Tehnologija za proizvodnju i korištenje bioplina Matko Perović, dipl. ing. stroj. Biljana Kulišić, dipl. oec.

1. Razvitak održivog tržišta bioplina u srednjoj i istočnoj Europi Tehnologija za proizvodnju i korištenje bioplinaMatko Perović, dipl. ing. stroj.Biljana Kulišić, dipl. oec. Ugovor br. IEE/09/848 SI2.558364| Trajanje projekta 01/05/2010 – 31/10/2012

2. Sadržaj • Osnovni principi stvaranja bioplina • Opis tehnologije • Primjer u Hrvatskoj

3. Bioplin je… …mješavina plinova koja nastaje prilikom truljenja organske tvari bez prisustva zraka – anaerobna digestija. Kao sirovina se najčešće uzima gnoj ili gnojovka ukombinaciji s drugom sirovinom biljnog porijekla (bogate škrobom, šećerom, uljima…) ili životinjskog porijekla (bogate proteinima i mastima). 07/12/2010 | Contract No. IEE/09/848 SI2.558364 | Project duration 01/05/2010 – 31/10/2012

4. Proces stvaranja bioplina Bioplin (CH4, CO2) (mokra) Biomasa Potpuno fermentirani supstrat Mikro(biološki) proces Gnoj, gnojovka, organske tvari, energetski usjevi Hranjive tvari

5. Shematski koncept proizvodnje bioplina na poljoprivrednom gospodarstvu

6. Sirovine za proizvodnju bioplina stajski gnoj i gnojnica različitog porijekla (krave, svinje, perad) ostaci i nusproizvodi iz poljoprivredne proizvodnje (npr. propali usjevi uslijed vremenskih nepogoda, žetveni ostatak, …) razgradivi organski otpad iz poljoprivredne i prehrambeno-prerađivačke proizvodnje (ostaci biljnog i životinjskog porijekla) organski dio komunalnog otpada iz kućanstva i ugostiteljske djelatnosti (ostaci biljnog i životinjskog porijekla) otpadni mulj od pročišćavanja otpadnih voda energetski usjevi (uljana repica, kukuruz, pšenica-slama, različite vrste trava, djetelina, …) odlagalište otpada (organski dio komunalnog otpada)

7. Energetska vrijednost pojedinih sirovina za proizvodnju bioplina

8. Prosječni sastav bioplina  60 % metana (CH4)  38 % ugljičnog dioksida (CO2)  2 % ostali plinovi (sumpor-vodik H2S, vodena para H2O, …) Sumpor-vodik H2S • otrovan plin s neugodnim mirisom poput trulih jaja • s vodenom parom stvara sumpornu kiselinu H2SO4 - korozivno djelovanje na kogeneracijske uređaje, plinovode i ispušne cijevi • nužno je provesti desumporizaciju (uklanjanje H2S) i sušenje bioplina (uklanjanje H2O)

9. Postrojenje za proizvodnju bioplina se uvijek podešava sirovini koju koristi Bioplinsko postrojenje je složena instalacija Glavne komponente se mogu naći na svakom postrojenju Idejno rješenje ovisi o vrsti substrata i količinama Komponente se definiraju putem procesnih faza Ulazne sirovine (supstrati) Supstrat Priprema supstrata Tehnologija digestije Sustav prerade plina Korištenje plina Skladištenje i korištenje digestata Mrvljenje Sortiranje Pasterizacija Ispust Desumporizacija Sušenje CO2-sekvestracija Skladištenje plina Toplina Kogeneracija (toplina+električna energija) Predaja u plinsku mrežu Gorive ćelije Motorno gorivo Mokra digestija Suha digestija Skladištenje Primjena i zbrinjavanje Dostava Skladištenje

10. Glavni dijelovi bioplinskog postrojenja

11. Dostava sirovina i skladištenje Prijevoz i dostava čine važnu stavku u radu postrojenja Moraju biti stabilni i kontinuirani Kontrola i bilježenje podataka (vrsta, težina, kvaliteta)

12. Skladištenjesirovina Nadomještaju sezonske oscilacije u dobavi Vrsta ovisi o sirovini (tekuće-kruto) • Navozni silos • Spremnik

13. Navozni silos • Uobičajeno se koristi za skladištenje energetskih usjeva za bioplinska postrojenja • Suhi materijal s udjelom vode 55 – 70% • Preša se da bi se istisnuo zrak i izbjegli aerobni procesi • Fermentacijski procesi proizvode hlapive masne kiseline (HMK) • Obično se pokrije s plastičnom folijom ili nekim drugim materijalima • Silaža ispušta korozivne tekućine s visokom hranidbenom vrijednosti

14. Spreminici Za sirovinu koja se može pumpati Betonski spremnici, ponekad metalni ili plastični Ko-supstrati se mogu miješati, usitnjavati, rezati s miješalicama Mora se voditi računa o sedimentaciji Neugodni mirisi iz spremnika se mogu smanjiti pokrivanjem ili ventilacijom s bio-filterima

15. Pripremanjesirovine • Sortiranje i odvajanje • Sanitacija • Usitnjavanje • Miješanje, homogenizacija

16. Rezultat supstrata i onečišćujućih tvari 90 – 95 % 5 – 10 % Otpad iz hrane nakon tretmana Pogled u spremnik s onečišćujućim tvarima

17. Sustav hranjenja fermentora Cilj je uspostaviti kontinuirani tijek sirovine (u praksi nekoliko manjih obroka) Tehnika hranjenja ovisi o suhoj tvari sirovine Suha sirovina pužnim vijcima a tekuća sirovina pumpama

18. Prijevoz i unossupstrata u fermentor • Stavljanje u fermentor mora biti bez prisustva zraka • Ugurava se ispod razine površinskog sloja

19. Sustav grijanja – grijanje fermentora Cilj je konstantna temperatura Promjene u temperaturi se moraju kompenzirati

20. Načini miješanja u fermentorima

21. Fermentori Fermentor je srce bioplinskog postrojenja Spremnik nepropustan za zrak Različitih veličina, materijal, oblika Dva osnovna sustava digestije

22. Skladište za bioplin Nadoknađuje promjene u proizvodnji bioplina Najčešća su skladišta s niskim tlakom Membrana nepropusna za plin Mjehur za plin

23. Skladište za bioplin

24. Vrste skladišta za bioplin

25. Skladištenje digestata izvan spremnika

26. Direktno spaljivanje i korištenje topline Fermentor s mješalicom Skladište bioplina Grijanje na bioplin • 37 goveda • 2,5 m³ gnojovke/dan • 60 m³ bioplina/dan • 360 kWh topline/dan

27. Kogeneracija: istovremena proizvodnja električne i toplinske energije

28. Načini korištenja bioplina tj. biometana

29. Usporedba bioplinskih postrojenja Prosječna veličina poljoprivrednog bioplinskog postrojenja: EU: 300 kW HR: 1 000 kW Broj postojećih poljoprivrednih bioplinskih postrojenja: Njemačka: više od 6 000 Austrija: oko 300 Hrvatska: 1 Investicija: Za 300 kW oko 2 milijuna € Za 1 000 kW 3-5 milijuna €

30. Čišćenje fermentora

31. Bioplinsko postrojenje PZ Osatina (1 MWel) 19 ha zemlje + 3000 grla

32. Fermentori u izgranji

33. Silo spremnici za kukuruznu silažu

34. Izgradnja digestora

35. Fermentori s mješalicama

36. Skladište bioplina i digestata

37. Transformacijska stanica i baklja

38. Spremnici za digestat – kruta i tekuća faza

39. Koristi od proizvodnje bioplina… • Proizvodnje obnovljive energije • Smanjenja količine otpada (zbrinjavanje) • Smanjenje stakleničkih plinova Bioplin ima lokalni karakter • Većina socio-ekonomskih učinaka ostaje u lokalnoj zajednici. • Proizvođači bioplina rijetko stvaraju konkurenciju između sebe. • Proizvođači bioplina se natječu na tržištima električne i toplinske energije, odnosno s ostalim načinima zbrinjavanja otpada.

40. Matko Perović mperovic@eihp.hr tel : 01/ 6326-141

41. Koordinator: Energetski institut Hrvoje Požar Savska cesta 163 Zagreb, Hrvatska www.eihp.hr Fax: +385 1 6040 599 Kontakt: Ana Kojaković akojakovic@eihp.hr Tel: +385 1 6326 135 Biljana Kulišić bkulisic@eihp.hr Tel: +385 1 6326 169 Web stranica projekta: www.biogasin.org Partneri na projektu: WIP Renewable Energies (WIP), Germany European Biogas Association (EBA), Belgium Fraunhofer (IWES), Germany Centre for Renewable Energy Sources and Savings (CRES), Greece Czech Biogas Association (CzBA), Czech Republic EKODOMA, Latvia Energoproekt, JSC (ENPRO), Bulgaria Razvojna agencija Sinergija, Slovenia Trinergy Grup (TG), Romania Partneri i kontakti 07/12/2010 | Contract No. IEE/09/848 SI2.558364 | Project duration 01/05/2010 – 31/10/2012