Energie dvojnásobně zelená

O obnovitelných zdrojích energie se obrazně říká, že dávají „zelenou“ energii. V některých případech je ta zelená barva v procesu energetických přeměn i zcela patrnou skutečností. Platí to o takových postupech, při nichž se k požadované formě energie (ať už jde o elektřinu, teplo, palivo pro topení nebo pro spalovací motory) dospělo využitím toho, co roste nebo je možné vypěstovat na polích, na loukách, v lese. Je paradoxem, že prozatím není u nás příliš mnoho příkladů, kdy svého potenciálu v této oblasti využívají sami zemědělci.

Teplo pro skleníky z bioplynu

I na jižním Slovensku pro pěstitele zeleniny platí – kdo s ní dřív přijde na trh, prodá za lepší ceny. A proto se i tady vyplatí zelenině v jarním období „přitopit“. Ale čím? Není-li k dispozici vrt s termální vodou nezbývá než se zamyslet nad zdrojem tepla. V Hurbanově, mezi Novými Zámky a Komárnem, přišel s převratnou myšlenkou inženýr Štefan Stifner, který vystudoval chemické inženýrství a jeho oborem byla konstrukce a provoz chemických reaktorů. Když pak roku 1991 však začal hospodařit jako soukromý rolník na pěti hektarech půdy, kde pěstoval rajčata a papriky, dokázal svých znalostí z oboru chemické technologie využít i v novém oboru podnikání.

V současnosti obhospodařuje 50 hektarů vlastních a dalších 800 ha pronajatých pozemků. Zelenina na nich zaujímá asi 10 hektarů. Fóliovníky s rozlohou 0,2 ha, jejichž plochu chce pěstitel v příštích letech rozšířit, slouží jako rychlírna některých druhů, a také pro pěstování sadby. A výsledek ovlivní právě možnost vytápění krytých ploch. Inženýr Stifner se rozhodl - využije odpadního tepla z kogenerační jednotky, poháněné bioplynem. Musel ale začít na příslovečné zelené louce – nebyla ani kogenerační jednotka, ani bioplyn, ani zařízení k jeho výrobě a ani surovina, ze které by bioplyn mohl být produkován. Řekl si: „Z kukuřičné siláže vyrobím ve fermentoru – což není také nic jiného než biochemický reaktor – bioplyn, tím bude poháněn spalovací motor v kogenerační jednotce, elektřinu dodám do sítě a „odpadní“ teplo mi vyhřeje vzduch ve fóliovnících.“ Propočty určily, že při denní potřebě asi 20 tun kukuřičné siláže pro „nakrmení“ reaktoru bioplynové stanice (BPS) musí kukuřicí osít 180 ha polí. Nebo jinak: jeden hektar mu zajistí dvoudenní provoz BPS.

Velikost fermentoru byla stanovena tak, aby se provoz vyplatil při výkupní ceně 2,- Sk za jednu vyrobenou kilowatthodinu. Ekonomicky je únosný fermentor s objemem přes 1000 m³ – v Hurbanově je jeho objem 2800 m³, z toho je sedmina objemu určena pro vyvíjený bioplyn. Fermentor má železobetonové „víko“ a uvnitř je laminovaný. Proti nadměrnému přetlaku je vybaven bezpečnostním ventilem s nouzovým hořákem. Denní produkce bioplynu se pohybuje kolem 4100 m³. Bioplyn pohání kogenerační jednotku se spalovacím motorem MAN, elektrický výkon připojeného generátoru je 276 kW a místo klasického chlazení motoru chladičem do okolí je tepelný výkon 480 kW jímán přes výměník do kapaliny topného okruhu. Do sítě přitom je dodáváno asi 85 % vyprodukované elektřiny, vlastní spotřeba činí asi 15 %. Celé zařízení bylo uvedeno do provozu v prosinci roku 2005 a běží kolem 8000 hodin za rok, což je využití přes 90 %. Celková investice činila 27 milionů Sk.

Další využití pro teplo – zejména v letním období, kdy už není třeba zelenině přitápět – našel inženýr Stifner při provozu sušičky zrnin Stela, jejíž nenasytný hořák s tepelným výkonem až 2,5 MW polyká tisíce kubíků zemního plynu. O přímém provozu na bioplyn výrobce sušičky zatím nechce slyšet, obává se rizik, spojených například s nestandardním obsahem některých korozivních složek bioplynu a provozovateli by pak vypověděl garance.

Přesto se ale našlo řešení bez zásahu do integrity sušárny nebo kterékoliv její části. K hořáku sušičky bude přiváděn předehřátý vzduch a automatika pak přiškrtí výkon hořáku až o 1 MW, a tím klesne i spotřeba zemního plynu. Předehřev vzduchu je řešen instalací několikametrového plochého výměníku.

Teplo pro skleníky ze slámy

Jednodušší cestu k teplu s využitím jiné zemědělské suroviny – slámy – našli zahradníci v Olomouci. Rozhodli se nahradit velmi drahý provoz plynové kotelny novým zařízením – kotelnou spalující celé balíky slámy. Jejich zařízení je „jednoúčelové“ – produkuje jen teplo, ale i to přináší v porovnání s předchozím způsobem vytápění každoročně několikamilionové úspory.

Olomoucká firma Florcenter hospodaří na okraji hanácké metropole na 15 tis. m² ploch v několika sklenících. Skleníky bývaly vytápěny olejem a později zemním plynem. Ceny těchto paliv ekonomicky položily většinu zahradnických provozů v republice. Palivo pro kotelnu olomouckého zahradnictví však nyní už nepřitéká ropovodem ani plynovodem. Vyrostlo totiž na okolních polích. Je to obilní sláma, pro kterou nemají zemědělci vždy uplatnění. Ve Florcentru se rozhodli právě slámou během roku nahradit asi milión kubíků plynu, za který zaplatili 8 mil. korun. Vítězem výběrového řízení na dodavatele nové technologie se stala společnost STEP Trutnov, která navrhla a nakonec i dodala zařízení s celkovém tepelným výkonem 2,3 MW.

Investici podpořila i Česká energetická agentura svým programem Obnovitelné zdroje energie v rámci Operační programu průmyslu a podnikání. Celkové náklady projektu byly vyčísleny na 18,468 mil. Kč, z toho pro účely dotací činily celkové uznatelné náklady 15,520 mil. Kč. Maximální možná výše dotace v programu Obnovitelné zdroje energie je 46 %; společnost Florcenter Ekotop získala 4,5 mil. Kč. Z toho pochází 3,375 mil. Kč ze strukturálních fondů EU a 1,125 mil. Kč z prostředků státního rozpočtu ČR.

V první etapě realizace projektu byl instalován kotel s výkonem 1,6 MW, sklad balíkované slámy s podávacím zařízením, úpravna vody a zařízení na čištění spalin. Kotelna je od konce března 2007 v trvalém provozu a ještě letos bude doplněna dalším kotlem s výkonem 0,7 MW jako pojistkou pro případ čištění jednoho z kotlů nebo při poruše. Dva různě výkonné kotle mohou dovolit nasazení jednoho, druhého nebo i obou podle konkrétní potřeby tepla.

Kotelna je zařízena na spalování hranatých balíků slámy s rozměry 0,8 x 0,8 x 2,2 m. Za jedno topné období bude potřeba kolem 1500 tun slámy. Ze slámy zbudou pouhá 3 – 4 % popela, který je automaticky dopravován do speciálního kontejneru a je pak vracen na pole jako hnojivo s obsahem minerálů a stopových prvků.

Společnost Florcenter Ekotop, která dodávky tepla pro mateřskou firmu Florcenter zajišťuje, má zdroje slámy zajištěny u pěstitelů obilovin v okruhu do 12 km od svého sídla. Pro spalování je nutná i jistá kvalita slámy, a to nejen její vlhkost, ale také stabilní kvalita balíků. Tuna slámy (včetně lisování a dopravy) stojí 1000,- Kč, takže i pro dodavatele tohoto paliva má prodej slámy nezanedbatelný ekonomický význam.

Energie z řepky

Kdo na přelomu dubna a května projížděl krajinou Česka, jistě zaregistroval nebývalý poměr žlutě zářících ploch kvetoucí řepky. Pro zemědělce je tato plodina jednou z mála, u kterých mají naději na jistý odbyt. O řepkové semeno mají zájem zpracovatelé této suroviny nejen na potravinářské účely, ale i na biopaliva, která by v případě řepky měla být v podobě tzv. MEŘO (metylesteru řepkového oleje) povinně přimíchávána do paliva pro dieselové motory. Přimíchávání biopaliv přitom nebude v Česku na rozdíl od dalších zemí EU zvlášť podporováno (budou ale sankce za nedodržení stanoveného podílu biopaliva v naftě). To pochopitelně zmenšuje v celém řetězci prostor pro zisky. Jistý odbyt řepkových semen proto ještě nemusí být zárukou příznivých cen, které budou zemědělcům nabídnuty. Velcí hráči v nově se rozvíjejícím oboru biopaliv přece také chtějí podnikat se ziskem a dobře vědí, že možnosti zemědělců pro jiné využití řepkových semen jsou zatím dost omezené. Možnosti vývozu řepkových semen jsou vždy závislé na tom, jak se v okolních zemích urodí či neurodí (a jak se v té souvislosti budou vyvíjet i ceny).

Zemědělcům tedy zatím většinou chybí možnost vlastní výroby, případně zpracování a ještě lépe i využití řepkového oleje. Brzdou ale není nedostatek vhodných menších faremních technologií a do jisté míry ani nedostatek financí. Zařízení pro faremní zpracování řepkových semen lisováním za studena (a následného využití oleje i výlisků) nabízí již několik let východočeská firma Farmet, která za svůj exponát – lisovací zařízení Farmet 10 k lisování olejnatých semen za studena bez předchozí úpravy – získala na nedávné Národní výstavě zvířat a zemědělské techniky Přerov 2007 jednu z hlavních cen „Zlatý Přerov 2007“. Vylisovaný olej je možné prodat zpracovateli na MEŘO, případně ho přímo využít jako paliva v olejových hořácích teplovodních kotlů nebo i jako paliva pro upravené motory zemědělské techniky i dalších aut. Energeticky lze využít i řepkové slámy ve speciálních topeništích.

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

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