú utófermentort és fóliával fedett gáztárolót
építenek. Az ún. merülő motoros keverőt hidraulikus meghajtóval építik egybe.
Ez a meghajtás reményeik szerint lecsökkenti a szervizigényt.
Mindkét (fő- és utó-) fermentor 38 0C-ra fűthető fel a gázmotor technológiai
hulladékhőjével. A fűtési hőt a fermentorok belső falára felszerelt, rozsdamentes
acél fűtő-csőkígyó adja át a felmelegítendő anyagnak. A telep technológiája szerint
az I. fermentorba egy szilárd anyagú csigán keresztül tárolnak be naponta 8 t
frissmaszszát (0,5 t csirketrágya, 1,5 t CCM és 6 t egész növénysiló). 60 napos
tartózkodást követően az alapanyag átfolyik a végtárolóba. Ott kigázosodik, és
ameddig a kezelt trágyát nem viszik a mezőre, a végtárolóban tárolják. A II.
fermentort szintén egy szállítócsiga tölti fel (közvetlenül), de ezt már naponta
16 t frissmasszával (1 t csirketrágya, 3 t CCM és 12 t egész növénysiló). 30
nap tartózkodás után kerül az alapanyag az utógázosító tartályba, ahol tovább
80 napot marad, utána pedig a végtárolóba jut.
Az összes tárolótartály szállítóvezetékeit központi szivattyúállomáshoz szerelték
fel. Ennek a központi berendezésnek a segítségével az összes tárolótartály leüríthető,
illetve feltölthető. A rendelkezésre álló 2 trágyahordó (8 és 18,5 m3) töltése
is erről a szivatytyúrendszerről történik. A gazdák a műanyaghordókban kiszerelt
biogáz-trágyát, -komposztot a szerződés szerint kapják meg. A biogáz üzem teljesen
automatikusan szabályozott és ellenőrzött. Az előállított biogázt egy 700 és
egy 300 m3 térfogatú tartályban tárolják. Amint a termelt gáz a tartályban egy
meghatározott szintet elér, a nagyobb teljesítményű BHKW indul be, majd a további
szintnövekedésnél a kisebb teljesítményű BHKW is bekapcsol. A generátorok által
előállított elektromos teljesítmény 489 kW. A termelt elektromos energia szabad
kapacitását a közüzemi hálózatra táplálják a hosszú távra érvényes szerződés
alapján. A telepen a rendelkezésre álló termikus teljesítmény 670 kW, ami fedezi
a baromfinevelő hőigényét, és ezen felül az épületek központi fűtésének ellátását
is biztosítja.
Laptopról minden időben az összes technológiai folyamatba be lehet lépni, ellenőrizhető
az üzemvitel, illetve az üzemi paraméterek bármikor lehívhatók.
A két-két fermentornak, gáztárolónak és gázmotornak köszönhetően az üzem akár
működési zavar, akár karbantartási munkák esetén legalább 50% teljesítménnyel
tud működni. A telep teljes kiszolgálását egy 145 LE teljesítményű traktor, egy
102 LE teljesítményű teleszkópos rakodógép és egy 20 m3 térfogatú billenős kocsi
biztosítja. A biogáz üzem teljes nettó beruházási költsége 2 000 000 euró volt.
Dr. Barcsik József
