Skúsenosti z prevádzky bioplynovej stanice

1. Skúsenosti z prevádzky bioplynovej stanice Miroslav Hutňan, Igor Bodík Ústav chemického a environmentálneho inžinierstva, Fakulta chemickej a potravinárskej technológie, STU, Bratislava Štefan Stifner STIFI, Hurbanovo

2. Úvod • V rámci prístupového procesu do EUsa Slovenskárepublikaprihlásilak plneniu direktívy EU č. 2001/77/ECtýkajúcej sa podpory produkcie elektrickej energie z obnoviteľných zdrojov. • Indikatívne ciele využívania obnoviteľných zdrojov sa rôznia a diskutujú.

3. Nový návrh direktívy EU o využívaní energie z obnoviteľných zdrojov hovorí o náhrade 20 % v spotrebe energie obnoviteľnými zdrojmi a náhrade 10 % palív v doprave biopalivami do r. 2020. Národný indikatívny cieľ pre SR je náhrada 14 % spotreby energie obnoviteľnými zdrojmi.

4. Z Analýzy vplyvu platnej legislatívy na podporu využívania biomasy na energetické účely a návrhu na ďalšie riešenie (materiál vlády SR, február 2006) vyplýva: Slovenské poľnohospodárstvo môže vyčleniť 300 000 ha na účelové pestovanie zelenej biomasy: • na výrobu bioplynu a následnú produkciu elektriny a tepla (kukurica, obilniny, strukoviny...) • na priame spaľovanie a následnú produkciu tepla (energetický štiav, ozdobnica čínska, cirok, krídlatka, technické konope...)

5. Energetický potenciál tejto produkcie je 32 000 TJ. Pri takomto riešení by bolo možné postaviť okolo 1000 bioplynových staníc s inštalovaným výkonom kogeneračnej jednotky 500 kW a 1000 zariadení na výrobu tepla spaľovaním o výkone 350 kW.

6. Súčasný stav bioplynových staníc v SR

7. Bariéry rozvoja bioplynových staníc v SR • malé skúsenosti s prípravou, výstavbou a prevádzkovaním bioplynových staníc, • nerozvinutý trh tuzemských dodávateľov technologických a stavebných častí, • nedocenenie environmentálneho a regionálneho prínosu bioplynových technológií. (Ministerstvo hospodárstva SR, 2007)

8. Bariéry rozvoja bioplynových staníc v SR • Okrem týchto bariér je v SR významným problémom nedostatočná legislatíva v oblasti využívania obnoviteľných zdrojov energie a cenová politika vo výkupe energie z OZE. • V ČR je od r. 2005 v platnosti zákon 180/2005 o podpore výroby elektriny z obnoviteľných zdrojov energie (zákon o podpore využívania obnoviteľných zdrojov), v SR takáto legislatíva stále chýba (pripravuje sa).

9. Desatoro bioplynových staníc (Biom CZ) Zásada č. 1. – Precízna príprava projektov Zásada č. 2. – Dostatok kvalitných vstupných surovín Zásada č. 3. – Výťažnosť bioplynu z jednotlivých materiálov Zásada č. 4. – Včasná a priebežná spolupráca s miestnou samosprávou a občanmi Zásada č. 5. – Spoľahlivá a overená technológia Zásada č. 6. – Optimalizácia investičných a prevádzkových nákladov Zásada č. 7. – Voľba vhodnej kogeneračnej jednotky Zásada č. 8. – Využitie odpadového tepla Zásada č. 9. – Nakladanie s digestátom, možnosť využitia ako kvalitného hnojiva Zásada č. 10. – Ďalšie možnosti využitia bioplynu

10. Bioplynová stanica v Hurbanove bola navrhnutá na základe výsledkov laboratórneho výskumu.

11. Návrhové parametre: • objem reaktora – 2450 m3 • produkcia bioplynu – 4200 m3/d • obsah metánu v bioplyne – 54.5 % • kogeneračná jednotka • elektrický výkon – 276 kW • tepelný výkon – 479 kW

13. Nábeh a skúšobná prevádzka Anaeróbny reaktor bioplynovej stanice bol inokulovaný aeróbne stabilizovaným kalom z pivovaru v Hurbanove. Celkové množstvo kalu na inokuláciu – cca 1700 m3s koncentráciou NL 30 g/l. Po inokulácii bol reaktor vyhriaty na 37 oC a začalo sa s dávkovaním siláže. Sledované veličiny: • produkcia bioplynu • pH • koncentrácia NMK • koncentrácia NL

14. Produkované množstvo tepelnej a elektrickej energie je možné vypočítať zo vzťahov: Pe = 2 . (V - 30) [kW] V – produkcia bioplynu [m3/h] a 30 – spotreba bioplynu na chod samotného plynového motora [m3] Pt = 2 . (V - 30) . 1,5 [kW]

15. Kvalita bioplynu:

16. Záver • Výsledky dosiahnuté pri nábehu a skúšobnej prevádzke bioplynovej stanice potvrdili vhodnosť použitého aeróbne stabilizovaného kalu na inokuláciu anaeróbneho reaktora. • Denná produkcia elektrickej energie je približne 7200 kWh a produkcia tepelnej energie vyše 10800 kWh. • Špecifická produkcia bioplynu je približne 0,7 m3/kg suchej siláže.

17. Časť vyrobeného tepla sa používa na udržiavanie teploty v reaktore. Ďalšia časť sa využíva na vyhrievanie skleníkov poľnophospodárskeho podniku a v lete bude využitá na sušenie zrnovín, najmä kukurice. • Vyrobená elektrická energia je vedená do verejnej elektrickej siete. • Prebytočný kal z anaeróbneho reaktora je vyvážaný priamo na pole ako hnojivo.

18. V Čom je výhodnejšia výroba biometánu oproti spaľovaniu bioplynu v kogeneračnej jednotke? • Lepšie využitie energie obsiahnutej v bioplyne • Jednoduchšia technológia spracovania • Je to porovnateľné s použitím bioplynu

32. Teplo využívané vo fóliovníkoch Pripojenie na el. sieť BPS Silážne jamy Teplo využívané pri sušení kukurice