Trochu jiná bioplynka

V posledním desetiletí vyrostly po celém Česku desítky zemědělských bioplynových stanic – i když první, dnes už historická, ale stále funkční bioplynová stanice byla postavena ještě o desetiletí dříve v Třeboni. Zatímco první bioplynová stanice v Třeboni zpracovávala především „vedlejší produkty“ živočišné výroby, jsou v současných stanicích jako energetická surovina zpracovány cíleně pěstované energetické plodiny, konzervované v podobě tisíců kubických metrů siláže.

Obr. 1: Farmář František Bureš a zástupce dodavatele technologie bioplynové stanice Josef Černý ze společnosti OO. Ferngas, ENSERV Bohemia

Současné bioplynové stanice lze v areálech zemědělských farem snadno identifikovat většinou podle charakteristických betonových fermentorů s více než desetimetrovým průměrem, několikametrovou výškou a nadýmající se plastovou kupolí, pod níž je jímán bioplyn. Podle tohoto atributu byste však bioplynovou stanici ve Švábenicích, asi 10 km východně od Vyškova nenašli.

Obr. 2: Netradiční podoba bioplynové stanice. Objekt ukrývá strojovnu kogenerace, velín a v částečně podzemní části i fermentor

Kde je fermentor?

Prostorovou dominantou areálu farmy Ing. Františka Bureše na okraji obce Švábenice jsou obří silážní jámy, v nichž je uchovávána kukuřičná siláž pro celoroční provoz bioplynové stanice. Siláž je jednou denně navážena jako „palivo“ pro bioplynovou stanici do nenápadného příjmového koše, zčásti zapuštěného do betonové plochy a mizí v přesných dávkách v podzemí. Tam je jako dobře ukrytý a plynotěsná i vodotěsný dobře izolovaný fermentor s 35 cm silnými betonovými stěnami. V něm probíhá anaerobní fermentace biomasy kukuřičné siláže, při níž vzniká metan. Nad fermentorem je umístěna strojovna bioplynové stanice, kde je získaný bioplyn využíván k pohonu osvědčených kogeneračních jednotek Jernbacher, tvořených spalovacím motorem s připojeným generátorem elektrické energie. Soustrojí má instalovaný výkon 1 MW s předpokládanou roční výrobou elektrické energie 7,1 mil. kWh. V budově je i velín celého zařízení i automatika, řídící jeho běžný zcela bezobslužný provoz. Netradiční konstrukce fermentoru také snižuje na minimum možnosti úniku bioplynu do okolí. Obavy některých obyvatel obce se tak nenaplnily. Sám majitel hospodářství staví svůj rodinný dům pouhých 50 metrů od objektu s fermentorem, první domy obce jsou v několikanásobné vzdálenosti.

Obr. 3: Za betonovou stěnou s armaturami je uzavřený prostor fermentoru

Technické parametry

Bioplynová stanice ve Švábenicích je projektem hornorakouské společnosti Energie AG a její skupiny OO. Ferngas. Příprava investice začala roku 2007, roku 2008 byla realizována první etapa projektu s konečným výstupem 526 kW elektrického výkonu a 500 kW tepla. První etapa byla ukončena zahájením provozu v prosinci 2008. V průběhu roku 2010 byla investice doplněna o sekundární fermentor a další kogenerační jednotku, takže konečný instalovaný výkon byl zdvojnásoben na 1000 kW (1 MW) elektrického výkonu.

Fermentor je průběžně zásobován kukuřičnou siláží v množství 40 tun denně. Očkovacím materiálem pro udržení optimálního bakteriálního složení materiálu je denní dávka do 5 tun prasečí kejdy. Materiál je uvnitř reaktoru posouván a celým reaktorem projde za 50 – 60 dnů. Základní řídící prvky a mechanismy (řídicí počítač, šneky i čerpadla uvnitř fermentoru) jsou dvojnásobně zálohovány. Fermentace probíhá proti ostatním typům BPS při vyšší teplotě (52 °C), což vede ke zvýšení výtěžnosti bioplynu o 6 – 8 %. Bioplyn je jímán ve vaku s objemem 800 m³. Hmota, která prošla fermentorem je odčerpávána a separovaná pevná složka se vrací v podobě organického hnojení zpět na pole.

Obr. 4: Strojovna s kogenerační jednotkou Jernbacher pro kombinovanou výrobu tepla a elektřiny

Energie z polí

Zázemím pro stavbu bioplynové stanice ve Švábenicích jsou odpovídající zdroje energetické plodiny – silážní kukuřice, která je vedle menšího podílu kejdy jedinou „potravou“ pro fermentor. Tato plodina také byla odpovědí na otázku co na orné půdě pěstovat, když v okolí skončily svůj provoz cukrovary a z polí tak zmizela cukrovka. Farmář obhospodařuje 600 hektarů, střídá na nich obilniny a olejniny (potravinářskou pšenici, sladovnický ječmen, řepku a slunečnici). To vše zvládnou čtyři zaměstnanci. Navážení suroviny do bioplynové stanice přitom představuje 1,5 hodiny práce pro jednoho zaměstnance denně.

Vyprodukovanou elektrickou energii odebírá společnost e.on v režimu tzv. zelených bonusů. Při 60% pokrytí investice dotacemi počítá farmář s návratností do 8 let. Klíčem k vyšší efektivitě provozu bioplynové stanice je využití „odpadního“ tepla od chladičů motorů kogeneračních jednotek. Tepelný výkon kogeneračních jednotek je přitom porovnatelný s výkonem v podobě elektrické energie. V současnosti jsou na „odpadní teplo“ připojovány objekty farmy a rozestavěný rodinný dům, a připravuje se i další projekt na využití tepla.

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

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