Bioplynka jako významný prvek zemědělství

Bioplynové stanice jsou spojkou několika rozdílných světů. Skrze ně dochází k propojení zemědělství, energetiky, plynárenství a systému nakládání s odpady včetně ochrany přírody. Bioplynky, které dnes již více jak dekádu neúnavně pracují v zemědělských podnicích ukázaly, že jsou opravdu silným motorem rozvoje venkovského prostoru. Díky nim se našlo využití pro část zemědělské produkce, ale hlavně pro vedlejší produkty a odpady. 

Bioplynové stanice každý rok spoří významné množství minerálních hnojiv odpovídající spotřebě dvou silně zemědělských krajů v ČR. Mnoho zemědělských podniků si již život bez bioplynky nedokáže představit a ve spoustě případů bioplynka zachránila živočišnou výrobu před likvidací. Role bioplynových stanic v zemědělství je tedy již pevně přidělená, známe dobře jejich silné ale i slabé stránky a umíme s nimi již velmi dobře pracovat. Mezi roky 2014 a 2021 však rozvoj sektoru bioplynu byl téměř nulový. 

Roky 2022 a 2023 přinesly několik nových instalací využívající převážně odpady a vedlejší produkty. Tři z pěti z nových zařízení jsou od počátku producenty biometanu a zbylá dvě využívají bioplyn pro výrobu elektřiny a tepla. Rozdělení využití bioplynu je dáno hlavně velikostí bioplynové stanice. Těm menším dává více smysl výroba elektřiny a tepla a těm větším zase produkce biometanu a výroba elektřiny jen pro vlastní spotřebu. Tento trend zřejmě bude nadále pokračovat, protože v případě, kdy není v místě využití pro většinu produkovaného tepla je rozhodně lepší variantou produkce biometanu. Nové instalace v podstatě definují současné nastavení sektoru a odráží změny kterými dnes energetika a všechny navazující segmenty průmyslu prochází.   

Když tedy budeme přemýšlet nad dalším směrováním sektoru bioplynu, je základní rámec celkem zřejmý. V kostce lze říci, že nové bioplynky budou produkovat bioplyn z vedlejších produktů, odpadů ale i z pěstované biomasy. Vzniklý bioplyn bude využíván převážně k produkci biometanu a dalších obnovitelných plynů. Část bude sloužit k produkci elektřiny ve flexibilním režimu dle výkonových požadavků okolí. Ďábel se však skrývá v detailu a za tímto jednoduchým konstatováním budoucnosti je mnoho dalších podmínek a souvislostí.

Vize Státní energetické koncepce

Současná diskuze kolem Státní energetické koncepce a navazujícího Vnitrostátního plánu v oblasti energetiky a klimatu počítá s růstem produkce biometanu, která by v roce 2030 měla dosáhnout alespoň 0,75 miliard m³. Pro dosažení tohoto objemu bude nutné odklonit část současné produkce bioplynu sloužící k výrobě elektřiny, zvýšit výkon u stávajících zařízení a také nemalou měrou realizovat rozvoj nových výroben. 

Cíl je to vcelku ambiciózní, ale je možné očekávat, že Evropská komise bude při vyjednávání finálního klimaplánu na tomto anebo velmi blízkém čísle trvat. Očekávaný objem biometanu totiž odpovídá vizi evropského akčního plánu pro biometan, který je součástí aktivity RepowerEU postupně se měnící v nařízení. Cílem RepowerEU je dosáhnout produkce 35 miliard m³ biometanu v roce 2030 napříč celou EU. 

Rámec je tedy zřejmý. Nyní je však nutné k němu najít cestu. Vlivem kolísající ceny zemního plynu je jisté, že bez provozní podpory sloužící jako štít návratnosti investic to nepůjde. Česká republika má nyní schválený režim podpory biometanu notifikací platnou do konce roku 2025. Jaké budou podmínky podpory po roce 2026 tedy zatím není jisté, a to vůbec není investičně přitažlivé pro projekt, jehož příprava trvá 2-3 roky, a který má v současné době dodací lhůty hlavních komponent v délce jednoho roku. Do toho zde také existuje jisté riziko průtahů přípravy nové legislativy anebo notifikace nových podmínek způsobené parlamentními volbami. Máme-li tedy navržený cíl produkce biometanu v roce 2030 splnit není na co čekat. Je nutné velmi rychle odstranit bariéry bránící rozvoji, zajistit stabilní podmínky a přijít s motivační investiční nabídkou.

Malé bioplynky

Pro malé BPS do výkonu 500 kW zde od roku 2016 byla provozní podpora tepla z bioplynu. Od 1. 1. 2024 došlo balíčkem LEX OZE II ke změně zákona o podporovaných zdrojích a byla obnovena pro tyto malé zdroje podpora elektřiny. Vlivem přijetí pozměňovacího návrhu bez řádného projednání se však stalo, že došlo současně ke zrušení podpory tepla. Nastala tedy situace, kdy podpora elektřiny nemůže být funkční, protože není notifikována a nemá rozvojový rámec daný aktivačním nařízením vlády a současně je zrušena podpora tepla, která sice nepřinesla téměř žádný rozvoj v oboru, ale z pohledu legislativy byla plně funkční.

Tuto chybu se přislíbilo MPO odstranit hned při další novelizaci zákona, což bude připravovaný balíček LEX OZE III. Lze tedy očekávat, že od roku 2025 bude opět podpora tepla pro malé bioplynky zavedena. Můžeme jen doufat, že podmínky podpory budou lepší než doposud a že podpora nebude pokračovat ve své bilanci čtyři podpořené projekty za 8 let. 

Jak a jestli vůbec bude zprovozněna podpora elektřiny pro malé zdroje je zatím otázkou. Přitom je zřejmé, že právě podpora malých zařízení pomůže využít potenciál lokálně dostupné biomasy, kterou není z ekonomických i technických důvodů možné reálně převážet do větších zařízení. Malé bioplynky také mnohem lépe dokáží zapadnout do prostředí farmy nebo obce, kde mohou tvořit základ energetické soběstačnosti, a to ať už v podnikatelském prostředí anebo jako součást energetických komunit.  

Flexibilita

Obor bioplynu v sobě ukrývá regulační potenciál rovnající se výkonu přečerpávací elektrárny Dlouhé stráně. Jde tedy o významný regulační prvek v soustavě. Navíc má ohromnou výhodu v poskytování sezóní regulace, která je zatím výsadou fosilních zdrojů. Bioplynky tedy mohou krýt záda rozvoji intermitentních zdrojů a skvěle je doplňovat. Bez rozvoje flexibility není jednoduše představitelné další připojování FVE a VTE do sítě. 

Bioplynky, které pro produkci biometanu uvolnili elektrický výkon jej mohou používat pro flexibilní výrobu elektřiny. Bude-li to ekonomicky zajímavé, technicky a legislativně proveditelné mohou navýšit instalovaný elektrický výkon, zvýšit akumulaci bioplynu a výrobu elektřiny směřovat do hodin odběrového maxima, který se nekryje s produkční špičkou FVE. Případně mohou v létě více produkovat biometan a v zimě naopak přitlačit ve výrobě elektřiny a tepla. 

I toto je budoucnost bioplynových stanic, protože pro základní zatížení je energie z bioplynu škoda a také není zrovna levná. Některé bioplynové stanice již nyní přirozeně přechází na flexibilní režim výroby, a to buď jako poskytovatelé služeb výkonové rovnováhy anebo jako poskytovatelé flexibility pro lokální spotřebu elektřiny nebo tepla. 

Suroviny pro výrobu bioplynu

Navýšení produkce bioplynu s sebou přináší otázku zdrojové základny. Tento problém řešila také již zmiňovaná aktivita RepowerEU a dospěla k závěru, že je nutné precizně využít potenciál biologicky rozložitelných odpadů, vedlejších produktů a statkových hnojiv. To vše samo o sobě nebude stačit pro dosažení ambiciózního plánu, a proto většina nové produkce bioplynu bude pocházet z pěstované biomasy. Je to zásadní obrat, po kterém asociace zabývající se bioenergetikou volají již delší dobu. 

Energetické využití pěstované biomasy obohatí osevní postupy, nabídne také možnost uplatnění pro produkci, která na trhu nemá poptávku. Pěstování energie na zemědělské půdě je zcela přirozené a stále máme dostatek plochy, které může být pro tyto účely vyčleněna bez toho abychom ohrozili potravinovou bezpečnost. 

V ČR nám odpady a vedlejší produkty dokáží nabídnout maximálně 3-5 TWh energie v bioplynu, ale pro splnění dekarbonizačních cílů do roku 2050 budeme potřebovat o řád vyšší číslo. Takový rozvoj nám může poskytnout jen pěstovaná biomasa. Přitom zdroje pěstované biomasy budou různorodé od hmoty z údržby krajiny přes plodiny zlepšující stav půdy a zvyšující odolnost proti erozi až po cíleně pěstovanou energetickou biomasu. Bioplynová stanice tak nabídne zemědělskému podniku odbytiště pro hmotu, kterou bude tak jak tak nucen produkovat bude-li chtít splnit podmínky podmíněnosti. Je tedy vhodné přemýšlet nad nově zaváděnými opatřeními i v tomto směru. 

Stejně tak je třeba se podívat i na dostupnost a využitelnost odpadů a vedlejších produktů. Složité legislativní procesy stále brání tomu jak jednoduše, a tím i ve větší míře, dostat bioodpady do bioplynových stanic. Konec skládkování těchto odpadů je psaný pro rok 2030. Jenže do té doby potřebujeme odpady z černých popelnic dostat do zařízení, které je dokáží optimálně využít, a ještě cennou hmotu navrátit do oběhu. Řešením by bylo uvolnit podmínky příjmu odpadů do běžných zemědělských bioplynových stanic. 

První krok je již nyní v legislativě zakotven a vyjmenované odpady dle zákona o odpadech mohou být přijímány do zemědělských bioplynových stanic, aniž by tyto stanice byly zařízeními pro nakládání s odpady. Dalším krokem by mohlo být významné rozšíření seznamu vyjmenovaných odpadů a definování podmínek jejich příjmu. Z pohledu hmotnostní bilance je nutné si uvědomit, že pro bioplynové stanice bude odpad, i když precizně sebraný z odděleného sběru, tvořit do 10 % spotřeby vstupních substrátů. Reálné číslo nakonec bude výrazně nižší, protože o část nově vytříděného bioodpadu se bioplynové stanice zcela přirozeně podělí s kompostárnami.

Článek byl publikován v časopisu Energie 21 2/2024.

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