Rövid áttekintés a BIOEDITH békéscsabai fórumáról
2008. február 28.
Az előkészületekről és a helyszínről
Igyekeztünk a fórum színhelyéül olyan miliővel rendelkező helyet keresni, amely alkalmas és színvonalas keretet biztosít a rendezvénynek. Így utólag elmondható, hogy jól választottunk: a Körösök Völgye Látogatóközpont emeleti konferenciaterme minden elvárásunknak megfelelt. (A Látogatóközpont egy szépen karbantartott liget közepén található, igényesen felújított épület.) A központ munkatársai készségesen segítségünkre voltak az ilyenkor szokásos apróbb teendők elvégzésében. (pótasztalok és székek, sötétítés, stb.)
A program
9.30 - 10.00: Regisztráció
10.00 - 10.50: Új kutatási irányok bemutatása, az eddigi eredmények ismertetése
Előadó: Dr. Galbács Zoltán
(SZTE Szervetlen és Analitikai Kémiai Tanszék, Délalföld Fenntartható Környezetéért Alapítvány)
10.50 - 11.10: A hazai és külhoni megújuló energia átalakító technikák fejlesztéseinek bemutatása
Előadó: Zuba János
(Megújuló Energia Rendszerek Képviselete, Békés Megye Fejlődéséért Egyesület)
11.10 - 11.30: Szünet
11.30 - 11.50: Aktuális pályázati lehetőségek a megújuló energiák területén
Előadó: Dr. Kónya József - Seresné Hriagyel Gabriella
("VVK" Vállalkozás- és Vidékfejlesztési Kht.)
11.50 - 12.30: A Dél-alföldi régióban szerveződő bioetanol fejlesztések bemutatkozásai
(A résztvevők néhány perces beszámolói - önkéntes jelleggel)
12.30 - Ebéd, kötetlen beszélgetés
A hallgatóság szép számban képviseltette magát, a régió szinte minden szegletéből érkeztek érdeklődők.
Az előadások sorát Dr. Galbács Zoltán nyitotta meg.
A bevezetőben a globális környezeti problémák jelentőségére hívta fel a figyelmet. Kiemelte, hogy a környezetvédelmi szempontok mellett az energiafüggőség mérséklése érdekében fontos a megújuló energiaforrások mielőbbi hasznosítása. Az előadó néhány szóban áttekintette a régió számára potenciális lehetőséggel bíró megújulókat, majd később részletesebben beszélt a biomassza hasznosítási formáiról, annak célszerűségéről. A bioetanol témakörénél az elsődleges és másodlagos termékekből történő előállítás is szóba került.
A második előadást Zuba János tartotta.
Az előadó igyekezett minél több új és hozzáférhető technikai-technológiai megoldást bemutatni az előadásában, függetlenül attól, hogy az adott technológia milyen megújuló energiaforrást hasznosít. Ez igen jó elgondolásnak bizonyult, mert jó alapot teremtett a valódi fórum kialakulásához. A hallgatóság többször is érdeklődve belekérdezett - egy-egy technikai részlet kapcsán - az előadásba! (Így az előadás kicsit időben kitolódott, csúszásba kerültünk.)
A harmadik előadást Seresné Hriagyel Gabriella tartotta. (Sajnos Dr. Kónya József szinte az utolsó pillanatban le kellett, hogy mondja az előadást.)
Általában szóba kerültek a pályázatokkal kapcsolatos tudnivalók; sok olyan honlapra hívta fel a figyelmet, ahol a hallgatóság megtalálhatja a számára legkedvezőbb pályázati lehetőséget. Néhány esetpéldát is említett, elemzett.
A pályázatok kapcsán előkerült a döntéshozó szervek túlméretezettsége, a pályázati rendszer túlzott bonyolultsága.
BIOEDITH - Nemzetközi konferencia
Időpont: 2008. április 3. csütörtök
Helyszín: Pick Klub, Szeged, Felső Tisza-part 10.
9.30 - 10.00
|
Regisztráció |
10.00 - 10.10 |
BIOEDITH - Bioenergia, Dél-alföldi Integrált Technológia-fejlesztési Hálózat
Dr. Komarek Levente
a DAFKA kuratóriumának elnöke |
10.10 - 10.20 |
Kitekintés a román-magyar együttműködésekre a megújuló energia területén
Gyulai Tamás
Nyugat-Romániai Regionális Fejlesztési Ügynökség, Temesvár |
10.20 - 10.50 |
Megújuló energiák - biomassza
Dr. Galbács Zoltán
SZTE Szervetlen és Analitikai Kémiai Tanszék |
10.50 - 11.20 |
Bioetanol előállítás hulladékból
Dr. Hodúr Cecília, Dr. László Zsuzsanna, Beszédes Sándor, Dr. Szabó Gábor
SZTE Gépészeti és Folyamatmérnöki Intézet |
11.20 - 11.30 |
Szünet |
11.30 - 12.00 |
Biohajtóanyag-előállítás különböző megközelítései
Dr. Kiricsi Imre, Dr. Kónya Zoltán
SZTE Alkalmazott és Környezeti Kémiai Tanszék |
12.00 - 12.30 |
Biohidrogén és biogáz termelési lehetőségek
Dr. Kovács Kornél, Bagi Zoltán, Dr. Rákhely Gábor
SZTE Biotechnológiai Tanszék |
12.30 - 13.00 |
A hidrogén előállítása kémiai módszerekkel
Dr. Erdőhelyi András
SZTE Szilárdtest- és Radiokémiai Tanszék |
13.00 - 14.00 |
Ebéd, kötetlen beszélgetés |
MEGÚJULÓ ENERGIÁK. BIOMASSZA
Dr. Galbács Zoltán
Kulcsszavak: biomassza, etanol, biodízel, cukor, cellulóz
A biomassza (a fakitermelés-, a mezőgazdaság hulladékai, a háztartási szemét, stb.) egyrészt hőenergia és villamosenergia termelésére szolgál, másrészt folyékony üzemanyagok (etanol és biodízel) előállításának alapja. Elsődleges energiaforrásként kb.11%-ot képvisel. A szegény országokban használata túlnyomó a főzésben, fűtésben.
A folyékony üzemanyagok gyártása alatt elsősorban az etanol előállítását értjük, amely nagyrészt cukor és keményítő tartalmú anyagokból erjesztéssel, mikroorganizmusok segítségével történik. Újabban terjednek azok a mikroorgaanizmusokra építő technológiák, amelyek képesek a cellulóz alapú anygokból is etanolt képezni. Ezáltal szélesebb nyersanyag báziusú és kisebb költségű technológiák terjedhetnek el.
A biodízel előállítás előnyös, mert az ásványolajjal minden arányban keverhető üzemanyagot jelent. Az etanolhoz képest sajnos rosszabb területigénnyel és gazdaságossági mutatókkal rendelkezik.
Az előadás a folyamatok részleteit és gazdaságosságát elemzi.
BIOETANOL ELŐÁLLÍTÁS HULLADÉKBÓL
Dr. Hodúr Cecília, Dr. László Zsuzsanna, Beszédes Sándor, Dr. Szabó Gábor
Kulcsszavak: bioetanol, cellulóz, lignocellulóz, préslepény, cellulázok,
A fosszilis energiahordozók mennyiségének csökkenésével és árának emelkedésével, valamint a fenntartható fejlődés elvének előtérbe kerülésével a biomassza alapú energiahordozók felhasználásának lehetősége egyre nagyobb figyelmet kap. A hazai természeti adottságok, és a mezőgazdasági technika lehetővé teszi olyan növények termesztését, valamint a különböző feldolgozási technológiákban keletkeznek olyan hulladékok, amelyek a bio-hajtóanyag előállítás alapanyagai lehetnek. A munkánk során cukorcirok és bogyós gyümölcsök préselése során keletkező préslepény, valamint a fafeldolgozásból származó faforgács szénhidrát-cellulóz-lignocellulóz tartalmának etanollá történő fermentációjával foglalkoztunk. A lignocellulóz a fermentációban résztvevő mikroorganizmusok számára kevéssé bontható, ezért vizsgáltuk a savas, lúgos és gőzzel valamint ózonnal történő előkezelés hatását.
BIOHAJTÓANYAG-ELŐÁLLÍTÁS KÜLÖNBÖZŐ MEGKÖZELÍTÉSEI
Dr. Kiricsi Imre, Dr. Kónya Zoltán
Kulcsszavak: biohajtóanyag, biomassza, bioetanol, biodízel
A biohajtóanyag gyártás elképzelt, bejelentett és a valóban szükséges és lehetséges kapacitásai jelentősen különböznek. Ha a bioetanol gyártására vonatkozó, a sajtóban megjelent adatokat tekintjük, akkor a különböző sajtóorgánumokban bejelentett tervezett gyártási kapacitás 1800 ezer tonna/év a Magyarországon felépíteni szándékozott termelési volumen. A kormányzat által becsült lehetséges kapacitás viszont ennek kevesebb, mint fele, 800 ezer tonna/év (Gőgös Zoltán, Sopron, 2006). 2006-ban a mezőgazdaság rekordtermést takarított be gabonából, 2007-ben azonban sokkal kevesebb búza, kukorica termett. 2007-ben már nem hangzottak el az előbb említett nagy számok. Az alapanyag ellátás folyamatossága megkövetelt a bioetanol, a biodízel és a biogáz gyártásnál egyaránt. Az alapanyagok a megtermett biomasszából valók.
A biomassza felhasználásának nem az egyetlen módja a biohajtóanyag gyártás. A közismert 4 F terület, a food, feed, fuel és fire, azaz az élelmiszer, a takarmány, a motorhajtóanyag és a tüzelés használja fel a megtermett biomasszát. Ez a globális megközelítés azt mondja, hogy a 4 terület között egyensúlyt, dinamikus egyensúlyt kell teremteni. Bármelyik területen változik a felhasználás, az egy másikon is változást okoz.
A bioüzemanyagok gyártásában vannak kémiai folyamatok. Ezeket a környezettudományi megközelítés szerint a alapelveinek betartásával kellene megtervezni.
A bietanol alapanyagai a cukor, keményítő és lignocellulóz tartalmú növények. A bioetanol gyártásnál két ponton kell a kémiai törvényeknek megfelelően eljárni. Ezek a lignocelllóz hidrolízise és a desztillátum bioetanol vízmentesítése. A lignocellulóz megbontását leggazdaságosabban ásványi savas kezeléssel lehet megoldani. A 96 %-os alkohol víztartalmát két alapvető módszer valamelyikével szokás eltávolítani. A terner rendszerből való desztillálás eredményeként vízmentes etanol kapható, esetenként harmadik komponens általi szennyezéssel. Az adszorpciós módszer lényege, hogy molekulaszűrő tulajdonságú zeolittal nyeletjük el a vizet.
A biodízel gyártás alapanyaga az olajos magvakból kinyert növényi olaj (használt étolajok, zsírok) és metanol. Ezen anyagok katalizátor jelenlétében való reakciójának terméke a biodízel és a glicerin. A biodízel gyártás tehát egy kémiai technológia, amelyben kémiai reakció játszódik le. Az u.n. átészterezést bioetanollal végrehajtva tökéletes biodízelhez jutunk, hiszen a metanol, noha ismert biológiai előállítása is napjainkban szintetikus termék, azaz nem biotermék.
Sokszor vetődik fel a kérdés, hogy van-e különbség a biodízel és a petrodízel között. A két anyag jellemző molekulái teljesen különbözők, az egyik telítetlen észter a másik nyílt láncú telített szénhidrogén.
A biomassza felhasználásának egy új, globális, fenntartható megközelítésében két területtel ki kell egészíteni az előadás elején bemutatott 4F megközelítést. Javasolom a 6F megközelítést, amelyben a food, feed, fuel és fire területekhez vegyük hozzá a flora és a fauna területeket, hogy fenntartható környezetben lehessen továbbra is a biohajtóanyagokat gyártani.
BIOHIDROGÉN ÉS BIOGÁZ TERMELÉSI LEHETŐSÉGEK
Dr. Kovács Kornél, Bagi Zoltán, Dr. Rákhely Gábor
Kulcsszavak: biohidrogén, biogáz, biotechnológiai eljárások
A hosszú távon fenntartható fejlődést szolgáló korszerű környezetvédelem és energiagazdálkodás egyik legfontosabb eleme a megújuló energiaforrások, közöttük a bioenergia minél szélesebb körű felhasználása. A saját fosszilis energiahordozókban szegény, jó mezőgazdasági adottságú Magyarország számára különösen fontos a korszerű biotechnológiai eljárások kifejlesztésére, valamint bevezetésére szolgáló tudományos, műszaki és gazdasági tevékenység. Olyan energiahordozókat kell előállítani, melyek megfelelnek a következő szempontoknak:
- környezetbarát
- tárolható
- szállítható
- technológiailag illeszthető a felhasználó rendszerekhez
- gazdaságosan megvalósítható
A gáznemű, biotechnológiai úton előállítható energiahordozók közül a biohidrogén és biogáz előállítási lehetőségeket, a technológiai fejlesztések irányait foglalja össze az előadás.
A HIDROGÉN ELŐÁLLÍTÁSA KÉMIAI MÓDSZEREKKEL
Dr. Erdőhelyi András
Kulcsszavak: biomassza, alkoholok, metán, szén-dioxid, katalitikus reakció
A hidrogén manapság a legígéretesebbnek tartott energiahordozók egyike, nemcsak azért, mert elégetésével nem termelődik semmilyen, környezetünkre káros anyag, hanem mert a többi ismert energiahordozóhoz képest legnagyobb a tömegegységre vonatkoztatott energiatartalma (kb. 120,7 kJ/g). A hidrogén előállításának napjainkban egyik legfontosabb kiindulási alapanyaga a biomassza, melynek felhasználásával nem növeljük tovább a légkör szén-dioxid koncentrációját, mivel azt a növények egyszer már megkötötték fotoszintézis útján.
A biomassza fermentációjával előállítható alkoholokat, főként a metanolt és az etanolt, magas hidrogéntartalmuk mellett még azért is tartják fontos kiindulási anyagoknak, mert szállításuk és tárolásuk semmilyen veszélyt nem jelent, így alkalmasak lehetnek a hidrogén tüzelőanyag cellákban történő előállítására. Az alkoholok átalakításának (gőzreformálás, oxidáció) aktív katalizátoroknak bizonyultak az oxidhordozós nemesfémek, illetve a réz és nikkel katalizátorok is, melyekkel nagy szelektivitással nyerhető hidrogén.
Az üvegházhatás szempontjából két legveszélyesebb gáz, a metán és szén-dioxid katalitikus reakciójában szintézisgázt, vagyis CO és H 2 elegyét állíthatunk elő, mely a vegyipar fontos kiindulási alapanyaga. A hordozós nemesfém valamint a Ni tartalmú katalizátorok hatékonyan katalizálják e folyamatot, ám közülük a nemesfémek ellenállóbbnak bizonyultak a dezaktiválódással szemben.
RENEWABLE ENERGY SOURCES.BIOMASS
Zoltán Galbács
Keywords: biomass, ethanol, biodiesel, sugar, cellulose
Biomass (forest products, agricultural residues, municipal wastes, etc.) can either be burned to produce heat (and electricity) or transformed into liquid fuels such as ethanol or biodiesel.
Today biomass supplies about 11% of the world's primary energy consumption. In many poor countries the biomass is the most important source of energy for heating and cooking purposes. The cost of biomass energy varies widely depending on the fuels, its quality and the technology used.
Biofuels are liquid fuels produced from biomass feedstock through different chemical and biological processes. Today biomass is the only available renewable source for producing high-value liquid biofuels such as ethanol or biodiesel. Ethanol is produced by fermentation of annually grown crops (sugar cane, corn, grapes, etc.) In this process starch or carbohydrates (sugars) are decomposed by microorganisms to produce ethanol. Ethanol can be produced from a wide variety of sugar or star crops, including sugar beet and sugar cane and their byproducts, potatoes and corn surplus.
Currently the development of new strains of microorganisms capable of digesting cellulose directly is being explored, and this may allow the use of other types of vegetation with lower production costs to be processed to ethanol, making the overall process cheaper and more efficient.
Biodiesel processed from seed crops such as rape, sunflower and soy. Biodiesel can be blended without problems with regular diesel oil in any proportion.
The biodiesel from oil seed crops requires up to five times more land per unit of energy produced than ethanol.
BIOETHANOL PRODUCTION FROM WASTES
Cecília Hodúr, Zsuzsanna László, Sándor Beszédes, Gábor Szabó
Keywords: bioetanol, cellulose, lignocelluloses, bagasse, marc, cellulase,,
The quantity of fossil energy sources have diminished thus the prices of them are continuously increasing. Beside these reasons coming into limelight of the principle of sustainable development caused that the using of biomass product as energy source became more important. In Hungary there are a lot of waste materials from different sort of industrial processing and moreover because of the adequate natural resources and highly developed agriculture is possible to grow plants which can be the sources of the raw materials of bio-fuel production processes. In our work we examined the ethanol fermentation process of press-cake of sweet sorghum and small fruits. Besides these we studied the transformation of carbohydrates-celluloses-lignocelluloses content into ethanol by waste wood. The lignocelluloses molecules is hard to accessible for microorganisms and therefore we investigated the effect of applying acidic, alkaline, ozone and saturated steam pretreatment on ethanol yield.
BIOHYDROGEN AND BIOGAS PRODUCTION POSSIBILITIES
Kornél L. Kovács, Zoltán Bagi, Gábor Rákhely
Keywords: biohydrogen, biogas, biotechnological approaches
One of the key element for long term sustainable development, environmental protection and energy supply is the increasing use of renewable energy sources, including bioenergy. Hungary has a limited supply of fossil fuels, but she has a great agricultural potential to produce biomass for energetic purposes. Therefore the development of up to date biotechnological approaches in this area is warranted. The requirements to be fulfilled by the best renewable energy carrier are as follows:
- environmentally friendly
- easy storage
- easy transportation
- technologically fits to the existing energy network
- economically produced
From the gaseous bioenergy carriers biohydrogen and biogas are outstanding candidates. The methods of their production and recent developments will be summarized.
HYDROGEN PRODUCTION BY CHEMICAL METHODS
András Erdőhelyi
Keywords: biomass, alcohol, methane, CO 2, catalytic process
Hydrogen is considered to be a very promising energy carrier for the future because it burns cleanly without emitting any environmental pollutants, and in addition it possesses the highest energy content per unit of weight (120,7 kJ/g) compared to any of the known fuels. The use of biomass, as one of the most important stock for hydrogen production has many advantages, for example it does not increase further the concentration of carbon-dioxide in the atmosphere, because its carbon content originates from the CO 2 bonded by plants during photosynthesis.
Methanol and ethanol can be converted in catalytic processes into H 2 and CO 2. They can be easily produced from biomass by fermentation and have high hydrogen content. Because their storage and transport mean no risk they can be directly used in fuel cells for on-board hydrogen production. The oxide supported Cu, Ni and noble metal catalysts have proven to be active for converting these materials in catalytic processes (steam reforming, oxidation) that produce hydrogen with high selectivity.
In the reaction of CO 2 and CH 4 the two most dangerous greenhouse gases can be converted into more valuable compounds, such as syngas, the mixture of CO and H 2. Nickel-based catalysts and supported noble metals were found to be active in this reaction. S tudies showed that the advantage of the supported noble metal catalysts over the Ni samples is their less sensitivity to coking, which is probably primarily responsible for the deactivation of the catalysts."
egyetemi docens, SZTE Szervetlen és Analitikai Kémiai Tanszék
E-mail: zgalbacs@chem.u-szeged.hu
főiskolai tanár, SZTE Gépészeti és Folyamatmérnöki Intézet
E-mail: hodur@mk.u-szeged.hu
főiskolai docens, SZTE Gépészeti és Folyamatmérnöki Intézet
tanszéki mérnök, SZTE Gépészeti és Folyamatmérnöki Intézet
egyetemi tanár, SZTE Gépészeti és Folyamatmérnöki Intézet
egyetemi tanár, SZTE Alkalmazott és Környezeti Kémiai Tanszék
E-mail: kiricsi@chem.u-szeged.hu
egyetemi docens, SZTE Alkalmazott és Környezeti Kémiai Tanszék
E-mail: konya@chem.u-szeged.hu
egyetemi tanár, SZTE Biotechnológiai Tanszék
E-mail: kornel@brc.hu
tudományos segédmunkatárs, SZTE Biotechnológiai Tanszék
egyetemi docens, SZTE Biotechnológiai Tanszék
E-mail: rakhely@brc.hu
egyetemi tanár, SZTE Szilárdtest- és Radiokémiai Tanszék
E-mail: erdohelyi@chem.u-szeged.hu
egyetemi docens, SZTE Szervetlen és Analitikai Kémiai Tanszék
E-mail: zgalbacs@chem.u-szeged.hu
főiskolai tanár, SZTE Gépészeti és Folyamatmérnöki Intézet
E-mail: hodur@mk.u-szeged.hu
főiskolai docens, SZTE Gépészeti és Folyamatmérnöki Intézet
tanszéki mérnök, SZTE Gépészeti és Folyamatmérnöki Intézet
egyetemi tanár, SZTE Gépészeti és Folyamatmérnöki Intézet
egyetemi tanár, SZTE Biotechnológiai Tanszék
E-mail: kornel@brc.hu
tudományos segédmunkatárs, SZTE Biotechnológiai Tanszék
egyetemi docens, SZTE Biotechnológiai Tanszék
E-mail: rakhely@brc.hu
egyetemi tanár, SZTE Szilárdtest- és Radiokémiai Tanszék
E-mail: erdohelyi@chem.u-szeged.hu