Belgiumban az utóbbi hat évben az üvegházi zöldségtermelő üzemek száma csökkent és az üvegházi üzemek átlagos mérete a duplájára növekedett. Az üzemméret növelés és az áramtermelő gázmotorokba történő beruházások jelenthetik az energia és alapanyag költségek csökkentésének módját. Kérdés, hogy van e még más lehetőség a költségek csökkentésére a méretnövelésen kívül? Ennek vizsgálatára Belgiumban a Kruishoutemi Zöldségtermesztési Kutató Állomáson néhány éve új, talajhő hasznosításra alkalmas, hőszivattyúval és hőtároló BEO energiamezővel is fűtött növényházakat építettek. Az ilyen növényházak alkalmasak lehetnek a kisebb bio üzemek részére is, ahol a kisebb méretek miatt gázmotorok beruházása nem gazdaságos. 2012-ben paradicsommal és paprikával, 2013-ban kígyóuborkával és paradicsommal, biotermesztésben végezték a kísérleteket. A teljes mérési és gazdaságossági elemzést a 2012 és 2013 évi paradicsom kísérletekre végezték el.

2013-ban nyolc paradicsomfajtával (ültetés febr. 1.) november 18-ig tartó 291 napos termelésben 291,8 kWh/m2 termikus (gáz) energiát használtak fel, amelyből 195,8 kWh/m2 az alsó szállító csöveken keresztül, 90,5 kWh/m2 a vegetációfűtő csöveken és 5 kWh/m2 a klímaszabályozó ventilátorokon keresztül került felhasználásra. 2012- ben a 310 napos tenyészidőben 418 kWh/ m2 energiát használtak fel. A hőszivattyúk COP értéke (azaz hatékonysági mutatója, a hőszivattyú által termelt és hőszivattyú működtetéséhez felhasznált energia aránya) 2012-ben és 2013-ban egyaránt 1,4 volt. A gázenergia felhasználás 2013-ban 208 kW/m2, 2012-ben 297 kW/m2 volt. A két év közötti jelentős különbség az időjárási különbségekből, a fajták eltérő igényéből (más típusú fajták 2012-ben és 2013-ban), a különböző tenyészidőből, az eltérő öntözési és klímaszabályozásból adódott.

A kísérletben szereplő fajták és hozamok

2012-ben hús és gerezdes típusok, 2013- ban kerek típusok szerepeltek a kísérletben. A korrekt összehasonlításhoz mérték a külső besugárzási energiát is. Míg 2012- ben a teljes besugárzás 908,2 kWh/m2 volt január 1. és november 18. között, ugyanez 2013-ban 994,8kWh/m2 volt. A 2012-es év tapasztalatainak birtokában 2013-ban a nagyobb energia megtakarításra összpontosítottak. Ezért 2013-ban már csak csepegtető öntözést használtak, kerülték a szórófejes öntözést, emiatt kevesebb víz került a növényházba; többet használták a kettős energiaernyőt; március végétől nem üzemeltették a felső vegetációs csöveket; arra törekedtek, hogy a szellőző ablakokat minél kevesebbszer kelljen nyitni, inkább a klímaszabályozó egységet használták. (Megjegyzés: A zárt vagy félig zárt növényházakban a klímaszabályozó egység szabályozza a páratartalmat, a növényházból kivonja és összegyűjti a felesleges párát, a felesleges hőt, az így keletkezett hőenergia tárolható és hasznosítható.)

A két kísérleti év hozambeli különbségeire hatással lehetett 2013-ban a rövidebb tenyészidő, a magasabb nyári hőmérséklet (gyakran 30–35–40oC a növényházban és a hajtáscsúcsnál) és a nyárvégi erős Botrytis fertőzés. Ez gyakran párosult magas (85– 90%) páratartalommal is, amely 2–3 fürtön is rossz beporzást és rossz terméskötést eredményezett. A túl erős besugárzás és a magas hajtáscsúcs közeli hőmérséklet levélégést is okozott.

A 2012 és 2013 évi klímaszabályozás és hatásai

Mindkét termesztési szezon kezdetén éjjelnappal 19oC tartására törekedtek, melyet néhány héttel később nappal 20oC nappali és 17oC éjszakai hőmérsékletre állítottak be a generatívabb növekedéshez. Később, 150–500 W/m2 besugárzásnál 3oC-al emelték a hőmérsékletet, a szezon hátralevő részében nappal 19, éjjel 17oC fűtési hőmérsékletet tartottak, a napenergia maximális kihasználása mellett. A relatív páratartalmat 80-85% között tartották, de a 11–12. héten az átlag 85% körül alakult. 2013-ban a 25–29 hét között a mérőműszer hibája miatt a páratartalom 90% körül alakult, a klímaszabályozó egység működésének köszönhetően ezután már a szezon végéig 85% alatt maradt. A szellőző ablakokat mindkét évben a szezon kezdetén, március közepéig, ill. március végéig teljesen zárva tartották, a páratartalmat a klímaszabályozó rendszer, ill. az üvegrekicsapódó nedvesség csökkentette. Magasabb külső hőmérsékletnél az ablakok nyitásával szabályozták a páratartalmat. 2013-ban a fényáteresztő alsó energiaernyőt hosszabb ideig 2368 órát, a felső energiaernyőt 2330 órán át tartották zárva. 2013-ban az átlagos széndioxid szint külön adagolás nélkül a 25. hétig 700 ppm körül alakult. Ezután megkezdték a CO2 adagolását, így a szintje átlag 900 ppm-re emelkedett. Összesen 10 kg/m2 széndioxidot adagoltak.

A hőtároló mező (BEO) használata

Nyár kezdetétől október elejéig tárolták be a klímaszabályozó egység által kivont és összegyűjtött, a növényházban keletkezett többlet energiát a talajba, amelyet télen vagy hidegebb időszakokban tudnak visszanyerni a hőszivattyúk használatával. 2013-ban 58,3 MWh energiát tudtak felhalmozni a hőtároló mezőben, szemben a 2012 évi 8 MWh-val. Ez a többlet a 2013 évi jobb szabályozásnak és a több napsütésnek köszönhető. Az 58,3 MWh energia mellett ugyanebben az időszakban 2726,1 kg több- let széndioxidot is termeltek (a gázmotorok működtetésének eredményeként), amely a kijuttatott összes széndioxid 35%-a.

Megtérül-e az energiatakarékossági beruházás?

A kísérleti projekt eredményeinek ismeretében, számítások szerint a gázmotor áram és extra CO2 termelésének, az energiatároló mezőnek köszönhetően 2 ha üvegházi üzemméretnél 25%-os fűtési energia megtakarítást lehet elérni, megduplázódik a gázmotorok által termelt elektromos energia felhasználása, a gázmotorok által termelt extra széndioxid használatával 5%-al nőnek a hozamok. Ebben a projektben 30% energiahatékonysági beruházási támogatással kalkulálva a beruházás megtérülésének idejét 8,5 évre kalkulálták.

Kalkuláció szerint már üzemelő 2 haos energiaernyőkkel ellátott paradicsom árutermelő üzemben hasonló energiahatékonyság növelő pótlólagos beruházás (hőszivattyú rendszer, energiatároló mező, klímaszabályozó rendszer) költsége 30% támogatással és 5%-os hitelkamat mellett 76 Euro/m2 lenne. 60kg/m2 éves paradicsom hozammal, 42 Euro/m2 éves, 10 éves amortizációs leírással kalkulálva, a fűtési gázmegtakarítást és 5% többlethozamot figyelembe véve a megtérülési idő 7,1 év. Számítások szerint a kisebb, (2 ha körüli) üzemekben kisebb méretű áramtermelő gázmotorok és a hőszivattyús rendszerek használata hatékony energia megtakarítást jelenthet. Új beruházású növényházakra is végeztek számításokat. Egy új, 2 ha-os korszerű növényháznál 300 kWh/m2-ig csökkenthető az éves energiaigény, amelyből 214 kWh/m2 a hőszivattyúkkal biztosítható, így az éves energiaköltség 11,37 Euro/m2. A teljes beruházási költség 181,78 Euro/m2, ekkor energiahatékonysági támogatással nem lehet kalkulálni. Tíz éves leírási költséggel kalkulálva az éves amortizáció 18,18 Euro/m2. Fentiek ismeretében a termelőnek kell kiszámolni, hogy jövedelmezően tud- e termelni.

Összefoglalóan megállapítható, hogy az összehasonlításhoz számított 460 kWh/m2 energiának legalább 50%-a a kísérletek szerinti beruházássokkal megtakarítható. Ebben nagy szerepe van az energia-hatékony klímaszabályozó egységnek. Egy takarékos klímaszabályozásnál azonban mindig meg kell találni a hozamok és megtakarítások közötti egyensúlyt. Túlzott energia megtakarítás esetleg a hozamok csökkenésével vagy nagyobb kórokozói nyomással párosulhat. A gazdaságossági számításoknál minden paramétert nagyon alaposan meg kell vizsgálni.

A Proeftuin nieuws cikke alapján
összeállította.
Malatinszki György

BEO mező: 20–150m mélységbe fúrt 100–130 mm átmérőjű függőlegesen, az újabb kísérletek szerint, a talpmélységben vízszintesen is vezetett kettősfalú /műanyag/ csövekben a klímaszabályozó egység segítségével nyáron besugárzási és hűtési energiából visszanyert és azzal felmelegített hűtőfolyadék keverékét keringtetik, azzal a földréteget felmelegítik, a földhőből az energiát ősszel-télen hőszivattyúval visszanyerik. Az így nyert energia hatékonysági mutatója, azaz a befektetett és visszanyert energia aránya (COP) 0 és 5 között változhat.