Szennyezett területeken biofinomításra alkalmas növényi ... · VII. ÉLETCIKLUS-ELEMZÉSI SZAKMAI KONFERENCIA 2012. március 13. Szennyezett területeken biofinomításra alkalmas

VII. ÉLETCIKLUS-ELEMZÉSI SZAKMAI KONFERENCIA 2012. március 13.

Szennyezett területeken biofinomításra alkalmas növényi

alapanyagok előállításának életciklus vizsgálata

Bodnárné Sándor Renáta - Garamvölgyi Ernő

Bay-Logi


Stratégiai cél: olyan eljárás kifejlesztése, amely lehetővé teszi a különböző típusú szennyezett területek fenntartható gazdasági hasznosítását. Partnerek: • Elgoscar2000Kft. Budapest • Bay Zoltán Közalapítvány: Bay-Logi Miskolc, Bay-Bio Szeged • Biocentrum Kft. Gyöngyösoroszi • Debreceni Egyetem DE-ATC Karcag Támogató: Nemzeti Kutatási és Technológiai Hivatal Alkalmazott eljárások: Fitoremediáció: szennyezett barnamezős területek speciális növények

telepítésével történő kármentesítése Biofinomítás: biomasszából vegyipari alapanyagok kivonása

A BIOFINOM projekt


Az elemzés célja: A Biofinom projekt keretein belül próbajelleggel előállított bioetanol / sáfrányos szekliceolaj gyártási folyamatának részletes környezeti hatás elemzése. Funkcióegység: 1 liter előállított bioetanol/szekliceolaj

Róna 1 silócirok

Debrecen

Gyöngyösoroszi

Az elemzés célja

Sáfrányos szeklice

• Debreceni volt honvédelmi katonai repülőtér szén-hidrogénnel szennyezett területe

• Gyöngyösoroszi mellett a volt ércbánya területéhez tartozó Toka patak partja, mely nehézfémekkel szennyezett

15 lágy-és fás szárú növényből a 2 került kiválasztásra


Kísérleti helyszín


Kísérleti helyszín


Rendszerhatárok: „cradle to gate” – bölcsőtől a gyárkapuig, azaz a növénytermesztéstől a növény szállításán keresztül a növény feldolgozásáig. (Az előállított termék, valamint a melléktermék felhasználása a rendszerhatáron kívül esik, ennek környezeti hatásaival nem foglalkozunk.)

Rendszerhatárok

Természeti erőforrások használata

Kibocsátások a környezetbe (emissziók, hulladékok, energia)

Talaj előkészítés

Vetés

Tápanyagpótlás

Növényápolás

Betakarítás

Darálás

Préselés

Fermentálás

Desztillálás

Vákuumszűrés

Előkészítés

Tisztítás

Szeparáció

Extrakció

Bepárlás

Bioetanol

Szeklice

olaj


Technológia


Bioetanol előállítás


Adatgyűjtés


Tápanyagpótlás_cirok_GyorosziGaBi 4 proc ess p lan: M ass [k g]

Ammónium nitrát

Monoammónium foszfát

ptápanyagpótlás

pszállító jármű

üzemanyag

pszállító jármű

üzemanyag

üzemanyag

XTápanyagpótlás-Gyöngyösoroszi

Életciklus szakasz modellek


Bioetanol előállítás elemzése

Az életciklus szakaszok normalizált értékei, összahasonlító diagramm

-200,00%

-150,00%

-100,00%

-50,00%

0,00%

50,00%

100,00%

AP EP GWP ODP POCP ADP (MJ) HTP MAETP FAETP TETP

Debrecen Növénytermesztés

Debrecen Szállítás

Debrecen Feldolgozás

Gyöngyösororszi Növénytermesztés

Gyöngyösororszi Szállítás

Gyöngyösororszi Feldolgozás

Cirok feldolgozás normalizált értékei, összehasonlító diagram

0,00%

10,00%

20,00%

30,00%

40,00%

50,00%

60,00%

70,00%

80,00%

90,00%

100,00%


Debrecen Darálás Debrecen Fermentálás Debrecen Desztillálás Debrecen Szárítás

Debrecen Brikettálás Gyöngyösororszi Darálás Gyöngyösororszi Fermentálás Gyöngyösororszi Desztillálás

Gyöngyösororszi Szárítás Gyöngyösororszi Brikettálás

Cirok termesztés normalizált értékei, összehasonlító diagramm

0,00%

10,00%

20,00%

30,00%

40,00%

50,00%

60,00%

70,00%

80,00%

90,00%

100,00%


Debrecen Talajelokészítés Debrecen Vetés Debrecen Tápanyagpótlás

Debrecen Növényápolás Debrecen Betakarítás Gyöngyösororszi Talajelokészítés

Gyöngyösororszi Vetés Gyöngyösororszi Tápanyagpótlás Gyöngyösororszi Növényápolás

Gyöngyösororszi Betakarítás


Normalizálás, súlyozás – Bioetanol előállítás

Súlyozás, CML 2001

3POCP

3ODP

10GWP

7EP

2AP

1,5ADP

súlyHatáskategória

Súlyozás, CML 2001

3POCP

3ODP

10GWP

7EP

2AP

1,5ADP

súlyHatáskategória


Szekliceolaj előállítás összehasonlító elemzése

A feldolgozás szakasz normalizált értékei hatáskategóriánként (Debreceni szeklice

termesztés)

0,00%

10,00%

20,00%

30,00%

40,00%

50,00%

60,00%

70,00%

80,00%

90,00%

100,00%


Darálás Extrakció Desztilláció Bepárlás Szárítás Brikettálás

A szeklice-termesztés szakasz normalizált értékei hatáskategóriánként

0,00%

10,00%

20,00%

30,00%

40,00%

50,00%

60,00%

70,00%

80,00%

90,00%

100,00%


Talajelokészítés Vetés Tápanyagpótlás Növényápolás Betakarítás


GWP – Globális felmelegedési Potenciál - Szeklice

Global Waring Potetial

0

3

6

9

12

Növénytermesztés Szállítás Feldolgozás

(kg

CO

2-E

qu

iv.)

Global Waring Potetial - Szeklice növénytermesztés szakasz

-20

-15

-10

-5

0

5

10

15

20

Talajelokészítés Vetés Tápanyagpótlás Növényápolás Betakarítás Növénytermesztés

(kg

CO

2-E

qu

iv.)

Global Waring Potetial - Szeklice feldolgozás

0

0,5

1

1,5

2

2,5

3

3,5

4

4,5

Darálás Extrakció Desztilláció Bepárlás Szárítás Brikettálás

(kg

CO

2-E

qu

iv.)

GWP 100 years

kg CO2-Equiv. Növénytermesztés Szállítás Feldolgozás

Anyagáram 1,12E+01 1,58E+00 1,00E+01

Erőforrások -2,11E+01 -2,79E-04 -5,96E-03

Megújúló erőforrás -2,11E+01 -2,79E-04 -5,96E-03

Szén-dioxid -2,11E+01 -2,79E-04 -5,96E-03

Légszennyezés 3,22E+01 1,58E+00 1,00E+01

Szervetlen szennyezők 3,05E+01 1,54E+00 8,96E+00

Szén-dioxid 2,34E+01 1,46E+00 8,93E+00

Szén-dioxid (biotikus) 8,98E-03 7,02E-02 9,40E-04

Kéjgáz 7,13E+00 6,96E-03 3,00E-02

Kén-hexafluorid 1,01E-06 1,72E-08 9,81E-07

Szerves légszennyezők 1,69E+00 3,75E-02 1,04E+00

Szénhidrogének 0,00E+00 0,00E+00 7,39E-02

Metán 1,68E+00 3,75E-02 9,53E-01

Szerves organikus szénvegyületek 3,70E-05 1,25E-06 4,14E-04

Teljes életciklus - szeklice - Debrecen


Következtetések

• A cirok és a sáfrányos szeklice növények életciklus elemzésének vizsgálata során három életciklus szakasz került részletezésre.

• Mindkét növény esetén a három szakasz viszonylatában a növényszállítás szakasz nem volt jelentős,

• a másik két szakaszban voltak környezetterhelő részek: növénytermesztésnél a tápanyagpótlás, míg a feldolgozásnál a melléktermék előállításában szerepet játszó szárítás és brikettálás.

• A fő termékeknél, a bioetanol gyártásnál a fermentálás, míg a szekliceolaj gyártásnál az extrakció adta a hatásnövelő értékeket.

• Összehasonlító elemzés során a ciroktermesztés két helyszíne: debreceni és a gyöngyösoroszi terület került összevetésre. Az összes hatáskategória tekintetében a Gyöngyösorosziban termesztett cirok és annak feldolgozása okozott magasabb környezeti hatást, a talaj és a növény minősége miatt.

• Az életciklus elemzés során környezeti hatások szempontjából feltárt gyengepontok alapot biztosítanak ezen folyamatok későbbi változtatására, illetve nagyüzemi tervezés során beszámíthatók a környezethatékonyabb rendszer kialakítása érdekében.


Köszönöm figyelmüket!

Bodnárné Sándor Renáta

[email protected]

Garamvölgyi Ernő

[email protected]

Bay Zoltán Közhasznú Nonprofit Kft. Logisztikai és Gyártástechnikai Intézet

www.bayzoltan.org

mailto:[email protected]










http://www.bayzoltan.org/

Documents

Szennyezett területeken biofinomításra alkalmas növényi ... · VII. ÉLETCIKLUS-ELEMZÉSI SZAKMAI KONFERENCIA 2012. március 13. Szennyezett területeken biofinomításra alkalmas