Hlavní zásady přípravy výstavby bioplynové stanice

1. Úvod

Česká republika má za sebou 3 roky poměrně bouřlivého vývoje v oblasti realizací bioplynových stanic (BPS), k čemuž výrazně přispívá jak podpora daná Energetickým zákonem (a navazujícími předpisy), tak i dotační politika fondů Evropské Unie (EU), přenesená na území ČR formou operačních programů (PRV - Programu rozvoje venkova, OPŽP – Operačního Programu Životního Prostředí, programů, OPPI - Operačního Programu Průmysl a Inovace). Realizacím konkrétních projektů předcházely roky příprav daleko většího počtu těchto projektů, kdy k v řadě z nich k realizaci prozatím nedošlo, nebo vůbec nedojde. Předání zkušeností z této fáze projektů může pomoci čtenářům tohoto článku vyvarovat se podobných chyb vedoucích k problémům v dalších fázích života projektů, nebo dokonce k jejich zastavení, nerealizaci, v nejhorším případě potom přerušení provozu. Jedná se jak o zkušenosti z přípravné a povolovací fáze BPS, tak i o zkušenosti s uplatněním různých technologií na našem území. Ty se nedají bezmyšlenkovitě převzít ze zahraničí, český trh je v některých základních bodech specifický - jedná se jak o legislativní rámec povolovacích procesů, dotační politiky, státních podpor, financování, provozní ekonomiky, což ovlivňuje návratnosti vložených investičních prostředků.

2. Volba technologií

Dle sušiny používané v rámci fermentačního procesu lze provést základní rozdělení technologií BPS na suché a mokré.

Technologie suché fermentace pracují s vyšší průměrnou procesní sušinou fermentované hmoty než mokrá fermentace, hranicí mezi nimi se zdá být cca 13 % sušiny (hranice míchatelnosti, čerpatelnosti fermentující hmoty), dále potom rozhoduje kvalita vstupních surovin - velikost částic, přítomnost nežádoucích příměsí (kovy, plasty, sklo apod.). S velkou výhodou se dá jejich užití předpokládat v aplikacích založených na zpracování biologicky rozložitelného komunálního odpadu (BRKO) – minimum pohyblivých částí systému omezuje riziko jejich poškození nežádoucími příměsemi. V současnosti se tyto technologie potýkají především s problémem nedostatečného počtu fungujících aplikací na našem území, resp. i na území států, ze kterých se na naše území technologie BPS rozšířily. V úvahu teoreticky připadá poměrně jednoduchý systém tzv. garážové stanice nebo i složitější kontinuální systémy s ležatými reaktory. Zejména u garážových systémů je potřeba pro jejich masivnější rozšíření ještě ujít delší cestu - provedení jejich ověření v praxi na několika pilotních aplikacích, dokončení aplikovaného výzkumu a vývoje. Složitější kontinuální systémy s ležatými reaktory zase vykazují vyšší měrné investiční náklady na jednotku produkce bioplynu, což také zabraňuje jejich masivnějšímu využití v praxi. Proto pravděpodobně budou z důvodu nedostatku referencí na na území České republiky v nejbližších letech pravděpodobně dále preferovány technologie mokré fermentace. Většina realizací BPS je doposud v České republice založena na tzv. mokré technologii pracující s průměrnými pracovními sušinami v reaktoru kolem 6 – 12 %. Návrh BPS pro farmy, kde se vyskytují pouze vysokosušinové substráty (např. podestýlka a různé druhy siláží a senáží), se doposud řešil odpovídajícím ředěním biomasy vodou nebo fugátem, separovaným z fermentačního zbytku, přestože by bylo vhodnější využití suchých technologií.

U BPS komunálního typu se potom klade prvořadý důraz na vyčištění vstupního materiálu ve smyslu obsahu nežádoucích příměsí. Nadměrný obsah slámy (byť rozdrcené) nebo dokonce podestýlka na bázi pilin může u mokrých technologií působit vážné provozní problémy (poruchy míchacího systému, tvorba krust, ucpávání čerpadel, apod.). V tomto případě záleží zejména na použité technologii a jejích jednotlivých komponent. Ne všechny systémy jsou použitelné ve všech případech, každá do procesu vstupní surovina má svá specifika. Výsledkem mohou být problémy s tvorbou krusty či pěny v reaktorech, nedostatečné kapacity a konstrukce dopravních systémů ve stanici, problémy v odvodnění apod. Je tedy nutné pečlivě vážit použitou technologii tak, aby celý proces mohl bezproblémově fungovat. Na území ČR se během dvou let na naše poměry intenzivní výstavby BPS objevila řada nových dodavatelů BPS s dostatečnými referencemi v dodávkách BPS na různé surovinové skladby, není tedy potřeba hledat dodavatele přímo ze zahraničí. Pokud přece jen má k dodávkám ze zahraničí dojít, je velice vhodné prodiskutovat s plánovaným dodavatelem vzájemné vztahy ve fázi provozu záměru - mimo jiné i otázku zajištění servisu a oprav zařízení v a po uplynutí záruční doby, monitoring zařízení atd. Náklady na výše uvedené ze zahraniční mohou být nepoměrně vyšší než dodávka těchto služeb v rámci ČR. Doporučujeme u dodávek BPS ekonomické posouzení nejen investičních nákladů (IN), ale i nákladů provozních - s ohledem na použitou technologii a místní podmínky, tedy nejlépe ve variantách.

Srdcem většiny BPS je kogenerační jednotka (KJ). Pravděpodobně tomu bude tak i nadále, poměrně investičně náročné technologie na čištění bioplynu (BP) a stávající legislativa příliš zatím nepomáhá jinému způsobu vyžití BP než jeho spalování a výroby el. energie a tepla. KJ patří mezi nejvytěžovanější zařízení BPS, provozní doba se pohybuje kolem 8000 hod. za rok. Vyrábí elektřinu, která představuje nejvýznamnější a stabilní zdroj příjmů BPS, proto jim musí být věnována značná pozornost. Zkušenosti ukazují, že pro ekonomicky úspěšný provoz BPS je potřeba osazovat KJ, které mají jednak špičkové technické parametry a současně mají zajištěn kvalitní, operativní a cenově přiměřený servis. Stejně jako v případě ostatní použité technologie BPS je potřeba věnovat dostatečnou pozornost provozním nákladům (zajištění servisu, údržbě a opravám). Nejen výkonové parametry a investiční náklady, ale i servisní podmínky a náklady na údržbu, generální opravy (GO) by měly být hlavními porovnávacími kritérii výběru konkrétní KJ.

3. Volba umístění záměru

Pro povolovací řízení, ale i budoucí provozní výsledky zařízení, je nezbytné zvažovat i vhodné umístění projektu. Vliv na povolovací řízení výstavby BPS je zcela zásadní, nevhodné umístění může znamenat krach celého investičního záměru. Zejména se jedná o fázi projednání záměru v rámci řízení EIA, projednání územního řízení zakončené rozhodnutím o umístění záměru – územním rozhodnutím. Úskalím v této fázi zejména bývá např. přílišná blízkost objektů k bydlení nebo jejich plánovaná výstavba, což většinou vyvolává vlnu nevole a vznik peticí, iniciativ namířených proti plánované výstavbě BPS. Zde se bohužel projevují důsledky realizace některých problematických projektů v minulosti. Zcela zásadním potom bývá možný nesoulad s územně plánovací dokumentací (ÚPD) příslušné obce, města. Ten v případě vůle zastupitelstva dané obce řeší změnou ÚPD ve prospěch budoucí realizace zařízení. V případě jejich nevole potom nezbývá, než změnit umístění záměru do jiné lokality. Dalšími důležitými vlivy na umístění záměru jsou potom např. dopravní infrastruktura, rozptylové podmínky v lokalitě, vliv chráněných území, biokoridorů, ochranných pásem z hlediska ochrany přírody, vodních zdrojů apod., zátopová území, geologické poměry.

V širším pohledu na projekt lze potom jmenovat dostatečné zázemí ve formě dlouhodobého zajištění biomasy (BM) či bioodpadů (BO) pro záměr, orné půdy, trvalých travních porostů apod. vhodných pro aplikaci fermentačního zbytku (FZ) jako hnojiva. Většina BPS je takto nastavena - využití FZ ve svém blízkém okolí jako hnojiva na zemědělských pozemcích. Podmínka nutných pozemků pro aplikaci FZ je vhodná, nikoliv tak zásadní jako podmínka dlouhodobého zajištění vstupních materiálů pro fermentaci. Dá se technologicky řešit jiným využitím FZ, což ve svém důsledku nemusí znamenat ekonomickou ztrátu. Oproti tomu, pokud BPS ztratí pro proces potřebné vhodné vstupní materiály, nebo jejich část, dojde ke snížení její produkce bioplynu, v kritickém případě až za hranici rentability provozu. Velice těžko se potom situace řeší dovozem BM, BO z jiných lokalit, přepravní náklady a možnost degradace surovin radikálně omezují využitelný okruh zdrojů. V takovém případě potom BPS ztrácí význam pro svého investora a dochází k přerušení provozu. Pokud nastane tato kritická varianta např. již po 2 letech provozu, je to skutečnost daleko horší – jsou postiženy navazující financující organizace, hrozí postihy dotačních fondů (pokud byly pro výstavbu využity). Výše uvedené považujeme za největší rizika projektů BPS, proto doporučujeme této části zajištění projektu věnovat maximální úsilí.

4. Postup při realizaci projektů BPS v ČR

Ze zkušeností s přípravou několika desítek projektů BPS můžeme definovat těchto několik základních kroků jejich přípravy, následné realizace a provozu:

• úvodní posouzení záměru, resp. nabídka dodavatele
• studie proveditelnosti, podnikatelský záměr
• řízení EIA, projektová dokumentace k územnímu řízení (PD pro ÚŘ)
• zpracování žádostí o investiční podporu a zajištění financování projektu
• projektová dokumentace ke stavebnímu řízení (PD pro SŘ)
• realizace projektu
• monitoring provozu BPS

V dalším textu přiblížíme podrobněji obsah některých kroků.

4.1. Úvodní posouzení záměru, nabídka dodavatele

Slouží pro základní orientaci zájemce v problematice a předkládá základní rysy technického řešení, hrubý odhad investice a ekonomiky záměru a nastiňuje otázky, které je nutno upřesnit v dalších projektových etapách. Jeho rozsah závisí na poskytnutých podkladech, optimálně mívá rozsah „malé studie proveditelnosti“. Naopak většina dodavatelských firem jej řeší formou nabídky technologie, kde jsou zpravidla uvedeny pouze základní údaje (stručný popis technologie, nabídková cena, produkce BP a hrubá energetická bilance). Bývá zpracován nezávazně a zdarma. Na jeho základě se zájemce rozhoduje, zda v záměru pokračovat. Kvalita zpracování tohoto záměru může svědčit mnoho o dodavateli technologie. Potenciálním investorům bez znalosti oboru doporučujeme zpracování studie nezávislou organizací, která ukáže i na rizika projektů ve větší míře, než může být obvyklé u přímých dodavatelů určité technologie. Bývá většinou zpoplatněna, ale upozornění na možná rizika projektu se již v krátkodobém horizontu přípravy projektu jistě vyplatí. Velmi pečlivě je nutné sledovat zejména uváděné údaje o produkci bioplynu, poměrně často se lze setkat s nadhodnocenými údaji. Investor by měl od dodavatele vyžadovat v tomto ohledu podrobnou kalkulaci a v případě nejistoty ji konzultovat s odborníky, např. v rámci Sdružení CZ Biom.

4.2. Studie proveditelnosti, podnikatelský záměr

Volně navazuje na úvodní posouzení záměru, nabídku dodavatele. Podrobně popisuje technické řešení, rozpočet, způsob provozu, zajištění logistiky BM, řešení látkových koncovek, energetickou bilanci, využití produkovaných energií, legislativní dopady atd., a to zpravidla v několika variantách. Její součástí je také závěrečné doporučení optimální varianty a doporučený postup (další projektové etapy). Výše uvedené variantní řešení je ideálním stavem, zpracování studie budoucím dodavatelem nemusí být to nejlepší cestou – většinou se omezuje pouze na prodej své technologie, možné negativní stránky jsou potlačeny. Variantní řešení je více než vhodné, neboť studie proveditelnosti by měla především sloužit jako základní rozhodovací dokument zákazníka a dále jako podklad pro zpracování podnikatelského záměru. Opět doporučujeme věnovat pozornost základním ukazatelům produkce bioplynu a výroby elektrické energie.

Na základě studie proveditelnosti je obvykle zpracováván podnikatelský záměr, kde je již podrobněji rozpracovávána investorem vybraná varianta. Podnikatelský záměr bývá většinou zpracováván v souladu s metodikou vybraných dotačních titulů do nichž chce investor žádat. Obsahuje podrobněji rozpracovanou ekonomiku záměru ve všech jeho fázích, s vazbou na vlastní a dotační zdroje investora, slouží pro jednání s bankami, zadání pro projektanty, zpracovatele doplňkové dokumentace (EIA, energetický audit, rozptylová studie, odborné posudky, atd.). Kvalita zpracování podnikatelského záměru poměrně značně ovlivňuje jeho budoucí realizaci – rozhodovací a povolovací proces, financování.

4.3., 4.5. Projektová dokumentace pro územní a stavební řízení (PD pro ÚŘ a SŘ)

Rozsah a zpracování dokumentace pro územní řízení podléhá zákonu č. 183/2006 Sb. - zákon o územním plánování a stavebním řádu (stavební zákon). Stejně tak je tomu i v případě projektové dokumentace ke stavebnímu řízení, jsou i případy, kdy je možno tuto dokumentaci spojit a provést sloučené územní a stavební řízení. Tyto situace jsou však dnes spíše výjimkou (např. případy realizací BPS v již existujících výrobních areálech). Také požadovaný rozsah předložené dokumentace k ÚŘ a SŘ se mírně liší úřad od úřadu.

Součástí dokumentace k ÚŘ by mělo být provedení jednoduchého inženýrsko-geologického průzkumu v místě založení fermentoru a geodetické zaměření staveniště. Další součástí dokumentace je i odborný posudek o umístění středního (velkého) zdroje znečištění ovzduší, včetně rozptylové studie a vydání příslušného rozhodnutí Krajského úřadu. Na základě našich zkušeností doporučujeme před započetím zpracování PD k ÚŘ a SŘ navštívit místně příslušný stavební úřad, seznámit pověřeného pracovníka se studií proveditelnosti (FS), podnikatelským záměrem (PZ). Výsledkem by měl být seznam požadavků na rozsah projektové dokumentace a povinných příloh k žádosti o vydání územního rozhodnutí či stavebního povolení.

Samostatnou kapitolu zpracování této předrealizační dokumentace je posouzení EIA. Dnes je prakticky vždy nutno předpokládat nutnost posouzení projektu z hlediska EIA. Tento fakt vyplynul z několika nepovedených realizací BPS v minulosti, které negativně ovlivnily mínění veřejnosti a orgánů státní správy. Zpracování EIA požadovaného stupně je nutné svěřit odborníkům s příslušnou autorizací MŽP. Výsledné rozhodnutí příslušného krajského, případně MŽP je pro další postup realizace projektu zcela zásadním. Zkušený zpracovatel upozorní na možné problémy již v průběhu zpracování studie proveditelnosti, doporučí změny v projektu, lze tak předejít nepříjemným problémům v této fázi projednání projektu. Z podání strukturovaného dotazu na příslušný Krajský úřad rozhodne, zda bude požadovat pro povolení realizace záměru zjišťovací řízení EIA, nebo bude nutno zpracovat dokumentaci EIA v rozsahu přílohy č. 4 zákona č. 100/2001 Sb. Stavební řízení není již problematickou částí přípravné fáze projektu z hlediska jeho povolení, jeho úspěch ovlivňuje pouze kvalita zpracování projektové dokumentace, zkušenost jejího zpracovatele.

4.4. Zpracování žádostí o investiční podporu

Je značně ovlivněno typem investora, na jeho základě je nutné volit dotační strategii, resp. vhodný dotační program. Velice vhodnými zdroji podpor všech fází realizace projektu jsou operační programy a iniciativy EU. Podpora je možná i ze zdrojů krajských úřadů, apod. Tento typ projektů je podporován více operačními programy, do kterých však mohou žádat pouze vymezené druhy žadatelů (zemědělský/nezemědělský podnikatel, obce, mikroregion, apod.), navíc ještě v jiném stupni povolovacího procesu projektu (např. vydaného územního rozhodnutí, stavebního povolení). Výše podpor je v poslední době mezirezortně sjednocována na úroveň 30%, což je míra vyhovující většině realizovaných BPS, její sjednocení lze vnímat jako vhodný prostředek eliminace vzniku hybridních projektů. Společnosti zabývající se tvorbou žádostí o dotace by měly investorovi poradit, jaký operační program (případně jiný zdroj) je vhodný, jaké požadavky na investora užití případně získaných dotací klade. Nejen získání dotace, ale její skutečné proplacení musí být cílem, to je závislé na řádném průběhu realizace projektu a zdokladování účelnosti vložených prostředků. Garance dodavatelů těchto služeb na odevzdání žádostí splňující formální náležitosti a kritéria přijatelnosti by měli být samozřejmostí. Součástí zpracování žádostí o podporu je i řešení finančního cash flow všech fází projektu, včetně řešení bankovních úvěrů.

4.6. Realizace projektu

Realizace stavby zahrnuje povedení stavební části, dodávku technologie. Obvyklá je realizace generálním dodavatelem zajišťujícím i kompletní inženýring s výstavbou spojený. Součástí stavby je vypracování dokumentace provedení stavby, kolaudace a komplexní odzkoušení technologie, včetně zaškolení obsluhy. Doporučujeme dbát kromě jiného na dostatečný smluvní základ zvední zařízení do provozu, předání až po najetí do deklarovaného výkonu, po určitou dobu - provedení tzv. garančního testu. Vhodné je požadovat dosažení minimálně 80 % výkonu bioplynové stanice nepřetržitě po dobu cca 10 dní tak, aby byly ověřeny případné technologické nedostatky řešení. Záruční a pozáruční servis je řešen v souladu s platnou legislativou a bývá obvykle zakotven ve smlouvě o dodávku. Realizace stavby závisí na klimatických podmínkách a pohybuje se kolem 6 měsíců bez komplexních zkoušek, garančního testu, uvedení do trvalého provozu. Upozorňujeme na specifické podmínky související s fakturací a evidencí prací v případě použití dotačních titulů, propagaci získané podpory, analytického účetnictví apod. Zásadní pochybení mohou vést k sankcím, v kritickém případě až k celému odebrání přiznané dotace.

4.7. Provoz a monitoring provozu BPS

Provoz BPS podléhá poměrně složité legislativě. Jako příklad uvádíme výběr hlavních předpisů, souvisejících s provozem BPS (v platném znění):

• zákon č. 185/2001 Sb., o odpadech
• vyhláška č. 383/2001 Sb., o podrobnostech nakládání s odpady
• zákon č. 458/2000 Sb., energetický zákon
• zákon č. 406/2000 Sb., o hospodaření s energií
• zákon č. 86/2002 Sb., o ochraně ovzduší
• zákon č. 254/2001 Sb., o vodách
• zákon č. 156/1998 Sb., o hnojivech
• směrnice EU č. 91/676/EEC nitrátová směrnice
• nařízení EP č. 1774/2002 o živočišných produktech, které nejsou určeny k lidské spotřebě, atd.

Provozovatel musí mít oprávněné osoby pro řadu činností, provádět rutinní práce (např. materiálové rozbory, provoz a revize vyhrazených zařízení, cejchování fakturačních měřidel, měření emisí, atd.) a vést celou řadu odborných agend (odpady, hnojiva, energetika, apod.). Důležité je vytvoření provozního a servisního zázemí pro řešení provozních problémů a poruch všech technologických celků BPS. Jako zcela zásadní je potřeba mít zajištěn kvalitní, operativní a cenově přiměřený servis KJ a technologie BPS. Provozovatelům doporučujeme zajistit si smluvně biologický monitoring provozu BPS, který zahrnuje činnost chemika-technologa (pomoc, poradenství a servis při řízení anaerobního procesu), provádění odběrů a analýz vzorků dle potřeb legislativy a provozu BPS, atd. V případně udržení stabilního výkonu BPS se může několikanásobně vyplatit.

5. Závěr

Tento příspěvek se snaží popsat alespoň základní otázky související s přípravou a realizací projektů bioplynových stanic. Vzhledem k tomu, že stavba těchto zařízení je investicí v řádu několika desítek milionů Kč, je třeba věnovat náležitou pozornost jak předprojektové přípravě, souvisejícímu výběru technologie, dotační strategii, tak i realizaci a organizaci provozu. Na první pohled maličkosti mohou při provozu stanice představovat značné ekonomické ztráty v provozu, rentabilitu vložených prostředků. Na našem trhu je snad dostatek seriózních organizací, které žádnou z výše fází projektu nepodceňují. Dlouhodobý bezproblémový provoz BPS by měl být cílem, opačný výsledek nepovede k dalšímu rozvoji tohoto oboru podnikání.

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