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:
- hydrolýza - hydrolytické mikroorganizmi štiepia makromolekulárne organické látky na menšie molekuly, schopné transportu do bunky, kde prebiehajú dalšie fázy
- acidogenézia(okyslenie) - produkty hydrolýzy sú štiepené na jednoduchšie látky (kyseliny, alkoholy, CO2, H2)
- acetogenéza - tvorba kyseliny octovej, CO2 a H2
- 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:
• 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 + |
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 |
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 |
predaj |
2012*** |
50. |
BPS Ožďany |
990 |
Kukuričná siláž, cirok |
predaj |
2012*** |
|
* v skúšobnej prevádzke |
|
|
|
|
|
** vo výstavbe |
|
|
|
|
|
*** projekt |
|
|
|
|