Bioplynová stanice: Porovnání verzí

Z Enviwiki
Skočit na navigaci Skočit na vyhledávání
m (+ drobné grafické úpravy)
Řádek 1: Řádek 1:
{{Studenti VŠE}}
+
{{Studenti VŠE}}  
  
Bioplynová stanice je technologické zařízení využívající procesu [[wikipedia:cs:Anaerobní_digesce|anaerobní digesce]] ke zpracování [[wikipedia:cs:Biologicky rozložitelný odpad|bioodpadu]], případně jiného biologicky rozložitelného materiálu. Hlavním produktem anaerobní digesce je [[wikipedia:cs:Bioplyn|bioplyn]], který lze využít jako alternativní zdroj energie.
+
Bioplynová stanice je technologické zařízení využívající procesu [[wikipedia:cs:Anaerobn%C3%AD digesce|anaerobní digesce]] ke zpracování [[wikipedia:cs:Biologicky rozlo%C5%BEiteln%C3%BD odpad|bioodpadu]], případně jiného biologicky rozložitelného materiálu. Hlavním produktem anaerobní digesce je [[wikipedia:cs:Bioplyn|bioplyn]], který lze využít jako alternativní zdroj energie.  
  
[[Soubor:Bioplynova_stanice_Lipa.jpg|right|Bioplynová stanice Lípa]]
+
[[Image:Bioplynova stanice Lipa.jpg|right|Bioplynová stanice Lípa]]  
  
== Anaerobní digesce ==
+
== Anaerobní digesce ==
Anaerobní digesce (anaerobní fermentace) je proces, při kterém [[wikipedia:cs:Mikroorganismus|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. [[wikipedia:cs:Hydrolýza|hydrolýza]]''' - hydrolytické mikroorganismy štěpí makromolekulární organické látky na menší molekuly schopné transportu do buňky, kde
+
Anaerobní digesce (anaerobní fermentace) je proces, při kterém [[wikipedia:cs:Mikroorganismus|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:  
:probíhají další fáze
 
  
'''2. acidogeneze''' - produkty hydrolýzy jsou štěpeny na jednodušší látky (kyseliny, alkoholy, CO<sub>2</sub>, H<sub>2</sub>)
+
#'''[[wikipedia:cs:Hydrol%C3%BDza|hydrolýza]]''' - hydrolytické mikroorganismy štěpí makromolekulární organické látky na menší molekuly schopné transportu do buňky, kde&nbsp;probíhají další fáze
 +
#'''acidogeneze''' - produkty hydrolýzy jsou štěpeny na jednodušší látky (kyseliny, alkoholy, CO<sub>2</sub>, H<sub>2</sub>)  
 +
#'''acetogeneze''' - tvorba kyseliny octové, CO<sub>2</sub> a H<sub>2</sub>
 +
#'''[[wikipedia:cs:Methanogeneze|methanogeneze]]''' - vznik methanu ze směsi CO<sub>2</sub> a H<sub>2</sub> nebo z kyseliny octové; vedlejším produktem je CO<sub>2</sub><ref name="Straka">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</ref>
  
'''3. acetogeneze''' - tvorba kyseliny octové, CO<sub>2</sub> a H<sub>2</sub>
+
== Provoz bioplynové stanice  ==
  
'''4. [[wikipedia:cs:Methanogeneze|methanogeneze]]''' - vznik methanu ze směsi CO<sub>2</sub> a H<sub>2</sub> nebo z kyseliny octové; vedlejším produktem je CO<sub>2</sub><ref name="Straka">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</ref>
+
=== Substráty  ===
  
 +
V bioplynové stanici lze zpracovávat kejdu, hnůj a jiné odpady z živočišné výroby, [[wikipedia:cs:Fytomasa|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<ref name="Schulz">SCHULZ, H.; EDER, B.: ''Bioplyn v praxi – Teorie, projektování, stavba zařízení, příklady''. Ostrava: HEL, 2004. 166 s, ISBN 80-86167-21-6</ref>, 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.
  
== Provoz bioplynové stanice ==
+
=== Technologie  ===
=== Substráty ===
 
V bioplynové stanici lze zpracovávat kejdu, hnůj a jiné odpady z živočišné výroby, [[wikipedia:cs:Fytomasa|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<ref name=" Schulz">SCHULZ, H.; EDER, B.: ''Bioplyn v praxi – Teorie, projektování, stavba zařízení, příklady''. Ostrava: HEL, 2004. 166 s, ISBN 80-86167-21-6</ref>, 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 [[wikipedia:cs:Fermentor|fermentoru]], kde se odehrává vlastní proces anaerobní digesce a tvorby bioplynu. Bioplyn vznikající ve fermentoru je jímán do zásobníku a upravován pro další využití.  
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 [[wikipedia:cs:Fermentor|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 ===
+
=== Podmínky procesu ===
Aby proces anaerobní digesce probíhal správně, je třeba zajistit vhodné životní podmínky pro činnost mikroorganismů. Těmi jsou:
 
* striktně [[wikipedia:cs:Anaerobní|anaerobní prostředí]]
 
* optimální [[wikipedia:cs:Kyselost|pH]]
 
* stálá teplota
 
* vhodné složení substrátu<ref name="Schulz"/>
 
  
 +
Aby proces anaerobní digesce probíhal správně, je třeba zajistit vhodné životní podmínky pro činnost mikroorganismů. Těmi jsou:
  
== Produkty anaerobní digesce ==
+
*striktně [[wikipedia:cs:Anaerobn%C3%AD|anaerobní prostředí]]  
* '''Bioplyn'''
+
*optimální [[wikipedia:cs:Kyselost|pH]]  
:Bioplyn je tvořen převážně methanem a oxidem uhličitým. Obsah methanu se pohybuje mezi 50 a 75%.<ref>PASTOREK, Z.; KÁRA, J.; JEVIČ, P.: ''Biomasa – obnovitelný zdroj energie''. Praha: FCC PUBLIC s.r.o., 2004. 286 s, ISBN 80-86534-06-5</ref> 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 [[Kogenerace|kogenerační jednotce]].
+
*stálá teplota
* '''[[wikipedia:cs:Digestát|Digestát]]'''
+
*vhodné složení substrátu<ref name="Schulz" />
:Tuhý zbytek po vyhnití se sníženým obsahem biologicky rozložitelných látek se nazývá digestát. Tento materiál, pokud vyhovuje všem parametrům stanoveným vyhláškou Ministerstva životního prostředí<ref name="382/2001>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 </ref>, lze využít jako [[wikipedia:cs:Hnojivo|hnojivo]], přídavek do [[wikipedia:cs:Kompost|kompostu]] nebo k úpravě povrchu terénu.<ref>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.</ref>
 
  
* '''Fugát'''
+
== Produkty anaerobní digesce  ==
:Fugát, nebo-li procesní voda, je tekutý produkt vyhnívacího procesu a má charakter [[wikipedia:cs:Odpadní voda|vody odpadní]]. Je silně zakalený a obsahuje produkty anaerobního rozkladu organických látek. Zpravidla je odváděn do [[wikipedia:cs:Čistírna odpadních vod|čistírny odpadních vod]].
 
  
 +
*'''Bioplyn'''
  
== Bioplynové stanice v ČR a v zahraničí ==
+
:Bioplyn je tvořen převážně methanem a oxidem uhličitým. Obsah methanu se pohybuje mezi 50 a 75 %.<ref>PASTOREK, Z.; KÁRA, J.; JEVIČ, P.: ''Biomasa – obnovitelný zdroj energie''. Praha: FCC PUBLIC s.r.o., 2004. 286 s, ISBN 80-86534-06-5</ref> 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 [[Kogenerace|kogenerační jednotce]].
Na začátku roku 2008 bylo na našem území v provozu asi 23 bioplynových stanic <ref>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.</ref>, 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.<ref>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..</ref> 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.<ref>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.</ref>
 
  
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.<ref name="Straka"/> 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.
+
*'''[[wikipedia:cs:Digest%C3%A1t|Digestát]]'''
  
 +
:Tuhý zbytek po vyhnití se sníženým obsahem biologicky rozložitelných látek se nazývá digestát. Tento materiál, pokud vyhovuje všem parametrům stanoveným vyhláškou Ministerstva životního prostředí<ref>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 </ref>, lze využít jako [[wikipedia:cs:Hnojivo|hnojivo]], přídavek do [[wikipedia:cs:Kompost|kompostu]] nebo k úpravě povrchu terénu.<ref>VÁŇA, Jaroslav: Využití digestátů jako organického hnojiva. ''Biom.cz'' [online]. 2007-04-25 [cit. 2009-01-14]. Dostupné z WWW: &amp;lt;http://biom.cz/cz-bioodpady-a-kompostovani/odborne-clanky/vyuziti-digestatu-jako-organickeho-hnojiva&amp;gt;. ISSN: 1801-2655.</ref>
  
==Desatero bioplynových stanic==
+
*'''Fugát'''
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: <ref>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</ref>
 
  
1. Precizní příprava projektu
+
:Fugát, nebo-li procesní voda, je tekutý produkt vyhnívacího procesu a má charakter [[wikipedia:cs:Odpadn%C3%AD voda|vody odpadní]]. Je silně zakalený a obsahuje produkty anaerobního rozkladu organických látek. Zpravidla je odváděn do [[wikipedia:cs:%C4%8Cist%C3%ADrna odpadn%C3%ADch vod|čistírny odpadních vod]].
  
2. Dostatek kvalitních vstupních surovin
+
== Bioplynové stanice v ČR a v zahraničí  ==
  
3. Výtěžnost bioplynu z jednotlivých materiálů
+
Na začátku roku 2008 bylo na našem území v provozu asi 23 bioplynových stanic <ref>BAČÍK, Ondřej: Bioplynové stanice: technologie celonárodního významu. ''Biom.cz'' [online]. 2008-01-14 [cit. 2009-01-14]. Dostupné z WWW: &amp;lt;http://biom.cz/cz-bioplyn/odborne-clanky/bioplynove-stanice-technologie-celonarodniho-vyznamu&amp;gt;. ISSN: 1801-2655.</ref>, 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.<ref>KAJAN, Miroslav: Bioplynová stanice Třeboň. ''Biom.cz'' [online]. 2004-06-07 [cit. 2009-01-14]. Dostupné z WWW: &amp;lt;http://biom.cz/cz/odborne-clanky/bioplynova-stanice-trebon&amp;gt;. ISSN: 1801-2655..</ref> 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.<ref>CZ Biom, : Bioplyn může zásobovat obnovitelnou elektřinou tisíce českých domácností. ''Biom.cz'' [online]. 2007-03-15 [cit. 2009-01-14]. Dostupné z WWW: &amp;lt;http://biom.cz/czp-bioplyn/odborne-clanky/bioplyn-muze-zasobovat-obnovitelnou-elektrinou-tisice-ceskych-domacnosti&amp;gt;. ISSN: 1801-2655.</ref>
  
4. Komunikace se samosprávou a veřejností
+
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.<ref name="Straka" /> 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.
  
5. Spolehlivá a ověřená technologie
+
<br>
  
6. Optimalizace investičních nákladů
+
== Desatero bioplynových stanic  ==
  
7. Volba vhodné kogenerační jednotky
+
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: <ref>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</ref>
  
8. Využití odpadního tepla
+
1. Precizní příprava projektu
  
9. Nakládání s digestátem – kvalitní hnojivo
+
2. Dostatek kvalitních vstupních surovin
  
10. Další možnosti využití bioplynu
+
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
 +
 +
== '''Příklad realizace projektu: Zemědělská bioplynová stanice Drahobudice'''  ==
  
== '''Příklad realizace projektu: Zemědělská bioplynová stanice Drahobudice''' ==
 
 
Jedná se o zemědělskou bioplynovou stanici pro zpracování [[wikipedia:cs:Biomasa|biomasy]] (kukuřičná siláž) a statkových hnojiv (kejda) v zemědělském areálu Drahobudice, který se nachází na okrese Kolín ve Středočeském kraji. Investorem i provozovatelem je ZAS Bečváry a.s..  
 
Jedná se o zemědělskou bioplynovou stanici pro zpracování [[wikipedia:cs:Biomasa|biomasy]] (kukuřičná siláž) a statkových hnojiv (kejda) v zemědělském areálu Drahobudice, který se nachází na okrese Kolín ve Středočeském kraji. Investorem i provozovatelem je ZAS Bečváry a.s..  
  
 +
<br> [[Image:31b.jpg]]
  
[[Soubor:31b.jpg]]
+
<br>
 
 
  
 +
=== '''Jednotlivé aktivity projektu'''  ===
  
==='''Jednotlivé aktivity projektu'''===
+
*Zpracování projektové dokumentace pro stavební povolení (rok 2007)  
*Zpracování projektové dokumentace pro stavební povolení (rok 2007)
+
*Vyřízení stavebního povolení  
*Vyřízení stavebního povolení
+
*Zajištění příloh a zpracování žádosti o dotaci  
*Zajištění příloh a zpracování žádosti o dotaci
+
*Výběrové řízení na dodavatele technologie a stavby  
*Výběrové řízení na dodavatele technologie a stavby
+
*Výstavba (březen 2008 - září 2008)  
*Výstavba (březen 2008 - září 2008)
+
*Montáž technologie (srpen 2008)  
*Montáž technologie (srpen 2008)
+
*Uvádění do provozu (říjen 2008)  
*Uvádění do provozu (říjen 2008)
+
*Zkušební provoz (prosinec 2008 - únor 2009)  
*Zkušební provoz (prosinec 2008 - únor 2009)
+
*Kolaudace (únor 2009)  
*Kolaudace (únor 2009)
+
*Běžný provoz (od března 2009)  
*Běžný provoz (od března 2009)
 
 
*Žádost o proplacení dotace<ref name="Studie proveditelnosti">Studie proveditelnosti a jiné firemní podklady ZAS Bečváry a.s.</ref>
 
*Žádost o proplacení dotace<ref name="Studie proveditelnosti">Studie proveditelnosti a jiné firemní podklady ZAS Bečváry a.s.</ref>
  
 +
<br>
  
 +
=== '''Stavební objekty'''  ===
  
==='''Stavební objekty'''===
+
#[[wikipedia:cs:Fermentor|Fermentor]] – částečně zapuštěná zastřešená jímka rozdělená na dva prostory soustřednými prstenci, patří k němu dávkovač pevných substrátů s násypkou  
#[[wikipedia:cs:Fermentor|Fermentor]] – částečně zapuštěná zastřešená jímka rozdělená na dva prostory soustřednými prstenci, patří k němu dávkovač pevných substrátů s násypkou
+
#Provozní budova – zde je umístěno obslužné zázemí stanice a kogenerační jednotka (motor určený pro spalování bioplynu s generátorem elektrického proudu)  
#Provozní budova – zde je umístěno obslužné zázemí stanice a kogenerační jednotka (motor určený pro spalování bioplynu s generátorem elektrického proudu)
 
 
#Přijímací kejdová jímka – umístěna vedle fermentoru  
 
#Přijímací kejdová jímka – umístěna vedle fermentoru  
#[[wikipedia:cs:Plynojem|Plynojem]] – pro vyrovnání nestejnoměrného vývinu bioplynu, umístěn v prostoru mezi fermentorem a kogenerační jednotkou
+
#[[wikipedia:cs:Plynojem|Plynojem]] – pro vyrovnání nestejnoměrného vývinu bioplynu, umístěn v prostoru mezi fermentorem a kogenerační jednotkou  
#Silážní žlab – pro uskladnění kukuřičné siláže
+
#Silážní žlab – pro uskladnění kukuřičné siláže  
#Skladovací jímka (koncový sklad [[wikipedia:cs:Digestát|digestátu]]) – navazuje na ní stáčecí plocha pro vyskladňování digestátu do kejdových cisteren pro aplikaci na zemědělské pozemky<ref name="EIA">Informační systém EIA, Záměry na území ČR. ''Oznámení záměru Zemědělská bioplynová stanice Drahobudice''. Dostupné z www: http://tomcat.cenia.cz/eia/detail.jsp?view=eia_cr&id=STC633</ref>
+
#Skladovací jímka (koncový sklad [[wikipedia:cs:Digest%C3%A1t|digestátu]]) – navazuje na ní stáčecí plocha pro vyskladňování digestátu do kejdových cisteren pro aplikaci na zemědělské pozemky<ref name="EIA">Informační systém EIA, Záměry na území ČR. ''Oznámení záměru Zemědělská bioplynová stanice Drahobudice''. Dostupné z www: http://tomcat.cenia.cz/eia/detail.jsp?view=eia_cr&amp;amp;id=STC633</ref>
 +
  
 +
=== '''Provoz'''  ===
  
 +
'''Substráty'''
  
==='''Provoz'''===
+
Jako substrát pro výrobu bioplynu jsou využívány odpady z živočišné výroby a zemědělské plodiny, které jsou pěstovány na pozemcích investora.
'''Substráty'''
 
  
Jako substrát pro výrobu bioplynu jsou využívány odpady z živočišné výroby a zemědělské plodiny, které jsou pěstovány na pozemcích investora.
+
*kukuřičná siláž: 27 tun denně  
*kukuřičná siláž: 27 tun denně
+
*kejda prasat: 12 m<sup>3</sup>  
*kejda prasat: 12 m<sup>3</sup>
+
*vojtěžková senáž: 1 tuna denně  
*vojtěžková senáž: 1 tuna denně
 
 
*silážované cukrovarnické řízky: 2 tuny denně
 
*silážované cukrovarnické řízky: 2 tuny denně
Dodávky kukuřice na siláž se uskutečňují jednorázově v průběhu asi třiceti dnů v době sklizně kukuřic. Navážení kejdy a ostatních substrátů probíhá jednou denně.<ref name="Studie proveditelnosti">Studie proveditelnosti a jiné firemní podklady ZAS Bečváry a.s.</ref>
 
  
 +
Dodávky kukuřice na siláž se uskutečňují jednorázově v průběhu asi třiceti dnů v době sklizně kukuřic. Navážení kejdy a ostatních substrátů probíhá jednou denně.<ref name="Studie proveditelnosti">Studie proveditelnosti a jiné firemní podklady ZAS Bečváry a.s.</ref>
  
'''Technologie a výkony'''
+
'''Technologie a výkony'''  
  
 
Pro výrobu bioplynu je používána tzv. dvoustupňová technologie fermentace. Jedná se o dva fermentory typu „kruh v kruhu“. Tato technologie umožňuje větší efektivitu celkového procesu. Proces lze lépe řídit a případné problémy související s nevhodným množstvím nebo poměrem substrátů lze lépe řešit než v případě jednostupňové fermentace. K výrobě elektrické energie a tepla je použita kogenerační jednotka s elektrickým výkonem 526 kW a tepelným výkonem 566 kW. Dodávka vyrobené energie z bioplynové stanice je zajištěna prostřednictvím nové trafostanice, která je připojena do sítě firmy Středočeská energetika, a.s..  
 
Pro výrobu bioplynu je používána tzv. dvoustupňová technologie fermentace. Jedná se o dva fermentory typu „kruh v kruhu“. Tato technologie umožňuje větší efektivitu celkového procesu. Proces lze lépe řídit a případné problémy související s nevhodným množstvím nebo poměrem substrátů lze lépe řešit než v případě jednostupňové fermentace. K výrobě elektrické energie a tepla je použita kogenerační jednotka s elektrickým výkonem 526 kW a tepelným výkonem 566 kW. Dodávka vyrobené energie z bioplynové stanice je zajištěna prostřednictvím nové trafostanice, která je připojena do sítě firmy Středočeská energetika, a.s..  
Řádek 129: Řádek 134:
 
Tepelné energie, které vznikají při kogeneraci jako druhotný produkt prozatím nejsou plně využity. Pro vlastní procesy bioplynové stanice je spoteřbováváno asi 25% produkovaného tepla. V současnosti je příležitostně vytápěna sušárna dřeva. Do budoucna se plánuje realizace projektu vytápění stájových objektů pro krůty ve výkrmu a využití tepla pro dosoušení obilnin.  
 
Tepelné energie, které vznikají při kogeneraci jako druhotný produkt prozatím nejsou plně využity. Pro vlastní procesy bioplynové stanice je spoteřbováváno asi 25% produkovaného tepla. V současnosti je příležitostně vytápěna sušárna dřeva. Do budoucna se plánuje realizace projektu vytápění stájových objektů pro krůty ve výkrmu a využití tepla pro dosoušení obilnin.  
  
Fermentační zbytek (digestát) je využívaný jako organické hnojivo.
+
Fermentační zbytek (digestát) je využívaný jako organické hnojivo.  
  
  
 
+
=== '''Ekonomické aspekty''' ===
==='''Ekonomické aspekty'''===
 
  
 
*'''Ekonomická efektivnost investice'''
 
*'''Ekonomická efektivnost investice'''
Pro hodnocení ekonomické efektivnosti investice do bioplynové stanice můžeme použít výpočet doby návratnosti (Payback period). Prostá doba návratnosti T<sub>s</sub> (roky) se vypočítá podle vzorce:<ref name="Vašíček">Vašíček, J.:''Zásady ekonomického hodnocení energetických projektů''.TZB-INFO[online]. 2005-06-20 [cit. 2010-04-12]. Dostupné z www: http://www.tzb-info.cz/t.py?t=2&i=2565</ref>
 
  
 +
Pro hodnocení ekonomické efektivnosti investice do bioplynové stanice můžeme použít výpočet doby návratnosti (Payback period). Prostá doba návratnosti T<sub>s</sub> (roky) se vypočítá podle vzorce:<ref name="Vašíček">Vašíček, J.:''Zásady ekonomického hodnocení energetických projektů''.TZB-INFO[online]. 2005-06-20 [cit. 2010-04-12]. Dostupné z www: http://www.tzb-info.cz/t.py?t=2&amp;amp;i=2565</ref>
  
 +
<br>
  
 
'''''T<sub>s</sub> = IN/CF'''''  
 
'''''T<sub>s</sub> = IN/CF'''''  
  
 +
<br> kde
  
kde
 
 
 
IN = N - D  
 
IN = N - D  
  
N – jednorázové náklady na realizaci projektu (Kč)
+
N – jednorázové náklady na realizaci projektu (Kč)  
  
 
D – výše poskytnuté dotace (Kč)  
 
D – výše poskytnuté dotace (Kč)  
  
CF = V<sub>r</sub> - N<sub>pr</sub>
+
CF = V<sub>r</sub> - N<sub>pr</sub>  
  
V<sub>r</sub> – průměrné roční výnosy (Kč)
+
V<sub>r</sub> – průměrné roční výnosy (Kč)  
 
 
N<sub>pr</sub> - průměrné roční provozní náklady (Kč).
 
  
 +
N<sub>pr</sub> - průměrné roční provozní náklady (Kč).
  
 +
<br>
  
 
Údaje pro daný projekt:<ref name="Výsledovka">Výsledovka BPS Drahobudice pro období 12/09''. 2010-01-25''</ref>  
 
Údaje pro daný projekt:<ref name="Výsledovka">Výsledovka BPS Drahobudice pro období 12/09''. 2010-01-25''</ref>  
  
Celkové náklady na pořízení investice: 63 000 000,-
+
Celkové náklady na pořízení investice: 63 000 000,-  
  
Dotace: 21 252 000,-
+
Dotace: 21 252 000,-  
  
IN = 63 000 000 - 21 252 000 = 41 748 000,-
+
IN = 63 000 000 - 21 252 000 = 41 748 000,-  
  
Výnosy (2009): 11 1113 000,-
+
Výnosy (2009): 11 1113 000,-  
  
Provozní náklady (2009): 7 044 000,-
+
Provozní náklady (2009): 7 044 000,-  
  
CF = 11 113 000 – 7 044 000 = 4 069 000,-
+
CF = 11 113 000 – 7 044 000 = 4 069 000,-  
  
 +
<br> '''T<sub>s</sub> = IN/CF''' = 41 748 000/4 069 000 = '''10,3'''
  
'''T<sub>s</sub> = IN/CF''' = 41 748 000/4 069 000 = '''10,3'''
+
<br> (Prostá doba návratnosti bez dotace: T<sub>s</sub> = 63 000 000/4 069 000 = 15,5)
  
 +
<br> Tento výpočet však udává pouze statický pohled na investici. Neuvažuje se v něm ani s faktorem času, ani s časovou hodnotou peněz, a předpokládá konstantní průběh [[wikipedia:cs:Cash flow|cash flow]]. Obecně pro bioplynové stanice platí, že doba návratnosti investice do 5 let je velmi dobrá a do 10 let přijatelná. Po 15 letech provozu dosáhne většina hlavních prvků bioplynové stanice své životnosti a je potřeba počítat s vyššími náklady na opravu a údržbu.<ref name="Mužík">MUŽÍK, O.; ABRHAM, Z.:''Využití a ekonomika bioplynových stanic v zemědělském podniku''. Praha: VÚZT. 2006 Dostupné z www: http://www.vuzt.cz/doc/ekonomika/BP_kejda_PDF.pdf?menuid=482</ref>
  
(Prostá doba návratnosti bez dotace: T<sub>s</sub> = 63 000 000/4 069 000 = 15,5)
+
Přesnější výpočty ekonomického hodnocení projektů poskytují dynamické metody, které pracují s faktorem času (používají [[wikipedia:cs:Diskontn%C3%AD sazba|diskontní sazbu]]). Takovým příkladem jsou: Diskontovaná doba návratnosti (discounted payback period), čistá současná hodnota (net present value), vnitřní výnosové procento (internal rate of return).<ref>KARÁSEK, J.: ''Metody vyhodnocení efektivnosti investic – nástroj racionálního rozhodování.'' Šetrné budovy.cz [online] Dostupné z www: http://www.setrnebudovy.cz/component/content/article/35</ref>  
 
 
 
 
Tento výpočet však udává pouze statický pohled na investici. Neuvažuje se v něm ani s faktorem času, ani s časovou hodnotou peněz, a předpokládá konstantní průběh [[wikipedia:cs:Cash flow|cash flow]].
 
Obecně pro bioplynové stanice platí, že doba návratnosti investice do 5 let je velmi dobrá a do 10 let přijatelná. Po 15 letech provozu dosáhne většina hlavních prvků bioplynové stanice své životnosti a je potřeba počítat s vyššími náklady na opravu a údržbu.<ref name="Mužík">MUŽÍK, O.; ABRHAM, Z.:''Využití a ekonomika bioplynových stanic v zemědělském podniku''. Praha: VÚZT. 2006 Dostupné z www: http://www.vuzt.cz/doc/ekonomika/BP_kejda_PDF.pdf?menuid=482</ref>
 
 
 
Přesnější výpočty ekonomického hodnocení projektů poskytují dynamické metody, které pracují s faktorem času (používají [[wikipedia:cs:Diskontní sazba|diskontní sazbu]]). Takovým příkladem jsou: Diskontovaná doba návratnosti (discounted payback period), čistá současná hodnota (net present value), vnitřní výnosové procento (internal rate of return).<ref>KARÁSEK, J.: ''Metody vyhodnocení efektivnosti investic – nástroj racionálního rozhodování.'' Šetrné budovy.cz [online] Dostupné z www: http://www.setrnebudovy.cz/component/content/article/35</ref>  
 
  
 +
<br>
  
 
*'''Výkupní cena'''
 
*'''Výkupní cena'''
  
Elektrická energie je prodávána za státem garantovanou výkupní cenu ze zařízení využívající obnovitelné zdroje energie po dobu 15 let. Výkupní ceny elektřiny (minimální ceny) stanovené Energetickým regulačním úřadem pro tento typ bioplynové stanice byly stanoveny pro rok 2009 ve výši 4120 Kč/MWh.<ref>Cenové rozhodnutí Energetického regulačního úřadu č. 4/2009 ze dne 3. listopadu 2009, kterým se stanovuje podpora pro výrobu elektřiny z obnovitelných zdrojů energie, kombinované výroby elektřiny a tepla a druhotných energetických zdrojů. Dostupné z www: http://docs.google.com/viewer?url=http://www.tzb-info.cz/docu/predpisy/download/CR4-2009.pdf</ref>
+
Elektrická energie je prodávána za státem garantovanou výkupní cenu ze zařízení využívající obnovitelné zdroje energie po dobu 15 let. Výkupní ceny elektřiny (minimální ceny) stanovené Energetickým regulačním úřadem pro tento typ bioplynové stanice byly stanoveny pro rok 2009 ve výši 4120 Kč/MWh.<ref>Cenové rozhodnutí Energetického regulačního úřadu č. 4/2009 ze dne 3. listopadu 2009, kterým se stanovuje podpora pro výrobu elektřiny z obnovitelných zdrojů energie, kombinované výroby elektřiny a tepla a druhotných energetických zdrojů. Dostupné z www: http://docs.google.com/viewer?url=http://www.tzb-info.cz/docu/predpisy/download/CR4-2009.pdf</ref>  
  
 +
<br>
  
 
*'''[[wikipedia:cs:Diverzifikace|Diverzifikace]] příjmů'''
 
*'''[[wikipedia:cs:Diverzifikace|Diverzifikace]] příjmů'''
  
Realizací projektu došlo k diverzifikaci příjmů investora. Státem garantovaná výkupní cena elektrické energie zajišťuje rovnoměrné příjmy pro investora a zároveň dlouholetou jistotu odbytu vyrobené energie. Tento projekt rovněž napomáhá eliminovat výkyvy v odbytu produktů zemědělského odvětví.
+
Realizací projektu došlo k diverzifikaci příjmů investora. Státem garantovaná výkupní cena elektrické energie zajišťuje rovnoměrné příjmy pro investora a zároveň dlouholetou jistotu odbytu vyrobené energie. Tento projekt rovněž napomáhá eliminovat výkyvy v odbytu produktů zemědělského odvětví.  
  
 +
<br>
  
 
*'''Osvobození od daně z příjmů'''
 
*'''Osvobození od daně z příjmů'''
Zákonem o daních z příjmů je umožněno osvobození od daně v kalendářním roce, v němž byla bioplynová stanice poprvé uvedena do provozu (2008), a v bezprostředně následujících pěti letech (2009 - 2013).<ref>Zákon č. 586/1992 Sb., o daních z příjmů.''Část druhá, Daň z příjmů právnických osob.'' § 19 Osvobození od daně. Dostupné z www: http://business.center.cz/business/pravo/zakony/dprij/cast2.aspx</ref>
 
  
 +
Zákonem o daních z příjmů je umožněno osvobození od daně v kalendářním roce, v němž byla bioplynová stanice poprvé uvedena do provozu (2008), a v bezprostředně následujících pěti letech (2009 - 2013).<ref>Zákon č. 586/1992 Sb., o daních z příjmů.''Část druhá, Daň z příjmů právnických osob.'' § 19 Osvobození od daně. Dostupné z www: http://business.center.cz/business/pravo/zakony/dprij/cast2.aspx</ref>
 +
 +
<br>
  
 
*'''Využití tepla'''
 
*'''Využití tepla'''
 +
 
Využití přebytků tepla je zatím problematické. Bude záležet na úspěšnosti realizace připravovaného projektu, který se týká vytápění stájových objektů pro krůty. Úspěšná opatření pak mohou mít pozitivní ekonomický přínos.  
 
Využití přebytků tepla je zatím problematické. Bude záležet na úspěšnosti realizace připravovaného projektu, který se týká vytápění stájových objektů pro krůty. Úspěšná opatření pak mohou mít pozitivní ekonomický přínos.  
  
 +
<br>
  
 +
=== '''Environmentální aspekty'''  ===
  
=== '''Environmentální aspekty''' ===
 
 
*'''Obnovitelný zdroj energie'''
 
*'''Obnovitelný zdroj energie'''
Jedná se o výrobu elektrické energie a tepla z obnovitelných zdrojů, což je v souladu s požadavky EU na snížení spotřeby fosilních paliv a snížení emisí z jejich spalování.
 
  
 +
Jedná se o výrobu elektrické energie a tepla z obnovitelných zdrojů, což je v souladu s požadavky EU na snížení spotřeby fosilních paliv a snížení emisí z jejich spalování.
 +
 +
<br>
  
 
*'''Snížení pachu'''
 
*'''Snížení pachu'''
Dochází ke snížení produkce pachových látek z chovu zvířat, přesněji ze skladování kejdy a z hnojení zemědělských pozemků v blízkosti obytných území. Materiál vzniklý po fermentaci (digestát) je bez zápachu, skladován je ve skladovací jímce a následně využíván pro hnojení zemědělských pozemků. Celková roční produkce digestátu je 21 400 tun za rok. Z toho se 7 554 tun se vrací zpět do fermentoru pro naředění. Zbytek materiálu (13 846 t/rok) je využíván pro hnojení zemědělských pozemků. Díky dostatečné rozloze půdy, kterou investor obhospodařuje, nedochází k přehnojování.
 
Využití digestátu rovněž představuje významné snížení rizika hnojení průmyslovými i statkovými hnojivy ve vztahu k životnímu prostředí.<ref>BABIČKA, L.: Významný přínos výroby bioplynu. Listy cukrovarnické a řepařské, www.cukr-listy.cz [online], Dostupné z www: http://biom.cz/cz/odborne-clanky/vyznamny-prinos-vyroby-bioplynu ISSN: 1210-3306</ref>
 
  
 +
Dochází ke snížení produkce pachových látek z chovu zvířat, přesněji ze skladování kejdy a z hnojení zemědělských pozemků v blízkosti obytných území. Materiál vzniklý po fermentaci (digestát) je bez zápachu, skladován je ve skladovací jímce a následně využíván pro hnojení zemědělských pozemků. Celková roční produkce digestátu je 21 400 tun za rok. Z toho se 7 554 tun se vrací zpět do fermentoru pro naředění. Zbytek materiálu (13 846 t/rok) je využíván pro hnojení zemědělských pozemků. Díky dostatečné rozloze půdy, kterou investor obhospodařuje, nedochází k přehnojování. Využití digestátu rovněž představuje významné snížení rizika hnojení průmyslovými i statkovými hnojivy ve vztahu k životnímu prostředí.<ref>BABIČKA, L.: Významný přínos výroby bioplynu. Listy cukrovarnické a řepařské, www.cukr-listy.cz [online], Dostupné z www: http://biom.cz/cz/odborne-clanky/vyznamny-prinos-vyroby-bioplynu ISSN: 1210-3306</ref>
 +
 +
<br>
  
 
*'''Realizace stavby bez záboru půdy'''
 
*'''Realizace stavby bez záboru půdy'''
Bioplynová stanice byla postavena ve stávajícím zemědělském areálu. Stavbou nebyly dotčeny pozemky, které jsou součástí zemědělského půdního fondu ani pozemky určené k plnění funkce lesa.
 
  
 +
Bioplynová stanice byla postavena ve stávajícím zemědělském areálu. Stavbou nebyly dotčeny pozemky, které jsou součástí zemědělského půdního fondu ani pozemky určené k plnění funkce lesa.
 +
 +
<br>
  
 
*'''Posuzování vlivů na životní prostředí'''
 
*'''Posuzování vlivů na životní prostředí'''
„''Průběh výstavby… neovlivní zásadním způsobem okolní životní prostředí ani neohrozí zdraví občanů v nejbližších obytných objektech v obci Drahobudice. Ani v bezprostředním důsledku provozu nedojde k ovlivnění, případně narušení okolního prostředí. Negativní vlivy mohou nastat pouze v případě technologické nekázně. Při dodržení příslušných předpisů jsou však tato rizika vyloučena.''
 
  
''Při energetickém využítí bioplynu je bilance spotřebovaného CO<sub>2</sub> (pro růst biomasy) a vyprodukovaného CO<sub>2</sub> (spálením bioplynu) neutrální. Vlastní provoz bioplynové stanice se bude na znečištění ovzduší podílet [[wikipedia:cs:Emise|emisemi]] NO<sub>x</sub> a CO. Ty budou v ovzduší obklopujícím areál obsaženy v natolik nízké koncentraci, že se jejich vliv na ovzduší nijak negativně neprojeví.''
+
„''Průběh výstavby… neovlivní zásadním způsobem okolní životní prostředí ani neohrozí zdraví občanů v nejbližších obytných objektech v obci Drahobudice. Ani v bezprostředním důsledku provozu nedojde k ovlivnění, případně narušení okolního prostředí. Negativní vlivy mohou nastat pouze v případě technologické nekázně. Při dodržení příslušných předpisů jsou však tato rizika vyloučena.''
 +
 
 +
''Při energetickém využítí bioplynu je bilance spotřebovaného CO<sub>2</sub> (pro růst biomasy) a vyprodukovaného CO<sub>2</sub> (spálením bioplynu) neutrální. Vlastní provoz bioplynové stanice se bude na znečištění ovzduší podílet [[wikipedia:cs:Emise|emisemi]] NO<sub>x</sub> a CO. Ty budou v ovzduší obklopujícím areál obsaženy v natolik nízké koncentraci, že se jejich vliv na ovzduší nijak negativně neprojeví.''  
  
 
''Nebudou dotčeny chráněné druhy rostlin ani živočichů, prvky územního systému ekologické stability, významné krajinné prvky, nedojde k poškození krajinného rázu.''  
 
''Nebudou dotčeny chráněné druhy rostlin ani živočichů, prvky územního systému ekologické stability, významné krajinné prvky, nedojde k poškození krajinného rázu.''  
  
''Vzhledem k charakteru záměru a lokalizaci stavby nebyly shledány závažné vlivy na životní prostředí a obyvatele, které by vznikly v důsledku výstavby a následného provozu.''“<ref name="EIA">Informační systém EIA, Záměry na území ČR. ''Oznámení záměru Zemědělská bioplynová stanice Drahobudice''. Dostupné z www: http://tomcat.cenia.cz/eia/detail.jsp?view=eia_cr&id=STC633</ref>
+
''Vzhledem k charakteru záměru a lokalizaci stavby nebyly shledány závažné vlivy na životní prostředí a obyvatele, které by vznikly v důsledku výstavby a následného provozu.''“<ref name="EIA">Informační systém EIA, Záměry na území ČR. ''Oznámení záměru Zemědělská bioplynová stanice Drahobudice''. Dostupné z www: http://tomcat.cenia.cz/eia/detail.jsp?view=eia_cr&amp;amp;id=STC633</ref>  
  
 +
<br>
  
 +
== Zdroje  ==
  
== Zdroje ==
+
<references />  
<references/>
 
  
  
== Odkazy ==
+
== Odkazy ==
  
=== Externí odkazy ===
+
=== Externí odkazy ===
  
[http://en.wikipedia.org/wiki/Anaerobic_digestion Anaerobic digestion] na anglické Wikipedii
+
[http://en.wikipedia.org/wiki/Anaerobic_digestion Anaerobic digestion] na anglické Wikipedii  
  
[http://en.wikipedia.org/wiki/Biogas Biogas] na anglické Wikipedii
+
[http://en.wikipedia.org/wiki/Biogas Biogas] na anglické Wikipedii  
  
 
[http://www.biom.cz CZ Biom] České sdružení pro biomasu  
 
[http://www.biom.cz CZ Biom] České sdružení pro biomasu  
  
[http://www.mze.cz/UserFiles/File/EAFRD/Desatero.pdf Desatero bioplynových stanic] na stránkách MZe
+
[http://www.mze.cz/UserFiles/File/EAFRD/Desatero.pdf Desatero bioplynových stanic] na stránkách MZe  
  
 
[http://www.i-ekis.cz/? i-EKIS] Internetové energetické konzultační a informační středisko ČEA  
 
[http://www.i-ekis.cz/? i-EKIS] Internetové energetické konzultační a informační středisko ČEA  
  
 
[http://www.biogas.org Německá asociace bioplynu] v němčině
 
[http://www.biogas.org Německá asociace bioplynu] v němčině

Verze z 18. 5. 2010, 12:04



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.

Bioplynová stanice Lípa

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:

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

Příklad realizace projektu: Zemědělská bioplynová stanice Drahobudice

Jedná se o zemědělskou bioplynovou stanici pro zpracování biomasy (kukuřičná siláž) a statkových hnojiv (kejda) v zemědělském areálu Drahobudice, který se nachází na okrese Kolín ve Středočeském kraji. Investorem i provozovatelem je ZAS Bečváry a.s..


31b.jpg


Jednotlivé aktivity projektu

  • Zpracování projektové dokumentace pro stavební povolení (rok 2007)
  • Vyřízení stavebního povolení
  • Zajištění příloh a zpracování žádosti o dotaci
  • Výběrové řízení na dodavatele technologie a stavby
  • Výstavba (březen 2008 - září 2008)
  • Montáž technologie (srpen 2008)
  • Uvádění do provozu (říjen 2008)
  • Zkušební provoz (prosinec 2008 - únor 2009)
  • Kolaudace (únor 2009)
  • Běžný provoz (od března 2009)
  • Žádost o proplacení dotace[10]


Stavební objekty

  1. Fermentor – částečně zapuštěná zastřešená jímka rozdělená na dva prostory soustřednými prstenci, patří k němu dávkovač pevných substrátů s násypkou
  2. Provozní budova – zde je umístěno obslužné zázemí stanice a kogenerační jednotka (motor určený pro spalování bioplynu s generátorem elektrického proudu)
  3. Přijímací kejdová jímka – umístěna vedle fermentoru
  4. Plynojem – pro vyrovnání nestejnoměrného vývinu bioplynu, umístěn v prostoru mezi fermentorem a kogenerační jednotkou
  5. Silážní žlab – pro uskladnění kukuřičné siláže
  6. Skladovací jímka (koncový sklad digestátu) – navazuje na ní stáčecí plocha pro vyskladňování digestátu do kejdových cisteren pro aplikaci na zemědělské pozemky[11]


Provoz

Substráty

Jako substrát pro výrobu bioplynu jsou využívány odpady z živočišné výroby a zemědělské plodiny, které jsou pěstovány na pozemcích investora.

  • kukuřičná siláž: 27 tun denně
  • kejda prasat: 12 m3
  • vojtěžková senáž: 1 tuna denně
  • silážované cukrovarnické řízky: 2 tuny denně

Dodávky kukuřice na siláž se uskutečňují jednorázově v průběhu asi třiceti dnů v době sklizně kukuřic. Navážení kejdy a ostatních substrátů probíhá jednou denně.[10]

Technologie a výkony

Pro výrobu bioplynu je používána tzv. dvoustupňová technologie fermentace. Jedná se o dva fermentory typu „kruh v kruhu“. Tato technologie umožňuje větší efektivitu celkového procesu. Proces lze lépe řídit a případné problémy související s nevhodným množstvím nebo poměrem substrátů lze lépe řešit než v případě jednostupňové fermentace. K výrobě elektrické energie a tepla je použita kogenerační jednotka s elektrickým výkonem 526 kW a tepelným výkonem 566 kW. Dodávka vyrobené energie z bioplynové stanice je zajištěna prostřednictvím nové trafostanice, která je připojena do sítě firmy Středočeská energetika, a.s..

V roce 2009 bylo vyrobeno 4 081,330 MWh elektřiny, vlastní spotřeba (elektřina potřebná pro provoz bioplynové stanice) činila 496,794 MWh (asi 12,2%). Dodávka elektřiny do distribuční soustavy činila 3 594,833 MWh.[12]

Tepelné energie, které vznikají při kogeneraci jako druhotný produkt prozatím nejsou plně využity. Pro vlastní procesy bioplynové stanice je spoteřbováváno asi 25% produkovaného tepla. V současnosti je příležitostně vytápěna sušárna dřeva. Do budoucna se plánuje realizace projektu vytápění stájových objektů pro krůty ve výkrmu a využití tepla pro dosoušení obilnin.

Fermentační zbytek (digestát) je využívaný jako organické hnojivo.


Ekonomické aspekty

  • Ekonomická efektivnost investice

Pro hodnocení ekonomické efektivnosti investice do bioplynové stanice můžeme použít výpočet doby návratnosti (Payback period). Prostá doba návratnosti Ts (roky) se vypočítá podle vzorce:[13]


Ts = IN/CF


kde

IN = N - D

N – jednorázové náklady na realizaci projektu (Kč)

D – výše poskytnuté dotace (Kč)

CF = Vr - Npr

Vr – průměrné roční výnosy (Kč)

Npr - průměrné roční provozní náklady (Kč).


Údaje pro daný projekt:[14]

Celkové náklady na pořízení investice: 63 000 000,-

Dotace: 21 252 000,-

IN = 63 000 000 - 21 252 000 = 41 748 000,-

Výnosy (2009): 11 1113 000,-

Provozní náklady (2009): 7 044 000,-

CF = 11 113 000 – 7 044 000 = 4 069 000,-


Ts = IN/CF = 41 748 000/4 069 000 = 10,3


(Prostá doba návratnosti bez dotace: Ts = 63 000 000/4 069 000 = 15,5)


Tento výpočet však udává pouze statický pohled na investici. Neuvažuje se v něm ani s faktorem času, ani s časovou hodnotou peněz, a předpokládá konstantní průběh cash flow. Obecně pro bioplynové stanice platí, že doba návratnosti investice do 5 let je velmi dobrá a do 10 let přijatelná. Po 15 letech provozu dosáhne většina hlavních prvků bioplynové stanice své životnosti a je potřeba počítat s vyššími náklady na opravu a údržbu.[15]

Přesnější výpočty ekonomického hodnocení projektů poskytují dynamické metody, které pracují s faktorem času (používají diskontní sazbu). Takovým příkladem jsou: Diskontovaná doba návratnosti (discounted payback period), čistá současná hodnota (net present value), vnitřní výnosové procento (internal rate of return).[16]


  • Výkupní cena

Elektrická energie je prodávána za státem garantovanou výkupní cenu ze zařízení využívající obnovitelné zdroje energie po dobu 15 let. Výkupní ceny elektřiny (minimální ceny) stanovené Energetickým regulačním úřadem pro tento typ bioplynové stanice byly stanoveny pro rok 2009 ve výši 4120 Kč/MWh.[17]


Realizací projektu došlo k diverzifikaci příjmů investora. Státem garantovaná výkupní cena elektrické energie zajišťuje rovnoměrné příjmy pro investora a zároveň dlouholetou jistotu odbytu vyrobené energie. Tento projekt rovněž napomáhá eliminovat výkyvy v odbytu produktů zemědělského odvětví.


  • Osvobození od daně z příjmů

Zákonem o daních z příjmů je umožněno osvobození od daně v kalendářním roce, v němž byla bioplynová stanice poprvé uvedena do provozu (2008), a v bezprostředně následujících pěti letech (2009 - 2013).[18]


  • Využití tepla

Využití přebytků tepla je zatím problematické. Bude záležet na úspěšnosti realizace připravovaného projektu, který se týká vytápění stájových objektů pro krůty. Úspěšná opatření pak mohou mít pozitivní ekonomický přínos.


Environmentální aspekty

  • Obnovitelný zdroj energie

Jedná se o výrobu elektrické energie a tepla z obnovitelných zdrojů, což je v souladu s požadavky EU na snížení spotřeby fosilních paliv a snížení emisí z jejich spalování.


  • Snížení pachu

Dochází ke snížení produkce pachových látek z chovu zvířat, přesněji ze skladování kejdy a z hnojení zemědělských pozemků v blízkosti obytných území. Materiál vzniklý po fermentaci (digestát) je bez zápachu, skladován je ve skladovací jímce a následně využíván pro hnojení zemědělských pozemků. Celková roční produkce digestátu je 21 400 tun za rok. Z toho se 7 554 tun se vrací zpět do fermentoru pro naředění. Zbytek materiálu (13 846 t/rok) je využíván pro hnojení zemědělských pozemků. Díky dostatečné rozloze půdy, kterou investor obhospodařuje, nedochází k přehnojování. Využití digestátu rovněž představuje významné snížení rizika hnojení průmyslovými i statkovými hnojivy ve vztahu k životnímu prostředí.[19]


  • Realizace stavby bez záboru půdy

Bioplynová stanice byla postavena ve stávajícím zemědělském areálu. Stavbou nebyly dotčeny pozemky, které jsou součástí zemědělského půdního fondu ani pozemky určené k plnění funkce lesa.


  • Posuzování vlivů na životní prostředí

Průběh výstavby… neovlivní zásadním způsobem okolní životní prostředí ani neohrozí zdraví občanů v nejbližších obytných objektech v obci Drahobudice. Ani v bezprostředním důsledku provozu nedojde k ovlivnění, případně narušení okolního prostředí. Negativní vlivy mohou nastat pouze v případě technologické nekázně. Při dodržení příslušných předpisů jsou však tato rizika vyloučena.

Při energetickém využítí bioplynu je bilance spotřebovaného CO2 (pro růst biomasy) a vyprodukovaného CO2 (spálením bioplynu) neutrální. Vlastní provoz bioplynové stanice se bude na znečištění ovzduší podílet emisemi NOx a CO. Ty budou v ovzduší obklopujícím areál obsaženy v natolik nízké koncentraci, že se jejich vliv na ovzduší nijak negativně neprojeví.

Nebudou dotčeny chráněné druhy rostlin ani živočichů, prvky územního systému ekologické stability, významné krajinné prvky, nedojde k poškození krajinného rázu.

Vzhledem k charakteru záměru a lokalizaci stavby nebyly shledány závažné vlivy na životní prostředí a obyvatele, které by vznikly v důsledku výstavby a následného provozu.[11]


Zdroje

  1. 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. 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
  3. PASTOREK, Z.; KÁRA, J.; JEVIČ, P.: Biomasa – obnovitelný zdroj energie. Praha: FCC PUBLIC s.r.o., 2004. 286 s, ISBN 80-86534-06-5
  4. 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
  5. VÁŇA, Jaroslav: Využití digestátů jako organického hnojiva. Biom.cz [online]. 2007-04-25 [cit. 2009-01-14]. Dostupné z WWW: &lt;http://biom.cz/cz-bioodpady-a-kompostovani/odborne-clanky/vyuziti-digestatu-jako-organickeho-hnojiva&gt;. ISSN: 1801-2655.
  6. BAČÍK, Ondřej: Bioplynové stanice: technologie celonárodního významu. Biom.cz [online]. 2008-01-14 [cit. 2009-01-14]. Dostupné z WWW: &lt;http://biom.cz/cz-bioplyn/odborne-clanky/bioplynove-stanice-technologie-celonarodniho-vyznamu&gt;. ISSN: 1801-2655.
  7. KAJAN, Miroslav: Bioplynová stanice Třeboň. Biom.cz [online]. 2004-06-07 [cit. 2009-01-14]. Dostupné z WWW: &lt;http://biom.cz/cz/odborne-clanky/bioplynova-stanice-trebon&gt;. ISSN: 1801-2655..
  8. CZ Biom, : Bioplyn může zásobovat obnovitelnou elektřinou tisíce českých domácností. Biom.cz [online]. 2007-03-15 [cit. 2009-01-14]. Dostupné z WWW: &lt;http://biom.cz/czp-bioplyn/odborne-clanky/bioplyn-muze-zasobovat-obnovitelnou-elektrinou-tisice-ceskych-domacnosti&gt;. ISSN: 1801-2655.
  9. 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
  10. 10,0 10,1 Studie proveditelnosti a jiné firemní podklady ZAS Bečváry a.s.
  11. 11,0 11,1 Informační systém EIA, Záměry na území ČR. Oznámení záměru Zemědělská bioplynová stanice Drahobudice. Dostupné z www: http://tomcat.cenia.cz/eia/detail.jsp?view=eia_cr&amp;id=STC633
  12. Měsíční výkaz o výrobě elektřiny z obnovitelných zdrojů. 12/2009. Firemní podklady ZAS Bečváry a.s.
  13. Vašíček, J.:Zásady ekonomického hodnocení energetických projektů.TZB-INFO[online]. 2005-06-20 [cit. 2010-04-12]. Dostupné z www: http://www.tzb-info.cz/t.py?t=2&amp;i=2565
  14. Výsledovka BPS Drahobudice pro období 12/09. 2010-01-25
  15. MUŽÍK, O.; ABRHAM, Z.:Využití a ekonomika bioplynových stanic v zemědělském podniku. Praha: VÚZT. 2006 Dostupné z www: http://www.vuzt.cz/doc/ekonomika/BP_kejda_PDF.pdf?menuid=482
  16. KARÁSEK, J.: Metody vyhodnocení efektivnosti investic – nástroj racionálního rozhodování. Šetrné budovy.cz [online] Dostupné z www: http://www.setrnebudovy.cz/component/content/article/35
  17. Cenové rozhodnutí Energetického regulačního úřadu č. 4/2009 ze dne 3. listopadu 2009, kterým se stanovuje podpora pro výrobu elektřiny z obnovitelných zdrojů energie, kombinované výroby elektřiny a tepla a druhotných energetických zdrojů. Dostupné z www: http://docs.google.com/viewer?url=http://www.tzb-info.cz/docu/predpisy/download/CR4-2009.pdf
  18. Zákon č. 586/1992 Sb., o daních z příjmů.Část druhá, Daň z příjmů právnických osob. § 19 Osvobození od daně. Dostupné z www: http://business.center.cz/business/pravo/zakony/dprij/cast2.aspx
  19. BABIČKA, L.: Významný přínos výroby bioplynu. Listy cukrovarnické a řepařské, www.cukr-listy.cz [online], Dostupné z www: http://biom.cz/cz/odborne-clanky/vyznamny-prinos-vyroby-bioplynu ISSN: 1210-3306


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