Cesta k vyšší efektivitě ‚bioplynek‘

V České republice je vybudováno několik stovek bioplynových stanic. Jejich majitelé mají za sebou první praktické zkušenosti s jejich provozováním a přemýšlí nad zlepšením jejich ekonomiky. Podívejme se na současný stav a možnosti řešení této problematiky.

 

Bioplynové stanice v zemědělských podnicích byly budovány jednoznačně za účelem stabilizace jejich příjmů. Tedy ve formě pravidelného cash-flow, které se musí odrážet v ziskové rovině.

Ekonomika především

Ziskovost vytvoříme maximalizací příjmů a minimalizací výdajů. V obou případech se jedná o správná manažerská rozhodnutí (komu a jak prodám elektřinu a teplo, jak snížím provozní náklady na suroviny a údržbu a další), která jsou však do jisté míry limitována technickými možnostmi již vybudované bioplynové stanice.

Klíčové jsou vstupy

Všichni se shodneme, že největší provozní položkou jsou náklady na vstupní suroviny. Pryč jsou doby, kdy se stanice budovaly převážně na kukuřičnou siláž doplněnou kejdou. Stačila menší úroda a vyšší ceny nákupu, k tomu ekologická omezení pěstování a najednou tu jsou stanice, které nedokážou surovinově zabezpečit stoprocentní výkon. Z hlediska snížení nákladů je jednoznačně třeba zpracovat veškerý slamnatý hnůj a co nejméně zatěžovat ornou půdu pěstováním drahých surovin. Mnoho podniků už objevilo potenciál v trvalých travních porostech, kdy jejich intenzivním využíváním a obnovou lze vypěstovat značné množství senáží. Najednou však zjišťujeme, že jen málo technologií dovede zpracovat velké množství těchto vstupů vyznačujících se vyšší sušinou, dlouhostébelnatostí a obsahem možných příměsí.

Nejčastější technologická omezení

Pokud začneme využívat více slamnatý hnůj a senáže, začneme pracovat s většími objemy suroviny oproti kukuřičným silážím či jiným koncentrovaným surovinám. Tyto objemy je třeba nějak zpracovat, dopravit do fermentačního procesu, zamíchat ve fermentorech. Můžeme tak často narazit na následující technologické

limity:

  • ucpávání dávkovače, který nezvládá dlouhostébelnaté vstupy a hnůj,
  • malý objem dávkovače, který byl koncipován jen na menší objem kukuřičné siláže,
  • šnekový dopravník navazující na dávkovač, který nezvládá přepravu senáží a hnoje,
  • malý objem fermentoru s krátkou dobou zdržení,
  • málo výkonná míchadla a čerpadla.

Možnosti řešení

K úpravě stanice je třeba přistoupit komplexně. Je třeba posoudit možnosti úprav dané stavební dispozicí a snažit se co nej méně omezit výrobu. Někde bude nutno osadit výkonnější míchadla, přičemž na trhu jsou již například 25kW výkonná elektrická míchadla s třílistou vrtulí nebo míchadla dosahující až ke středu nádrží. Na trhu jsou dávkovače o objemech 50– 80 m3. Osvědčily se pásové dopravníky, kde není problém se zahlcováním a které vstupní suroviny nezhutňují, čímž napomáhají lepšímu míchání substrátu. V případě kratší doby zdržení, než je potřebná a nutná, a při omezené výkonnosti míchací a čerpací techniky je možno doporučit předúpravu vstupních surovin.

Nejlevnější je mechanická úprava

Velmi vhodným řešením je příprava vstupní suroviny pro kvalitnější fermentaci – takzvanou biokontrakcí. Tato příprava probíhá pomocí mechanického rozdrcení rotujícícími elementy uvnitř reakčního válce. Zařízení je součástí technologického celku dávkování surovin hned za dávkovačem. Tam probíhá úprava surovin rozdrcením a rozmělněním po dobu několika sekund a materiál je dále dopravován druhým pásovým dopravníkem přes kapacitní vkládací šnek o velkém průměru do stávající technologie (nejčastěji fermentor či různé předfermentory). U upraveného materiálu začíná velice rychle proces hydrolýzy a následných dalších fermentačních procesů. Upravené suroviny nabízejí metanogenním bakteriím větší plochu pro jejich práci, a tím větší využitelnosti surovin za rychlejší přeměny organické hmoty na bioplyn. Doba zdržení surovin se tak zkracuje o více než třetinu běžné fermentační doby. U rozdružených surovin je navíc jednodušší následné míchání a nižší riziko plovoucích vrstev.

Návratnost investice

Provozovatel bude postaven před otázku, jakým způsobem financovat tyto úpravy. Jednoznačně je třeba říci, že při využití například 25 tun slamnatého hnoje denně ušetříme minimálně osm tun silážní kukuřice. To při ceně 1000 Kč za tunu dělá úsporu téměř tři miliony korun ročně. Podobně je to při využití dalších surovin. I u senáží, pokud uvolníme ornou půdu k jiné produkci, dojde k nárůstu efektivity a tržeb zemědělského podniku. V případě využití například mechanické předúpravy a urychlení fermentace navíc zvýšíme celkovou výtěžnost i u dalších vstupů (bioplyn zachytíme ve fermentoru a neuvolňuje se tolik ve skladovací jímce). Ze zkušeností klesá celková potřeba vstupů o 10–20 %, což jsou další nemalé úspory.

Efektivita existuje

Když dva dělají totéž, nebývá to vždycky totéž. Proto tu máme rozdílné technologie i odlišná stavební řešení. Cesta k lepší ekonomice však vede vždy mimo jiné přes efektivnější využití vstupů a vždy je možná cesta úprav a vylepšení. A jelikož již u nás existují stanice, které vůbec nepoužívají kukuřičnou siláž a dokážou zpracovat maximum hnoje a jiných surovin, je možné se u nich inspirovat a hledat cesty
řešení ve spolupráci s odborníky, kteří mají za sebou zkušenosti a výsledky.

Ing. Karel Stober
Světlá nad Sázavou

Článek ke stažení zde

BGS-Biogas-cesta-k-vyssi-efektivite-bioplynek