Využití odpadního tepla z výroby bioplynu

Shrnutí

Spalováním bioplynu v kogenerační jednotce vzniká také tepelná energie, pro kterou je vhodné hledat optimální uplatnění. Již v rámci studie proveditelnosti projektu BPS by měly být vytipovány perspektivní opatření pro využití přebytků tepla. Realizaci těchto opatření je zpravidla zapotřebí koncipovat jako samostatný podnikatelský projekt, jehož vhodné načasování záleží na místní poptávce po využití této energie, na vývoji cen energií, dostupnosti dotačních titulů apod. Při úvahách o dodávkách tepla z BPS do systémů CZT (centrální zdroj tepla) je potřeba splnit podmínky platné legislativy (zákon 458/2000 Sb.). Je vhodné obrátit se v této souvislosti na erudovanou poradenskou firmu, která má potřebné zkušenosti. Úspěšné využití přebytečného tepla může mít významný pozitivní přínos pro ekonomickou efektivitu projektu bioplynové stanice.

Využití tepla pro potřeby samotného procesu

Při spalování bioplynu v kogenerační jednotce (KJ) dochází kromě elektřiny také k významné produkci tepla z okruhů chlazení motoru, oleje, plnící směsi a výměníku tepla spalin. Produkce tepla bývá zpravidla vyšší než produkce elektrická. Podíl tepla získaného chlazením a tepla výfukových plynů je cca 50:50.

Spotřeba tepla pro vlastní procesy bioplynové stanice závisí zejména na tepelné ztrátě fermentorů, druhu teplotního procesu fermentace (mezofilní nebo termofilní) a na tom, zda je instalován i hygienizační stupeň zpracování vstupní suroviny. Řádově se spotřeba tepla pro technologické ohřevy BPS pohybuje mezi 20 – 40 %, vyšší využije v zimním období cca 1/3, v létě méně.

Další možnosti využití odpadního tepla

Využití přebytků tepla bývá na většině BPS (zvláště farmářského typu) problematické. Důvodem je fakt, že v místech plánované výstavby BPS není zpravidla možnost toto teplo využít a je nutné uvažovat s výstavbou dalších systémů pro jeho využití (např. teplovody, předávací/výměníkové stanice, výstavba/rekonstrukce otopných systémů a systémů pro ohřevy TUV, sušárenské technologie, apod.). Investiční náklady na systémy využití tepla bývají poměrně vysoké, nicméně úspěšně realizovaný projekt může mít významný pozitivní přínos pro ekonomickou efektivitu BPS.

Možnosti využití tepla jsou následující:

• vytápění objektů v bezprostředním okolí, zejména v areálu farmy
• dodávky do systému CZT a vytápění obytných domů
• pro potřeby přidružených podnikatelských provozů – různé druhy sušárenských technologií (sušárny dřeva, sušárny obilí, sušárny FZ, sušárny pilin), peletační/briketovací linky, haly pro sušení sypké biomasy), stanice pro chov teplomilných živočichů a ryb, skleníky, apod.

Realizace některé z těchto možností je velmi individuální, záleží na vhodných faktorech (místní poptávka po využití této energie, vývoj cen energií, dostupnost dotačních titulů apod.) a na důsledně připraveném projektu.

Při úvahách o využití přebytků tepla z BPS pro dodávky do systémů CZT je potřeba splnit podmínky v souladu s energetickým zákonem č. 458/2000 Sb., v platném znění. Zjednodušeně lze uvést, že provozovatel CZT má povinnost odběru tepla z BPS, resp. z obnovitelných zdrojů, pouze při splnění těchto podmínek:

1. Umožňují-li to technické podmínky (vhodné přípojné místo s dostatečnou přenosovou kapacitou, kompatibilní parametry teplonosného média). Náklady na připojení BPS na CZT hradí majitel BPS.
2. Není-li již realizována dodávka tepla z jiného OZE či odpadního tepla z technologických procesů.
3. Pokud nedojde dodávkou tepla z BPS ke zvýšení prodejní ceny tepla CZT konečnému spotřebiteli.

Při úvahách o využití tepla pro dodávky do otopných systémů budov (nových i stávajících) a pro přípravu TUV je nutné respektovat podmínky stanovené v zákoně o hospodaření energií (č. 406/2000 Sb., v platném znění) a navazujících upřesňujících vyhlášek, které stanovují podmínky pro rozvody tepla, regulační systémy otopných systémů, měrné ukazatele spotřeby tepla pro otop a ohřev TUV, atd.

Praktický příklad využití tepelné energie

Přestože má využití tepelné energie z KJ svá významná omezení, můžeme se s příkladnými realizacemi setkat v sousedním Německu nebo Rakousku.

Zajímavým způsobem se s využitím odpadního tepla vypořádali ve vesnici poblíž Neumarktu in der Oberpfalz v Bavorsku. Obyvatelé malé obce (cca 11 obytných domů) se rozhodli na vlastní náklady vybudovat teplovod z BPS do svých rodinných domů. Položení teplovodů provedla odborná firma, zemní práce provedl jeden z obyvatelů vesnice svou technikou, a instalaci deskových teplovodních výměníků provedl rovněž místní instalatér. Tím se zároveň podařilo snížit celkové náklady. Zemědělec vlastnící BPS se zavázal, že po dobu 10 let bude teplo bezplatně dodávat obyvatelům obce, zatímco oni se zavázali, že po uplynutí 10 let převedou plynovod na zemědělce. Zároveň se obě strany dohodly, že cena budoucího tepla, za které již budou platit, bude nižší cca. o 35 % než cena tepla z topného oleje, který byl doposud v obci používán.

Zdroj: Desatero bioplynových stanic, CZ Biom, 2007, aktualizováno

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