LEGISLATIVA

Bioplyn - energie ze zemědělství

Současná energetická situace ve světě, Českou republiku nevyjímaje, se vyznačuje vysokou poptávkou po energiích a s tím souvisejícím silným nárůstem cen. Tento stav může být rozhodujícím momentem pro investory, kteří chtějí na této situaci profitovat a využít co nejvíce investičních pobídek při realizaci a provozování technologických zařízení na výrobu energií z obnovitelných zdrojů. Zemědělství je bezesporu odvětvím, které má pro výrobu energie z obnovitelných zdrojů největší možnosti a předpoklady. Jedním z těchto velmi perspektivních obnovitelných zdrojů energie je bioplyn.

Petr Michal

BIOPLYN – ENERGIE ZE ZEMĚDĚLSTVÍ

Obsah
Úvod 3
Princip tvorby bioplynu 4
Hydrolýza 4
Acidogeneze 4
Acetogeneze 4
Metanogeneze 4
Vlastnosti bioplynu a jeho složení 6
Průběh procesu 6
Skladba živin v substrátu 6
Teplota substrátu 6
Zdroje biomasy pro výrobu bioplynu 9
Technologie a zařízení na výrobu bioplynu 11
Rozdělení technologií na výrobu bioplynu 11
Zdroj organických materiálů 11
Příjem a úprava materiálu 12
Anaerobní reaktorové nádoby na tekutý materiál 12
Bioplynová koncovka 13
Kalová koncovka 13
Technologie na výrobu bioplynu z tekutých materiálů 13
Technologie na výrobu bioplynu z tuhých materiálů 13
Skladování a zužitkování bioplynu 15
Skladování bioplynu 15
Úprava bioplynu 16
Zužitkování bioplynu 16
Spalování 16
Vytápění bioplynem 16
Kogenerace tepla a elektrické energie 16
Zásobování rozvodných plynovodních sítí 16
Vybraná zemědělská zařízení na výrobu bioplynu v České republice a v zahraničí 17
Závěr 21
Seznam literatury 22

Cover & design: © Petr Michal
ÚVOD

Současná energetická situace ve světě, Českou republiku nevyjímaje, se vyznačuje vysokou po-
ptávkou po energiích a s tím souvisejícím silným nárůstem cen. Tento stav může být rozhodujícím
momentem pro investory, kteří chtějí na této situaci profitovat a využít co nejvíce investičních po-
bídek při realizaci a provozování technologických zařízení na výrobu energií z obnovitelných zdro-
jů. Zemědělství je bezesporu odvětvím, které má pro výrobu energie z obnovitelných zdrojů největ-
ší možnosti a předpoklady. Jedním z těchto velmi perspektivních obnovitelných zdrojů energie je
bioplyn.
Tato studie se ve zkratce pokusí shrnout v současné době používané způsoby získávání bioplynu
a poslední dostupné informace o významnějších provozovaných nebo plánovaných zařízeních
v České republice a okolních státech.
Hlavními důvody využití anaerobní fermentace organických materiálů, jejichž původ je v země-
dělství, jsou :
- produkce kvalitních organických hnojiv
- získání vedlejšího zdroje energie

- odstranění negativního vlivu na pracovní a životní prostředí.
Kromě toho je i v Evropské unii podporován rozvoj využití biomasy i jejího pěstování pro ener-
getické účely jako součást řešení ekologických otázek energetiky, problémů zemědělské politiky
a politiky rozvoje venkova.2) V jejím rámci by do roku 2010 měla výroba elektřiny a tepla z obnovi-
telných zdrojů energie v České republice ve srovnání se současným stavem výrazně stoupnout.
V současné době leží v České republice ladem kolem půl milionu hektarů zemědělské půdy. Pro
naplnění cíle roku 2010 by postačilo využívat přibližně polovinu této výměry. Podle údajů Minis-
terstva zemědělství České republiky se počítá s výměrou 1,5 milionu ha půdy pro pěstování bioma-
sy pro energetické účely.3),14) Předpokládá se, že do roku 2010 stoupne v České republice podíl
elektrické energie z obnovitelných zdrojů v hrubé spotřebě na osm procent, v současné době dosa-
huje asi poloviční úrovně 7). To České republice ukládá směrnice Evropské unie. Elektrická energie
vyrobená z bioplynu se na tom může podílet velkou měrou.

-3-
PRINCIP TVORBY BIOPLYNU

Bioplyn vzniká vyhníváním jako proces rozkladu a přeměny organických látek. K vyhnívání ne-
boli fermentaci dochází bez přístupu vzduchu a ve vlhkém prostředí vlivem působení metanových
bakterií - metanogenů. Anaerobní fermentace je biochemickým procesem, sestávajícím z celé řady
posloupných fyzikálních, fyzikálně-chemických a biologických procesů. Vytváření bioplynu je ko-
nečnou fází biochemické konverze organických látek v anaerobních podmínkách na bioplyn a zbyt-
kový fermentovaný materiál. Proces probíhá při teplotách od 0 ÂşC do 70 ÂşC a na rozdíl od jiných
procesů nevzniká při anaerobní fermentaci teplo, ale vyvíjí se hořlavý plyn - metan. Současně s ním
se vytváří oxid uhličitý a voda.
V literatuře se uvádí, že lze celý proces rozdělit do čtyř základních fází: 8)

Hydrolýza
Tato fáze začíná v době, kdy je v prostředí vzdušný kyslík a dostatečná vlhkost přesahující 50 %
hmotnostního podílu. V této fázi mikroorganizmy ještě nevyžadují prostředí neobsahující kyslík,
dochází k rozkladu polymerů na jednodušší organické látky - monomery

Acidogeneze
V této fázi dochází k odstranění zbytků vzdušného kyslíku a vytvoření anaerobního prostředí.
Tuto přeměnu provádějí fakultativní anaerobní mikroorganizmy schopné aktivace v obou prostře-
dích.

Acetogeneze
Během této fáze převádějí acidogenní kmeny bakterií vyšší organické kyseliny na kyselinu octo-
vou, vodík a oxid uhličitý.

Metanogeneze
Nyní metanogenní acetotrofní bakterie rozkládají hlavně kyselinu octovou na metan a oxid uhli-
čitý, hydrogenotrofní bakterie produkují metan z vodíku a oxidu uhličitého. Některé kmeny bakterií
provádějí obojí.
Optimální rovnováha v kinetice jednotlivých fází, probíhajících s odlišnou kinetickou rychlostí,
je důležitá pro stabilitu procesu anaerobní fermentace organických materiálů. Závěrečná metano-
genní fáze probíhá asi pětkrát pomaleji než předcházející tři fáze. Proto se musejí velikost a kon-
strukce fermentoru a dávkování surového materiálu této rychlost přizpůsobit.

-4-
Jednotlivé fáze procesu vzniku bioplynu znázorňuje následující schéma:

Polymerní substráty
Hydrolýza
(uhlovodíky, tuky, bílkoviny

Rozklad polymerů
Acidogeneze

H2 Organické kyseliny Alkoholy Kyselina octová
CO2

Acetogeneze
Bioplyn
Metanogeneze

-5-
VLASTNOSTI BIOPLYNU A JEHO SLOŽENÍ

Kvalita bioplynu je určována především poměrem hořlavého metanu a oxidu uhličitého. Z eko-
nomického hlediska skladování bioplynu je nutné se snažit o co nejvyšší obsah metanu (CH4) a co
nejnižší obsah oxidu uhličitého. Další důležitou složkou bioplynu je sirovodík (H2S), jehož množ-
ství má velký vliv na korozi technologického zařízení a při vyšších podílech vyvolává potřebu jeho
odsíření.
Kromě těchto složek se v bioplynu dále nacházejí amoniak, molekulární dusík, vodík a kyslík,
jejichž podíl činí 6 až 8 %. Obecně se v literatuře za dosažitelný obsah metanu (CH4) považuje hod-
nota 50 až 75 %.9)
Obsah metanu v bioplynu ovlivňují především následující kritéria:

Průběh procesu
Velmi záleží na tom, zda fermentace probíhá v jednom fermentoru, tedy jednom stupni, nebo ve
dvou fermentorech, dvou stupních. Podíl metanu v jednotlivých stupních fermentace se potom pod-
statně liší, plyn z prvého stupně obsahuje velký podíl oxidu uhličitého, zatímco plyn z druhého
stupně obsahuje velký podíl metanu, který může podle literatury dosahovat až podílu 80 %.

Skladba živin v substrátu
Obsahuje-li substrát látky bohaté na bílkoviny a uhlovodíky, vyrobí se méně bioplynu než z látek
obsahujících tuky a proteiny.

Teplota substrátu
Obsah metanu je podle zkušeností z praxe při teplé a horké fermentaci menší než při fermentaci
za nižších teplot.

Specfický výtěžek plynu při termofilním teplotním rozmezí v závislosti na druhu sub-
strátu (slepičí trus, prasečí a hovězí kejda a tuhý hnůj) a době kontaktu

-6-
Vliv teploty na dosažitelné množství plynu ve vztahu k hodnotě dosažené při optimálních teplot-
ních poměrech

Vliv teploty vyhnívacího procesu a doby kontaktu na množství a složení vyrobeného plynu

-7-
1. Následující tabulka uvádí vybrané fyzikální vlastnosti metanu: 8)
4.10-10 m
Průměr molekuly
1
16,043 g.mol-1
Molární hmotnost
2
Relativní molekulová hmotnost 16,043
3
22,3518 m3.kmol-1
Reálný molární objem
4
1,819 kg.m-3
Hustota plynu (-161,52 ÂşC, tlak 101,352 kPa)
5
0,7049 kg.m-3
Hustota plynu (15 ÂşC, tlak 101,325 kPa)
6
Kritický tlak 45,96 bar
7
Kritická teplota 190,53 K
8
0,0061 m3.kg-1
Kritický měrný objem
9
Trojný bod
10
Teplota 90,68 K
Tlak 0,117 bar
58,720 kJ.kg-1
Skupenské teplo tání
Bod varu -161,52 ÂşC
11
510,20 kJ.kg-1
Skupenské teplo varu (-161,52 ÂşC, tlak 101,325 kPa)
12
Množství plynu z 1 m3 kapaliny (15 ÂşC, 1 bar) 630 m3
13
Výhřevnost (ref. teplota spal. 15 ÂşC, tlak 101,325 kPa)
14
34,016 MJ.m-3
Objemová
802,69 kJ.mol-1
Molární
Spalné teplo (ref. teplota spal. 15 ÂşC, tlak 01,325 kPa)
15
37,782 MJ.m-3
Objemové
891,56 kJ.mol-1
Molární
2,195 kJ.kg-1.K-1
Měrná tepelná kapacita cp ideálního plynu
16
1,686 kJ.kg-1.K-1
Měrná tepelná kapacita cv ideálního plynu
17
Poměr cp:cv ideálního plynu (15 ÂşC, tlak 101,325 kPa) 1,301
18
Mez výbušnosti směsi s kyslíkem 555 ÂşC
19
Minimální zápalná energie (vzduch + 8,5 CH4) 0,28 mJ
20
Koncentrace s největším nebezpečím vznícení 8,2 % obj.
21
Teoretické množství spal. vzduchu (vzduch : reálný plyn) 9,563 m3.m-3: 17,233 kg.kg-1
22
Stechiometrické spalování směsi s kyslíkem (20 ÂşC tlak 101,325 kPa)
23
Teplota plamene 2 810 ÂşC
3,9 m.s-1
Maximální spalovací rychlost
Stechiometrické spalování směsi se vzduchem (20 ÂşC tlak 101,325 kPa)
24
Teplota plamene 1,957 ÂşC
0,4 m.s-1
Maximální spalovací rychlost
53,781 MJ.m-3
Wobbeho číslo ideálního plynu (0 ÂşC, tlak 101,325 kPa)
25
53,4568 MJ.m-3
Wobbeho číslo reálného plynu (0 ÂşC, tlak 101,325 kPa)
26

-8-
ZDROJE BIOMASY PRO VÝROBU BIOPLYNU

Produkovanou biomasu lze z hlediska jejího získávání rozdělit na dvě základní skupiny - odpad-
ní a záměrně pěstovanou.1) 6) 9) 15)
a) Biomasou záměrně pěstovanou v produkci bioplynu jsou:
- energetické plodiny (šťovík, tritikale, čirok, chrastice rákosovitá, křídlatka, vrby, topoly, olše, aká-
ty a podobně)
- olejniny (nejznámější je řepka olejná)
- cukrovka, obilí, brambory.
b) Biomasou odpadní jsou:
- rostlinné zbytky ze zemědělské prvovýroby a údržby krajiny (sláma kukuřice a obilovin, řepková
sláma, zbytky z lučních areálů a nedopasky, zbytky po likvidaci náletových dřevin a odpady ze
sadů a vinic)
- odpady z živočišné výroby (exkrementy z chovů hospodářských zvířat, zbytky krmiv, odpady
z mléčnic a přidružených zpracovatelských kapacit)
- biologicky rozložitelné komunální odpady (separovaný sběrový papír, kuchyňské odpady, orga-
nické zbytky z údržby zeleně a podobně)
- organické odpady z průmyslových a potravinářských výrob (odpady z provozů na zpracování
a skladování produktů rostlinné výroby, jateční a mlékárenské odpady, odpady z lihovarů a kon-
zerváren, vinařských a dřevařských provozoven)
- lesní odpady (dřevní hmota z probírek, kůra, větve, pařezy, kořeny po těžbě dřeva, palivové dřevo,
klestí, odřezky atd.)
Jak již bylo uvedeno, fermentace a tvorba bioplynu probíhá ve vlhkém prostředí a proto jsou pro
anaerobní zpracování vhodné kapalné, mokré materiály, jako jsou kejda, hnůj, zbytky jídla, tuky
a podobně. Obecně lze říci, že pro produkci bioplynu ve stávajících technologických zařízeních je
optimální obsah sušiny v rozmezí 5 až 15 %. Horní hranice obsahu sušiny je již přípustnou mezí, do
které lze substrát ještě čerpat. Důležitým je také poměr uhlíku a dusíku (C : N), který by se měl po-
hybovat v rozmezí 20:1 až 40:1. Pro zemědělství je důležité, že se většina zpracovávaných materiá-
lů produkuje v tomto odvětví. Důležité je také to, že při výrobě bioplynu lze rovněž využívat ko-
fermentaci, kdy se s materiálem z živočišné výroby současně zpracovávají i materiály jiné. V ze-
mědělství přicházejí jako kofermenty v úvahu zbytky z rostlinné výroby, odpady ze zpracování
a rostliny pěstované jako kofermenty, tedy obnovitelné druhy surovin, jejichž pěstování je výhodné
na plochách nevyužívaných k zemědělské výrobě, ale lze rovněž pěstovat materiály vhodné ke ko-
fermentaci na ladem ležící zemědělské půdě.5) Využívání kofermentů je zajímavé i pro likvidaci
kafilerních a jatečních odpadů (i masokostní moučky), protože pokusy naznačují, že dochází
i k likvidaci nebezpečných prionů 14).

-9-
Následující tabulka uvádí orientační hodnoty denní produkce bioplynu v m3 na DJ u různých ka-
tegorií hospodářských zvířat a na tunu u různých materiálů.
2. Orientační hodnoty denní produkce bioplynu16)
Druh zvířat nebo materiálu Denní produkce bioplynu
Kejda skotu 1,11 mÂł/DJ
Kejda prasat 0,88 mÂł/DJ
Koňský hnůj 1,45 mÂł/DJ
Drůbeží trus 3,75 mÂł/DJ
Silážní kukuřice 240 mÂł/t
Corn-Cob-Mix (CCM) 500 mÂł/t
525 m3/t
Žitný šrot
Siláž z celých rostlin obilovin 500 mÂł/t

Velmi důležitým zdrojem materiálu pro výrobu bioplynu jsou biologicky rozložitelné odpady
(BRO). Mezi tyto odpady se řadí zejména odpady BRO komunální, zemědělské, zahradnické a les-
nické, dále BRO z výroby potravin, papíru a celulózy, zpracování dřeva, kožedělného a textilního
průmyslu, dřevěné a papírové obaly a vodárenské a čistírenské kaly. Následující tabulka udává sou-
hrnnou produkci těchto BRO podle skupin katalogu odpadů ze dvou na sobě nezávislých zdrojů,
z Informačního systému odpadového hospodářství a z Českého statistického úřadu.
3. Produkce biologicky rozložitelných odpadů v roce 2001 14)
Množství (t) Množství (t)
%
Produkce odpadů z vybraných skupin odpadů dle ČSÚ (2003)
dle ISOH (2001)
BRO
Celkem BRO Celkem BRO
02000000 Odpady z primární produkce země-
dělské a zahradnické, z lesního hospodářství, z 92,2 6 392 639 5 894 348 988 396 911 301
rybářství a z výroby a zpracování potravin
03000000 Odpady ze zpracování dřeva 81,3 820 616 667 404 971 752 790 034
04000000 Odpady z kožedělného a z textilního
38,5 53 433 20 593 250 040 96 265
průmyslu
15000000 Odpadní obaly, sorbenty, čisticí
tkaniny, filtrační materiály a ochranné tkaniny 27,7 212 131 58 693 254 502 70 497
jinde neuvedené
17000000 Stavební a demoliční odpady 0,3 8 482 248 26 079 10 213 186 30 640
19000000 Odpady ze zařízení na úpravu odpa-
dů, ze zařízení ke zneškodňování odpadů, z 26,4 1 468 372 387 149 1 339 840 353 718
čistíren odpadních vod a z vodárenství
20000000 Odpady komunální a jim podobné
odpady ze živností, z úřadů a z průmyslu, včet- 46,9 3 975 952 1 866 458 1 277 015 598 920
ně odděleně sbíraných složek těchto odpadů
Úhrnné množství odpadů v přehledu 21 405 391 8 920 724 15 294 731 2 851 375

- 10 -
TECHNOLOGIE A ZAŘÍZENÍ NA VÝROBU BIOPLYNU

Rozdělení technologií na výrobu bioplynu
Podle způsobu dávkování do procesu vstupujícího materiálu lze rozlišovat následující technolo-
gie:
diskontinuální - s přerušovaným provozem, cyklické, dávkové a podobně, kdy doba jednoho
pracovního cyklu je shodná s dobou zdržení ve fermentoru. Tento na obsluhu náročný způsob se
používá především k suché fermentaci tuhých materiálů organického původu.
semikontinuální - kdy je doba mezi jednotlivými dávkami kratší než doba zdržení materiálu ve
fermentoru. Tento způsob plnění patří k nejvíce používaným při zpracovávání tekutých materiálů
organického původu. Výhodou tohoto postupu je možnost snadné automatizace technologického
procesu.
kontinuální - se používá při plnění fermentorů, které zpracovávají organický materiál s velmi
malým obsahem sušiny.

Podle podílu vlhkosti materiálu lze technologie rozlišovat jako:8)
- technologie na zpracování tuhých materiálů (podíl sušiny 18 až 30 %, ve výjimečných přípa-
dech i 50 %),
- technologie na zpracování tekutých materiálů s nízkým podílem sušiny 0,5 až 3 % se zápornou
energetickou bilancí anebo s vyšším podílem sušiny 3 až 14 % a kladnou energetickou bilancí,
- technologie na výrobu bioplynu kombinované.

Schéma na následující stránce uvádí jednotlivé možnosti technologických zařízení na výrobu bio-
plynu.

Technologická linka pro anaerobní fermentaci organických materiálů může mít podle druhu a
úpravy zpracovávaného materiálu před přesunem do fermentoru mnoho variant. Struktura hlavních
prvků technologické linky na výrobu bioplynu je v současné době následující: 8), 4)

Zdroj organických materiálů
Shromažďování a přeprava organických materiálů do příjmového zásobníku musí být v souladu s
tolerovanými výkyvy výkonnosti technologické linky.

- 11 -
Příjem a úprava materiálu
Nádrže a prostory lze podle potřeby a povahy zpracovávaného materiálu vybavit zařízením na
jeho úpravu (separace příměsí, ředění, zahušťování, inokulace, předehřívání, homogenizace, auto-
matizace dávkování do fermentoru atd.).

Anaerobní reaktorové nádoby na tekutý materiál
Rozdělení fermentorů podle jejich charakteristických vlastností (laguna, pravoúhlé fermentory,
válcové fermentory, kulové fermentory). Nejjednodušším zařízením je laguna následovaná zakry-
tým zásobníkem na tekutý materiál. Nejvíce se v současné době používá válcový reaktor s tvarem
komolého kužele ve spodní nebo i horní části. Kulovité reaktory se používají sporadicky.

- 12 -
Bioplynová koncovka
Tento soubor technologických zařízení zahrnuje potrubí pro přepravu bioplynu, soubor bezpeč-
nostních zařízení pro zabránění požáru a výbuchu, dmychadla, plynojem a regulační a kontrolní
prvky, zařízení na úpravu a čistění bioplynu.

Kalová koncovka
Tento soubor zahrnuje podle charakteristických vlastností materiálu po fermentaci potřebné ar-
matury, čerpadla, sklady, separační zařízení a podobně.

Technologie na výrobu bioplynu z tekutých materiálů
Tento technologický postup výroby bioplynu je nejrozšířenějším způsobem a jak již bylo uvede-
no dříve, technologická linka má velké množství možných modifikací. K fermentaci se převážně
používají válcové fermentory v sestavách s různými doplňkovými technologickými zařízeními, je-
jichž konfiguraci určují charakteristické fyzikální a chemické vlastnosti zpracovávaného materiálu.
V literatuře lze vyhledat i postupy pro výpočty základních parametrů fermentorů na tekutý
materiál.8) 10)

Technologie na výrobu bioplynu z tuhých materiálů
V poslední době se realizovaly také technologie na výrobu bioplynu z tuhých materiálů s obsa-
hem sušiny nad 20 %. Z těchto technologií se nejvíce osvědčil postup VÚZT Praha navržený jako
dávkový systém s válcovými fermentory typu "koš a zvon". V Německu v roce 2001 tento postup
fermentace tuhých materiálů realizovala firma BioFerm GmbH14) se sídlem v Mo-
osdorf/Waldmünchen, která postavila bioplynovou stanici s fermentory, do kterých lze při plnění
a vyprazdňování zajíždět manipulátory.

- 13 -
a) třífázový systém (1. aerobní fáze 2 – 7 dní, anaerobní fáze 28 – 32 dní, 2. aerobní fáze stabilizace
do doby aplikace),
b) základní typy fermentorů (1 – laguna, 2 – reaktivní skládka, 3 – žlabový fermentor, 4 – hranolo-
vitý fermentor, 5 – válcový fermentor s horizontální osou, 6 - válcový fermentor s vertikální
osou, 7 - válcový fermentor s kuželovým dnem, 8 - válcový fermentor s kuželovým dnem i
vrchní částí, 9 - válcový fermentor s kuželovou vrchní částí, 10 - válcový fermentor s negativním
kuželovým dnem, 11 – polokulový fermentor, 12 – vejčitý fermentor)
c) umístění fermentoru v terénu (1 – nadzemní, 2 – polozapuštěný, 3 – podzemní)

- 14 -
SKLADOVÁNÍ A ZUŽITKOVÁNÍ BIOPLYNU

Skladování bioplynu
Velkou výhodou bioplynu oproti jiným nosičům energie je ta skutečnost, že ho lze skladovat
a podle potřeby využívat v době, kdy potřeba zapojit špičkové zdroje pro výrobu elektrické energie
nebo tepla. Při jeho skladování nedochází na rozdíl od "skladování" solární elektrické a tepelné
energie nebo tepla a energie z větru ke ztrátám (tepelné ztráty, vybíjení akumulátorů). Nevýhodou
bioplynu je poměrně malá hustota energie v poměru k objemu, kdy 1 m3 bioplynu obsahuje takové
množství energie, jako 0,6 až 0,7 l topného oleje.11) Pro beztlakové skladování jsou proto potřeba
větší objemy zásobníkových plynojemů. Velikosti plynojemů je potřeba dimenzovat s patřičnou
rezervou podle projektované předpokládané produkce bioplynu a podle způsobu využívání vypro-
dukovaného bioplynu. Bude-li se bioplyn využívat ve k výrobě elektrické energie, je dle literatury
potřeba zásobník o objemu 20 % až 50 % denní produkce plynu za předpokladu, že agregát na vý-
robu elektrické energie je v provozu nepřetržitě při plném zatížení 9).
Bioplynové zásobníky lze rozdělit podle typu konstrukce a velikosti na:
nízkotlaké zásobníky - nejvíce rozšířený druh zásobníků plynu, zastoupený především ocelový-
mi zásobníky s vodním uzávěrem, který je výhodný také tím, že ve skladovaném plynu udržuje re-
lativně stálý tlak, který je dostatečný pro přímé spalování v kotlích s atmosférickými hořáky a po-
hon plynových motorů. V poslední době se vzhledem k úspoře nákladů začínají prosazovat foliové
plynojemy, jejichž pořizovací náklady jsou nižší a i jejich realizace je z hlediska pracnosti a nároč-
nosti na provedení podstatně výhodnější.

středotlaké a vysokotlaké zásobníky - ocelové zásobníky s tlakem 5 až 20 bar. Používají-li se ke
stlačení jednostupňové kompresory, lze na rozdíl od nízkotlakých zásobníků při tlaku 10 bar dosáh-
nout desetinásobku skladovaného množství. Toto technické řešení ale již vyžaduje regulaci tlaku.
Vysokotlaké zásobníky se v zemědělství pro své vysoké náklady nepoužívají.

Kulovitý plynojem

- 15 -
Úprava bioplynu
Plyn produkovaný ve fermentoru obsahuje při svém výstupu do plynojemu asi 100 % vodní páry
a velké množství sirovodíku. Aby se zabránilo korozi potrubí, případně plynojemu, plynového mo-
toru a jiných spotřebičů, musí být v celé soustavě řešeno odstraňování kondenzátu po kondenzaci
vodní páry a odsiřování bioplynu. V některých případech se provádí i čistění bioplynu.14)

Zužitkování bioplynu
Spalování
Přímé spalování v hořácích například při vaření nebo v infračervených zářičích se u nás v sou-
časné době již nepoužívá.

Vytápění bioplynem
K vytápění bioplynem se používají kotle s atmosférickými hořáky do výkonu přibližně 30 kW
nebo dmýchadlové kotle pro větší výkony.

Kogenerace tepla a elektrické energie
V těchto případech se bioplyn využívá ke spalování jako palivo pro pohon spalovacích motorů,
které pohánějí generátory na výrobu elektrického proudu. Odpadní teplo z chladicích okruhů těchto
motorů a výfukové plyny se pomocí výměníků využívají k teplovodnímu vytápění budov nebo
ohřev vyžadujících technologických zařízení. Otázky úhrady za elektrickou energii řeší Zákon
180 Sb., Sbírka zákonů ČR, částka 66 ze dne 5.5.2005 o podpoře výroby elektřiny z obnovitelných
zdrojů energie 16).

Zásobování rozvodných plynovodních sítí
Do budoucna se uvažuje rovněž s možností dodávání bioplynu do rozvodných plynovodních sítí.
Vzhledem k malým kapacitám výrobních jednotek, doposud malému rozšíření bioplynových stanic
a nerovnoměrnosti produkce si tento způsob využití bioplynu ještě vyžádá podrobné zpracování
celého koncepčního řešení.
Ve všech zařízeních, ve kterých se skladuje a zužitkovává bioplyn, musí být instalována odpoví-
dající bezpečnostní zařízení (pojistky, hlídače plamene, regulační ventily a podobně). Problematika
zužitkování bioplynu není vzhledem ke svému rozsahu, významu a rychle pokračujícímu vývoji v
tomto materiálu rozpracována do větší šíře, protože by si zasloužila samostatnou studii.

- 16 -
VYBRANÁ ZEMĚDĚLSKÁ ZAŘÍZENÍ NA VÝROBU BIOPLYNU
V ČESKÉ REPUBLICE A V ZAHRANIČÍ
4. Zařízení na výrobu bioplynu v České republice8)
Stav k 1.12.2005
Místo Reaktorový Zpracovaný Produkce Instalovaný Vyrobená el
objem substrát bioplynu el. výkon energie
m3 m3/rok m3/rok MW MWh/rok
V. Albrechtice 4 250 52 400 1 970 000 0,56 3 500
Třeboň 5 600 51 100 1 200 000 0,23 590
Mimoň 3 100 18 432 1 117 711 0,35 1 635
Plevnice 2 200 23 725 567 800 0,24 820
T. Štěpánov 700 10 220 328 500 0,25 657
Šebetov 3 800 27 800 250 000 0 0
Jindřichov slamnatý hnůj
koše 200 000 0,1 155
Kladruby 1 020 13 200 170 000 0 0
CELKEM 20 670 196 877 5 804 011 1,73 7 357

5. Zařízení na výrobu bioplynu v Bavorsku16)
Stav k 30.6.2005
Odběratel tepla
Místo Provozovatel Výkon a palivo
Zařízení na výrobu Místo: 82024 Taufkirchen Celkový výkon:177 kWth, 15 kW-el, Zásobované
bioplynu Taufkir- Kontaktní osoba: SV Energie- výkon bioplynu 17 kW-th, objekty: Bytové
chen erzeugung GmbH - vedení 15 kW-el jednotky, pod-
Jmenovitý výkon kotle na dřevo
pan Josef Wagmüller, telefon nikatelské sub-
089/61209290, Tegernseer Land- 160 kW-th jekty
Palivo: Bioplyn, štěpka z lesního
strasse 84, 82024 Taufkirchen
odpadu
Zařízení na výrobu Místo: 91483 Appenfelden Výkon: Výkon bioplynu 337 kW-th,
bioplynu Appenfel- Kontaktní osoba: BENS Bio- 223 kW-el
Palivo: Kejda skotu, drůbeží trus
den Energie-Netzwerk-Steigerwald
GbR
Pan Michael Binder, 09556/351,
Appenfelden 1, 91483 Ober-
scheinfeld
Zařízení na výrobu Místo: 93426 Roding Celkový výkon 2.520 kW -th, Zásobované
bioplynu Roding Agrarenergie Roding e G. 126 kW-el, výkon bioplynu objekty: Palír-
Kontaktní osoba: Pan Zollner, 126 kW-el, 220 kW-th; na, nemocnice,
Jmenovitý výkon kotle na dřevo stavební dvůr,
09461/910259, Schorndorfer
domov důchod-
Str. 58, 93426 Roding 800 kW-th
Palivo: Štěpka z lesního odpadu, ců
odpadní dřevo z pily
bioplyn: rostlinné zbytky, kejda,
výpalky z brambor
Zařízení na výrobu Místo: 94522 Ettling-Wallersdorf Celkový výkon 606 kW -výkon v top.,
bioplynu Ettling Kontaktní osoba: Altmann, Bauer, 195 kW-el, 280 kW-th
Eberhard, Göschl GbR Palivo: Bioplyn z kejdy prasat,
slepičí trus, odpady ze zeleniny,
Pan Gottfried Göschl,
odpadní brambory, posečená tráva,
09955/9300-311, Klöpfstraße 8,
silážní kukuřice
94522 Ettling-Wallersdorf
Zařízení na výrobu Místo: 97359 Schwarzach Kon- Výkon: Celkový výkon 140 kW-th, Zásobované
bioplynu Schwar- taktní osoba: Main Franken Hof 100 kW-el objekty: úprava
zenau Schwarzenau GmbH Pan Sendner, Palivo: Bioplyn z kejdy prasat, brambor
kejda skotu, koňský hnůj, slupky
0931/20022-24, Alte Straße 2,
97359 Schwarzach z brambor

- 17 -
6. Zařízení na výrobu bioplynu (v provozu) v Meklenbursku-Pomořansku16)
Stav k 20.6.2005
Místo: Provozovatel a) elektrický výkon
b) tepelný výkon
Sauenanlage Vogelsang Statek Vogelsang a) 190 KW
Dr. Gey & Sohn GbR Str. d. Jugend 20 b) 235 KW
18279 Lalendorf výkon v topeništi 522 KW
Zemědělský podnik Karin Oevermann
Dorfstraße a) 180 KW
18292 Dobbin-Linstow Schweriner Str. 1a b) 240 KW
OT Groß Bäbelin, 19067 Liessow výkon v topeništi 420 KW
Todendorf Výkrmna prasat Todendorf e.G. a) 400 KW
An der Landstr. 24 b) 450 KW
17168 Todendorf výkon v topeništi 994 KW
Steinhagen Stáj pro dojnice Steinhagen AG a) 320 KW
Alte Dorfstr. 38 b) 402 KW
18246 Steinhagen výkon v topeništi 864 KW
Dölitz Agrární družstvo e.G. Boddin a) 50 KW
Groß-Lunower-Str. 28 b) 72 KW
17179 Boddin výkon v topeništi 150 KW
Bratři Pommerehne GbR
Lüchow a) 300 KW
Nr. 4 b) 375 KW
17179 Lüchow výkon v topeništi 750 KW
Nedderhufer Schlag 1 BEVG Biogaserzeugungs-u. a) 940 KW
18233 Neubukow verwertungsgesellsch. mbH b) 1,23 KW
Kühlung-Salzhaff výkon v topeništi 2,56 KW
Benitz GGAB Agrarbetrieb Groß Grenz a) 110 KW
GmbH b) 224 KW
Dorfstr. 1a výkon v topeništi 467 KW
18258 Benitz
Güstrow Nordzucker AG Verbindungschaussee a) 335 KW
18273 Güstrow über BHKW
W. Pfeiffer und Kotzbauer GbR
Kirchweg 21
18230 Rerik
Kobande Agro Service GmbH & Co. KG a) 511 KW
b) 679 KW
výkon v topeništi 1,4 KW
(2,5 MW nově povoleno)
Goldenstädt, Landgas GmbH Mirow a) 469 KW
OT Jamel 19077 Lübesse b) 646 KW
Schweriner Str. 1
Karbow-Vietlübbe Vietlübbe Biogas GmbH a) 2x110 KW
b) 2x176 KW
Kogel SBR Schaalsee a) 1,413 MW
Biogas& Recycling GmbH b) -
výkon v topeništi 3,375 MW
Rastow LEG Rastow e.G - a) 0,240 MW
Biogas Rastow GmbH b) 0,666 MW
Wittendörp Energiegewinnung Karft GmbH a) 0,55 MW
b) 1.533 MW
Böken Biogas Böken GmbH a) 0,524 MW
b)- výkon v topeništi 1,373 MW
Zařízení na výrobu bioplynu Biogasanlage Dewitz GmbH a) 0,18 KW
Dewitz 17094 Lindetal / OT Dewitz b) 240 KW
Dorfstraße 11
Zařízení na výrobu bioplynu T. Böckermann, a) 320 KW
Dolgen 17258 Dolgen, b) 840 KW
Dorfstraße 85

- 18 -
6. Zařízení na výrobu bioplynu (v provozu) v Meklenbursku-Pomořansku - (pokračování)
Stav k 20.6.2005
Místo: Provozovatel a) elektrický výkon
b) tepelný výkon
Zařízení na výrobu bioplynu GbR Pasenow a) 250 + 250 KW
Pasenow 17349 Pasenow, b) 330 + 330 KW
Dorfstr. 50b
Woserow Agrární družstvo Anklam a) 500 KW
(MVA Woserow) b) 700 KW
17389 Anklam
Barth - Planitz Biogas Barth GmbH Barth, a) 700 KW
Planitz 6 b) 920 KW
18356 Barth výkon v topeništi 1,09 KW
Pastitz/Rügen AEP Alternative Dünger- u. bloková teplárna s výrobou
Energieproduktion GmbH elektr. energie -Modul 1
Dorfstraße 8 a)500 kW
18581 Putbus b)875 kW
bloková teplárna s výrobou
el. energie- Modul 2
a)495 kW
b)740 kW
celkový výkon zařízení
a) 973 kW
b) 1,239 MW
Sagard Nehlsen Entsorgungs GmbH a) 470 KW
Rügen Kurzer Weg 2 b) 700 KW
18573 Samtens výkon v topeništi 1,33 KW
Biogasanlage Landtechnik Wolkow GmbH a) 311 KW
MVA Wolkow b) 350 KW
Zařízení na výrobu bioplynu Biogas Gropp GbR a) 37 KW
Klockow Klockow Nr. 14 b) 56 KW

Zařízení na výrobu bioplynu Saatzucht Steinach a) 175 KW
Ballin Alte Schmiede 22 b) 517 KW
OT Ballin
17349 Lindetal
Zařízení na výrobu bioplynu Milch- und Viehwirtschaft GmbH a) 65 KW
Neuenkirchen Neubrandenburger Str. 14 b) 90 KW
17039 Neuenkirchen
Zařízení na výrobu bioplynu Schmack- Biogas Wendisch Priborn AG, a) 175 KW
Wendisch Priborn, Bayernwerk 8, b) 153 KW
Retzower Weg 3 92421 Schwandorf
Zařízení na výrobu bioplynu Landwirtschaftliche Erzeuger- a) 185 KW
Friedrichsruhe und Absatzgemeinschaft e.g. b) 153 KW
Hauptstr. 15 a Friedrichsruhe (LEAG),
Hauptstr. 15a,
19374 Friedrichsruhe
Zařízení na výrobu bioplynu Energirgewinnung Karft a) 511 KW
19243 Karft GmbH & Co.KG, b) 888 KW
Frachtweg 1 19243 Karft výkon v topeništi 1,4 KW
Frachtweg 1
Zařízení na výrobu bioplynu Schmack Biogas AG a) 100 KW
19246 Neuhof b) výkon v topeništi 250 KW
Hauptstr. 43
Zařízení na výrobu bioplynu Richard Hartinger a)
19230 Schwechow Schwechow b)
Im Park 1 Im Park 1 výkon v topeništi 200 kW
Zařízení na výrobu bioplynu Wolfram Zieger a)
19243 Warschow 19243 Warschow b)
Hof Zieger Hof Zieger výkon v topeništi 80 kW

- 19 -
6. Zařízení na výrobu bioplynu (v provozu) v Meklenbursku-Pomořansku - (pokračování)
Stav k 20.6.2005
Místo: Provozovatel a) elektrický výkon
b) tepelný výkon
Zařízení na výrobu bioplynu Schmack Biogas AG a) 55 KW
19357 Dambeck Dambeck b) 75 KW
Ausbau 1 Ausbau 1 výkon v topeništi 180 KW
Zařízení na výrobu bioplynu Agrární družstvo Klodram e.G a) 500 MW
19260 Klodram Klodram. b) -
Dorfstr. 34 a výkon v topeništi 1,25 MW
Zařízení na výrobu bioplynu Schmack- Biogas- AG, Bayernwerk 8 a) 180 KW
23936 Testorf- 92421 Schwandorf, b) 240 KW
Steinfort Tierhaltungsanlage MVA Boothmann & výkon v topeništi 493 KW
Dorfstraße 31 Greve

- 20 -
ZÁVĚR

Problematice produkce bioplynu se v posledních letech, ale zejména v posledním desetiletí, vě-
nuje vysoká pozornost. Zatížení životního prostředí, způsobeném velkou měrou spalováním fosil-
ních paliv, se v posledních padesáti letech zvyšuje exponenciálně a způsobuje nárůst průměrných
teplot na Zemi se všemi jeho negativními dopady. Česká republika je jako člen Evropské unie vázá-
na unijními předpisy, které členským státům v následujících letech striktně předepisují minimální
produkci energie z obnovitelných zdrojů, mezi které bioplyn nesporně patří, a zařadila se tak mezi
státy, které se vydaly na cestu postupného snižování zátěže životního prostředí. Tato studie shrnuje
poznatky o moderních, na vědeckých poznatcích založených technologiích produkce bioplynu
a trendech současného směru vývoje především v České republice a v evropských státech. Velkým
přínosem je, že kromě produkce energie dochází současně k produkci jiných, zejména pro zeměděl-
skou produkci důležitých a někdy i nedostatkových složek, a k likvidaci vedlejších, v zemědělství
nebo i potravinářství vznikajících vedlejších produktů, které mohou v surovém nezpracovaném sta-
vu představovat zátěž pro životní prostředí nebo i dokonce vznik nákazové situace, nebezpečné pro
člověka nebo hospodářská zvířata. Cenovým rozhodnutím ERÚ č. 10/2004 ze dne 29. listopadu
2004 byly stanoveny minimální ceny elektřiny a souvisejících služeb při výrobě elektrické energie
z obnovitelných zdrojů, kdy za 1 MWh elektrické energie vyrobené spalováním bioplynu a dodané
do sítě je od 1.1.2004 stanovena zaručená cena ve výši 2.420,- Kč.17) Toto opatření podporuje na-
stoupený trend produkce energie z obnovitelných zdrojů a vytváří předpoklady pro její ekonomic-
kou efektivnost.
Problematika produkce bioplynu v zemědělství je natolik široká, že z časových důvodů a omeze-
né časové dostupnosti řady pramenů nebylo v rámci studie možno rozpracovat jednotlivé části
podrobně a ani to není jejím účelem. Má poskytnout rámcový přehled nejdůležitějších faktorů, které
mají na produkci bioplynu v zemědělství nejdůležitější vliv a upozornit na realizované bioplynové
stanice a jejichž realizace byla zveřejněna a které mohou zájemci případně navštívit.

- 21 -
SEZNAM LITERATURY
1) Bericht das 10. Alpenländische Expertenforum: Biogasproduktion - alternative Biomasse-
nutzung und Energiegewinnung in der Landwirtschaft, sborník, 2004
Die Landwirtschaft als Energieerzeuger, sborník přednášek, 2004
2)
Energetické využívání biomasy, Česko-německá obchodní a průmyslová komora, sborník
3)
přednášek, 2004
4) GRUBER: Biogasanlagen in der Landwirtschaft, 2005
5) MOHAMED ABDEL-HADI: Methangewinnung aus Nahrungsmittelabfällen und Betarü-
ben durch Kofermetation, 2003
6) MORAR: Verfahrenstechnische Untersuchungen zur anaeroben Behandlung von Brenne-
reischlempe, 2003
Možnosti energetického využití biomasy, sborník příspěvků ze semináře Ostrava, 2005
7)
PASTOREK, KÁRA, JEVIČ: Biomasa - obnovitelný zdroj energie, 2004
8)
9) SCHULZ, EDER: Bioplyn v praxi, 2004
10) STRAKA: Bioplyn - příručka pro výuku, projekci a provoz bioplynových systémů, 2003
11) TECHAGRO 2004, mezinárodní seminář: Biopaliva, methylestery a směsná paliva, sbor-
ník přednášek, 2004
12) TRIMBORN, GOLDBACH, CLEMENS, CUHLS, BREEGER: Reduktion von klima-
wirksamen Spurengasen in der Abluft von Biofiltern auf Bioabfallbehandlungsanlagen,
2003
13) VÚZT Praha, Sborník přednášek - Zemědělská technika a biomasa, 2003
14) Výroba a využití bioplynu, Česko-německá obchodní a průmyslová komora, sborník
přednášek, 2004
15) WEGER, HAVLÍČKOVÁ: Biomasa - obnovitelný zdroj energie v krajině, 2003
16) www.carmen-ev.de/dt/energie/beispielprojekte/pro_ener.pdf
17) Zákon 180 Sb., Sbírka zákonů ČR, částka 66 ze dne 5.5.2005 o podpoře výroby elektřiny
z obnovitelných zdrojů energie

- 22 -

Datum uveřejnění: 6. února 2025 Poslední změna: 20. září 2012 Počet shlédnutí: 387