Využití CNG jako obnovitelného zdroje energie v České republice

Biometan je plnohodnotná, obnovitelná náhrada zemního plynu. Vyrobený biometan lze použít všude tam, kde zemní plyn. Lze ho s plynem i míchat.

Biometan - obnovitelná alternativa zemního plynu

Biometan je ale navíc obnovitelný zdroj, který se vyrábí z domácích bioodpadů nebo zemědělské produkce. Ten obsahuje nejméně 96 % metanu a má podobné kvality jako zemní plyn, ovšem bez neblahých souvislostí těžby a dopravy fosilního zdroje z cizích zemí.

Může být uplatněn všude, kde se používá zemní plyn, včetně dopravy, kde ve stlačené formě pomůže snížit znečištění (bioCNG). Bioplyn nevyužitý k výrobě elektřiny a tepla může být upraven na biometan a uskladněn v plynařských zásobnících pro pozdější využití nebo použit v dopravě (bioCNG).

Potenciál produkce biometanu v ČR

Na konci příští dekády by ho konvertované i nově postavené bioplynové stanice vyráběly zhruba 500 až 600 miliónů kubíků biometanu ročně, shodují se analýzy CZ Biomu a Ministerstva průmyslu a obchodu (MPO). MPO ale pro budoucí rozvoj ve vládních materiálech navrhuje zhruba poloviční hodnotu.

Do roku 2030 se očekává, že asi 150 až 200 bioplynových stanic bude z bioplynu vyrábět asi 500 miliónů kubíků biometanu ročně. To odpovídá víc než čtvrtině roční spotřeby zemního plynu v domácnostech ČR. To je zhruba tolik, kolik zemního plynu v Česku spotřebuje čtvrtina [1] domácností.

Čtěte také: Zelená energie ve Španělsku

Do roku by mohlo zhruba 150 - 200 bioplynových stanic přejít na výrobu biometanu. Biometan by mělo vyrábět i několik nově vybudovaných stanic.

“Biometan nabízí novou možnost, jak efektivně využívat bioplyn a v budoucnu bychom touto technologií rádi nahradili část výroby elektřiny z bioplynu. A to zejména tam, kde se při výrobě elektřiny a tepla nedaří teplo efektivně využít. “Návrh MPO vítáme, zvyšování efektivity bioplynek jejich konverzí na výrobu biometanu je krok správným směrem. Pokud se to podaří, bude to velký úspěch, ale cíl to není lehký. Při výrobě biometanu se z bioplynu odstraňuje oxid uhličitý a další příměsi.

Bioplynové stanice jako součást energetického systému

Bioplynová stanice je cennou součástí energetického systému, protože její výroba jde dobře a rychle řídit. Může produkovat elektřinu s proměnným výkonem dle potřeby v průběhu dne i během roku.

V roce 2017 stálo v Česku 404 zemědělských bioplynových stanic s instalovaným výkonem 318,2 MW. Po odečtení bioplynek na čistírnách odpadních vod (ČOV) činila jejich výroba 2 445 867 MWh elektrické energie, což představovalo 26,06% podíl na elektřině z obnovitelných zdrojů (OZE) a 2,81% podíl na výrobě elektřiny při zahrnutí všech zdrojů. Bioplynové stanice také vyrobily 3 704 793 GJ tepla (4,03 % podíl v rámci všech OZE).

V případě vhodného nastavení legislativy a podpory, která bude příznivá pro využití dostupného potenciálu, může instalovaný výkon v roce 2030 dosáhnout 372 MW v bioplynových stanicích (s možným navýšením o 166 MW pro služby regulace) a 100 MW v biometanových stanicích.

Čtěte také: Moderní energetika a kogenerace

Vývoj biometanových stanic v Evropě

Podle statistik Evropské bioplynové asociace [3] bylo v roce 2011 v Evropě 187 bioplynových stanic, které nějakým způsobem upravovaly bioplyn na biometan. Na začátku roku 2018 to už bylo 540 takovýchto biometanových zařízení. Nejvíce jich je v sousedním Německu (195), Spojeném království (92) a Švédsku (70).

Digestát a organická hmota v půdě

O čtvrtinu může do roku 2030 stoupnout množství organické hmoty v půdě díky digestátu, vedlejšímu produktu bioplynových stanic. Výpočty připravené experty CZ Biomu uvádějí, že v roce 2030 mohou bioplynové stanice zvýšit množství organické hmoty aplikované na půdu o asi čtvrtinu.

Úbytek organické hmoty v půdě (tzv. dehumifikace) je společně s erozí, utužením půdy nebo jejím záborem jednou z hlavních výzev pro ochranu půd v Česku. Organická hmota v půdě plní řadu nezastupitelných funkcí a ovlivňuje řadu procesů, které v ní probíhají. Obsah humusu a jeho kvalita má přímý vliv na zemědělskou produkci, na diverzitu půdních organismů, koloběh živin a vody v půdě, stabilitu půdy a její struktury.

K úbytku organické hmoty v půdě dochází v souvislosti se snižujícími se stavy hospodářských zvířat, nedostatečnou produkcí statkových hnojiv (hnůj, kejda) a celkově převažující orientací českého zemědělství na rostlinnou výrobu. Dalším rizikem je vodní a větrná eroze.

Část organické hmoty v půdě zůstává zaoráním posklizňových zbytků, ale z části by ji měla tvořit také organické hmota jako je hnůj, kejda nebo digestát. Z toho důvodu je také podporován chov hospodářských zvířat.

Čtěte také: Obnovitelnost větrné energie

Podobnou roli jako statková hnojiva může hrát také digestát, zbytek po anaerobní digesci vstupních materiálů při výrobě bioplynu v bioplynové stanici.

“Bioplynové stanice jsou nepostradatelnou součástí českého zemědělství v situaci, kdy dlouhodobě klesají stavy hospodářských zvířat a s tím také produkce statkových hnojiv. Z hlediska produkce organické hmoty ve formě digestátu a v přepočtu na veškerou obhospodařovanou půdu nabízí bioplynové stanice dle výpočtů CZ Biom ekvivalent 0,05 VDJ/ha (v přiložených mapových podkladech také jako BPJ - bioplynová jednotka; pozn. autora).

“Je to poměrně malý příspěvek z hlediska celkový potřeb zemědělství, ale vypočítali jsme, že v roce 2030 by to mělo být již 0,12 VDJ/ha, to je o čtvrtinu víc, než kolik je organiky v půdě dnes. A pokud se podíváte na jednotlivé farmy, tak u těch, na které jsou bioplynky navázány, je přínos pro půdu již dnes značný. “Bioplynové stanice také výrazně pomáhají ekonomice i provozu živočišné výroby.

Význam bioplynových stanic a odpadního digestátu pro kvalitu půdy podtrhuje i odpadová legislativa Evropské unie, které považuje bioplynové stanice za nástroj pro recyklaci biologicky rozložitelné hmoty, nikoliv za zařízení na zpracování odpadu. Recyklace nebo také materiálové využití, kam patří také kompostování a anaerobní digesce, má v hierarchii způsobů nakládání s odpady přednost před energetickým využitím.

Vstupní suroviny pro bioplynové stanice

K výrobě bioplynu se v Česku nejčastěji používají kejda skotu a prasat a hnůj (46 %). Kontroverzní kukuřice se využívá ve formě (kukuřičné) siláže a představuje zhruba 31 % všech vstupních surovin. Zbylých 26 % tvoří senáž, bioodpady, obilí, brambory a další. [7] „Úloha kukuřice jako vstupního substrátu pro bioplynky postupně klesá. Ať už kvůli jejímu zdražování, riziku neúrody nebo potřebě chránit půdu proti erozi.

“Trend je to jednoznačný i v případě, že by se oddálil zákaz skládkování, který je aktuálně plánovaný k roku 2024. Tlak na rozumnější nakládání s bioodpady v rámci komunálních odpadů nestojí jen na tomto zákazu,” uvedl Štěpán Chalupa z Komory obnovitelných zdrojů energie.

Přísnější odpadová legislativa a zákaz skládkování bioodpadů v příštím desetiletí totiž otevírají bioplynu nový obzor v podobě zpracování komunálních bioodpadů. Zajímavý příklad zpracování bioodpadů mají v Jarošovicích u Týna nad Vltavou.

Další slibnou surovinou pro výrobu bioplynu je vojtěška a další bobovité rostliny. Ty jsou navíc dobrou příležitostí pro zlepšení kvality půdy a zdroj pylu pro včely. Zemědělci na jihu Čech se společně s vědci z České zemědělské univerzity pokouší využít schopnosti vojtěšky vázat dusík z atmosféry a vyrábět tak organické hnojivo s vyšším zastoupením dusíku. “Záměrem projektu je fermentovat vojtěškovou senáž v bioplynové stanici, kde z ní vyrobí energii.

Pokles stavů hospodářských zvířat

Mezi lety 1990 a 2018 klesl v Česku stav skotu o víc než polovinu a stav prasat o asi dvě třetiny. [5] Při přepočtu na takzvané velké dobytčí jednotky (VDJ) tak dnes připadá na jeden hektar (ha) obdělávané zemědělské půdy 0,48 hospodářských zvířat (neboli VDJ), zatímco v roce 1990 to bylo 0,82 VDJ/ha zemědělské půdy.

Podle Ministerstva životního prostředí (MŽP) by pro zajištění dostatečného množství organické hmoty v půdě bylo potřeba více než zdvojnásobit stavy hospodářských zvířat oproti současnosti. V přepočtu na takzvané velké dobytčí jednotky by byla potřeba jedné až dvou “krav” na hektar (1 - 2 VDJ/ha).

Organizace

CZ Biom - České sdružení pro biomasu, z.s. je profesní spolek s více než dvacetiletou historií, který propaguje využití biomasy v Česku jako obnovitelného zdroje energie a cenné suroviny. Mezi více než dvě stovky členů asociace patří provozovatelé bioplynových stanic, tepláren na biomasu, kompostáren nebo pěstitelé energetických plodin.

Komora obnovitelných zdrojů energie (Komora OZE) je největší česká asociace sdružující profesní asociace jednotlivých obnovitelných zdrojů energie včetně průmyslových výrobců technologií a vědeckých institucí. Podporuje využívání obnovitelných zdrojů energie, trvalé zvyšování jejich podílu na spotřebě energie v Česku a jejich udržitelný rozvoj. Sjednocuje a obhajuje zájmy členů.

tags: #cng #obnovitelny #zdroj #energie #využití

Oblíbené příspěvky:

• Snížení spalin: Co potřebujete vědět
• Doporučená výška odpadů
• Systematika pakomárů Chironomus
• Princip fungování plynových kotlů
• Brownfieldy a EU