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:
- hydrolýza - hydrolytické mikroorganismy štěpí makromolekulární organické látky na menší molekuly schopné transportu do buňky, kde probíhají další fáze
- acidogeneze - produkty hydrolýzy jsou štěpeny na jednodušší látky (kyseliny, alkoholy, CO2, H2)
- acetogeneze
- methanogeneze
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, 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 fermentaci 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
- vhodné pH
- stálá teplota
- vhodné složení substrátu
Produkty anaerobní digesce
- Bioplyn
- Bioplyn je tvořen převážně methanem a oxidem uhličitým. Obsah methanu se pohybuje mezi 50 a 75%.[1] Bioplyn se využívá pro přímou výrobu tepla nebo ke kogeneraci.
- Digestát
- Tuhý zbytek po vyhnití se sníženým obsahem biologicky rozložitelných látek se nazývá digestát. Tento stabilní materiál lze využít jako hnojivo, přídavek do kompostu nebo k úpravě povrchu terénu.
- 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.
Bioplynové stanice v ČR a v zahraničí
Na začátku roku 2008 bylo na našem území v provozu asi 23 bioplynových stanic [2], 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.[3] 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.[4]
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. [5] 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: [6]
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
- ↑ PASTOREK, Z.; KÁRA, J.; JEVIČ, P.: Biomasa – obnovitelný zdroj energie. Praha: FCC PUBLIC s.r.o., 2004. 286 s.
- ↑ BAČÍK, O.: Bioplynové stanice: technologie celonárodního významu. Biom.cz [online]. 2008-01-14 [cit. 2008-11-24]. Dostupné z WWW: <http://biom.cz/index.shtml?x=2067753>. ISSN: 1801-2655.
- ↑ KAJAN, M.: Bioplynová stanice Třeboň. Biom.cz [online]. 2004-06-07 [cit. 2007-04-10]. Dostupné z WWW: <http://biom.cz/index.shtml?x=183796>. ISSN: 1801-2655.
- ↑ CZ Biom, : Bioplyn může zásobovat obnovitelnou elektřinou tisíce českých domácností. Biom.cz [online]. 2007-03-15 [cit. 2007-04-10]. Dostupné z WWW: <http://biom.cz/index.shtml?x=1975599>. ISSN: 1801-2655.
- ↑ STRAKA, F. a kol.: Bioplyn – příručka pro výuku, projekci a provoz bioplynových systémů. Praha: GAS s.r.o., 2006, 706 s.
- ↑ 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
CZ Biom České sdružení pro biomasu
Desatero bioplynových stanic na stránkách MZe
Literatura
SCHULZ, H.; EDER, B.: Bioplyn v praxi – Teorie, projektování, stavba zařízení, příklady. Ostrava: HEL, 2004. 166 s.