Bioplynová stanice
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.
Anaerobní digesce
Anaerobní digesce (anaerobní fermentace) je proces, při kterém mikroorganismy rozkládají organický materiál bez přístupu vzduchu. Může probíhat samovolně v přírodě nebo řízenou metodou v bioplynových stanicích. Celý proces probíhá ve čtyřech základních fázích:
1. hydrolýza - hydrolytické mikroorganismy štěpí makromolekulární organické látky na menší molekuly schopné transportu do buňky, kde
- probíhají další fáze
2. acidogeneze - produkty hydrolýzy jsou štěpeny na jednodušší látky (kyseliny, alkoholy, CO2, H2)
3. acetogeneze - tvorba kyseliny octové, CO2 a H2
4. methanogeneze - vznik methanu ze směsi CO2 a H2 nebo z kyseliny octové; vedlejším produktem je CO2[1]
Provoz bioplynové stanice
Substráty
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[2], tzn. zpracování různých materiálů v jednom zařízení. Vhodnou kombinací substrátů lze docílit složení, které bude mít příznivý vliv na průběh procesu a tím i na výsledné množství a kvalitu bioplynu.
Technologie
Zařízení pro anaerobní digesci organických odpadů může mít mnoho variant. Na začátku bioplynové linky je zpravidla přípravná nádrž, kde se skladuje surový materiál. Ten je podle potřeby přečerpáván do fermentoru, kde se odehrává vlastní proces anaerobní digesce a tvorby bioplynu. Bioplyn vznikající ve fermentoru je jímán do zásobníku a upravován pro další využití.
Podmínky procesu
Aby proces anaerobní digesce probíhal správně, je třeba zajistit vhodné životní podmínky pro činnost mikroorganismů. Těmi jsou:
- striktně anaerobní prostředí
- optimální pH
- stálá teplota
- vhodné složení substrátu[2]
Produkty anaerobní digesce
- Bioplyn
- Bioplyn je tvořen převážně methanem a oxidem uhličitým. Obsah methanu se pohybuje mezi 50 a 75%.[3] Bioplyn se nejčastěji spaluje v kotlích a vyprodukované teplo se používá na vytápění budov nebo na ohřev vody. Další možností je kombinovaná výroba tepla a elektrické energie v kogenerační jednotce.
- Tuhý zbytek po vyhnití se sníženým obsahem biologicky rozložitelných látek se nazývá digestát. Tento materiál, pokud vyhovuje všem parametrům stanoveným vyhláškou Ministerstva životního prostředí[4], lze využít jako hnojivo, přídavek do kompostu nebo k úpravě povrchu terénu.[5]
- Fugát
- Fugát, nebo-li procesní voda, je tekutý produkt vyhnívacího procesu a má charakter vody odpadní. Je silně zakalený a obsahuje produkty anaerobního rozkladu organických látek. Zpravidla je odváděn do čistírny odpadních vod.
Bioplynové stanice v ČR a v zahraničí
Na začátku roku 2008 bylo na našem území v provozu asi 23 bioplynových stanic [6], z nichž převážná většina zpracovává bioodpady ze zemědělství. Nejdéle fungujícím zařízením na zpracování zemědělských odpadů v ČR je bioplynová stanice v Třeboni. V provozu je nepřetržitě od roku 1974 a zpracovává kejdu z velkovýkrmny prasat spolu s čistírenskými kaly.[7] Další stanice jsou například v Kroměříži, Velkých Albrechticích, Mimoni, Kladrubech nebo Trhovém Štěpánově. České sdružení pro biomasu odhaduje reálný potenciál počtu bioplynových stanic v ČR na 400 zařízení do roku 2015.[8]
Z evropských zemí má nejvíce zkušeností s bioplynovou technologií Německo, kde je v současné době v provozu přes 3500 fermentačních zařízení především komunálního charakteru. V Dánsku funguje systém tzv. centralizovaných bioplynových stanic. Ke každé stanici je odpad svážen z okolních oblastí a stanice jsou umisťovány tak, aby se jejich svozové zóny nepřekrývaly.[1] Ve Švédsku se bioplyn kromě vytápění a výroby elektrické energie využívá i pro pohon vozidel a nedávno zde byl také zprovozněn první vlak poháněný bioplynem na světě.
Desatero bioplynových stanic
Zájem o výstavbu bioplynových stanic na našem území v posledních letech stoupá. Kvalitně zpracovaný projekt a důsledné dodržování zásad udržitelného provozu mohou předejít mnohým problémům, které provoz bioplynové stanice často doprovázejí. České sdružení pro biomasu proto zpracovalo Desatero bioplynových stanic, které má poskytnout základní informace všem zájemcům o výstavbu zemědělských bioplynových stanic. Zkrácená verze desatera: [9]
1. Precizní příprava projektu
2. Dostatek kvalitních vstupních surovin
3. Výtěžnost bioplynu z jednotlivých materiálů
4. Komunikace se samosprávou a veřejností
5. Spolehlivá a ověřená technologie
6. Optimalizace investičních nákladů
7. Volba vhodné kogenerační jednotky
8. Využití odpadního tepla
9. Nakládání s digestátem – kvalitní hnojivo
10. Další možnosti využití bioplynu
Zdroje
- ↑ 1,0 1,1 STRAKA, F. a kol.: Bioplyn – příručka pro výuku, projekci a provoz bioplynových systémů. Praha: GAS s.r.o., 2006, 706 s, ISBN 80-7328-090-6
- ↑ 2,0 2,1 SCHULZ, H.; EDER, B.: Bioplyn v praxi – Teorie, projektování, stavba zařízení, příklady. Ostrava: HEL, 2004. 166 s, ISBN 80-86167-21-6
- ↑ PASTOREK, Z.; KÁRA, J.; JEVIČ, P.: Biomasa – obnovitelný zdroj energie. Praha: FCC PUBLIC s.r.o., 2004. 286 s, ISBN 80-86534-06-5
- ↑ Česko. Vyhláška Ministerstva životního prostředí č. 382 ze dne 17. řijna 2001 o podmínkách použití upravených kalů v zemědělské půdě, ve znění pozdějších předpisů. In Sbírka zákonů České republiky. 2001, částka 145, s. 8238-8436. Dostupný také z www: http://aplikace.mvcr.cz/archiv2008/sbirka/2001/sb145-01.pdf, ISSN 1211-1244
- ↑ VÁŇA, Jaroslav: Využití digestátů jako organického hnojiva. Biom.cz [online]. 2007-04-25 [cit. 2009-01-14]. Dostupné z WWW: <http://biom.cz/cz-bioodpady-a-kompostovani/odborne-clanky/vyuziti-digestatu-jako-organickeho-hnojiva>. ISSN: 1801-2655.
- ↑ BAČÍK, Ondřej: Bioplynové stanice: technologie celonárodního významu. Biom.cz [online]. 2008-01-14 [cit. 2009-01-14]. Dostupné z WWW: <http://biom.cz/cz-bioplyn/odborne-clanky/bioplynove-stanice-technologie-celonarodniho-vyznamu>. ISSN: 1801-2655.
- ↑ KAJAN, Miroslav: Bioplynová stanice Třeboň. Biom.cz [online]. 2004-06-07 [cit. 2009-01-14]. Dostupné z WWW: <http://biom.cz/cz/odborne-clanky/bioplynova-stanice-trebon>. ISSN: 1801-2655..
- ↑ CZ Biom, : Bioplyn může zásobovat obnovitelnou elektřinou tisíce českých domácností. Biom.cz [online]. 2007-03-15 [cit. 2009-01-14]. Dostupné z WWW: <http://biom.cz/czp-bioplyn/odborne-clanky/bioplyn-muze-zasobovat-obnovitelnou-elektrinou-tisice-ceskych-domacnosti>. ISSN: 1801-2655.
- ↑ BAČÍK, O.: Desatero bioplynových stanic. Biom – Odborný časopis a informační zpravodaj Českého sdružení pro biomasu. 2007. č. 2, s. 2. Dostupné z WWW: http://biom.cz/biom/eBIOM-27-2007.pdf
Odkazy
Externí odkazy
Anaerobic digestion na anglické Wikipedii
Biogas na anglické Wikipedii
CZ Biom České sdružení pro biomasu
Desatero bioplynových stanic na stránkách MZe
i-EKIS Internetové energetické konzultační a informační středisko ČEA
Německá asociace bioplynu v němčině