Anaerobní digesce komunálních bioodpadů

Od počátku tohoto roku platí nový zákon č. 185/2001 Sb. o odpadech. Tento zákon v souladu s předpisy EU omezuje ukládání biologicky rozložitelných komunálních odpadů na skládky. V r. 2010 z celkové produkce 3 mil. t v České republice bude možné na skládky uložit cca 1 mil. t a zbytek biologicky rozložitelných odpadů bude nutno látkově nebo energeticky využít. V zahraničí, kde podobná právní úprava platí již několik let jsou komunální bioodpady využívány anaerobní digescí s výrobou bioplynu.

Konečnými produkty bioplynových stanic je elektrická energie, teplo a kompost. Zpracovává se zejména separovaný kuchyňský odpad jak z domácností, tak i z jídelen a restaurací a to včetně odpadních tuků, zeleninový odpad z tržišť a živností a tráva z údržby veřejné zeleně.

V České republice je v současnosti v provozu cca 11 bioplynových stanic zpracovávajících výhradně zvířecí fekálie z velkochovů dobytka včetně chlévské mrvy. Bioplynové stanice na zpracování komunálního bioodpadu nebo rostlinného odpadu v České republice dosud neexistují. Řada subjektů v současné době připravuje investiční záměry na bioplynové stanice na zpracování komunálního bioodpadu. O této technologii začínají uvažovat i Technické služby velkých měst (např. Zlín).

Motivem pro budování bioplynových stanic na zpracování komunálního bioodpadu je garantovaná výkupní cena za elektrický proud z bioplynových stanic (cca 2,60 Kč/kWh), dále investiční podpora ze Státního fondu životního prostředí včetně nevratné investiční dotace pro obce a stále se zvyšující ceny za zpracování bioodpadů v České republice. V případě, že je účelně využita i produkce tepla a vyráběných kompostů ze zbioplynovaného substrátu, je ekonomická efektivnost nově budovaných bioplynových stanic zaručena. Zvlášť efektivní se očekávají bioplynové stanice budované u odplyněných skládek odpadů, kde je možno využít již vybudovaného plynového hospodářství a kogeneračních jednotek na výrobu elektrického proudu a tepla. Bioplyn je se skládkovým plynem dobře smísitelný.

Z 1 t komunálního bioodpadu je možno získat 100 Nm³ bioplynu obsahujícího 65% metanu. Kogeneračním zpracováním metanu je možno získat z 1 t bioodpadu 198 kWh elektrické energie a 348 kWh tepla. Vlastní energetická spotřeba zařízení na 1 t bioplynu je 48 kWh elektrické energie zejména na míchání, čerpání, odvodňování a 48 kWh tepla na ohřev biofermentorů. Zpracováním 1 t bioodpadu umožňuje prodat nebo využít 150 kWh elektrické energie a 300 kWh tepla. Zařízení jsou budována s roční kapacitou zpracování 5 - 30 tis. t bioodpadu.

Při biozplynování komunálních bioodpadů se uplatňuje celá řada technologických systémů. Nejrozšířenějším způsobem je tzv. kofermentace, tj. společné zpracování komunálních bioodpadů se zvířecími fekáliemi.

Provozovatelé těchto stanic jsou zpravidla zemědělci, kteří při zpracování zvířecích fekálií přidávají do míchaných biofermentorů komunální bioodpad, jehož cena za zpracování je cca 94 EUR/t. Přidávaný bioodpad zvyšuje výtěžek bioplynu a zabezpečuje ekonomickou efektivnost. V Německu a Rakousku pracují s kofermentační technologií stovky bioplynových stanic o různé kapacitě a odlišné technologické úrovni. Za nejmodernější je možno považovat bioplynové stanice v Bavorsku, tzv. Rothaler Modell, který získal prestižní cenu na světové výstavě v Hannoveru. Zařízení je instalováno v obcích Landau, Dingolfing a Rottal - In. Zařízení má kapacitu 7000 tun ročně, investiční náklady představují 1,6 mil. DM. Neobvykle vysoký je výtěžek bioplynu 450 m³ z 1 t bioodpadu. Výkupní cena elektrického proudu je 0,2 EUR/kWh, teplo se využívá v zimě k vytápění budov a skleníků, v létě k sušení zemědělských produktů. Roční zisk ze zařízení je cca 150 000 EUR.

Zajímavá bioplynová stanice je poblíž Salzburgu jako součást rozsáhlého zařízení na zpracování širokého spektra odpadů a odpadních vod. Je vybavena systémem Dranco a zpracovává bioodpad od 200 tis. obyvatel ročně cca 20 tis. t. Bioodpad je mechanicky upravován, ohříván a biozplynován v polotuhé konzistenci v biofermentoru o objemu 1800 m³ (obr. č. 1). Biozplynování bioodpadu trvá cca 3 týdny. Z biofermentoru se získává za hodinu 350 m³ bioplynu ze 60% obsahem metanu. Bioplyn je ukládán do plynojemu o objemu 2500 m³ spolu se skládkovým plynem získávaným ze skládky komunálních odpadů a čistírenských kalů.

Vysoce efektivní jsou dvoustupňové technologie biozplynování komunálních bioodpadů. Dotovaným zařízením s touto technologií je bioplynová stanice v Kirschstockach poblíž Mnichova, zpracovávající ročně 25 tis. t domovního bioodpadu od 280 tis. obyvatel z obcí poblíž Mnichova a 5 tis. t živnostenského odpadu ovoce a zeleniny. Z 1 tuny odpadů se získává 100 m³ bioplynu a z tohoto množství se vyrobí 198 kWh elektr. energie a 348 kWh tepla. Teplo slouží pro vytápění budov a pro sušení písku pro výrobu stavebních hmot v sousedním závodu. Technologie je plně automatizovaná a celý provoz je zajišťován 6 pracovníky. Zpracovávané bioodpady se rozvlákní a smísí s procesní tekutinou a ve fermentorech 1. stupně probíhá hydrolýza po dobu 4 - 8 dnů. Pak dojde k rozdělení suspenze na odstředivce na odvodněný kal, který je kompostován a roztok hydrolýzních produktů, který je dále fermentován v metanovém reaktoru s pevným ložem, ve kterém jsou trvale uchyceny metanové bakterie. Setrvání tekutiny v metanovém reaktoru je cca 2 dny. Velká rychlost biozplynování bioodpadu ve dvoustupňových technologiích umožňuje biofermentory s menším objemem a zároveň energeticky úsporný provoz bioplynových stanic.

Technologie anaerobní digesce bioodpadů je důležitou technologií trvale udržitelného života na naší planetě. Touto technologií nejen získáváme obnovitelnou energii, ale zároveň využíváme biologické odpady a zabezpečujeme velmi účinné humusové hnojivo pro obnovu úrodnosti půd. Proto se tato technologie celosvětově rozšiřuje a naše sdělení by mělo inspirovat budoucí investory v České republice.

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