Nem csak villanyszerelőknek

Áramot termel a biogáz kiserőmű Kenderesen

2009/3. lapszám | Dr. Barcsik József |  6194 |

Figylem! Ez a cikk 16 éve frissült utoljára. A benne szereplő információk mára aktualitásukat veszíthették, valamint a tartalom helyenként hiányos lehet (képek, táblázatok stb.).

Több mint egy éve – 2007. szeptember óta – üzemel a biogáz kiserőmű Kenderes határában. Az érdeklődő szakemberek a biogáz kiserőműre könnyen rátalálhatnak. A 4. sz. főúton Szolnokot, majd Fegyverneket elhagyva már figyelmesen kell autóznunk, és Kunhegyes felé kell „letérnünk” Bánhalma település után, a Középtiszai Mezőgazdasági Zrt. üzemi útjára kell kanyarodnunk. Az üzemi úton haladva már messziről láthatjuk a biogáz üzem reaktorait. A Kenderes Biogáz Kft. kiserőműve az Agrener Kft. sikeres vállalkozásának eredményeként valósult meg. Az üzemben Lukács Mihály üzemvezető mutatta be a biogáz kiserőművet. Részletesen ismertette a biogáz üzem teljes technológiai folyamatát, az alapanyagok beszállításától a végtermék – az elektromos energia – előállításáig, a hálózatra történő kilépéséig. Az Agrener Kft. 1 milliárd Ft-ból – támogatás nélkül – építette meg a biogáz kiserőművet. A biogáz kiserőmű a következő fő - lényegesnek tekinthető - részekből áll: • hídmérleg, • tároló silótér, • napi adagoló konténer, • előfermentor (2 db), • utófermentor, • kéntelenítő, • gázmotor – generátorral (2 db), • transzformátorok, • melegvizes gázkazán, • gázfáklya.

A kerítéssel körül határolt biogáz üzembe a járműveken beszállításra kerülő anyagokat – silócirok, gabona-, olajos mag ocsú, steril húspép, glicerin stb. – hídmérlegen lemérik. Ezáltal az üzem anyagáramának alakulása pontosan figyelemmel kísérhető.
Az ATÉV-től évente közel 3950 tonna steril húspép kerül be az üzembe zárt teherautóban, 50 oC-on tartva. A gépkocsiból egy fűthető tartályba tárolják le. Innen egy szivattyú szállítja az éppen aktuális előfermentorba. A húspép a beszállítástól kezdve és a technológia során végig zárt rendszerben marad, és ezért nem szennyezi a környezetet.

A felhasználásra kerülő glicerin a Középtiszai Mezőgazdasági Zrt. biodízel üzemének technológiai mellékterméke. Az üzembe történő beszállítását követően egy tartályba tárolják, amelyből – a technológiai előírásnak megfelelően, a szükséges mennyiségben – közvetlenül adagolják be az egyes fermentorokba.

Sertés fajta	db
Tenyészkoca malacok nélkül	1288
Malac 0-80 napos	5588
Hízósertés 25- 110 kg	5378
Kan	16

A beruházó a biogáz üzem telepítésekor, a helyszín kiválasztásakor egyik fő szempontként kezelte azt, hogy a Középtiszai Mezőgazdasági Zrt. sertéstelepén jelentős mennyiségű sertés-hígtrágya keletkezik. Ennek a szakszerű gondozása – környezetvédelmi szempontból – a gazdaságnak komoly gondot jelent.
Sertéstelepi állatlétszám adatok – éves átlag – a következők:

A sertéstelepen naponta mintegy 150 m3, évente közel 54 000 m3 hígtrágya keletkezik, amelynek szárazanyag tartalma 3-4%.körül alakul. A biogázüzem évente a sertéstelepből mintegy 28 000 tonna sertéshígtrágya átvételét tervezi.
A sertéstelep 100 m3-es hígtrágya tározójából csővezetéken szállítják a hígtrágyát egy átmeneti tárolóba. Innen egy szivattyú emeli át a szükséges mennyiségben és megfelelő időközönként az előfermentorokba.
A telepre beszállított különböző silók átmeneti tárolását biztosíthatja a szabadtéri nyitott, betonozott, sík felületű tér. Kialakítottak nyitott, három oldalfallal határolt betonsilókat is. Ezekben különböző fajtájú silókat és egyéb alapanyagot tudnak tárolni. Ide hordhatják be a szabadtérről munkagépekkel a szelektált alapanyagokat is. A silótérből a biogázüzem működéséhez szükséges – programszerinti mennyiségeket – homlokrakodó munkagép segítségével az előfermentorok előtt lévő adagoló konténerbe, a napi tárolóba helyezik. A konténer maximálisan 16 000 kg anyagot fogadhat be.
Az előfermentorokba naponta beadagolt alapanyagok a következők:
• hígtrágya: 150 m3,
• cukorcirok siló: 20 t,
• almostrágya: 3 t,
• húspép (ATEV-tól): 15 m3
A 16.000 kg kapacitású napi adagolóból az összeállított adagot egy csiga szállítja fel csővezetéken az éppen aktuális előfermentorba. A kezelőszemély az egyes dózisok mennyiségét a kezelőhelyiségben lévő biogázüzem irányító monitorán kíséri figyelemmel.

Az üzemben felállított három darab fermentorból 2 darab előfermentorként, míg a harmadik utófermentorként funkcionál. A tartályok betonból készültek, hőszigeteltek és kívülről alumínium lemezzel burkolták be, a tartályok tetejét pedig rugalmas PVC-alapanyaggal borították be.
A szubsztrátumot a homogenizálás érdekében lapátos szerkezettel keverik. A fermentáció elérése érdekében – amely kb. 30 nap alatt játszódik le – a tartályok hőmérsékletét egy melegvizes fűtőcső-rendszerrel közel 40 oC közelében tartják. Ezt a technológia által megkívánt közeghőmérsékletet a gázmotorok hulladékhőjének a felhasználásával biztosítják. Az anaerob – oxigén jelenléte nélkül lejátszódó – folyamat során biogáz keletkezik. Ezt a biogázt elvezetik az előfermentorokból. Az előfermentorokból az erjedt szubsztrátum az utófermentorba kerül át további – 25 napos időtartamú - feldolgozásra, a benne maradt biogáz kitermelése érdekében.

Az utófermentorból a gázmentes zagyot szivattyú segítségével juttatják át a fázisbontóba. A fázisbontóban a zagyot szilárd és híg komponenseire válasszák szét. Az elválasztás után a szilárd zagyot egy munkagép a tárolóba szállítja. Ez a biotrágya már alkalmas arra, hogy a gazdaság földjeire trágyaszóróval szétterítsék. A híg zagyot, a folyadékot egy szivattyú csővezetéken a hígtrágya tárolóba nyomja át. A kezelt hígtrágya összetételének pontos eredménye ad választ arra, hogy a szilárd- és hígtrágya felhasználásával a Középtiszai Mezőgazdasági Zrt. termőföldjein hány tonna műtrágya és öntözővíz megtakarítás érhető el.

Az üzemben termelt biogáz kéntelenítését biológiai úton, ún. kénbaktériumok segítségével érik el. A gázmotorokba történő felhasználás érdekében szükséges a biogáz víztelenítése. A kondenzált víz a kondenzátum tartályba kerül.
A kezelt – oxigénmentes – biogáz éghető tartalma CH4=55-56%, H2S=39 ppm körül alakul. A gáz összetételét a PRONOVA gyártmányú készülék folyamatosan elemzi. Az üzem naponta átlagban – jelenleg – 5600 m3 biogázt állít elő. A projekt éves szinten több mint 3.2 millió m3 biogáz előállítására alkalmas.

A könnyűszerkezetes épületben kerültek elhelyezésre:
• a gázmotorok,
• a transzformátorok,
• a tartalék melegvizes gázkazán,
• a gázmotorok, a generátorok és a villamosenergia-átvitel monitoringja.

Az épületben a 2 db, JENBACHER gyártmányú, 526 kW egységteljesítményű gázmotort egy-egy konténerben helyezték el. A konténer a tökéletes hangszigetelést biztosítja. A kezelt biogáz csővezetéken a gázmotorokban, mint hajtóanyag kerül felhasználásra. A gázmotorra beérkező biogáz nyomását a kezelő számára egy műszer – digitálisan – folyamatosan kijelzi. Egy-egy gázmotor óránként közel 270 m3 biogázt használ fel. A gázmotor generátort hajt meg, amelyek kapcsain 532 kW villamos teljesítményt vehetnek le, fázisonként 74  78 A, 414 V és 50 Hz mellett. Ez azt jelenti, hogy a biogáz kiserőműben a beépített villamos teljesítmény 1064 kW, azaz több mint egy 1 MW! Jelenleg a folyamatos üzem mellett naponta mintegy 10 600 kWh villamos energiát termel az erőmű.
A 0,4 kV feszültségszinten előállított elektromos energiát az üzem transzformátorán 20 kV-os feszültségszintre „emelik”. Az elektromos áramot a transzformátorállomástól a középfeszültségű kapcsolóberendezésen keresztül kb. 1500 fm hosszú földkábelen szállítják el a közcélú hálózatba.
Az összes megtermelt, „zöld” villamosenergiát a Kenderes Biogáz Kft. az E.ON Tiszántúli Áramszolgáltató Zrt.- nek adja el. A szerződést a zöld energia kötelező átvételét szabályozó, villamosenergiáról szóló 2001. évi CX. törvény és a végrehajtására kiadott 56/2002 számú GKM rendelet alapján kötötték meg.

A gázmotorok üzemeltetése során keletkező hőenergiát lemezes – GEA gyártmányú – hőcserélőkkel „veszik le”. A szekunder oldalon előállított fűtési melegvizet a kialakított osztóktól szivattyú keringteti az egyes fogyasztók – fermentorok, a húspép- tároló és a kezelő épületek temperálása – számára. A gázmotoronként rendelkezésre álló 566 kW termikus energiának jelenleg csak a 30%-át hasznosítja az üzem a fermentorok közel 40 oC-os, a húspép tároló 60 oC alatti hőntartására, valamint a műszaki épület melegvizes központi fűtésű rendszerének ellátásra.
A fennmaradó 70%-nyi termikus energia hasznosítását az üzem mellé későbbiekben telepítendő beruházás biztosíthatja. A termikus energia 100%-os hasznosításával érhetik csak el az üzemeltetés optimumát, a hulladékhő teljes kihasználtságát.
A tartalék – 130 kW teljesítményű, VIESSMAN gyártmányú – melegvizes kazán feladata nem más, mint az, hogy egy esetleges havária esetén (pl. gázmotorok meghibásodása stb.) a szükséges hőenergiát előállítsa a fermentorok és a húspép tároló technológiai hőmérsékletének állandó értéken tartása érdekében. A kazán tüzelőanyaga föld- vagy biogáz, amelyek fogadását a kazán előtt technikailag megoldották. A földgáz ellátás biztosítása érdekében – a közelről – középnyomású gázvezetéket építettek ki az üzembe. A biogáz, mint az üzem terméke adott a feladat ellátásra.
A könnyűszerkezetes épület mellett található a gázmotorok külső hűtőrendszere és a biogázüzem üzemvitelének egyik biztonsági eleme, a gázfáklya.
A biogáz kiserőmű részegységeinek a működését, a technológiai folyamatot monitorok segítségével figyelemmel kísérik a kezelők. Kezelő monitor található egyrészt a fermentorok mellett kialakított helyiségben, másrészt a gázmotorokat magába foglaló épületben. A biogáz üzem folyamatirányítása és felügyelete egyszerűen követhető, a vezérlési rendszer teljesen automatikus üzemvitelt biztosít a kezelők számára. Az üzem vezérlőrendszere a lényeges paramétereket és az állapotjelzőket méri és regisztrálja. A programba belépve különböző helyek értékei hívhatók elő és olvashatók le a kezelői monitoron:
• a napi adagolóba betárolt anyag mennyisége,
• az egyes fermentorok elvárt és tényleges hőmérséklete,
• az egyes generátorok pillanatnyi teljesítménye, a fázisok levett áramértékei,
• a kiserőmű által termelt villamos energia,
• az üzem saját energia napi, valamint összes fogyasztása,
• a lefutott üzemóra stb.

A biogáz kiserőmű folyamatos üzemvitelét összesen 2 fő kezelő látja el. A biztonságos üzemvitelt telemechanikus rendszeren – a távolból – egy fő biotechnológus és egy fő gázmotor felügyelő segíti, akik ha szükséges, akkor be tudnak avatkozni a technológiai folyamatba, kivéve a gázmotor indítását. A gázmotor indítása csak a helyszínen történhet meg.

Fontos szempontnak tekinthető, hogy a biogáz üzem mintegy 300 hektár földterületen termelt mezőgazdasági termék felvételét biztosítja. Az üzem működtetéséhez a hígtrágyán kívül a földeken betakarítható zöldnövényekre is szükség van. Ez a „zöld” igény számos gazdálkodó számára teremt folyamatos termelési lehetőséget és ezzel bevételi forrást biztosít számukra a biogáz üzem. Az üzem esetleges változó beszállítói igénye akár újabb munkahelyek létesítését is megteremtheti.

A zöldmezős beruházás példája lehet annak, hogy környezetünk megőrzése érdekében – a sertés hígtrágya korszerű ártalmatlanításán keresztül – egy biogáz üzem létesítésével hogyan lehet zöld villamos energiát termelni. A megvalósult beruházás választ adhat arra a kérdésre is, hogyan tud „bekapcsolódni” és hozzájárulni az 1 MW teljesítményű kiserőmű a decentralizált villamosenergia-termelés hazai üzemeltetési tapasztalataihoz.
A projekt céljaként szerepel évente közel 6000 tonna CO2 kibocsátás kiváltása is, amely a CO2 kereskedelemben áruként is fel lehet használni.
A projekt a teljes felfutása mellett évente várhatóan 7 GWh villamosenergiát fog a közcélú hálózatba kiadni. A biogáz termelés melléktermékeként pedig évente közel 39 000 tonna biotrágya keletkezik az üzemben. A biogáz üzem teljes anyag- és energiamérlegét 2008. évet követően 2009. évben lehet majd értékelni.

A látogatás során örömmel tapasztaltam, hogy ezen a tájon, egymástól alig egy km-re megépült és több éve üzemelő biodízel üzem mellett most már egy biogáz kiserőmű is mintaszerűen reprezentálja a mezőgazdaság energiatermelő képességét. Tekintsük át még egyszer a folyamatot!
A biodízel üzemben repce- és napraforgó magból bio-üzemanyagot állítanak elő, amely akár azon traktorok hajtóanyagaként is hasznosítható, amelyekkel a föld művelését, a növények betakarítását végzik el.
A biogáz kiserőműben hasznosítják a biodízel üzem egyik melléktermékét, a glicerint. A kiserőmű villamos energiát termel, mely – nagyon leegyszerűsítve – a biodízel üzem elektromos igényét szolgálja ki. A gázmotor hulladék hőenergiáját – a hatékonyság érdekében – technológiai célra kell hasznosítani. Ezzel a kör be is zárulhat és elérhető, hogy helyben, egy kis körzetben a mezőgazdaság egy szelete önálló energiatermelő és -felhasználó legyen, lehet. Az esetet és a jelenséget csak komplexen szabad értékelni és elemezni. Azt azonban világosan kell látnunk, hogy a mezőgazdaságban a megújuló energia termelése és felhasználása, valamint a zöldenergia korszerű előállítása és hasznosítása hozzájárul a környezetvédelem javításához, a klímavédelemhez.

---