Další možnosti využití bioplynu

Shrnutí

Bioplyn, jako velmi hodnotné energetické médium, je vhodný použít vždy jen vysoce efektivní technologií. Tou je zejména výroba elektřiny a tepla v kogenerační jednotce, ale je zde i možnost čištění bioplynu na úroveň zemního plynu. Tento plyn, který můžeme nazývat „biometanem“ je pak možno dále používat stejnými způsoby jako zemní plyn pro distribuci v běžném plynovém potrubí nebo jako stlačený plyn CNG, např. pro pohon zemědělských strojů a vozidel.

Čištění bioplynu a výroba biometanu

Bioplynová stanice může být alternativně ke kogenerační jednotce osazena zařízením na čištění a úpravu bioplynu. Upravený plyn má v podstatě vlastnosti zemního plynu (více než 95 % methanu) a je možné jej za splnění všech zákonných požadavků použít v běžných rozvodech zemního plynu nebo pro pohon upravených vozidel a zemědělských strojů. Pro zemědělství může být v budoucnu zajímavá zejména druhá možnost v případě, že bude rozvíjen trh se systémem CNG.

Metan lze využívat jak ve formě stlačeného plynu (tlak min. 200 barů), tak ve zkapalněné formě (při teplotě -162 °C). Vysokotlaká varianta je v současnosti preferovanější variantou. Všechny tyto technologie využití metanu jsou plně vyvinuté a vyzkoušené.

Investiční náklady na úpravnu bioplynu jsou v porovnání s kogenerační jednotkou o něco vyšší, tato investice by však byla při ekonomických výpočtech vztahována k ceně energie v klasických pohonných hmotách, která je v současnosti vyšší, než-li je cena výroby elektřiny a tepla. Součástí projektu čištění bioplynu by mělo být přebudování vozidel a strojů, zejména těch s nejvyšším ročním vytížením na systém pohonu CNG. Současně musí být zpracován podrobný plán odbytu biometanu v případě, že taková bioplynová stanice nemá kogenerační jednotku. Pravděpodobnější vývoj však bude, že podobné projekty budou vznikat až jako doplnění kogenerační výroby elektřiny z bioplynu.

V současnosti je schvalována novela zákona o spotřebních daních, díky níž by biometan neměl být alespoň v několika příštích letech zatížen spotřební daní. Při plánování procesu čištění bioplynu je vhodné uvažovat i o využití odstraněného CO₂.

Metan jako pohonná hmota

Metan může být užíván jako motorové palivo v klasických benzínových motorech, pročež je zapotřebí instalovat speciální zásobník plynu a vstřikovací systém. Kromě možnosti přestavovat existující benzínová vozidla jsou na trhu již vozidla speciálně vyráběná s pohonem na metan. Do ekonomických propočtů je tudíž nutno zahrnout úpravu vozidel a zemědělských strojů, kde se ceny pohybují obdobně jako v systémech LPG v rozmezí 30 až 50 tisíc Kč u benzinových pohonů, u naftových motorů pak obvykle 200 až 500 tisíc Kč podle typu motoru.

Výhody metanu jako pohonné hmoty:

• nižší měrné náklady (s ohledem na energetický obsah)
• vysoké oktanové číslo
• čisté palivo s nízkými emisemi, které vyhoví současným i budoucím emisním limitům
• potenciál 20-25 % snížení emisí CO₂ v porovnání s benzínem
• snížení emisí pevných částic, oxidů dusíku, oxidu uhelnatého, karcinogenních látek – polyaromatických uhlovodíků, aldehydů, aromátů včetně benzenu
• spaliny neobsahují oxid siřičitý SO₂
• snížení hlučnosti o 50 % vně vozidel a o 60-70 % uvnitř vozidel
• při tankování nemůže dojít ke kontaminaci půdy na rozdíl od případného úniku nafty či benzínu
• vyšší bezpečnost v porovnání s vozidly na benzín, naftu nebo LPG (biometan je lehčí než vzduch; zápalná teplota biometanu je oproti benzínu dvojnásobná; silnostěnné plynové tlakové nádoby)

Překážky rozšíření používání bioplynu pro pohon vozidel:

• nutnost určitého rozšíření infrastruktury, tj. plnících stanic (překonání kritického bodu)
• vyšší náklady na přestavbu motoru
• omezené množství média
• relativně nákladné čištění na kvalitu zemního plynu

Provozní nevýhody:

• zvýšení celkové hmotnosti
• zpřísněná bezpečnostní opatření (garážování, opravy apod.)
• u přestavovaných vozidel mírné snížení výkonu motoru
• menší dojezd CNG vozidel oproti klasickým palivům

V případě použití biometanu v zemědělství se některé nevýhody zmenšují.

Využití bioplynu v dopravě v Evropě

Bioplyn je ve většině evropských zemích převážně využíván pro přímé spalování nebo v kogeneračních jednotkách. V dopravě je používán ojediněle ve Švédsku, Švýcarsku, Francii a na Islandu, kde biometan využívá několik tisíc vozidel. V tomto ohledu je nejdále Švédsko. V Itálii jezdí 430 tisíc vozidel na zemní plyn, které využívají síť 400 plnicích stanic. V Evropě využívá zemní plyn dalších 50 tisíc vozidel. To je dobrý základ pro možné použití i bioplynu.

Další využití bioplynu

Alternativním použitím biometanu je distribuce v podobě tlakových nádob pro lokální (domácí) použití nebo pro využití ve stávajících rozvodech zemního plynu. Ani tato možnost není vyloučena, nicméně se o ní začíná uvažovat v zemích, kde produkce bioplynu a jeho podnikatelské zázemí dosáhlo velmi vysoké úrovně (SRN, Rakousko). Bude tudíž vhodné tuto otázku řešit v okamžiku, kdy bude situace v produkci bioplynu v ČR dlouhodobě stabilizovaná. Jako příklad však lze použít využití skládkového nebo čistírenského plynu pro vytápění, případně pro kogenerační výrobu ve vzdálené kogenerační jednotce. Takové projekty v ČR najdeme, nikde se však dle dostupných informací bioplyn nečistí na čistotu zemního plynu.

Budoucnost alternativního využití biometanu v zemědělství

Bioplynová stanice má v zemědělském podniku plnit zásadní úlohu bezodpadového hospodaření a vytváření hodnotného produktu s odpovídajícím příjmem pro daný zemědělský subjekt. Prvořadý rozvoj bude v oblasti kombinované výroby elektřiny a tepla, neboť významnou část tepla tvoří technologické teplo pro samotný provoz BPS.

Současně je zde budoucí strategický význam zemědělských BPS i s ohledem na produkci biometanu samotného zejména pro pohon strojů a vozidel, případně pro jiné účely. S ohledem na vysokou spotřebu PHM v zemědělství, s ohledem na koncentraci zemědělské výroby a s ohledem na nutnost přípravy na období po roce 2013 je využití biometanu jako pohonné hmoty reálné.

Zdroj: Desatero bioplynových stanic, CZ Biom, 2007, aktualizováno

Tweet

Regulace teploty plynových motorů

Bioplynová stanice s kogeneračními jednotkami TEDOM

Olej pro plynové motory – klíčová volba pro kogenerační jednotky

Kam směřuje české odpadové hospodářství z pohledu prevence jejich vzniku?

Jak získat udržitelnou biomasu