Ohlédnutí za 10 lety v OZE a plány do budoucna

Do oblasti obnovitelných zdrojů jsem se dostal v roce 2010, kdy padlo rozhodnutí o výstavbě bioplynové stanice v POOSLAVÍ Nová Ves, družstvu. Nezačalo to hned úplně jednoduše. V obci Nové Vsi měli občané strach ze zápachu a proti výstavbě měli výhrady, které pramenily z negativní reklamy bioplynky ve Velkém Karlově. To byl v té době, obzvlášť na Jižní Moravě, velký problém, jehož výsledkem bylo zpřísnění pohledu úřadů, občanů i legislativy. Dalo nám dost práce přesvědčit lidi, že bioplynka na rostlinnou biomasu a kejdu nesmrdí. Po dvou exkurzích na dvě různé bioplynky, kdy při druhé exkurzi byla silná inverze, se přeci jen podařilo obyvatele obce přesvědčit.

Bioplynku jsme nakonec rozjeli v roce 2012, kdy bylo nutné soustředit se na využití tepla. Jednak to byla povinnost pro příjem vyšší podpory, ale hlavně to byla i naše snaha, protože právě v tom jsme viděli velký smysl. Teplovod v areálu byl zaveden do všech objektů, kde bylo teplo potřeba – od dojírny, přes dílny a sušárnu zrnin, až po budovu kanceláří a provozně-výrobní objekty dvou firem. Mimo areál byl teplovod doveden do obecního bazénu, který byl od areálu družstva vzdálen 200 metrů. V posledních 2 letech se podařilo rozšířit teplovod do místní školky, nafukovací sportovní haly, restaurace a několika rodinných domů. V teplovodu jsme ročně uplatnili od 7600 po 8800 GJ. Kvůli dotačním podmínkám jsme ani jeden teplovod nerealizovali s investiční dotací.

Bioplynka produkuje teplo a elektřinu, a protože není důvod objekty napojené k teplovodu nezásobovat také elektřinou, přidali jsme k teplovodu i elektrický kabel. Nyní už jen vzpomínáme na zimní období, kdy byl po ránu začouzený celý areál z lokálních kotlů a několik hodin po ránu studené dílny. Když to porovnám s dnešním komfortem, čistým vzduchem a teplem v dílnách hned od rána, je to jeden z hmatatelných rozdílů, které bioplynka přinesla. I neustále teplá voda pro oplachy, díky teplu z teplovodu jsou luxusem, který dříve neexistoval.

OZE však přinesly do fungování farmy další rozměr, který bylo možné diskutovat, využívat a rozvíjet. Dostávali jsme se myšlenkami tam, kde jsme předtím vůbec nebyli a jednou na VÚZT vznesl přítomný akademik tuto poznámku: „My chemici přemýšlíme nad využitím každého procesu a jeho meziproduktů v maximální míře. U vás zemědělců s bioplynkami to ale takto neděláte“. Tak jsem začal přemýšlet a diskutovat s lidmi kolem sebe, kam se dál posunout.

No a pak v roce 2014 nebyla schválena zelená nafta do živočišné výroby, což udělalo v nákladech nemalý skok. Z Výzkumného ústavu zemědělské techniky přišel podnět, a tak jsme se zapojili do projektu QJ1510385 Národní agentury pro zemědělský výzkum Ministerstva zemědělství a přestavěli starší Zetor 10540 na duální pohon nafta / CNG. Celý projekt byl nastaven tak, aby v budoucnu bylo možné využít k provozu stlačený vyčištěný biometan z bioplynky, tedy bioCNG. V rámci projektu jsme postavili kompresorovou stanici pro stláčení zemního plynu na parametry paliva CNG s možností v budoucnu stlačovat vyčištěný bioplyn.

Myšlenkou bylo uspořit na pohonných hmotách, a ještě na emisích. Oslovil jsem i šéfa zkušebny traktorů v Zetoru, ale bylo mi řečeno, že motory na plyn testovali v 90. letech a nyní nemají zájem. Myslel jsem, že pro traktory do 100 koní by tohle mohla být cesta, jak vyřešit emise. Závěr Zetoru se však nezměnil – škoda. Další rozvoj tímto směrem tedy bude na jiných značkách.

Pokud má být traktor provozován v duálním režimu nafta / CNG alespoň 8 hodin, je složité najít prostor, kam umístit tlakové láhve. A tento problém graduje s nárůstem výkonu a spotřeby traktoru. Vyšší výkonové třídy asi budou muset použít LNG. Pro náš projekt byl vybrán starší traktor o výkonu cca 100 koní, který je ročně více jak 1 000 hodin v provozu jen v živočišné výrobě, protože jezdí každý den s krmným vozem.

Dnes již traktor funguje na duální pohon třetím rokem, tak už máme zajímavé provozní zkušenosti. Při volnoběžných otáčkách jede traktor na naftu. V okamžiku, kdy se otáčky a výkon zvedají, přidává se přes řídící jednotku CNG. V provozu na obě paliva se chod motoru projevuje více kultivovaně, motor běží klidněji z důvodu plynulejšího hoření plynu. V provozu se poměr energie CNG k celkové energii paliva neustále mění podle zatížení motoru. Průměrná roční hodnota je 54 % CNG a 46 % motorová nafta. Náklady na realizaci funkčního vzorku činily 175 tis. Kč bez DPH. U dalších přestaveb pro obdobnou konfiguraci tlakových lahví by měly náklady činit 130 tis. Kč bez DPH.

Elektronicky je nastavena ochrana motoru pro extrémní situace tak, že pokud výfukové plyny překročí teplotu 570 stupňů Celsia, CNG se přestane dávkovat. Tlakové lahve na CNG jsou umístěny na střeše traktoru. Jejich celkový objem je 163 litrů, což odpovídá zásobě 25 kg CNG a ekvivalentu 35 litrů motorové nafty. To je dostatečné množství pro práci traktoru v duálním režimu v 8 hodinové směně s krmným vozem. V okamžiku, kdy dojde CNG, systém automaticky přepne traktor do režimu provozu jen na naftu. Proto nehrozí, že by traktor zůstal stát z důvodu nedostatku plynu v tlakových láhvích.

Pří úspoře 7 500 litrů motorové nafty a její náhrady 5 350 kg CNG, při ceně motorové nafty 22,90 Kč/l a ceně 1 kg CNG 20,50 Kč (bez DPH) by návratnost vložených prostředků mírně přesáhla 2 roky. V režimu „zelené“ nafty je cena motorové nafty nižší než ekvivalentní cena CNG, a pak přestavba nedává ekonomicky smysl. Zde se dostáváme k paradoxu, že jedna podpora nedává prostor pro jiné řešení, byť by bylo ekologičtější. Zde by bylo dobré se na tím zamyslet a vést k tomu širší diskuzi.

Další fází měla být instalace čistící stanice bioplynu na biometan, s napojením na již provozovanou kompresorovou stanici CNG. Tato fáze se zatím pro finanční náročnost odložila. Nicméně lze dopočítat úsporu emisí skleníkových plynů. Duální palivový systém traktoru může ročně uspořit až 7 500 litrů motorové nafty a snížit tak emise skleníkových plynů o 7 tun/rok u CNG a u bioCNG až o 20 tun/rok. Traktor jsme také testovali na bionaftu 2. generace – HVO v různých poměrech s naftou a MEŘO.

Kromě traktoru máme v družstvu i 2 auta na CNG a chceme vozový park vozidel na CNG rozšiřovat. Uvažujeme také o výstavbě nabíjecích stanic pro elektromobily v blízkosti obecního bazénu.

V podstatě se dá říct, že se teprve učíme s bioplynkami sžít, a že efektivnost bioplynových stanic musí do budoucna růst, jinak v konkurenci OZE neobstojí, a také by byla velká škoda nevyužít veškerý jejich potenciál. Je stále co zlepšovat jak po stránce využití tepla, tak po stránce využití CO2, například přeměnou na CH4 obohacováním fermentace vodíkem, vyrobeného z přebytků elektřiny v síti nebo z fotovoltaiky. Mohlo by dojít k vyšší výrobě elektřiny nebo biometanu, nebo by mohla bioplynka dělat regulaci či vedle CNG a dobíjení elektroaut tankovat i vodík. Tady vnímám současnou legislativu poněkud zkostnatělou a obávám se, že technologický pokrok jde rychleji než vývoj naší legislativy. To bude třeba změnit.  

Když se podívám zpět, mohu říci, že bez bioplynové stanice bychom velmi těžko udrželi živočišnou výrobu v oblasti bez LFA plateb. Bioplynka přímo zaměstnává 2 pracovníky a další 3 nepřímo v družstvu, a pak samozřejmě lidi na sekretariátu, ve vedení, ale i třeba servis a další lidi. Jenže bez ní by zřejmě dnes nefungovala v našem družstvu ani živočišná výroba o 14 lidech.

Za další negativum považuji „zmrazení“ další výstavby, a hlavně rekonstrukce bioplynek po roce 2013, kdy například zvýšení efektivity pomocí ORC bylo a je vnímáno jako neužitečné využití tepla a byly kladeny další nesmyslné překážky, které v jiných zemích EU neexistovaly. Do toho ještě překompenzace, kterou vnímám jako trest za snahu. Ten, kdo nakupuje krmnou surovinu a nemá ani hektar, tomu to asi vyjde. Ten, kdo dělá na svém a má vlastní surovinu levnější, více využívá teplo, snaží se o co nejvyšší efektivitu, je v ohrožení, že bude vracet dotaci. Přitom bioplyn je jediný sektor, který si vyrábí a sám opět spotřebovává „palivo“. Potom při kontrole překompenzace a IRR 10,6 % vyjadřuje výnosnost jednak při výrobě elektřiny, ale i ze zemědělství kvůli povinnosti účtovat ve výrobních nákladech. Proto, když slyším, že by se hladina IRR měla srovnat pro všechny OZE na 10,6 % přijde mi to nefér, ostatně jako celý proces překompenzace. 

Dále, co se za posledních 10 let změnilo, je stav vody v krajině a častější dopady sucha. V Jihomoravském kraji chybí oproti roku 1989 asi 25 tis. hektarů víceletých pícnin. To je plocha, která dříve přispívala k pokryvu půdy a ochlazovala krajinu přirozeným výparem. Ochlazená krajina přispívá k vytváření rosy a k většímu přísunu srážek. Úbytek stromů v poslední době raději ani nezmiňuji. Domnívám se, že lze více rozšířit „stálezelené“ plochy, které dnes chybí a pěstovat víceleté pícniny, případně rychlerostoucí dřeviny, které budou mírnit klimatické dopady přirozeným odparem a zároveň budou využity jako obnovitelná biomasa. Toto vše je možné udělat ze strany zemědělců pro zmírnění dopadů oteplování a vysychání krajiny. Nicméně bez finanční podpory, která vyváží nižší energii získanou z víceletých pícnin oproti jiným plodinám, např. kukuřici, to nelze realizovat. 

Na závěr

Nedávný útok provedený několika drony na strategické cíle s ropou skokově zvedl cenu pohonných hmot. Položil jsem si otázku: na co budeme za 20 let, tedy v roce 2040 jezdit? Budou to uhlovodíky vyrobené z OZE v kapalné či plynné fázi? Nebo elektřina z baterií, či z palivových článků? Možná mix všech těchto zdrojů. Přednost bude mít ten, který bude vyrábět nejefektivněji a nezávisle na zdrojích, které nemá pod kontrolou.

Článek byl publikován v časopisu Biom 3/2019 Ohlédnutí za zkušenostmi s biomasou a bioplynem.

Příloha: POSTER Duální traktor

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