Návštěva zemědělské bioplynové stanice ve Wathlingen dolní Sasko

Tato bioplynová stanice byla uvedena do provozu 5.3.2005 a stojí na pozemku sedláka Johanna-Heinricha Kesselhuta. Tento zemědělec spolu se svými dvěma partnery Hansem-Hinrikem Berkhanem a Andreasem Heidemanem založili sdružení provozující bioplynovou stanici zpracovávající kukuřičnou siláž a kejdu skotu. Bioplynová stanice spaluje vyprodukovaný bioplyn ve dvou motorech Daewoo v provedení Stamford, což jsou vidlicové dvanáctiválce o objemu 12 litrů v kontejnerovém provedení. Tyto motory jsou běžné vznětové motory, které pro mazání a stabilizaci výkonu pří kolísání výtěžnosti bioplynu používají naftu nebo lehký topný olej. Instalovaný výkon těchto dvou generátorů je 2 x 300 kW. Protože dostali pro provoz sazbu 0,2 € nesmí maximální hodinový výkon přesáhnout 500 kW.

Kukuřici, kterou pro produkci bioplynu používají pěstují na výměře 280 ha. Pro správnou funkci a dostatečnou výtěžnost bioplynu je bezpodmínečně nutné dodržet kvalitu vstupního materiálu. Siláž, kterou mají uloženou bezprostředně u bioplynové stanice na silážním platu vodohospodářsky ošetřeném (s jímkou na silážní šťávy a dešťovou vodu) by jim mohl závidět mnohý český hospodář. Velikost řezanky jsem odhadoval tak na maximálně 20 mm a sušina byla podle údajů provozovatele 34%. V době návštěvy se pohyboval obsah metanu v rozmezí 56 až 58 %.

Podle údajů provozovatele je kukuřice pěstována na běžné zemědělské půdě. Je-li hmota pro anaerobní fermentaci pěstována na plochách pro nepotravinářskou produkci je podmínkou pro silážování její denaturace. Ta se provádí buď hnojem, kejdou, modrým barvivem, zvířecím olejem nebo moukou z hořké lupiny. Pro kontrolu takto denaturované biomasy jsou školeni pracovníci, kteří potvrzují objem vyprodukované siláže a provádějí kontrolu využívaného materiálu tak, aby nemohlo dojít k jeho zkrmování.

Bioplynová stanice sama sestává z jednoho fermentoru o objemu 3000 m³ jedné dohnívací nádrže o stejném objemu tj 3000 m³ a jedné zásobní nádrže na fermentovaný substrát o dvojnásobném objemu. Bioplynová stanice pracuje v mezofilním režimu tj. v rozmezí od 42°C do 55°C. Betonové nádrže jsou v horní části opatřeny plynojemy a přetlakovou střechou, která je v nafouknutém stavu udržována kompresory. Všechny tři plynojemy jsou spojeny do série tak, aby docházelo při odběru bioplynu k promíchávání šarží o různé kvalitě.

Kukuřičná řezanka je pomocí čelního nakladače vpravována do míchacího vozu a denní vsádka cca. 20 tun je pomocí šnekového dopravníku z tohoto vozu dopravována do fermentoru, kde je promíchána se stávajícím substrátem. Rovněž pomocí šnekového dopravníku je fermentovaný materiál ode dna nádrže přepouštěn do nádrže dohnívací. Předpokládaná doba zdržení fermentovaného materiálu v první nádrži je cca. 21 až 23 dní. Má se za to, že za tuto dobu dojde k částečnému rozkladu organického materiálu a jeho usazení na dno nádrže, odkud je přepouštěn do nádrže dohnívací a odtud opět po cca. 14 dnech do nádrže skladovací.

Pro startovací fázi produkce metanu využívali kejdu hospodářských zvířat a rovněž kukuřičnou siláž. Při tomto složení se potýkali s vysokou kyselostí vsádky, která měla negativní vliv na produkci metanu. Řešením byla úprava pH pomocí mletého vápence, kterým se fermentovaný substrát uvedl do neutrální nebo slabě kyselé oblasti, kde je produkce metanu nejvyšší. Postupně se přecházelo na fermentaci pouze rostlinného materiálu, který nyní zpracovávají výlučně. Tímto přechodem na výlučně rostlinný materiál se upravil rovněž rozsah pH.

Při diskuzi s hospodářem jsem nabyl dojmu, že je se svou „betonovou krávou“ nadmíru spokojen což potvrdil souhlasnou odpovědí na můj dotaz, zdali je tento způsob výdělku lepší než chov dobytka.

V našich podmínkách je výstavba bioplynových stanic díky konečně dlouhodobě zajištěným výkupním cenám za elektřinu z bioplynu 2,98 Kč kW.h^-1 (bioplyn ze zemědělských produktů) zajímavou alternativou k dlouhodobě nevýhodným tržním cenám potravinářských komodit. Současně je však třeba podotknout, že výstavba bioplynové stanice není levnou záležitostí a za současných výkupních cen elektřiny není možné očekávat převratnou návratnost vynaložené investice.

Obr. 1: Pohled na zemědělskou bioplynovou stanici	Obr. 2: Jímka na dešťovou vodu a silážní šťávy
Obr. 3: Detail kvalitní kukuřičné siláže	Obr. 4: Kontrolní průzory a havarijní hořák u plynojemu
Obr. 5: Spojení fermentoru a dohnívací nádrže potrubím	Obr. 6: Dvě kontejnerová kogenerační zařízení
Obr. 7: Pohled na sací a výfukové potrubí pohonné jednotky	Obr. 8: Detail hlav válců pohonné jednotky
Obr. 9: Elektronická regulace mazání	Obr. 10: Rozvody topné soustavy fermentoru

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