Pokročilé vstupy jako budoucnost produkce bioplynu

Odklon od cíleně pěstované biomasy směrem k pokročilým vstupním substrátům pro produkci bioplynu je tlačen úpravou legislativy, která odráží změnu smýšlení napříč celou společností. Pokročilý substrát je název pro obrovskou a pestrou skupinu biomasy, kam patří odpady, vedlejší produkty ale i pěstované komodity. Ty však musí být pěstovány v režimu, ve kterém nekonkurují potravinářskému ani krmivářskému využití. V případě, že jde tedy o pěstovanou biomasu, označovanou jako pokročilou, musí plnit jinou funkci než cíleně pěstovaná energetická biomasa. 

Inspirace z Rakouska: Bioplynka na pokročilých substrátech

Tím, že většina států EU začala s rozvojem obnovitelných zdrojů ještě před naším příchodem do Unie, mají nyní stále před námi náskok už jen třeba tím, že některým výrobnám již původní podpora skončila. Je tomu tak i v Rakousku kam CZ Biom pozval své členy na polní den v Utzenaichu, kde je provozována bioplynová stanice s čistě pokročilými vstupy. 

Klíčovou surovinou je zde kukuřičná sláma sbíraná z pole po sklizni kukuřice na zrno, ideálně ještě ve vlhkém stavu. Zrnová kukuřice je tedy hlavní plodinou pěstovanou na pozemku, která je používána jako krmivo v podobě silážovaného mačkaného vlhkého zrna. Zrno je také možné dosušit na prodejní parametry a prodat. Pro sušení je ekonomicky zajímavé využít teplo z bioplynové stanice. 

Sláma na pozemku je cepovým drtičem s pásovým řádkovačem nadrcena a nařádkována, aby následný sběrný vůz potřeboval méně pojezdů a sběr probíhal efektivněji. Skladování hmoty probíhá v beztvaré hromadě, jen tak na asfaltové ploše bez opěrných stěn, bez zakrytí a zhutněno jen přejezdem manipulační techniky. Společně s drcenou kukuřičnou slámou bylo vidět skladování i dalších vstupních substrátů jako obilná sláma, kuřecí trus a odpady ze zpracování zeleniny. Sklad vstupního substrátu nevypadá nijak uhlazeně či kultivovaně jak jsme zvyklí z běžné praxe v silážních žlabech u nás. 

Všichni provozovatelé si jsou vědomi a mají z praxe odzkoušeno, že čím lepší a kvalitnější je substrát na vstupu, tím lepších výrobních parametrů bioplynka dosahuje. Kvalitní hmota zajišťuje dosažení plánovaného výkonu a na jednotku výroby nejlepší parametry technologické spotřeby elektřiny, servisních nákladů, množství digestátu a délky časového fondu pro využití plného výkonu. Každému je zřejmé, že méně kvalitní substrát potřebuje větší reakční objem, větší technologickou spotřebu, zvýšenou servisní péči a produkuje i více digestátu. 

V této konkrétní bioplynce se pečlivě věnují úpravě vstupů, které jsou drceny v kladívkovém drtiči, kam jsou dávkovány z dávkovače pevných substrátů. Podrcená hmota je smíchána s recyklátem a mokrou technologií vtláčena do fermentačního prostoru. Zajímavé jsou parametry stanice, které z dlouhodobého provozu ukazují, že vývin bioplynu ze slámy je 280–290 m3/t organické sušiny (os). V tomto případě přepočet na organickou sušinu je na místě, protože sušina je výrazně vyšší než běžná sklizňová sušina kukuřice pro silážování. Pro porovnání, kukuřičná siláž dosahuje v nějakém rozptylu hodnoty 360–370 m3/t os. 

Jelikož je hmota z pole sbírána jako vedlejší produkt, je její cena nejvíce ovlivněna náklady na drcení, řádkování, sběr, manipulaci a ztráty při skladování. Provozovatel uvádí, že eviduje kukuřičnou slámu na skladě v ceně 30 EUR/t a ztráty skladováním vychází cca 5 %. To jsou vzhledem ke způsobu skladování až neuvěřitelné parametry. 

Zajímavostí u této konkrétní bioplynky je malé zařízení upravující bioplyn na biometan a stlačování na bioCNG. Ve snaze jejího provozovatele je potom maximálně využít svou vlastní pohonnou hmotu pro pohon zemědělské techniky. Na polním dni byly nasazeny dva traktory s pohonem na CNG o různém výkonu. Dá se říct, že právě díky využití lokálně vyráběného bioCNG došlo ke zlevnění některých polních prací, a tím i výsledného produktu.

Výzvy a budoucnost pokročilých substrátů

Pokročilé substráty jsou často vnímány jako levná náhrada cíleně pěstované biomasy. Přitom při srovnání všech souvisejících nákladů a zhoršení provozních výkonů může být hospodářský výsledek třeba i horší. Pokročilé substráty tedy nejsou jednoznačným receptem na úspěch a je třeba se na ně dívat v širších souvislostech. 

Pokročilé vstupy jsou tedy jistě budoucností, ať již z nutnosti, tak i hledáním řešení, jak bioplynku udržet v provozu bez podpory, i za cenu snížení výkonu. Omezení spotřeby jen na opravdu levné vstupy, bude totiž zcela jistě znamenat snížení vývinu bioplynu na m3 fermentačního objemu. 

Ty bioplynové stanice, které jsou již nyní provozovány na hraně biologické zátěže, budou muset snížit výkon anebo investovat do dodatečných technologií či zvýšení objemu. Otázkou je, jestli to bude nutné s ohledem na dostupnost pokročilých substrátů. 

Často řešíme otázku, které suroviny to vlastně jsou. Základní dělení zaznělo na úvod článku – pokročilé jsou ty, které nekonkurují potravině a ni krmivu. Detailní rozdělení přináší příloha č. IX nařízení RED II v české legislativě zanesené do vyhlášky č. 110/2022 Sb. Zařazení však kolikrát není úplně jednoduché, protože stejný substrát může odpovídat více kategoriím. Ještě větší komplikace přináší kritéria udržitelnosti, které dle jednotlivých certifikačních schémat dělí vstupy bioplynových stanic na stovky kategorií. 

Právě stanice s povinností plnit kritéria udržitelnosti biomasy (více jak 2 MW příkonu v palivu – bioplynu) budou muset časem plnit i úsporu emisí skleníkových plynů. Zde již je skladba vstupních substrátů pro finální výsledek důležitá, protože většina pokročilých substrátů vstupuje do výpočtu s nulovými anebo dokonce v případě exkrementů i zápornými emisemi, na rozdíl od cíleně pěstované biomasy, která má kladné hodnoty emisí.

Nejvíce však emisní stopu řeší biometan coby pohonná hmota do dopravy. Vzhledem k dalším krokům mezinárodních úmluv vedoucí ke snižování emisí a emisní stopy všech výrobků či služeb se časem pokročilým a udržitelným vstupům nevyhne žádná bioplynová stanice. Je dobré se tedy na tento přechod náležitě připravit.

Článek byl publikován v časopisu Biom 3/2024 30 let sdružení CZ Biom      

Tweet

Pokročilé vstupy jako budoucnost produkce bioplynu

Kapacita první biometanové stanice v Česku EFG Rapotín BPS se více než zdvojnásobila

Statistiky pevné biomasy a výhled

Městská teplárna ve Slavičíně

Odpadové hospodářství: Pozitivní trendy a výzvy do budoucna