Jak na bioodpady? Zkušenosti z Německa (2)

Druhým dílem pokračujeme v článcích o moderních ekologických technologiích na zpracování bioodpadů. Informace pocházejí z května 2005, kdy jsme připravili pro podnikatele z ČR pracovní návštěvu na území Bavorska a Saska.

Cílem cesty bylo poznání biologických technologií (kompostárny, komunální bioplynové stanice, mechanicko-biologická úprava) v praxi. Tyto technologie jsou u našich sousedů provozně dlouhodobě ověřené, zajišťují naplnění zákonných požadavků (omezení ukládání bioodpadů na skládku, přednostní materiálové využití) a se stejným úspěchem jako u sousedů je možné použít a rozvíjet je také u nás.

Areál společnosti Bluemel ve Spolkové republice Bavorsko je další ukázkou toho, jak dokonale a důsledně využívat odpady a obnovitelné zdroje energie. Areál na první pohled příjemně upravené farmářské usedlosti se v průběhu let rozvinul na integrované centrum pro hospodaření s odpady v této oblasti a zároveň místním střediskem rozvoje technologií na výrobu čisté energie.

Myšlenka uvedená do praxe

Budování centra začalo v roce 1991 založením soukromé kompostárny sloužící na zpracování bioodpadů z údržby zeleně z nedalekého města Teugn. Na zpracování posečené trávy, větví z prořezávek stromů apod. byla uzavřena dlouhodobá smlouva, město samotné se ovšem na investici nepodílelo. Kompostárna měla zpočátku rozlohu 1500 m² zpevněné a zabezpečené plochy. Dnes má celý areál velikost 6 hektarů.

Kompostování je prováděno na dlouhých a velkých hromadách (tzv. kompostování v pásových hromadách), zhruba 2 metry vysokých, na kterých je dobře viditelný průběh kompostování, různé stáří a zrání materiálu. Na počátku zakládky je čerstvá směs nadrceného vstupu, která postupně tmavne a na konci zakládky je vyzrálá černá hmota (kompost), kterou velký nakladač nabírá a odváží k finální úpravě, zatímco z čerstvě otevřené hromady stoupá oblak páry. Žádný zápach, ani v blízkosti hromady, ukazuje na dobře vedený proces zrání materiálu při ideální teplotě, průběžném překopávání a optimální vlhkosti. Ke zkrápění materiálu se přitom používá voda, která průběžně vytéká z hromady na nepropustný podklad a odvádí se do sběrných nádrží, odkud se odebírá ke zpětnému zavlažování kompostu.

V roce 1993 zde začali zpracovávat také bioodpad z domácností. Ten je tříděn občany do speciálních separačních nádob hnědé barvy. O rok později vedly provozní zkušenosti k myšlence, že tento typ odpadu bude vhodnější zpracovat v bioplynové stanici, která byla poté vybudována. Kapacita kompostárny je aktuálně 15 000 tun/rok a bioplynová stanice (dále jen BPS) ročně zpracovává dalších 15 000 tun bioodpadů. Oblast, ze které jsou odebírány bioodpady ke zpracování, zahrnuje zhruba 70 000 obyvatel.

V areálu je navíc od dodavatelů odebíráno staré dřevo a použité výrobky ze dřeva. Jsou tříděny do několika frakcí podle čistoty a dodávány do speciálních zařízení, které z nich vyrábějí elektřinu a teplo. Zavedený systém tedy zajišťuje maximální praktické a hospodárné využití živin a energie, kterou poskytuje odpad z biomasy.

Bioplynová stanice

Hlavním vstupem pro proces BPS je tříděný bioodpad z domácností. Vzhledem k tomu, že vytříděný bioodpad obsahuje 3-5 % podíl nežádoucích příměsí, je nezbytné jej před vlastním procesem upravit do potřebné kvality. Vstupní bioodpad je proto nejdříve proséván na rotačním sítu s oky o průměru 25 mm. Propadlá podsítná frakce jde přímo do BPS, zatímco nadsítná frakce (tvoří asi 75% ze vstupního bioodpadu) postupuje na dopravníkový pás a je dále dotříděna manuálně a mechanicky. Zejména plasty jsou dotříděny ručně, případné kovové nečistoty magnetickým odlučovačem.

Poté jsou bioodpady rozmělněny a rozdrceny, opět procházejí přes síto s oky o průměru 25 mm a podsítná frakce postupuje ke zpracování v BPS. Zachycená nadsítná frakce je znovu upravena drcením a proces se opakuje tak, aby velikost bioodpadu odpovídala požadavkům BPS. Pokud se část vstupu nepodaří rozmělnit na podsítnou frakci, je zbytek nadsítné frakce určen na zkompostování.

Upravená surovina je převedena do dvou hydrolýzních nádrží, které jsou prvním stupněm fermentačního procesu a předstupněm produkce bioplynu. V této fázi jsou také pomocí speciálních šneků odstraňovány sedimenty, písek apod., které by jinak mohly způsobit problémy při dalším zpracování suroviny ve dvou fermentačních nádržích. Ty mají objem 1000 m³ a jsou vyrobeny z železobetonové konstrukce, izolované polyuretanovou pěnou a plechem. Ve fermentorech probíhá mezofilní vyhnívání bioodpadu. Míchání je zajištěno horizontálními míchadly, doba setrvání suroviny je okolo 30 dní. Během procesu je samozřejmě zajištěna i hygienizace suroviny při teplotě 70 °C po dobu jedné hodiny.

Bioplyn vzniklý při fermentaci je jímán v horní části fermentoru, kde je gumová membrána. V tomto případě tedy není plynojem instalován jako samostatná jednotka, ale je součástí konstrukce fermentoru. Roční produkce bioplynu při zpracování 15 000 tun surovin činí asi 1,5 miliónu m³, které jsou ve třech kogeneračních jednotkách přeměněny na elektrickou a tepelnou energii. Při instalované kapacitě 3 x 160 kW se ročně vyrobí až 3 miliony kWh elektřiny. Vlastní spotřeba BPS činí necelých 10 %.

Výstupem z fermentačního procesu je odvodněný a stabilizovaný digestát, bezproblémový co se týče zápachu. Před finálním zpracováním se ještě překopává a prochází aerobní fermentací. Digestát se podobá rašelině, je vhodný pro výrobu květinových substrátů, ale protože zde mají dostatek substrátu z kompostu, většinou je využíván jako hnojivo na polích. Podle sdělení majitele areálu spadá digestát v Bavorsku pod zákon o hnojivech a je zde hodnocen jako hnojivo.

Bioplynový boom

Nedaleko dvou stávajících fermentačních nádrží, za hromadou uskladněného digestátu, je rozestavěná konstrukce nové fermentační nádrže. Majitel celého areálu k tomu uvedl, že projektují nové zařízení, které bude zpracovávat pouze vybraný druh biomasy, což jim umožní prodávat vyrobenou elektřinu za podstatně vyšší ceny. Aby vše bylo transparentní, toto nové zařízení musí být vybudováno separátně a zvlášť evidována produkce energie. Vstupem do tohoto nového zařízení nebudou odpady, ale cíleně pěstovaná biomasa - silážní kukuřice a energetické byliny, např. súdánská tráva. Za tímto účelem bude biomasa pěstována na 250 ha půdy v okolí, částečně na vlastních pozemcích. Aby byl zajištěn kontinuální vstup suroviny po celý rok, vypěstovaná biomasa se bude uskladňovat, silážovat a průběžně odebírat, takže zařízení bude vyrábět energii plynule.

Instalovaný elektrický výkon nového zařízení bude 600 kW. Přes značné pořizovací náklady se stavba vyplatí, protože nedávno novelizovaný zákon na podporu obnovitelných zdrojů energie diferencuje výkupní cenu elektřiny u samotného bioplynu podle několika kritérií. U současné BPS činí platba za kWh čisté elektřiny 10 centů, zatímco za elektřinu z cíleně pěstované biomasy činí platba až 19 centů/kWh.

Tato finanční motivace se vyplácí všem, státu, občanům, zemědělcům i investorům. Díky tomu se v současnosti rozvoj BPS v SRN ještě znásobil a buduje se řada nových provozů. Majitel areálu k tomu uvedl: »V roce 1994 byla výstavba bioplynové stanice pionýrským činem, nyní to chce dělat každý. Ale takto je to správně, protože se všichni chceme díky obnovitelným zdrojům dostat dál. Chceme být energeticky soběstační a ne být závislí na ropě, zemním plynu, fosilních palivech.«

Sluneční dar

Majitel nás vedl dál areálem za BPS i kompostárnu na okraj areálu, aby nám ukázal, že Německo myslí výše uvedená slova o obnovitelných zdrojích vážně. Již na vstupu do areálu jsme viděli několik solárních panelů na jedné ze střech, ovšem následující demonstrace sluneční energie nám tak trochu vyrazila dech.

Na stodole, jejíž střecha se svažovala až k zemi, byla nainstalována obří plocha solárních panelů, jejichž modř se blyštila ve slunci jako malé moře. Instalovány jsou zde fotovoltaické panely o celkovém výkonu 480 kW elektrické energie.

Z informací vyplynulo, že stát dlouhodobě pamatuje i na tento obnovitelný zdroj. Nejdříve byl spuštěn program s cílem 100 000 fotovoltaických střech, kdy bylo zavedeno úvěrové zvýhodnění a nastavena zajímavá výkupní cena za sluneční elektřinu. Nyní, po novelizaci zákona, platí také u tohoto obnovitelného zdroje diferencovaná výkupní cena.

Čím větší instalovaný výkon sluneční elektrárny, tím vyšší výkupní cena, která např. u instalace nad 100 kW činí 54 centů/kWh. Životnost fotovoltaických panelů je až 40 let, výkupní ceny za čistou energii jsou zákonem garantovány na 20 let a návratnost sluneční investice činí 10-14 let. Tyto podmínky vedou k tomu, že malé, velké i obří instalace elektráren na slunce je v Bavorsku možné vidět běžně, i na rodinných domech.

Ekonomický, ekologický a sociální přínos

V areálu se efektivně materiálově využijí bioodpady, energie bioplynu a slunce se přeměňuje v čistou elektřinu a odpady ze dřeva se předávají k dalšímu energetickému využití. Humus z kompostárny a BPS se navrací do půdy jako kvalitní a přírodní hnojivo. V celém areálu navíc nalezlo práci 20 lidí.

Popsaný proces se vyplatí i dodavatelům bioodpadů, kteří za jejich zpracování v kompostárně nebo BPS zaplatí poplatek od 20-30 euro/tunu.

V případě biomasy z údržby zeleně pak platí výjimka pro malé dodavatele, fyzické osoby, od kterých je množství do 1 m³ přijímáno bezplatně. V kontrastu s tím působí poplatky za odstranění odpadu ve spalovnách komunálních odpadů, které se v Bavorsku pohybují okolo 150 euro za tunu odpadu. Ve spalovně v Ingolstadtu zaplatí dodavatel dokonce 250 euro za tunu odpadu.

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