Napelemek a mezőgazdaságban

Kategória: Európai Unió | Szerző: Agrárium-info, 2015/03/10

Lapunk a Magyar Tudományos Akadémia szakértőinek segítségét kérte annak összefoglalásához, hogy mindez milyen gyakorlati lehetőségeket rejt. A Farkas István professzor tanulmányból leszűrhető végkövetkeztetés legalábbis meghökkentő.

A mezőgazdaság, erdő- és vízgazdálkodás részesedése a teljes hazai energiafelhasználásból 40 PJ/év nagyságrendű. Ez a nemzetgazdaság teljes energiafelhasználásának mintegy 4%-a, ami meghaladja a mezőgazdaság GDP-hez való hozzájárulását. Meg kell jegyezni azt is, hogy a mezőgazdaság becsült hozzájárulása az üvegházhatású gázok kibocsátásához az EU szintjén 9%. Ezek indokolják a mezőgazdasági hasznosítás kiemelt kezelését.

A felhasznált energiamennyiség 35–40%-át a növényházak fűtése, a szárítás és az épületek fűtése és hűtése teszi ki. A környezetvédelmi hatásokkal kapcsolatosan különösen fontos megemlíteni a növényházakat és a szárítókat, amelyeknél a nagymennyiségű hagyományos energiahordozó (elsősorban olaj és gáz) kiváltásával a környezetet szennyező, egészségkárosító anyagok kibocsátása jelentősen csökkenthető. A napenergia széles körű felhasználását e területeken az is indokolja, hogy az alkalmazható technológiák (különböző termények szárítási eljárásai, egyszerű és integrált kivitelű szárítóberendezések, növényházak fűtése, hűtése és szellőztetése, állattartó épületek fűtése, klimatizálása stb.) ismertek, kidolgozottak.

A bevezetésre javasolt szoláris technológiák megtérülési ideje egymástól eltérő. Növényházak esetén öt-nyolc év, egyszerű kivitelű szárítóknál egy-két év, integrált kivitelű szárítóknál három-nyolc év, technológiai meleg víz készítésénél, fűtésnél három-hat év.

Növényházak fűtése

Magyarországon jelenleg mintegy 150 ha üvegház, 4500 ha fóliás termesztőberendezés és 2000 ha váz nélküli fóliafelület van. Klímaviszonyaink miatt az üvegházaink teljes energiaszükségletének 85–88%-át mesterséges fűtéssel kell biztosítani. Ily módon a mezőgazdaság teljes energiafelhasználásának 1–2%-át fordítják növényházak fűtésére. A jövőben várhatóan növekedni fog az üvegházi termékek iránti kereslet. A termelés oldaláról a növekedés alapkérdése a gazdaságosság, ami a felhasznált energia mennyiségével és fajtájával függ össze. A növényházi energiafelhasználás csökkentésének igénye, valamint a környezetvédelmi szempontok előtérbe kerülése indokolja a megújuló energiaforrások alkalmazási lehetőségeinek vizsgálatát. Közülük a geotermális energia mellett elsősorban a napenergia-felhasználás az egyik alternatíva. A napenergiás fűtést biztosító berendezések beruházási költségei azonban magasak, ezért alkalmazásuk elsősorban kiegészítő jellegű.

A növényházi szoláris potenciál (hasznosításra rendelkezésre álló energia) számításához irodalmi forrásokból, illetve saját becslésből származó adatokat használtunk fel. A becsült növényházi napenergia-potenciál értéke: 1,27 PJ/év.

Szoláris szárítás

A mezőgazdaság teljes energiafelhasználásának mintegy 20%-át fordítják szárításra. Ezen belül a szárításra felhasznált energiahordozók megoszlása a teljes mezőgazdasági energiafelhasználásból: villamos energiából kb. 10%, földgázból 30–50%, olajból 10–15%. A betakarítás utáni műveletek, különösen a különböző biológiai eredetű anyagok szárítási folyamatai jelentős szerepet játszanak az energiamegtakarításban, a végtermék minőségében és a környezeti kérdésekben. Manapság számos szárítási módszer áll rendelkezésre, de megéri számításba venni a szoláris szárítás technikai és gazdasági előnyeit.

A szoláris szárítás elterjedését elősegítő főbb tényezők:

• alacsony hőmérsékletű mezőgazdasági szárítási igények,
• minőség, tisztaság, beltartalom megőrzése,
• kedvezőbb szállítási és tárolási veszteség,
• a szolárisan szárított termékek, aszalványok piaca fokozatosan bővül,
• szárításra az erős napsugárzás időszakában van szükség.

A szárítási potenciál becsléséhez szükséges adatokat gabonafélék, szálastakarmányok, zöldségek, gyümölcsök és egyéb termények (dohány, hüvelyesek, olajos magvak) esetére vettük figyelembe. Szálastakarmánynál néhány napos renden történő szárítás esetén jelentősen csökkenteni lehet az eltávolítandó víz mennyiségét, ugyanakkor a szárított termék beltartalmi értékei kb. 50%-ban jobbak, mint például a renden történő szárítás esetén. A szárításra hasznosítható napenergia-potenciál becsült értéke: 3,44 PJ/év.

Technológiai célú melegvíz-készítés

Fűtésre és meleg víz készítésére a mezőgazdaság teljes energiafelhasználásának 15–16%-át használja fel. Ennek kb. 60%-a hagyományos energiahordozó (gáz és tüzelőolaj).

A mezőgazdaságban több technológiai folyamatnál jól alkalmazhatók a tárolóval egybeépített folyadék munkaközegű síkkollektoros melegvíz-készítő rendszerek, tekintettel arra, hogy a szükséges hőmérsékletigény általában 80 °C-ig terjed. A szóba jöhető főbb alkalmazási területek:

• biogáz-rendszerek hő- és melegvízellátása,
• tehenészeti telepek melegvízellátása,
• borjúnevelők tejelőkészítése,
• sertésistállók padlófűtése,
• intenzív akvakultúrák melegvízellátása.

A technológiai célú napenergiás melegvíz-készítő rendszerek tervezésének főbb szempontjai az energiaszükséglet, a szoláris forrásból biztosítható energia részaránya, a szoláris rendszer hatásfoka, közvetlen költsége, az egyéb, ún. externális költségek és hozadékok, valamint a szociális és környezeti aspektusok.

A technológiai célú melegvíz-készítésre felhasználható potenciál becsléséhez szükséges adatokat különböző típusú (növénytermesztő, állattenyésztő és vegyes) gazdaságok esetére vettük figyelembe. A kollektorokkal begyűjthető energia értékét a kereskedelmi forgalomban lévő kollektorok leírásaiból vettük. A technológiai melegvíz készítésére felhasználható napenergia-potenciál becsült értéke: 11,2 PJ/év.

Változó arányok

A mai nemzetközi tendenciák szerint feltételezhető, hogy 2040–50-re a teljes mezőgazdasági energiaigény kb. 60–70%-ban biztosítható megújuló energiaforrásokból (biomassza, szél, geotermális, víz, nap). Magyarországon az ágazat energiaigénye jelenleg 40 PJ/év nagyságrendű. Figyelembe véve az ágazat növekedési lehetőségeit és az energiatakarékos gazdálkodási módok terjedését, a jövőben is ezzel a mennyiséggel számoltunk. A hagyományos energiahordozók megújulókkal való kiváltási lehetőségét a legnagyobb energiafelhasználói területeket alapul véve vizsgáltuk. Az elvégzett számítások és becslések eredményeképpen megállapítható, hogy a legenergiaigényesebb mezőgazdasági alkalmazásokat, nevezetesen a növényházi fűtést, a szoláris szárítást és a technológiai meleg víz készítését illetően a rendelkezésre álló termikus napenergia-potenciál nagysága sorrendben 1,27, 3,44 és 11,20 PJ/év, ami összesen 15,91 PJ/év a teljes (elvi) telepíthetőség figyelembevételével. A belátható időn belüli telepíthetőség alapján ez az érték kb. 2,62 PJ/év.

A három alkalmazási terület együttes energiaigénye 35–40%-a a mezőgazdaságénak, azaz mintegy 15-16 PJ/év. Eszerint az említett technológiák energiaigénye elvileg teljes egészében fedezhető napenergiából. A belátható időn belül realizálható esetben (az ugyanerre a célra hasznosítható összes megújuló energiaforráson belül) a termikus napenergia részaránya 20–30% közé eshet, az egyéb megújulók alkalmazhatóságától függően.

A kapott eredmények azt mutatják, hogy a három vizsgált mezőgazdasági területre számított teljes termikus napenergia-potenciál a mezőgazdaságban felhasználásra kerülő összes megújuló energia kb. 65%-a. Ugyanez az érték rövid időn belüli telepítések figyelembe vételével kb. 10% lehet.

Ajánlott kiadványokDr. Hajdú József:
A 21. század traktoraiDr. Kukovics Sándor szerk.:
A bárány- és juhhús fenntarthatóságaDr. Bai Attila (szerk.):
A biogázBai Attila - Lakner Zoltán - Marosvölgyi Béla - Nábrádi András:
A biomassza felhasználása

Ez is érdekelhetiA káposztafélék gépi betakarításaParlament előtt a 2025. év adózását meghatározó őszi adócsomagA lovak jólléte: a gondos lótartás eszközei és szabályai