A komfortérzetet és mobilitást biztosító közlekedési szektor rendkívül sok káros anyagot bocsát ki, ami egyben rontja is az életminőségünket. Biomassza alapú, megújuló üzemanyag kutatásfejlesztése alternatív megoldást kínál a károsanyag kibocsátás és az ökológiai lábnyom csökkentésére és a tiszta energia kinyerésére. Nguyen Duc Quang biomérnök beszélt a lapunknak a bionergia jövőjéről.
Jelenleg a bioetanol vagy származéka a legnagyobb mértékben forgalmazott bioüzemanyag, Erjesztéssel állítják elő olyan alapanyagokból, amelyek nagy mennyiségben tartalmaznak cukrokat. Ilyen a kukorica, rizs, búza, cukornád és a cukorrépa. Általában a bonyolult szénhidrátokat először kémiai, biológiai eljárásokkal egyszerű fermentálható cukorrá (glükóz, fruktóz) alakítják át, azután erjesztik.
A technológia hátránya a gyártási folyamat fajlagosan magas villamos energia és hőenergia igénye.
Tehát a befektetett és az így a kinyert energia százalékos arányban sokkal kisebb mértékben haladja meg a ráfordított mennyiséget, mint a hagyományos energiahordozóknál.
„A fosszilis energiahordozók kinyeréséhez ma már egyre mélyebbre kell fúrni, vagy egyre szélsőségesebb helyekre kell telepíteni a platformot, így sokkal több energiát kell befektetni. Véges a készletük, vagyis kimerülőben van. Az intenzív kutatás-fejlesztéseknek köszönhetően azonban a bioüzemanyagok gyártásánál egyre jobb hatásfok érthető el, belátható időn belül el lehet érni azt a pontot, amikor azt mondhatjuk, hogy a bioenergia összességében olcsóbb a fosszilis energiánál, azaz megnyeri a versenyt” – mondta a Very Important Planetnek Nguyen Duc Quang, a Magyar Agrár- és Élettudományi Egyetem Biomérnök és Erjedésipari Technológia Tanszék tanszékvezetője.
Élelem vagy üzemanyag
A bioetanol könnyen elegyedik vízzel, a jelenlegi benzinüzemű autók csak maximálisan 20-22 százalékos arányban kevert üzemanyaggal képesek működni. Magyarországon 2007 óta kapható E85 üzemanyag-keverék, amely 85 százalék bioetanolt és 15 százalék benzint tartalmaz, de ezt az üzemanyagot csak jelentős motorátalakítással lehet felhasználni.
A bioüzemanyagok előállításában jelenleg a gabonafélék, cukornövények, valamint olajos növények a meghatározóbbak, amelyeket nagyüzemben termesztenek.
A gabonafélék bioüzemanyag-alapanyagként való használata az aktuális értékesítési gondokat enyhítheti, de hosszabb távon számos problémát generálhat. A „food or fuel” azaz „élelem vagy üzemanyag” kérdés miatt aszályos években a termékek takarmányozási, vagy élelmezési célú felhasználása elsőbbséget élvez, ilyenkor a bioüzemanyag-ipar a sor végére kerül.
„Az egyszerű szénhidrát alapú első generációs bioetanol előállítási technológiája már kiforrott, legyen az akár kukorica vagy melasz alapú. Magyarországon is vannak nagyüzemek, amelyek kukoricát felhasználva bioetanolt állítanak elő.
Azonban ezek az alapanyagok élelmiszerek, tehát hosszabb távon ez nem járható út.
Az Európai Unió is arra törekszik, hogy ne használjunk ilyen biomasszát az energia előállítására, mert ez egy társadalmi konfliktusforrás” – tette hozzá a kutató.
Alacsony hatásfok
A probléma megoldására alternatívát nyújt a második vagy harmadik generációs bioüzemanyagok termelése és alkalmazása, melyeknek alapanyaga lehet a lignocellulóz, azaz olyan növényi anyagok, aminek fő komponense a cellulóz, továbbá ipari hulladékok vagy mikroalga. A nagyüzemi eljárásnak azonban még alacsony a hatékonysága vagy egyáltalában nem megoldott.
„Ennek az a fő oka, hogy a lignocellulóz egy rendkívül stabil szerkezetet formál a növényekben, meggátolva a hozzáférését. A jelenleg rendelkezésre álló előkezelési eljárások vagy nem hatékonyak, vagy szignifikánsan több energiát igényelnek, mint amit ad majd a megtermelt üzemanyag, vagy környezetterhelő az eljárás. Ilyen például a savas kezelés. A második generációs bioetanol előállítására az Egyesült Államokban folynak különböző programok, puha fákat telepítenek, amelyeknek nagyobb a cellulóz és hemicellulóz arányuk csökkentett lignocellulóz tartalommal, ezeket könnyebb feldolgozni. Mi jelenleg egy új biológiai előkezelési módszeren dolgozunk, ami a komposztáláshoz hasonló, de annál lényegesen gyorsabb folyamat.
A lebontást elősegítő mikrobákból konzorciumot, kis mikrobatársadalmat hozunk létre, amelyek hatékonyan lazítják és hozzáférhetővé teszik a lignocellulóz szerkezetet.
Eléggé biztató eredményeink vannak a korpa, a szalma és az újrahasznosított papírok terén” – mondta a tanszékvezető.
A biomassza előállítására fosszilis üzemanyagot, az etanol desztillációjára pedig földgázt vagy a biomassza közvetlen égetéséből kinyerhető hőenergiát használnak, így a bioüzemanyag előállításának a szén-dioxid mérlege még negatív. Azonban a közlekedési ágazatnál a bioetanol jelenléte segíti a fosszilis üzemanyag elégetését, ennek következtében a kibocsátása 10-15 százalékkal csökkenthető. Ez kompenzálja az előállításánál keletkező szén-dioxid negatív mérlegét. Szintén megerősíti a második generációs bioüzemanyagok használatának szükségességet, hogy az alapanyag előállításánál minimális vagy nélkülözhető a fosszilis energia felhasználása.
Borítókép: Pixabay/ybernardi
