Biometan kousek za Vídní

Vyrobený bioplyn z biologicky rozložitelného odpadu lze zužitkovat několika způsoby. Nejčastěji bývá spalován za kombinované výroby elektřiny a tepla. Dále je možné jej vyčistit na biometan a použít jako palivo BioCNG pro pohon vozidel anebo vtláčet přímo do sítě zemního plynu. V největší rakouské bioplynové stanici Margarethen am Moos, hned kousek za Vídní, dělají bioplyn na všechny tyto tři způsoby a využívají tak jeho 100% potenciál. 

Od vzniku po současnost

V roce 2005 byla postavena první technologie bioplynové stanice s velkým důrazem na udržitelné využívání odpadního tepla. Byl zde nainstalován první motor o výkonu 500 kWel a vybudována teplovodní síť pro Margarethen am Moos, kde bylo vytvořeno prvních 30 přípojek. O dva roky později byla nainstalována první čerpací stanice na biometan. V letech 2012 a 2013 byl celý objekt modernizován na kapacitu 3 MWel. Bioplynová stanice kompletně přešla z dřívější kukuřičné siláže na meziplodiny a zemědělské zbytky. V současné době je na teplovodní síť bioplynové stanice připojeno přes 150 domácností a rozsáhlé skleníky. 

Za fermentory historické městečko 

Obyvatelé Margarethenu am Moos se bioplynu nebojí, a tak dali zelenou výstavbě této největší bioplynové stanice v Rakousku hned za svými domy. Přináší to pro ně totiž řadu výhod.  Jednak vytvoření více než dvou desítek stálých pracovních míst, dlouhodobý kontrakt pro místní zemědělce, ale především velice výhodné dodávky tepla. Cena energie, za kterou bioplynová stanice dodává do města teplo je natolik příznivá, že obyvatelé nemají důvod používat pro vytápění svých domů a ohřevu vody jiný zdroj. Teplo z kogenerace bioplynu je totiž pro ně nejvýhodnější. 

Zajímala nás při návštěvě této bioplynové stanice zpětná vazba obyvatel žijících v bezprostřední blízkosti areálu. Stížností na hlučnost nebo zápach provozu by po těch letech mohli spočítat na prstech jedné ruky.

Maximální využití potenciálu bioplynu

Při projektování bioplynové stanice byla zvolena co největší diverzifikace využívání bioplynu tak, aby byl pokryt maximální potenciál vyrobeného bioplynu. Srdcem elektrárny je klasická pětistovka od Jenbacheru přestavěná na výkon 625 kWel, která je v provozu nepřetržitě. Řídící systém motorů hlídá ceny elektřiny na burze a jakmile se vyšplhá nad nastavenou úroveň, spustí se záložní motor a zvýší výrobu elektřiny. Tímto systémem je elektrárna schopna regulovat svůj výkon na základě potřeb sítě. V případě, že přestane svítit slunce, nebo foukat vítr, přichází na řadu bioplyn.

Bioplyn, který zde nepoužijí k výrobě elektrické energie a tepla, se pomocí membránové jednotky čistí na biometan. Technologie je založená na rozdílné permeabilitě plynů v polymerech. Pomocí kompresorů se zvýší tlak bioplynu na požadovanou úroveň a následně je veden přes vícestupňovou membránovou jednotku, kde se od sebe molekuly CH₄ a CO₂ oddělí. Pro každou aplikaci je potřeba vypočítat speciální konfiguraci membrán. Molekuly CO₂ jsou totiž menší, než molekuly metanu a také se lépe rozpouštějí v polymerech. Mohou tak migrovat mikropóry membrán výrazně rychleji. Metan se tak hromadí na vysokotlaké straně membrány, zatímco vodní pára, čpavek, sulfan a většina oxidu uhličitého prochází molekulárním sítem. Odsíření metanu probíhá již v samotném fermentoru, kam se dávkuje přísada Deuto Clear. Jedná se o sůl dvojmocného železa, která se dávkuje přímo do substrátu. Síra tak neopouští substrát a zvyšuje hnojící potenciál digestátu.

Biometan do traktorů a aut, zbytek do sítě zemního plynu

V roce 2007 uvedli do provozu první rakouskou biometanovou čerpací stanici s membránovou technologií. Její nádrž na zemní plyn s kapacitou 270 kg za hodinu dokáže natankovat 20 osobních aut, nebo 2 nákladní auta. Výhodou je její jednoduchost, o vše se postará řidič sám, 24 hodin denně a zaplatí na bezobslužném automatu. Velice příznivá je i cena biometanu, do svého auta natankujete za 1,25 eur za kilogram BioCNG. Zásobníky čerpací stanice se velice flexibilně doplňují novým BioCNG a přebytečný biometan dodávají do sítě jako náhradu zemního plynu. Denně tak bioplynová stanice zpracuje 1 100 Nm³ bioplynu za hodinu, z kterých 800 m³ je vyčištěno na biometan a přibližně 400 m³ biometanu za hodinu je dodáváno do sítě zemního plynu.

Rok po spuštění provozu čerpací stanice byly uvedeny do provozu tři traktory Steyr, které byly přestavěny ze standardního diesel motoru na kombinovaný provoz „BioDIESEL – BioCNG“. Tento projekt je celosvětově unikátní, jeden traktor byl vybaven nádržemi na BioCNG na podvozku, zbylé dva na střeše. Provoz je rozdělen zhruba z 65 % na biometan a 35 % z bionafty. Po 10 letech vyšlo první vyhodnocení efektivity těchto strojů. Traktory s tímto kombinovaným systémem mají o 20 % vyšší výkon a o 15 % nižší spotřebu. Tím se snižují náklady na spotřebu paliva na méně než 50 %, což celému projektu dává ekonomický smysl. 

Co s odpadním CO₂ z čištění bioplynu? Odpověď zní rajčata

V roce 2015 získala společnost Red Tomatoes povolení na výstavbu skleníku o rozloze 100 000 m² na nedalekém pozemku od bioplynové stanice. Spolu s městem tyto skleníky odebírají veškeré zbylé teplo a odpadní CO₂ z čištění bioplynu na biometan. Odpadní oxid uhličitý zvyšuje v atmosféře skleníku dostupný uhlík a katalyzuje fotosyntézu. Rajčata pak intenzivněji rostou a mohou produkovat vyšší výnosy. 

Článek byl publikován v časopisu Biom 2/2022 Jak na výstavbu bioplynové stanice.

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