Bioplynová Stanice a Odpady: Co to Je a Jak Funguje

Když se řekne bioplynová stanice, většině lidí se vybaví zařízení zpracovávající účelově pěstovanou biomasu, která zabírá prostor jiným zemědělským plodinám. Jde však o generalizující pohled, který neplatí stoprocentně. Jako vstupní surovina totiž mohou sloužit nejen zemědělské produkty, ale rovněž biologicky rozložitelný odpad.

Bioplynová stanice je technologické zařízení využívající procesu anaerobní digesce ke zpracování bioodpadu, případně jiného biologicky rozložitelného materiálu. Hlavním produktem anaerobní digesce je bioplyn, který lze využít jako alternativní zdroj energie.

V bioplynové stanici lze zpracovávat kejdu, hnůj a jiné odpady z živočišné výroby, fytomasu, odpady z rostlinné výroby, ze stravování, biologicky rozložitelný komunální odpad a čistírenské kaly. Vhodné jsou zvláště materiály s vyšší vlhkostí. Často se uplatňuje kofermentace, tzn. zpracování různých materiálů v jednom zařízení.

Bioplynových stanic je na území České republiky více než 500, jen zlomek z nich se však specializuje na odpady jako vstupní surovinu. Důvodů je celá řada od technologické náročnosti po potenciální nedostatek vstupní suroviny, na vině byla až do nedávna také legislativa.

Typy bioplynových stanic

Podle vstupních surovin, které je možné na výrobu tepla a elektřiny zužitkovat, se bioplynové stanice dělí na několik typů:

Čtěte také: Změny v odpadovém hospodářství

• Zemědělské bioplynové stanice: Zpracovávají především kejdu hospodářských zvířat společně s produkty rostlinné výroby, případně cíleně pěstovaných plodin jako kukuřice (řezaná, siláž), řepka, řezanka apod.
• Komunální bioplynové stanice: Zpracovávají komunální bioodpady, kaly z čistíren odpadních vod, zbytky jídel a olejů z gastronomických výroben, prošlých potravin, komunální zeleně apod.
• Průmyslové bioplynové stanice: Slouží pro ekologické zpracování a zneškodnění odpadů.

Až do roku 2020 rozlišoval Energetický regulační úřad v Česku dva druhy bioplynových stanic - zemědělské a odpadové. Oba druhy měly nárok na provozní podporu. Pro zemědělské bioplynové stanice však byla určena vyšší podpora, takže neměly motivaci zpracovávat odpady. A tak se pro produkci bioplynu používaly cíleně pěstované energetické plodiny jako je řepka či kukuřice, což ve výsledku vůbec ekologické nebylo.

Proces výroby bioplynu

Samotný proces výroby bioplynu zůstává stejný bez ohledu na druh vstupní suroviny. Ke vzniku bioplynu dochází při rozkladu organické hmoty (např. biomasy, zvířecích výkalů, splašků, organického domácího a průmyslového odpadu) bez přístupu kyslíku díky působení kvasinek, bakterií a hub. K produkci dochází za pomoci anaerobní digesce, kdy dodané mikroorganismy v uzavřeném reaktoru bez přívodu vzduchu rozkládají vstupní surovinu a produkují bioplyn na bázi metanu.

Bioplynová stanice se skládá z několika technologických celků:

1. Příjmová část: Dochází ke zpracování vstupních surovin a případné hygienizaci před vstupem do fermentoru.
2. Fermentor (reaktor): Velká nádrž, kde se rozmělněná hmota promíchává a zahřívá (na cca 42°C). Tento proces probíhá bez přístupu světla a kyslíku. Zde následně dochází k tzv. vyhnívání. Uvolněný bioplyn je shromažďován v horní části fermentoru, která může současně sloužit jako plynojem.
3. Kogenerační jednotka: V případě, že má bioplyn sloužit k výrobě elektrické energie, je po předchozím vyčistění spalován v kogenerační jednotce (spalovací motor s elektrickým generátorem přizpůsobený ke spalování bioplynu), která vyrábí elektřinu a teplo. Vzniklé teplo z chlazení lze použít k vytápění obytných domů, pro sušírny zemědělských produktů, skleníků apod.

Pro bezproblémový chod celého procesu je nutné udržovat teplotu v rozmezí 0-70 °C, vlhkost okolo 50 % a pH 6,5-7,5. Nedodržení některé z podmínek může vést k narušení procesu a například výrazně zvýšit zápach v okolí stanice. Za dodržení všech pravidel však k ničemu podobnému nedochází, protože samotný proces probíhá v uzavřených jednotkách, z nichž do okolí neuniká žádný vzduch ani jiný plyn.

Rozdíly mezi zemědělskou a odpadářskou bioplynovou stanicí

V případě zemědělské bioplynové stanice zůstává složení vstupní suroviny konstantní a není nutná jakákoliv její předchozí úprava. V případě odpadářské bioplynové stanice výrobě bioplynu předchází tzv. hygienizace, při níž je zpracovávaný odpad zbavován nežádoucích patogenních mikroorganismů a choroboplodných zárodků. Zároveň je potřeba více kontrolovat dění v anaerobní jednotce a stav tamních mikroorganismů. Odpadový mix, který vstupuje do procesu, je totiž velmi proměnlivý a může vyvolávat různé reakce.

Čtěte také: Bioplyn a emise: Kompletní analýza

Aby bioplynová stanice mohla bioodpady přijímat, musí svůj provoz vybavit zařízením, které je zbaví nečistot a zajistí tzv. hygienizaci - zahřátí substrátu na 70 °C po dobu alespoň jedné hodiny.

Výhody a nevýhody odpadářských bioplynových stanic

Přestože z technologického hlediska je provoz odpadářské bioplynové stanice náročnější, má nepřehlédnutelné výhody. Ta hlavní tkví v environmentální udržitelnosti. Výsledkem anaerobní digesce je bioplyn, který je možné dál zpracovávat. Spalováním v kogenerační jednotce se z něj vyrábí elektřina a zároveň vzniká odpadní teplo, které může být stejně jako elektrická energie distribuováno přímo do sítě.

Výroba bioplynu, potažmo biometanu z biologicky rozložitelného odpadu má velký, zatím bohužel nevyužitý potenciál. Jedná se o ekologicky šetrnou výrobu, která proměňuje jinak nevyužitelný odpad v cennou energetickou surovinu. Vzhledem k potenciální úspoře emisí, které by vznikly při skládkování, je navíc celý proces uhlíkově neutrální.

Díky poměrně vysokému počtu již existujících bioplynových stanic není nutné zatěžovat krajinu další výstavbou, protože stávající zemědělské provozy mohou být technologicky upgradovány na odpadářské bez nutnosti větších stavebních zásahů. Bioplynové stanice nemusí nutně zpracovávat pouze účelově pěstovanou biomasu a biologicky rozložitelný odpad může být v tomto případě vhodnou alternativou.

Z nemnoha odpadových bioplynových stanic, v tuto chvíli se jich na území České republiky nachází osm, patří k nejúspěšnějším projekty společnosti Energy financial group v Rapotíně a Vyškově. Vedle gastroodpadu z restaurací a průmyslových potravinářských provozů EFG Rapotín BPS zpracovává také gastroodpad přímo z domácností, který je sbírán v rámci projektu Třídím gastro, jehož pilotní fáze právě probíhá v několika obcích na Šumpersku v blízkosti dotčené bioplynové stanice.

Čtěte také: Udržitelná energetika

tags: #bioplynová #stanice #odpad #co #to #je

Oblíbené příspěvky:

• Co je CISPR 11?
• Význam ekologické výchovy
• Tipy na zimní výlety
• Česká ornitologie
• Screeningové metody pro ohrožení plodu