Jak na bioodpady? Zkušenosti z Německa (4)

Dalším dílem pokračujeme v článcích o moderních ekologických technologiích používaných u našich západních sousedů na zpracování bioodpadů.

Obce a města v České republice musí jakožto původci komunálního odpadu zajistit snížení množství biologických odpadů ukládaných na skládku a zároveň výrazně zvýšit materiálové využití komunálních odpadů. Cesta k řešení obou cílů je zejména v biologické části komunálních odpadů, neboť bioodpady tvoří reálně více než 50 % hmotnostních z celkového množství komunálních odpadů. Řešení obou cílů tedy spočívá v aktivním třídění papíru, který rovněž patří mezi bioodpady, a zejména v zavedení třídění a materiálového využití dalších druhů bioodpadů, které na území měst vznikají – bioodpadů z domácností, jídelen a restaurací, z údržby městské zeleně apod.

Protože podobné cíle a problémy českých měst v oblasti odpadů řeší také města v sousedním Německu s patnáctiletým předstihem, nabízí bližší pohled do tamních systémů inspiraci,

jak se s těmito cíli vyrovnat v praxi a vytvořit systém pro obce ekonomicky přijatelný, případně dokonce ekonomicky příznivý.

Třídění bioodpadů je samozřejmou součástí systémů nakládání s odpady v drtivé většině německých měst a obcí a na jejich zpracování byly v posledních letech vybudovány desítky komunálních bioplynových stanic, které přinášejí hned několikerý ekonomický a ekologický užitek.

Zajímavá technologie v Passau

Právě Bavorsko je příkladnou zemí, jak řešit vzniklé komunální odpady. Třídění odpadů zde není pouze doplňkovou součástí odpadového hospodářství, ale skutečnou prioritou, která přináší své pozitivní výsledky. Např. v roce 2002 zde bylo na 1 obyvatele vytříděno 161 kg papíru, plastů a skla a dále 138 kg bioodpadů, zatímco množství zbytkového komunálního odpadu činilo jen 190 kg/osobu. Materiálové využití komunálních odpadů tak dosáhlo 58 %.

Město Passau leží nedaleko od hranic na soutoku tří řek (dvě z nich se vlévají do Dunaje) a už z tohoto důvodu působí impozantně. Aby zajistilo efektivní nakládání s velkým množstvím vytříděných bioodpadů od občanů a z města, rozhodlo se město impozantně vyřešit také tuto záležitost. Nedaleko od Passau, v areálu bývalé skládky, který nyní slouží jako komplexní centrum nakládání s odpady, vybudovalo město vedle kompostárny také komunální bioplynovou stanici s významnou zpracovatelskou kapacitou. Zařízení, největší svého druhu v SRN, zpracovává pouze vytříděné komunální bioodpady metodou tzv. suché fermentace.

Zpracování bioodpadů

Samotný provoz této komunální bioplynové stanice začal teprve nedávno. V červenci 2003 byly zahájeny stavební práce a v listopadu 2004 byl spuštěn zkušební provoz zařízení, který probíhal do března 2005.

Zařízení zpracovává vytříděné bioodpady ze svozové oblasti s asi 400 000 obyvateli a jeho aktuální zpracovatelská kapacita činí 39 000 tun/rok. Kromě bioplynové stanice je v této svozové oblasti umístěno ještě 12 kompostáren. Zařízení zpracovává bioodpady vznikající na území města, zejména tedy bioodpady z domácností, dále bioodpady z větších hotelů a restaurací a bioodpady z údržby veřejné zeleně, především posečenou trávu a listí. Domácnosti třídí bioodpady do speciálních nádob, které jsou rozmístěny prakticky před každým domem. Výtěžnost tříděného sběru bioodpadů z domácností zde dosahuje průměrně 130 kg/os/rok.

Celý areál bioplynové stanice tvoří administrativní budova, příjmová hala odpadů, úprava odpadů, fermentory, kogenerační jednotky, hala na dozrání digestátu a jeho zpracování na hnojivo. Poté, co jsou vstupní odpady přijaty, procházejí drcením na velikost menší než 80 mm a následně jsou z nich odstraněny nežádoucí příměsi prostřednictvím bubnového síta (zejména plasty) a magnetického separátoru (kovy). Vyčištěné odpady pak podstupují další drcení na velikost menší než 50 mm.

Vlastní zpracování bioodpadů zde probíhá procesem tzv. suché fermentace v systému Kompogas, který byl původně vyvinut ve Švýcarsku. Technologie umožňuje fermentaci odpadů s vysokým podílem sušiny. Zde přijímané odpady mají vysoký obsah sušiny pohybující se v rozmezí 33–37 % a při jejich zpracování v systému Kompogas dochází k částečnému naředění tak, že výsledný obsah sušiny dosahuje kolem 30 %. V tomto systému tedy obíhá podstatně méně vody než v procesu tzv. mokré fermentace, kde se obsah sušiny pohybuje mezi 10–15 %.

Takto upravený materiál je kontinuálně plněn do tří Kompogas fermentorů, které mají úctyhodnou velikost. Jsou horizontálně položené a každý z nich je 32 metrů dlouhý, 7 metrů vysoký a průměr fermentoru činí 6,5 metrů. Za železobetonovou stěnou každého fermentoru se skrývá kapacita s čistým obsahem 950 m³, ve které se ročně zpracuje 13 000 tun hmoty při teplotě okolo 55 ºC (jedná se tedy o termofilní proces) a při významné tvorbě bioplynu. Každý fermentor má svůj vlastní dávkovač, proces fermentace probíhá nepřetržitě a doba zdržení vsázky ve fermentoru činí přibližně 14 dní.

Anaerobní proces

Za těchto podmínek, v hermeticky uzavřeném anaerobním fermentoru (bez přístupu vzduchu) a za dané teploty, jsou veškeré nežádoucí bakterie, mikroorganismy a plevelná semena bezpečně odstraněny. V důsledku toho není zapotřebí v zařízení instalovat speciální jednotku na hygienizaci odpadů. Hygienizace je dostatečně zajištěna uvedeným procesem a navíc doplněna i následným kompostování digestátu. V případě, že by bioplynová stanice zpracovávala rizikovější odpady, například odpady z jatek, pak by hygienizační stupeň musel být instalován.

Zkvašený materiál je na výstupu z fermentoru odvodněn. Část procesní odpadní vody se vrací zpět do fermentačního procesu a nadbytečná procesní voda nalézá uplatnění jako hnojivo u zemědělců v oblasti.

Tuhá část materiálu, tzv. digestát, je dále zpracovávána v kompostovací hale, kde dozrává po dobu asi 6 týdnů. Poté je digestát upraven na velikost zrna menší než 14 mm a z větší části dodáván místním zemědělcům. Část digestátu je balena do pytlů o objemu 25 l a prodávána jako substrát do zahradnictví apod. Celkem je ročně zpracováno 15–20 000 tun digestátu.

Atraktivní ekonomika provozu

Výstavba této komunální bioplynové stanice si vyžádala investici ve výši 10 mil. euro. Podle slov našeho průvodce je celé zařízení nejen ekonomicky návratné, ale i ziskové. Financování této investice je rozpočteno na 13 let, přičemž hlavními finančními příjmy jsou poplatky za zpracování odpadů a příjmy z prodeje ekologické elektřiny. Výhodou je rovněž to, že zařízení je energeticky soběstačné. Co se týká příjmů z odpadů, za zpracování tuny přijatého odpadu je účtován poplatek ve výši 52–55 euro, což je i pro původce odpadů cena příznivá, protože poplatek za odstranění odpadů ve spalovnách je běžně třikrát vyšší.

Zásadním zdrojem příjmu je prodej ekologicky čisté elektřiny. Celý systém Kompogas fermentace a navazující kogenerace je tedy směřován k maximální efektivitě a výtěžnosti. Systém má garantovat vysokou spolehlivost a vysokou tvorbu bioplynu, kdy průměrná výtěžnost z jedné tuny vstupu činí 115 m³ a celkové množství vyrobeného plynu má činit 4,5 mil. m³/rok.

Bioplyn je zpracováván ve dvou velkých kogeneračních jednotkách od společnosti GE Jenbacher, které mají vysoký poměr elektrické účinnosti (přes 47 % z instalovaného energetického výkonu). Každá jednotka má instalovaný elektrický výkon 836 kW a tepelný výkon 923 kW a jedná se tedy o významné energetické zdroje. Minimální doba provozu každého motoru je přitom 8000 hodin/rok.

Díky tomu je maximalizována výroba atraktivní ekologické elektřiny, jejíž celková roční produkce činí 9,1 GWh elektřiny. Asi 17 % z tohoto množství spotřebuje zařízení pro vlastní potřebu a zbývající přebytek, asi 7,5 GWh/ rok, se dodává do sítě.

V této souvislosti se nabízí zajímavé srovnání, kdy tato bioplynová stanice dodává do sítě více elektřiny, než například velkokapacitní spalovna odpadů v ČR v Liberci. Přebytek elektřiny je navíc prodáván za výhodnou výkupní cenu se základní sazbou 14 centů/kWh (asi 4,20 Kč/kWh). Navíc zde mají nárok uplatnit dva cenové bonusy za využití tepla a digestátu. Teplo je využito pro potřeby samotného procesu a pro vytápění celého areálu, přebytek se maří. Zkompostovaný digestát se jako kvalitní a certifikované hnojivo uplatňuje v zemědělství a prodává se do zahradnictví (1,5 euro/balení).

A co Česká republika?

Podle slov našeho průvodce je zařízení atraktivní natolik, že se zamýšlí zvýšení kapacity provozu na 55 000 tun/rok. V souvislosti s tímto případem a s vývojem v okolních zemích obecně se nabízí otázka, kdy čeká boom komunálních bioplynových stanic také ČR?

Díky vstupu do EU byly také u nás lépe nastaveny podmínky pro praktický rozvoj těchto zařízení, nicméně skutečná komunální bioplynová stanice v ČR doposud není v provozu. Tato zařízení jsou přitom pro města a obce ve vhodných lokalitách zajímavou příležitostí, jak řešit problémy odpadového hospodářství, zvyšovat materiálové využití a navíc i produkci ekologické energie. Věřme, že první vlaštovky těchto zařízení realizované zejména v oblasti východních Čech (Vysoké Mýto, Úpice apod.) přinesou pozitivní změnu v dalším vývoji.

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