Bioplynové stanice: Ekologický přínos versus realita provozu

Bioplyn je jedním z nejvýznamnějších obnovitelných zdrojů energie, který má Česká republika k dispozici (vedle tuhé biomasy, vodní, solární a větrné energii). Bioplynové stanice mohou ekologicky šetrně (s nízkými emisemi skleníkových plynů i lokálního znečištění) vyrábět teplo i elektřinu z bioplynu, vznikající bioplyn může být využitelný i v automobilové dopravě. Bioplynové stanice mohou zpracovávat i některé odpady - například odpadní kaly z čistíren odpadních vod, prošlé potraviny, nevyužitou kejdu a podobně. Druhotným dobře využitelným produktem bioplynových stanic je kvalitní hnojivo.

Proto také Ministerstvo životního prostředí dobré projekty na výstavbu bioplynových stanic podporuje. Přínos lze snadno předvést na konkrétním případu: bioplynová stanice střední velikosti vyrobí až 4 000 MWh elektrické energie za rok. To odpovídá teoretické roční spotřebě 1 100 domácností. Kromě toho, vzhledem k tomu, že jde o kogeneraci tepla a elektřiny, může tato stanice zásobovat až 300 domácností teplem. Taková bioplynová stanice sníží emise skleníkového CO2 do ovzduší za každý rok až o 3 500 t oproti výrobě energie z fosilních zdrojů.

Problémy spojené s provozem bioplynových stanic

V České republice bohužel některé špatné příklady zapáchajících bioplynových stanic (nekvalitně postavených či při nedodržování provozních pravidel) kazí dobré jméno všem ostatním. V ČR přitom funguje naprostá většina zcela bezproblémově pracujících stanic. Nejčastějším problémem je nedodržování provozního řádu a porušování technologické kázně. Následkem je snižování výkonu stanic a zápach. To ovšem není obecně vinou bioplynových stanic, ale nezodpovědností provozovatelů.

Mnoho problémů lze podchytit již ve schvalovacím procesu před výstavbou bioplynové stanice a provoz povolit podle schváleného provozního řádu. Za neplnění povinností potom mohou být provozovatelé sankcionováni. Na ochranu obyvatel a v boji proti nezodpovědným provozovatelům připravilo MŽP metodický pokyn o podmínkách schvalování bioplynových stanic před uvedením do provozu, který zahrnuje i provozní podmínky bioplynových stanic. Jde o systémový nástroj, jak jednak pomoci úředníkům při povolování těchto nových technologií, ale také informovat budoucí investory o zákonných pravidlech, která musí dodržovat.

Případová studie: Bioplynová stanice Velký Karlov

Bioplynová stanice společnosti ZEVO, s.r.o. ve Velkém Karlově spadá vzhledem k projektované kapacitě k příjímání vedlejších živočišných produktů do režimu integrovaného povolování [1]. Provoz byl zahájen na podkladě kolaudačních rozhodnutí stavebního úřadu OÚ Jaroslavice z roku 2006, přestože podle zákona mělo předcházet vydání integrovaného povolení. Provozovatel si podal žádost o integrované povolení dodatečně (4. 6. 2007). V průběhu řízení však příslušný krajský úřad shledal závažné nedostatky jak v žádosti, tak v provozu bioplynové stanice. Protože provozovatel nedostatky plně neodstranil, byla jeho žádost o integrované povolení již v prosinci 2007 zamítnuta krajským úřadem Jihomoravského kraje. Kromě toho podnikaly příslušné orgány kroky i mimo rámec povolovacího procesu.

Čtěte také: Princip bioplynové stanice

Česká inspekce životního prostředí (ČIŽP) uložila společnosti ZEVO první pokutu již 17. října 2007 ve výši 300 000 Kč, následně další pokutu ve výši 2 miliony Kč (21. 4. 2008) za provozování zařízení bez integrovaného povolení. Důvodem k udělení druhé pokuty a jejímu zvýšení bylo zejména to, že provozovatel neprovedl všechna opatření nutná pro vydání integrovaného povolení a opakovaně nedodržoval provozní kázeň. Pozornost věnuje ČIŽP velkokarlovské bioplynové stanici i nadále. Kontrola ČIŽP na začátku července 2008 konstatovala konflikt s dodržováním vodního zákona a pokračování provozu bez platného integrovaného povolení. Kromě toho se ČIŽP a MŽP zabývají také peticí občanů proti zápachu a provozování zařízení.

V případě, že by dalším provozem nastalo či hrozilo závažné poškození životního prostředí, nebo značné materiální škody, mohla by ČIŽP dokonce rozhodnout o omezení nebo zastavení provozu stanice. [1] Podle zákona č.

Bioplynové stanice a zemědělství

V zemědělství, potravinářství nebo při chovu hospodářských zvířat vzniká velké množství biologického odpadu, který je možné velmi efektivně využít k výrobě bioplynu. Ten dále slouží jako zdroj elektrické energie, tepla nebo jako palivo v dopravě. Zbylým produktem při výrobě bioplynu je navíc ekologicky nezávadná kapalná látka (tzv.

Bioplyn vzniká při rozkladu biologických odpadních materiálů. Můžete tak využít například bioodpad z kuchyně jako jsou různé slupky, košťály, zbytky jídla atd. Palivovou složku může tvořit také hnůj (kravský, ovčí, prasečí…). Domácí bioplynová stanice tak může dávat smysl například v hospodářství a na farmách, kde je dostatek dobytka a přístup ke zvířecímu trusu nebo cíleně pěstované plodiny. Bioplynová stanice se nicméně dá napojit také na WC a palivem se tak stávají lidské exkrementy. Vedlejším produktem procesu výroby bioplynu je organický odpad, který může být výživným doplňkem nebo náhradou chemických hnojiv. Vypouštění hnojiva z fermentoru může urychlit růst rostlin a jejich odolnost vůči chorobám.

Bioplyn a biometan

K výrobě bioplynu dochází v bioplynových stanicích, jejichž hlavní část (nazývanou jako fermentor či reaktor) si můžeme představit jako velikou nádrž, kde se zředěná a rozmělněná organická masa promíchává a zahřívá (na cca 42 °C), přičemž dochází k rozkladným procesům a současné produkci bioplynu. Pokud má bioplyn sloužit k výrobě elektrické energie, je po vyčištění spalován v kogenerační jednotce, která vyrábí elektřinu, ale současně také teplo. Kogenerační jednotka je spalovací motor s elektrickým generátorem přizpůsobený ke spalování bioplynu.

Čtěte také: Bioplynové stanice v ČR

Biometanová stanice je specializovaná bioplynová stanice, která výstupní bioplyn dále čistí (upgraduje) na vysoce kvalitní biometan. Jednoduše lze říct, že bioplyn vznikající z procesu anaerobní fermentace v biometanových stanicích o obvyklém složení cca 55-60 % CH4 se odděluje o ostatních minoritních složek s cílem zvýšení podílu CH4. Konkrétně při čištění dochází k odstraňování oxidu uhličitého a dalších nečistot, čímž vzniká biometan s vysokým obsahem metanu (až 99 %). Biometan má stejnou kvalitu jako zemní plyn a může být distribuován do stávající plynové infrastruktury.

Dalším možností je zkapalnění biometanu na bioLNG či stlačení na bioCNG, čímž se zvyšuje další využitelnost např. Největší rozdíl mezi bioplynem a biometanem je tedy v kvalitě a čistotě vyrobeného plynu. Výrobní proces BioCNG začíná sběrem biologického materiálu, jako je zemědělský odpad, organický odpad z potravinářského průmyslu, zelený odpad, čistírenské kaly nebo biomasa. Tento materiál je pak anaerobně zpracován na bioplyn obsahující metan. Výsledný biometan je stlačen pod vysokým tlakem za vzniku BioCNG.

Stlačování biometanu se obvykle provádí kompresorem, který zvyšuje tlak stlačeného biometanu a zároveň zmenšuje jeho objem. Rozsah tlaku, při kterém je BioCNG stlačován, je typicky kolem 250-300 barů. Výhodou BioCNG je, že jde o obnovitelné palivo, které pomáhá snižovat emise skleníkových plynů a závislost na fosilních palivech. Umožňuje také využití organického odpadu a biomasy, které by jinak skončily na skládkách.

Možnosti snižování emisí z bioplynových stanic

Nezakrytý sklad digestátu představuje jeden z nejvýznamnějších faktorů nežádoucích emisí metanu a také amoniaku (čpavku). Investice do zakrytí koncového skladu se však často finančně nevyplatí, přitom představuje velký přínos pro ochranu životního prostředí a klimatu díky zachycení metanu, významného skleníkového plynu. Náklady na zakrytí koncového skladu průměrné bioplynové stanice v ČR by činily zhruba 4 mil. Kč, z toho 2,5 mil. na dvoumembránový plynojem a 1,5 mil. na rozšíření ochrany proti atmosférické energii, dokumentaci atd. Celé opatření by přineslo úspory v podobě zachycení metanu zhruba CO2eq 560 t/rok, resp. 80 %. Dále zastřešení koncového skladu přispívá k zachycení dalších 54 tis. m3 bioplynu za rok vhodných k dalšímu využití. Navíc příjemným bonusem v podobě úspory vstupních substrátů 216 tis.

Zachytávání uhlíku a jeho následné využití nebo skladování umožní maximalizovat emisní úsporu energetického zdroje, což bude pro provoz nebo jeho podporu v následujících letech klíčové. Zachycený uhlík přímo z průmyslových procesů nebo atmosféry se v případě potřeby ve formě plynného CO2 dočistí na průmyslovou či potravinářskou kvalitu podle sektoru jeho konečného využití.

Čtěte také: Kvalita ovzduší v České republice

Škála získávání CO2 je skutečně rozmanitá, nejčastěji se separuje pomocí fyzikálně-chemických technologických procesů, jako je chemická adsorpce, případně fyzikální nebo membránová separace. Nejčastěji využívané metody jsou založeny na přímé spotřebě neupraveného oxidu uhličitého a dále jsou využívány procesy konverze za pomocí chemických nebo biologických pochodů. V případě, že se CO2 nespotřebuje, následuje jeho trvalé uskladnění do geologických útvarů, vzniklých například těžbou fosilních paliv, jako je zemní plyn.

V současnosti se celosvětově spotřebuje okolo 230 Mt CO2 ročně, ze kterého se vyrobí zhruba 125 Mt hnojiv a 70-80 Mt aditiv k úpravě ropy. Tyto aktivity lze shrnout zkratkou CCUS, což znamená Carbon capture, utilisation and storage. Komerčně velmi zajímavou aplikací je využívání oxidu uhličitého z odpadního proudu membránové separace při úpravě bioplynu na biometan. Odpadní plyn z tzv. upgradingu je velmi bohatý na CO2 a v některých případech je jeho kvalita tak vysoká, že už není potřeba další čištění.

Modulární bioplynové stanice (MBPS)

V případech, kdy není vhodné řešit bioodpady realizací „betonové“ bioplynky je volba modulů, konkrétně technologie Bert® to pravé a ekonomicky zajímavé. I v případě spolupráce obce s místními zemědělci, kteří mají i živočišnou výrobu. Využití bude tato technologie mít i se subjekty z průmyslové sféry, jako jsou jatka, výrobci potravin, pivovary, čokoládovny, ale také tuky a kaly z místních ČOV apod.

MBPS umí vše, co ty klasické velké. Jedna výhoda je ale nesporná. Velkou bioplynovou stanici je nutné kontinuálně zásobovat pro efektivní výrobu plynu nezbytným minimálním množstvím biologického odpadu, což může být pro malé producenty odpadu problém. V případě kontejnerové bioplynky technologie Bert® jde o zásadní změnu paradigmatu, kdy výkon bioplynky je dimenzován na objem místního zdroje substrátu či primárně odpadu. V případě rozšíření objemu odpadu lze variabilně MBPS doplňovat o další moduly.

Benefity MBPS

• Bioplynka má několik funkcí, které plní. Předně zbavuje subjekty biologického odpadního materiálu jako je prasečí kejda, kravský hnůj, koňský hnůj, kuřecí trus, obecní zeleň, odpady z obecních i komerčních stravovacích zařízení, nebo likviduje díky procesu místní hygienizace odpad z živočišné výroby, který by jinak skončil v kafilerii s vysokými náklady pro zpracovatele.
• Hlavním produktem je samozřejmě bioplyn, který vyrábí nepřetržitě 24/7/365 i při mrazech do -25°C. Nespornou výhodou je energetická a tepelná nezávislost na současných i budoucích tržních podmínkách.
• Vedlejším produktem výroby je mimo samotného plynu fugát (tekutá složka) a digestát (humus), který se po 25 dnech fermentace stává výborným hnojivem a tím i zdrojem dodatečných příjmů.
• Zajímavý investiční projekt s minimálními pořizovacími, provozními i personálními náklady.

Cílem instalace modulové bioplynové stanice je zužitkování pouze lokálního odpadu. Je tedy dimenzována pouze na lokální zdrojové substráty pro maximální využití energie elektrické a tepelné především pro vlastní spotřebu. Přebytky je samozřejmě možné obchodovat dle aktuálních tržních cen.

Mapa bioplynových stanic CZ Biom

CZ Biom na svých stránkách www.biom.cz spustil jedinečný on-line přehled bioplynových instalací v České republice pod názvem Mapa bioplynových stanic. Je zde využito příjemného a přehledného grafického prostředí použitím nejmodernější technologie Google Maps s možností filtrovat zobrazované informace dle typů bioplynových stanic (komunální, zemědělské a ostatní). Dále je připraven modul pro zobrazení subjektů, které výstavbu bioplynových stanic financují, přehled poradenských a vzdělávacích subjektů v oboru a přehled dodavatelů bioplynových stanic na klíč a zároveň dodavatelů jejich hlavních součástí (kogenerační jednotky, fermentory).

V mapě bioplynových stanic lze také zobrazovat související odborné akce a např. poptávku po digestátu. Jednotlivé bioplynové stanice jsou v mapě zobrazovány pomocí GPS souřadnic a mapu lze libovolně zvětšovat nebo zmenšovat, posunovat a díky technických informacím získat ucelený přehled o počtu a výkonech bioplynových instalací v České republice. Po otevření detailnější webové stránky ke každé jednotlivé bioplynové stanici se můžete dozvědět o daných stanicích více.

Například elektrický výkon zařízení, využití tepla, vstupních surovin, počet pracovníků obsluhy, rok uvedením do provozu, jméno generálního dodavatele, provozovatele, subdodavatelů hlavních součástí, uspořené emise CO2, objem odkloněného BRO a další informace. Mapa bioplynových stanic je vytvořena tak, aby mohla být pracovníky CZ Biomu neustále aktualizována a zpřesňována.

Výroba elektřiny v ČR - biomasa vs. bioplyn (2007)

Bioplynová stanice v Třeboni

Bioplynová stanice v Třeboni, která byla uvedena do provozu na konci roku 2009, je ukázkou promyšleného a inovativního přístupu k výrobě a užití bioplynu. Počátky tohoto projektu sahají až do roku 2006, kdy se energetická společnost E.ON aktivně snažila hledat možnosti, jak uplatnit zkušenosti z energetiky pro výrobu energie z obnovitelných zdrojů.

Společnost Bioplyn Třeboň, ve které má E.ON majetkovou účast, ukazuje promyšlený a inovativní přístup k výrobě a užití bioplynu. Bioplynová stanice Třeboň účelně využívá odpadní teplo vznikající při výrobě elektřiny z bioplynu s využitím historicky prvního českého "bioplynovodu", který spojuje bioplynovou stanici s lázněmi Aurora. Zde je instalována kogenerační jednotka, která vyrobenou elektřinu předává do distribuční sítě.

Okolí města Třeboň bylo pro výstavbu bioplynové stanice mimořádně vhodné. Jednak díky přítomnosti stálého odběratele tepla v podobě lázeňského provozu, ale také vzhledem k dostatku vstupních organických surovin z bezprostředního okolí. V místě působí velké zemědělské podniky, které zásobují bioplynovou stanici kukuřičnou či travní siláží a prasečí kejdou.

Negativa a pozitiva bioplynových stanic

Provoz bioplynových stanic s sebou může přinést i některá negativa. K nejčastěji zmiňovaným problémům patří obtěžování obydlených lokalit zápachem, čemuž je možné předejít vhodným umístěním bioplynové stanice v dostatečném odstupu od zastavěných ploch. Dalším možným negativem je zvýšená hustota dopravy, která je daná nutností dopravování biomasy do stanice.

Přínosy bioplynových stanic ve většině případů převáží jejich případná negativa. Energie získávaná spalováním bioplynu pochází z obnovitelného zdroje, čímž se snižuje naše závislost na omezeně dostupných fosilních palivech. Díky zpracování biomasy v bioplynových stanicích může být účelně zužitkováno velké množství odpadu, který by jinak neznamenal žádný přínos. Provozování bioplynových stanic také přispívá k podpoře zemědělství a efektivního hospodaření ve venkovských oblastech. Bioplynová stanice přináší nové pracovní příležitosti, vede ke snižování objemu skleníkových plynů a může výhodně zásobovat teplem domy či podniky v okolí. Spalováním bioplynu se navíc do ovzduší uvolňují jen nízké emise škodlivých látek.

tags: #bioplynove #stanice #nejsou #ekologicke

Oblíbené příspěvky:

• Rekonstrukce odpadového hospodářství
• Kvalita ovzduší v ČR
• Příroda a svět Minecraftu
• Vliv složení směsí na kvalitu půdy
• Říčany u Brna - třídění odpadu