Švédsko sází na bioplyn…

Bahenní plyn, důlní plyn, skládkový plyn, bioplyn a další názvy, používané v hantýrce odborníků i v lidových názvech, platí pro směs plynů, v nichž dominuje metan, ten nejjednodušší uhlovodík ze čtyř atomů vodíku a jednoho atomu uhlíku, s nímž jsem se jako student chemické průmyslovky koncem války seznámil. Již tenkrát byl tankován v Hodoníně do neforemné tlakové nádrže, zavěšené za starou Tatrovku místního lékaře. Méně šťastní řidiči náklaďáků a autobusů jezdili v té válečné době spíše na dřevoplyn…
O to více mne po desítkách let zaujal článek profesora Ernsta Scheibera o exkursi rakouských odborníků do Švédska. Tam jsou snad nejdále v Evropě v cílevědomém využívání metanu ve formě bioplynu pro pohon ve sféře veřejné dopravy. Velmi časté výkyvy situace na trhu běžných motorových paliv nabádají i naše čtenáře ke zvýšení zájmu o všechny alternativy, které nás mohou postupně zbavovat závislosti veškeré dopravy na výhradně zahraničních dodávkách.
Ján Struška

Rakouský svaz pro biomasu, s nímž spolupracuje i naše České sdružení pro biomasu, je znám svým obsazením na vysoké odborné úrovni. Skupina jeho expertů se zúčastnila exkurse do Švédska, kde se jejich pozornost soustředila na stav využití biopaliv pro motorová vozidla. Těžištěm zájmu byl právě nadějný bioplyn.

Delegace sestávala na jedné straně z politických reprezentantů parlamentu a spolkové vlády, na druhé straně ze zástupců dolnorakouské vlády a rakouských zemědělských komor. Zastoupeny byly i Plynárenská OMV a Zemní plyn OÖ, za oblast výzkumu Spolkový úřad ochrany životního prostředí a odborníci Zemědělské univerzity ve Vídni. Podíl na exkursi měli pochopitelně praktici, provozující bioplynové soustavy v Rakousku a odborníci, zabývající se úpravami plynu.

Rozsáhlý motivační program

Technologické procesy úprav surového bioplynu jsou ve Švédsku dnes již natolik zvládnuty, že vyčištěným bioplynem mohou být poháněny upravené autobusy, které mají k dispozici řadu veřejných čerpacích stanic. Bioplyn je osvobozen od daně za motorová paliva a je proto zhruba o 45 % levnější než benzin. Navíc jsou zde uplatňovány státní a regionální subvence, podporující nákup dopravních prostředků s bioplynovým pohonem, poskytovány bonusy za odběr plynu na tankovacích stanicích, nabízeno bezplatné parkování, apod. Přitom je preferována spolupráce mezi plynárenskými podniky, výrobci aut a provozovateli pravidelných linek. Spojuje je úkol: „Bioplyn jako pohonné palivo“. Ze švédského příkladu vyplývá jednoznačný rezultát: „Tato technika je funkční“! Expert rakouského svazu pro biomasu, pan Josef Plank, vyslovil rovněž názor, že zušlechtěný bioplyn bude nejen zaváděn do běžných sítí se zemním plynem pro domácnosti, ale že tato technologie „..dříve či později vytlačí dnešní generace motorových pohonů, protože se jedná o alternativu příznivou cenově, šetrnou k životnímu prostředí, neutrální z hlediska tvorby CO₂, a přinejmenším výhodně doplňující stávající fosilní zemní plyn. Je to nezávislá varianta, založená na uplatnění domácích surovin, z velké části využívající i obtížné odpady…“. Potud závěry odborníka J. Planka.

Možnosti využití bioplynu jsou vynikající: jeho nasazení jako motorového paliva je srovnatelné se zemním plynem, jeho spalování je však oproti fosilnímu zemnímu plynu pro přírodní prostředí zcela neutrální, vzniká přitom oxid uhličitý jen v témže množství, jaké se spotřebovalo pro fotosyntézu zelené hmoty pro jeho výrobu.

Bioplyn je až o 45 % levnější, než benzin

Náklady na bioplyn jsou (ve srovnání s benzinem a dieslem) vzhledem k daňovému zatížení motorových paliv podstatně nižší, surovinou pro výrobu jsou jak záměrně pěstované energetické rostliny, tak obtížné čistírenské kaly. Na rozdíl od bionafty, která využívá jen olejnatou část plodu, je při výrobě bioplynu využita celá zelená hmota rostliny, tedy výtěžek fotosyntézy je v přepočtu na hektar obdělávané plochy značně vyšší, než např. při výrobě bioetanolu pro obdobný pohon motorů alkoholem. Při něm se uplatní na začátku celého řetězce procesů vlastně jen zrno (nebo bulva cukrovky, jak očekáváme po snížení pěstebních ploch o 15 000 hektarů podle nařízení EU).

Ve Švédsku je problematika využití bioplynu jako pohonné hmoty propracována již deset let. V současnosti jsou k dispozici vyzrálé technologie, které stačí jen postupně přebírat. Hlavní úsilí se ve Švédsku přenáší především do regionální a komunální sféry – obce a města využívají vyráběný a kvalitativně upravený bioplyn z čistíren a skládek odpadů pro provoz svých dopravních parků. Na čerpacích stanicích tankují bioplyn pochopitelně i soukromá vozidla, navíc se využívá možnosti zavádění vyčištěného biometanu do rozvodných sítí zemního plynu jak pro domácnosti, tak i pro uvedené čerpací stanice.

Zhruba 200 švédských bioplynových soustav využívá asi 60 % čistírenských kalů, třetina produkce pak pochází ze skládek odpadů, zbývající bioplyn je ze zhodnocení jatečných a průmyslových odpadů. Celková švédská produkce bioplynu se pohybuje kolem hodnoty 1,4 TWh. Při celkové energetické spotřebě dopravního sektoru 70 TWh na rok vykazuje bioplyn jako motorové palivo dosud jen malou část pokrytí potřeby, vývoj však razantně pokračuje. Spotřeba bioplynu jako pohonného prostředku se v posledních pěti letech ztrojnásobila a v této době představuje již 45 % spotřeby plynu pro pohon vozidel.

V současnosti provozuje 17 švédských měst svůj autobusový provoz výhradně bioplynem, v 10 městech se jezdí na zemní plyn, 3 města pracují s oběma pohonnými hmotami. Funguje 49 čerpacích stanic s bioplynem, jejichž služeb využívá 5 300 vozidel na bioplyn (z toho 3 500 osobních aut). Světovou novinkou je bioplynem poháněný motorový vlak pro 54 cestujících, spojující univerzitní město Linköping s Västervikem. Do provozu byl uveden v září 2005.

Od surového plynu k čistému – technika úpravy bioplynu

Aby se dalo na bioplyn jezdit, musí se podrobit procesu, označovanému „upgrading“, tj. zušlechťování (vyčištění) na jakost běžně dodávaného (fosilního) zemního plynu.

Obsah metanu se pohybuje v surovém bioplynu – podle typu a vybavení soustavy – v rozmezí mezi 45 až 75 %. Pro dosažení kvality paliva pro motorová vozidla musí být jeho podíl zvýšen přinejmenším na 97 %. Následně je plyn stlačen na 200 bar a odorizován, aby se jeho případné úniky daly snadno zjistit (což je ostatně nutné i u běžného zemního plynu a u propan-butanu pro domácnosti). Takto upravený bioplyn je zaváděn buď do rozvodného plynového potrubí, nebo použit přímo jako palivo pro motory. Zušlechťováním surového plynu se docílí zvýšení energetického obsahu metanu a na druhé straně se vyrovnají jeho chemické a fyzikální vlastnosti, takže se stávají shodnými se zemním plynem.

Zhruba polovina z 56 zušlechťovacích úpraven bioplynu Evropské unie se nachází právě ve Švédsku. Všem těmto úpravnám slouží tentýž princip: od surového bioplynu se chemickým, fyzikálně chemickým, nebo i membránovým způsobem oddělí podstatný podíl oxidu uhličitého (CO₂), který tvoří 25 až 40 % objemu. Stejně tak musí být odstraněn dusík, vykazující zejména ve skládkových plynech až 15 % objemu a také sirovodík (H₂S). Sirovodík vzniká při zplyňování ve fermentoru jako vedlejší produkt a je nejen jedovatý, ale působí i značně korozivně na potrubí a kovové části zařízení a ve fázi spalování se mění na agresivní oxid siřičitý. Vedle těchto komponent ovlivňuje kvalitu vyčištěného plynu rovněž obsah vody a jemných křemičitých částic. Pro kvalitu bioplynu k funkčnímu nasazení v sektoru motorových paliv budou zpracovány celoevropsky platné kvalitativní standardy.

Bioplyn pro mé auto?

Bioplynem poháněné osobní automobily fungují v současnosti ještě bivalentně, to znamená, že mohou být stisknutím knoflíku přepnuty i během jízdy na tradiční pohon benzinem ze 70-litrové nádrže všude tam, kde není k dispozici tankování plynu. Probíhá to bez problému, účinnost motoru je vlivem této techniky o něco horší ve srovnání s tradičními pohony. Starší modely osobních vozů najedou na jedno plnění bioplynem 230 km. Novější modely mají vzdálenost dojezdu 350 km. Náklady na takto seřízený vůz se oproti běžně dodávanému vozu toho času pohybují mezi 1 500 až 3 000 Euro, ovšem provoz s bioplynem je o třetinu levnější než s tradičním benzinem (ani u nás nejsou přestavby motorů aut na pohon LPG výrazně nižší a přece se realizují; je to záležitost správné kalkulace). Bioplyn je prostě ve Švédsku o třetinu levnější než benzin. I u dieslu činí úspora ještě přes 20 %.

Tabulka: bioplyn ve srovnání

Palivo (jednotka)	Cena paliva (Euro/jednotka)	Energetický obsah (kWh)	Přímé srovnání (Euro/kWh)	Množstevní ekvivalent (daná jednotka)
Benzin (l)	1	8,7	0,11	1,15
Diesel (l)	0,9	10	0,09	1
Bioplyn (m3)	0,7	10	0,07	1
50:50 (m3)	0,60	10	0,06	1

Pramen: Solarzeitalter 3/2005

 

Překlad: Ján Struška

Tento článek byl publikován v rámci spolupráce redakce časopisu Alternativní energie a CZ Biom.

Tweet

Odpadové hospodářství: Pozitivní trendy a výzvy do budoucna

Novinky z Prodevalu: zkapalňování CO2, Valopur DFM a nová výrobní linka na jihu Francie

Regulace teploty plynových motorů

Bioplynová stanice s kogeneračními jednotkami TEDOM

Olej pro plynové motory – klíčová volba pro kogenerační jednotky