Kezdőlap


TÖRTÉNELMI HÁTTERE


A mezőgazdaság és faipar melléktermékeként óriási mennyiségű biomassza keletkezik. 5 tonna száraz biomassza energiatartalma kb. 2000 liter benzin energiatartalmával egyezik meg. A városok sokat költenek arra, hogy az utcákon és parkokban keletkező biomasszától (pl. gallyak) megszabaduljanak. A falusiak keresetük meghökkentően magas hányadát költik a téli fűtéshez szükséges tüzelőanyagra (jellemzően földgázra) és elektromos energiára – nemcsak a háztartások energiaszámláin keresztül: az ipari energiafogyasztás költségeit a magasabb termékárakban fizetik. Évezredeken át az emberek fosszilis energia nélkül fűtöttek, a légkör széndioxid koncentrációját nem növelték *. Régóta létezik technika, ami ezen szilárd bio-alapanyagokból nemcsak hőt, hanem mechanikus ill. elektromos energiát is szolgáltat. Ez csökkenteni tudja az energiatermeléshez szükséges alapanyagok mennyiségét, az alapanyagok ÉS az elektromos energia szállítási veszteségeit, a környezetterhelést. Emellett csökkenti az EU-n kívüli forrásokból származó energiától való függőséget, és munkahelyeket teremt a helyi közösségek számára. A jelenlegi, nagyrészt fosszilis energiahordózóból pocsékló módon előállított és messzire szállított energiával szemben, ha a rendelkezésre álló alapanyagokból nemcsak hőt, hanem elektromos energiát is fejlesztünk, az a fenntartható gazdálkodás irányába visz.


Európában 1900-1950 között több millió gép üzemelt biomasszával. Részben ipari célra (pl. malmok, erőművek meghajtására): de teherautók sőt még személyautókban is. A Ford, BMW és Mercedes gyárból is százezerszám gördültek ki a szilárd üzemanyaggal hajtott járművek.



Ezek a szikragyújtásos motorok egyébként hajthatók a ma szokásosnak számító, úton-útfélen kapható benzinnel, LPG-vel vagy alkohollal IS, ill. földgázzal (üzem közben átkapcsolhatóan). Rövidebb üzemre ezek mindenképpen praktikusak: ugyanis a motor fél-egy perc (Kalle típusú) és 3-7 perc közötti idő után járatható fejlesztett gázzal a gázfejlesztő begyújtása után. Szakszerű üzemeltetést kívánt: pl. a gázkeverék alkalmankénti kézi állítása volt szükséges.

Faüzemű Adler Diplomat autó



A mai korszerű érzékelőkkel, elektronikával, szabályozástechnikával, távadatgyűjtéssel a napi üzemeltetés kényelmesebb és automatikusabb lehet – és az emberi munkára kivetett igen magas adóterhek miatt kell is, hogy legyen. Mikor az alaptechnológiát kifejlesztették, kezdetben a kWh-ra számított fajlagos környezeti terhelés jelentős volt. Ma a települések termékeik elkészítéséhez felhasznált energia távolról származik: a lakosságot kevésbé érdekli a környezetterhelés, a tapasztalat szerint szennyezőbb technológiákat is elvisel (pláne, ha az úgyis Kínában történik) mint amikor közel állítják elő. Szerencsére a gázfejlesztés technológiája a környezetterhelés szempontjából is igen sokat fejlődött. Érdekesség, hogy a motor a fejlesztett gázzal (mely egyik fontos összetevője a CO) a kipufogószelepen kevesebb CO-t bocsát ki, mint egy benzinmotor. CxHx-et pláne (szinte 0-t). Az NxOx és a kénvegyületek mennyisége is alacsonyabb. Viszont a gázfejlesztés során keletkezik bizonyos mennyiségű, a kőolajhoz több szempontból is hasonló anyag: kátrány. Ez vegyipari alapanyagként hasznos, de a motorban és a környezetbe jutva káros. Ezért a kátránymennyiség minimalizálására törekszünk. Ha mégis gázolajra van szükségünk, akkor azt nem a kátrányból, hanem inkább Fischer-Tropsch („FT”) eljárással érdemes előállítani: de 5 tonna száraz biomasszából csak kb. 1000-1200 liter FT-dízelt (vagy FT-kerozint) kapunk. Érdekességképpen: ez azt jelenti, hogy 1 hektáron termett napraforgószárból majdnem annyi gázolaj nyerhető, mint a napraforgómagból. Fontos: ha nem alakítjuk folyékony üzemanyaggá, hanem gázként használjuk fel, több energia nyerhető. Legjobb a megtérülés ott, ahol mind az áramot, mind a hőt hasznosítják. A lakosság is fogyaszt hőt télen-nyáron (használati melegvíz), és az ipar is (pl. szárításra). A gázmotor kipufogógázhője alkalmas abszorpciós hűtésre, abszorpciós hőszivattyú hajtására is. Ezen folyamatok része a közeg tágulása, ami további elektromos energiát szolgáltathat (Kalina ciklus). Másik lehetőség erre az Ericsson ciklus ill. a Stirling ciklus (szilárd vagy folyadékdugattyúval).

Gázfejlesztésre többféle technológiát dolgoztak ki. A kisebbekre inkább jellemző a gázosítás levegő közeggel, atmoszferikusnál valamivel kisebb nyomáson, 5-6MJ/m3 energiatartalmú gázt adnak. A nagyok vízgőz és/vagy oxigén közeggel nagyobb energiatartalmú, kb. 20MJ/m3 „vízgáz”-t képesek előállítani, atmoszferikusnál nagyobb nyomáson. Ezekkel az elérhető magasabb fajlagos teljesítmény miatt kb. 40%-al kisebb lökettérfogatú motor szükséges (ha egyéb paraméterek hasonlóak, pl. a fordulatszám). Ha a pirolízis fázis (a biomassza elszenesedése) kielégítő mértékben végbemegy mielőtt a szilárd üzemanyag a redukciós térbe jut, a kátrányképződés drasztikusan csökken. DeLaCotte elgondolásai alapján Susanto mérései szerint pl. ezzel a technikával 1400 ppm-ről 48ppm-re le tudott menni (ppm=milliomodrész). A kátrány egyik kezelési módja: pl. szalmán, szárítva visszajuttatható a gázfejlesztőbe. A szűrési, üzemeltetési költségeket kétségtelenül csökkenti, ha kevesebb a kiszűrendő kátrány. A gázfejlesztéses kapcsolt energiatermeléses tapasztalatszerzés nagy része az 5-2000 kW tartományban történt. Nagyobb teljesítmény a tervező számára nagyobb szabadságot nyújt (pl. hogy a méretet növeli, vagy több kisebb részre bontja). A kisebb teljesítmény viszont nehézségeket támaszt: a felület és ezzel a hőveszteségek növekednek a térfogathoz (ill. teljesítményhez) képest. A méret csökkenése az üzemanyag (pl. szecskázott kukoricaszár, faapríték) méretéhez képest mechanikai téren műszaki nehézségeket okoz.

A gázfejlesztés terén a mikrobiológiai („műtehén-bendő”) biogáz mellett nem szabad figyelmen kívül hagyni a pirolízises gázfejlesztést sem: a legnedvesebb (ill. bizonyos különösen magas salaktartalmú) üzemanyagokat leszámítva, ez adott üzemanyag mennyiségből több villamosenergiát szolgáltat. Természetesen a technológia fejlődése nem állt meg: továbbfejlesztése várható, indokolt és kívánatos.

Gál Marcell, 2010-09-28 (a cikk szabadon felhasználható, akár a szerző említése nélkül).


* az ipari tevékenység a fosszilis üzemanyagok elégetésével emelte, és emeli a légkör széndioxid koncentrációját. A széndioxid (ami a növények fontos tápláléka) néhány igen keskeny hullámhossztartományban erősen (a légkörben már 200ppm szintnél is majdnem teljesen) elnyeli az infravörös fényt. Ha a széndioxid koncentráció többszörösére emelkedik, ezekben a keskeny hullámhossztartományokban a teljes elnyelés felé közelít: ha X koncentráció kb. 80%-os elnyelést okoz, akkor 2X koncentráció természetesen nem 160% elnyelést jelent, hanem (adott foton 1/5 helyett kb. 1/25 valószínűséggel tud kiszökni a világűrbe) nagyjából 1-(1-0.8)2 = 0.96 vagyis 96%-os elnyelést, ami a 80%-os elnyelés 1.2-szerese. A széndioxid a teljes spektrumban csak kevesebb, mint egy tizedét adja az elnyelési hatásnak. Az elnyelési hatásért túlnyomórészt a vízpára a felelős (aminek légköri koncentrációját egyébként szintén befolyásolja az emberi tevékenység: ha kiöntözzük a folyóból a vizet, akkor növeljük ahhoz képest, mintha a folyóban folyna le: amikor gátakkal beszorítjuk a folyót, akkor csökkentjük). Az üvegházban az üveg fontos szerepe, hogy a külső és belső levegő keveredését megakadályozza. A légköri széndioxidnak ilyen hatása nincs: az „üvegházhatás” elnevezés ezért félrevezető, helyesebb pl. az „elnyelési hatás”. Széles körű az egyetértés abban, hogy: