Výroba biometanu podle kritérií udržitelnosti

Dopady epidemie nového druhu koronaviru zdůraznily skutečnost, která je již několik let stále zřetelnější. Závislost globální ekonomiky na fosilní energetice je znepokojivá. Celý svět, v posledních měsících ještě intenzivněji než dříve, začal zkoumat cesty vedoucí k bezuhlíkové energetice. Bioplynová stanice EFG Rapotín BPS u Šumperka jednu z nich ukazuje.

V působivém podhůří Jeseníků se skrývá obec Rapotín. Právě zde, v objektu někdejší sklárny, vznikl projekt bioplynové stanice finanční společnosti Energy financial group (EFG), která zde jako jediná v ČR realizovala projekt výroby biometanu z biologicky rozložitelných odpadů. Ten zde přetváří na elektrickou a tepelnou energii a biometan. Biometan tankovaný jako BioCNG je jedním z nejekologičtějších paliv druhé generace.

Obnovitelný “zemní” plyn

Hlavními komoditami, které se v Rapotíně využívají, jsou biologicky rozložitelný odpad (BRO) a biologicky rozložitelný komunální odpad (BRKO), například prošlé potraviny z obchodních řetězců nebo gastroodpad. Takový odpad přitom jinak končí nevyužitý na skládkách, odkud ohrožuje krajinu a významně přispívá globálnímu oteplování. V roce 2018 podle ČSÚ na skládkách skončilo cca 1,90 mil. tun BRO a BRKO, které přitom lze zpracovat na čistou energii pro přibližně 80 tisíc domácností.

Graf: Nakládání s odpady v ČR v letech 2009 až 2018

Rapotínská technologie je založena na principu rozkladu odpadů a s tím spojeným pravěkým procesem uvolňování plynů. Odpady BRO a BRKO se tu zpracovávají na zelený plyn, tedy obnovitelný zdroj energie, který může být spotřebován v dopravě nebo v plynovém kotli nejen v Česku, ale v celé Evropě.

Biometan je svými klíčovými charakteristikami srovnatelný s parametry zemního plynu, ale jeho produkce zanechává neutrální uhlíkovou stopu a při jeho využití v dopravě dochází v porovnání s ostatními fosilními palivy až k 80% úspoře emisí skleníkových plynů.

Bioplynová stanice v Rapotíně je přitom první, která na základě splnění standardů letos obdržela certifikát ISCC (International Sustainability and Carbon Certification). Ročně tak může zpracovat až 30 tisíc tun odpadu a vyprodukovat energii až pro 2 tisíce domácností. Rapotínské palivo BioCNG by pak vystačilo pro 3 tisíce automobilů s nájezdem 8 tis. km/rok. První testování v provozu proběhlo ve spolupráci se společností innogy Energo, která letos BioCNG nabídla na svých 63 plničkách na stlačený zemní plyn (CNG) po celé republice.

Úprava bioplynu na biometan

Aby bylo možné využít bioplyn jako palivo, je nutné jej nejprve vyčistit na biometan. Instalací jednotky úpravy se přitom v Rapotíně zvýšila ekonomická efektivita primárně produkovaného bioplynu o 30 %.

„Zvolili jsme technologii membránové separace s využitím polymerových vláken. Jde o nejpoužívanější technologii v Evropě, a to hlavně z důvodu nejnižší spotřeby elektrické energie. Navíc v technologickém procesu nevyžaduje použití chemikálií ani vody,“ vysvětluje obchodní ředitel EFG Martin Vrtiška. „Metoda separace je založena na principu prostupnosti molekul CH₄ a CO₂ membránou a výtěžnost metanu je při ní větší než 99 %,“ doplňuje.

Technologie výroby biometanu je rozdělena na tři části – vstupní úpravu, membránovou separaci a vtláčení do distribuční soustavy. V rámci počáteční úpravy dochází ke zchlazení bioplynu a zároveň odstranění vody v něm obsažené. Na filtrech s aktivním uhlím se následně zachytí sirovodík a siloxany. Bioplyn se pak v druhé části technologie stlačí na tlak 14 bar, aby následně došlo k separaci metanu a oxidu uhličitého na membránových modulech. V poslední části technologie se zvyšuje tlak vyrobeného biometanu na 23 bar a po odorizaci se vtláčí do distribuční soustavy.

Proces certifikace ISCC

Certifikační proces byl rozdělený do dvou částí – první byla certifikace výroby bioplynu, druhá část se zaměřila na výrobu biometanu. Zjednodušeně řečeno je cílem certifikace určit uhlíkovou stopu a úsporu emisní vyrobené energie v podobě bioplynu, resp. biometanu. Na začátku celého procesu je substrát pro BPS – tzn. odpady, jejich druh, uhlíková stopa dopravy a zpracování v návaznosti na produkci bioplynu. Jedná se složitý proces sběru dat, vytvoření metodiky, školení zaměstnanců a evidence vstupního substrátu pro výrobu surového bioplynu a následně výroby certifikovaného biometanu. Data a emisní hodnoty výroby bioplynu a biometanu se řídí normami a směrnicemi, následně se provádí výpočty CO₂eq. Společnost EFG pro účely certifikace využila služeb dceřiné společnosti EFG Engineering, která se této činnosti přípravy BPS na audit věnuje.

Hodnota CO₂eq a výsledek celého auditu má přímý vliv na výkupní cenu biometanu. Z tohoto důvodu je potřeba celému auditnímu procesu věnovat velkou pozornost. „Na základě těchto zkušeností jsme byli schopni zobchodovat v Rapotíně vyrobený biometan do zahraničí za vyšší prodejní cenu než v ČR, přičemž tuto službu poskytujeme všem BPS v ČR,“ dodává obchodní ředitel EFG Martin Vrtiška.

Budoucnost biometanu

Jak už bylo řečeno, v posledních měsících se ukázalo, že závislost na fosilních zdrojích není výhodná z ekonomického ani bezpečnostního hlediska. Přechod k obnovitelným zdrojům nejspíše urychlí i Evropská komise, která vydělila částku 750 miliard eur na dosažení cíle uhlíkové neutrality evropských zemí do roku 2050. Ceny technologií v oboru zelené energetiky tak dlouhodobě klesají a zajímají stále více investorů.

Přesto se projekty, jako je bioplynová stanice v Rapotíně, potýkají se značným množstvím obtíží. České republice chybí odpovídající technické normy, vyhláška o požadavcích na kvalitu biometanu neodpovídá moderním technologickým možnostem jeho výroby atd. Na jednu stranu české plynárenství potřebuje dekarbonizovat, na druhou stranu neposkytuje žádnou zásadní podporu. Centrum EFG přitom odhaduje, že využitím maximálního potenciálu biometanu bychom byli v České republice schopni uspořit až 218 tisíc tun emisí CO₂eq ročně.

Jiná je situace v zahraničí, kde bývá po biometanu velká poptávka. Dodávat mimo republiku ale není primární cíl EFG. „Pro Česko by to byla velká ztráta. Věřím, že dojde k symbióze mezi politikou státu, moderním plynárenstvím a námi investory, a že společně dospějeme k významnému podílu biometanu v naší distribuční soustavě,“ uzavírá obchodní ředitel EFG Martin Vrtiška.

Článek byl publikován v časopisu Biom 2/2020 V kurzu je udržitelná energetika.

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