Bioplynová stanica


Bioplynová stanica je technologické zariadenie, ktoré využíva proces anaerobnej digescie k spracovaniu biodpadu, prípadnejiného biologicky rozložiteľného materiálu. Hlavným produktom anaerobnej digescie je bioplyn, který možno využíť ako alternatívny zdroj energie. Anaeróbna digescia, alebo splyňovanie bioodpadu, je kvasný proces, pri ktorom sa z bioodpadu uvoľňuje bioplyn. Celý proces prebieha vo fermentore bioplynovej stanice v prostredí výlučne bez prístupu vzduchu, pôsobením tzv. metanogénnych baktérií (zmiešané kultúry baktérií /najmä methanococcus a methanobacterium/) najčastejšie pri teplote okolo 30 - 40 °C (mezofilná oblasť).


Celý proces prebieha v štyroch základných fázach:

  1. hydrolýza - hydrolytické mikroorganizmi štiepia makromolekulárne organické látky na menšie molekuly, schopné transportu do bunky, kde prebiehajú dalšie fázy
  2. acidogenézia(okyslenie) - produkty hydrolýzy sú štiepené na jednoduchšie látky (kyseliny, alkoholy, CO2, H2)
  3. acetogenéza - tvorba kyseliny octovej, CO2 a H2
  4. metánogenéza - vznik metánu zo zmesi CO2 a H2 alebo z kyseliny octovej; vedľajším produktom je CO2


Bioplyn je bohatý na metán (CH4) a tak je nosičom energie. Jeho spaľovaním dokážeme získať z bioodpadu energiu (teplo a elektrickú energiu). Po fermentácii ostáva zvyšok – digestát, ktorý je buď kvapalný alebo má kašovitú konzistenciu. Je ho možné aplikovať priamo na poľnohospodársku pôdu, alebo pri nižšom obsahu vody sa môže stabilizovať kompostovaním.

Bioplyn a bioplynové systémy predstavujú energetické zdroje s vysoko pozitívnymi prínosmi pre ochranu a tvorbu životného prostredia.

Hoci bioplyn nie je schopný nahradiť fosílne palivá z ich dominantného postavenia na trhu s energonosičmi, má na rozdiel od nich široké perspektívy pre využitie v budúcnosti. Bioplynové systémy v rôznych alternatívnych usporiadaniach predstavujú plne obnoviteľné zdroje, transformujúce a spolu využívajúce energiu Slnka. Významný podiel energeticky využiteľnej biomasy je produkovaný v poľnohospodárstve a potravinárstve. Poľnohospodárska veľkovýroba – najväčší producent biologických „odpadov“.

 


Rozdelenie zariadení na výrobu bioplynu:

  • poľnohospodárske bioplynové zariadenia
  • komunálne (priemyselné) zariadenia
  • ostatné (bioplynové koncovky na ČOV)

Bioplynové zariadenia v princípe delíme aj podľa obsahu suchej hmoty v spracovávanom substráte na:

• mokrú fermentáciu (obsah sušiny do 15 %) (rozšírenejšie)
• suchú fermentáciu (obsah sušiny 25 – 60 %).

 


VYBRANÉ ASPEKTY PESTOVANIA ENERGETICKÝCH RASTLÍN PRE BIOPLYNOVÉ TECHNOLÓGIE BPS

1. Trvalé trávne porasty.
V podmienkach znevýhodnených oblastí Slovenska sa ako vstupné suroviny do BPS ponúkajú trvalé trávne porasty (TTP), kukurica na siláž, cirok. Množstvo a kvalita vypestovanej fytomasy závisí na pôdno klimatických podmienkach, spôsobe pestovania, technológii zberu a pozberovej úprave. Náklady na pestovanie však musia byť pokryté tržbami za biomasu realizované na trhu.
Trvalé trávne porasty (TTP) sú významnou kultúrnou plodinou, ktorá má na Slovensku dlhoročnú tradíciu. Na výmere poľnohospodárskej pôdy sa podieľajú približne (1/3-1/4) cca (500- 800 tisíc ha). V roku 2007 bola dosiahnutá produkcia lucerny 6,95t/ ha dosiahnutá produkcia sena 1,78t/ha. V priemere za posledných 5 rokov bola dosiahnutá produkcia z (TTP) 1487 tisíc t. pri priemernom výnose 2,97 t/ha minimálna 2,41t/ha. Produkčný potenciál TTP sa odvíja od geograficko-morfologických podmienok, genetického pôdneho typu, druhu pôd, nadmorskej výšky, teploty a ďalej závisí od zrážok, expozície pozemku, hladiny spodnej vody, botanického zloženia porastu a použitej mechanizácie. Výnosový potenciál je na Slovensku využívaný na cca 25-65% TTP sú využívané prevažne extenzívne, hnojené sú nedostatočnými dávkami hnojív a maštaľného hnoja a hnojovice. Prihnojované sú iba v oblastiach kde sú situované veľkochovy ošípaných a hovädzieho dobytka.
Dôvodom nízkej starostlivosti o TTP je výrazný pokles stavu HD ( z 3,5 milióna v roku 1990 na cca 467 tisíc v roku 2010) a ošípaných z 1,5 mil. na cca 687 tisíc. Pričom na iné účely neboli zatiaľ TTP zúžitkované. Pri využití TTP na účely výroby bioplynu musia poľnohospodári zvýšiť intenzifikačné faktory. Náklady na pestovanie trávnej biomasy na lúkach s nižšou úrodnosťou pri sušine 30% uvádza Kohoutek 2006 tab.1

Tabuľka: Náklady na produkciu siláže z trávnej hmoty TTP pri obsahu sušiny 30 %


2 Energetická kukurica na siláž

V posledných rokoch sa kukurica stáva veľmi dôležitou vstupnou surovinou pre BPS. V podmienkach Slovenska je kukurica nedeliteľnou súčasťou osevných postupov a má veľmi vysoký prírastok hmoty pri pomerne nenáročných pestovateľských podmienkach. Kukurica sa pestuje najmä v teplejších oblastiach západného Slovenska, ale súčasné hybridy umožňujú jej pestovanie aj v severných oblastiach. V týchto oblastiach však klesá podiel hmoty aj obsah sušiny, pričom rovnako často nedozrieva. Kukurica poskytuje vysoký energetický potenciál a to približne 320000 Mj/ha. V porovnaní s obilninami, ktoré produkujú iba 216 000 Mj/ ha je energetický potenciál kukurice výrazne vyšší. Práve táto skutočnosť umožňuje nový pohľad na kukuricu ako na krmivo s vyššou pridanou hodnotou pre bioplynové stanice (BPS).Na Slovensku sa pre účely kŕmenia hospodárskych zvierat vysieva približne (85-100 tisíc ha). Je rovnako zastúpená v kukuričnej, repárskej, obilninárskej a zemiakarskej oblasti. V horských a podhorských oblastiach je jej zastúpenie veľmi nízke. Pre pestovanie kukurice na výrobu bioplynu sú v
poľnohospodárskych podnikoch vytvorené dobré podmienky.Kukuricu je možné pestovať aj po sebe. Nevýhodou je pestovanie kukurice na svahoch kvôli pôdnej erózii. Vysoký podiel kukurice v osevnom postupe prináša so sebou riziko deficitu organickej hmoty v pôde. Pre účely BPS sú v poľnohospodárskych podnikoch veľmi dobré podmienky aj pre navyšovanie osevných plôch, ako aj priestory pre jej uskladnenie a silážovanie. Pretože stavy HD poklesli o viac ako 60%.


Okrem doleuvedených BPS je na Slovensku vybudovaných 45 anaeróbnych bioplynových koncoviek na ČOV (celkový počet ČOV 587). Na 18 ČOV sú nainštalované aj kogeneračné jednotky s celkovým inštalovaným výkonom 3,3 MWel.

Por. č.

Bioplynová stanica

Inštalovaný výkon kWel

Zdroj

Využitie energií

Začatie prevádzky

1.

AGROBAN, s. r. o. Bátka

6 x 138

hnojiovica , ošípaných, slepačí trus

vlastná spotreba

1995

2.

PPD Brezov

65

hnojovica HD + energet. plodiny

vlastná spotreba

1998

3.

VPP SPU, s. r. o. Kolíňany

22

hnojovica ošípaných + mašt. hnoj

vlastná spotreba

2001

4.

PD Kapušany

100 + 40

hnojovica HD + kukuričná siláž

predaj

2005

5.

STIFI Hurbanovo

270 + 320

kukuričná siláž

predaj

2005

6.

BPS Ladzany - E.ON

1000

konzervované siláže

predaj

2009

7.

BPS Veľký Ďur

844

hydinový trus, hnojovica od ošípaných, srvátka, g-fáza

predaj

2009

8.

BPS Hont. Moravce - E.ON

1000

konzervované siláže

predaj

2010

9.

PD Ludrová

250

hnojovica HD +
energet. plodiny

predaj

2010

10.

PD Chynorany

1000

poľnohosp. biomasa

predaj

2010

11.

BPS Malý Cetín - E.ON

1000

konzervované siláže

predaj

2010

12.

BPS Horovce  - E.ON

998

konzervované siláže

predaj

2010

13.

BPS Detva

998

hnojovica + siláž

predaj

2010

14.

BPS Vrbina

999

hnojovica od ošípaných, siláž

predaj

2010

15.

BPS Nový Dvor (Veľký Meder)

999

hnojovica HD+ siláž

predaj

2010

16.

BPS Bystré

2 x 536

biomasa z poľnohosp. výroby

predaj

2010

17.

BPS Smolinské

995

biomasa z poľnohosp. výroby

predaj

2010

18.

BPS Choňkovce

696

hnojovica od ošípaných, kukuričná siláž, maštaľný hnoj

predaj

2011

19.

BPS Boľkovce

990

hnojovica od ošípaných, kukuričná siláž

predaj

2011

20.

BPS Sereď

1000

cukrovarnícke odrezky, výlisky z repky, glycerol, kuk. siláž

predaj

2011

21.

BPS Veľké Uherce

1000

kukuřičná siláž, maštaľný hnoj, hnoj ošípaných, listy cukrovej repy

predaj

2011

22.

BPS Trenčianská Teplá

1000

hnojovica HD, cukr. řízky, kukuřičná siláž

predaj

2011

23.

BPS Rozhanovce

1000

hnojovica HD+ siláž

predaj

2011

24.

BPS Turčianske Teplice

999

hnojovica HD+ siláž

predaj

2011

25.

BPS Huncovce

990

biomasa z poľnohosp. výroby

predaj

2011

26.

BPS Jelšava I

990

siláž, senáž, hnojovica

predaj

2012

27.

BPS Jelšava II

990

siláž, senáž, hnojovica

predaj

2012

28.

BPS Belá nad Cirochou

990

siláž, senáž, hnojovica dojníc a hnoj dojníc

predaj

2011*

29.

BPS Mestečko

720

kukuričná siláž, maštaľný hnoj

predaj

2011**

30.

BPS Ružindol

988

 kukuřičná siláž, maštaľný hnoj a cukrovarnícke odrezky

predaj

2012**

31.

BPS Veľké Ripňany

760

biomasa z poľnohosp. výroby

predaj

2012**

32.

BPS Ladomírová

1000

kukuřičná siláž, maštaľný hnoj

predaj

2012**

33.

BPS Nenince

703

kurací trus, kukuričná siláž

predaj

2012**

34.

BPS Kostolná pri Dunaji

990

 

predaj

2012**

35.

BPS Plavnica

1000

hnojovica HD+ siláž

predaj

2011**

36.

BPS Bolešov-Kameničany

999

kukuřičná siláž, maštaľný hnoj a cukrovarnícke odrezky

predaj

2012**

37.

BPS Veľké Bierovce

999

kukuričná siláž, obilniny, trávna senáž, kurací trus, cukrovarnícke odrezky

predaj

2012**

38.

BPS Medzilaborce
v k.ú. Vydraň

527

poľnohospodárska biomasa, biologicky rozložiteľné odpady

predaj

2012**

39.

BPS Sklabiná

999

Kukuričná siláž, senáž

predaj

2012**

40.

BPS Čiližská Radvaň

999

Kukuričná siláž, senáž

predaj

2012**

41.

BPS Štrkovec (Tornaľa)

999

Kukuričná siláž, senáž

predaj

2012**

42.

BPS Hertník

998

biomasa z poľnohosp. výroby

predaj

2012**

43.

BPS Želovce

999

biomasa z poľnohosp. výroby

predaj

2012**

44.

BPS Kolárovo

999

biomasa z poľnohosp. výroby

predaj

2012**

45.

BPS Bošany

2 830

Biologicky rozložiteľné odpady

predaj

2012**

46.

BPS Detva II.

999

hnojovica HD+ siláž

predaj

2012**

47.

BPS Detva III.- Želobudza

999

hnojovica HD+ siláž

predaj

2012**

48.

BPS Čab

výroba biometánu

biologicky rozložiteľný odpad

predaj

2012***

49.

BPS Jesenské

999

hnojiovica
ošípaných

predaj

2012***

50.

BPS Ožďany

990

Kukuričná siláž, cirok

predaj

2012***

 

* v skúšobnej prevádzke

 

 

 

 

 

** vo výstavbe

 

 

 

 

 

*** projekt