Spolehlivá a ověřená technologie bioplynové stanice

Shrnutí

Návrh každé BPS je svým způsobem unikátní. Volba konkrétní technologie závisí na předpokládané skladbě substrátů, místních podmínkách, teplotním režimu fermentace, na uplatnění zfermentovaných výstupů apod. Základním rozhodovacím dokumentem by měla být studie proveditelnosti, řešící otázky optimalizace technologie na předpokládanou skladbu biomasy. Mokrá fermentace bude tvořit pravděpodobně většinu aplikací v ČR.

Základní rozlišení technologií BPS podle sušiny vstupu

Z hlediska obsahu sušiny ve zpracovávaném vstupním substrátu dvě základní technologie BPS, které jsou nazývány mokrá fermentace a suchá fermentace.

1. Mokrá fermentace využívá obvykle fermentoru s vertikální osou a materiál ve fermentoru má sušinu do 12 %. V praxi to znamená, že materiály s vyšším obsahem sušiny (hnůj, podestýlka, různé druhy siláží a senáží) se před vstupem do fermentoru ředí na odpovídající podíl sušiny kejdou nebo procesní vodou, vyseparovanou z již zfermenovaného kalu. 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.). Je tedy nutné pečlivě vážit použitou technologii, systémy míchání, přípravy suroviny tak, aby celý proces mohl bezproblémově fungovat. Většina aplikací je v současnosti založena na mokré technologii.
2. Suchá fermentace je vývojově mladší než mokrá fermentace, nicméně některé její typy již nalezly perspektivní uplatnění v praxi. Suchou fermentaci lze navíc dle obsahu sušiny substrátu rozdělit na:

• suchý proces ( 25 – 45 % sušiny)
• vysokosušinový proces ( nad 40 % sušiny)

Pod pojmem suchá technologie se lze setkat s fermentory tzv. garážového typu. Jedná se o konstrukčně jednoduchá zařízení na zpracování vysokosušinových substrátů se vsázkovým způsobem plnění fermentoru pomocí čelního nakladače. Tato technologie pracuje se sušinou až 60 %, což je velmi zajímavé z pohledu hospodaření s vyhnilými produkty, nicméně technologie ještě není dostatečně provozně odzkoušena a dosavadní signály budí spíše nejistotu a obezřetnost.

Hlavní výhodou suché fermentace je menší množství vyhnilého kalu (digestátu), respektive jeho větší koncentrovanost, a zároveň menší spotřeba procesní vody na ředění a na to navazující menší problémy s jejím uplatněním na výstupu.

Teplotní režim fermentačního procesu

Pro dosažení dlouhodobě stabilní produkce bioplynu je důležité udržování stálé teploty ve fermentorech, přičemž se používají dvě teplotní pásma. Tzv. mezofilní pásmo s teplotami okolo 37 °C a termofilní pásmo s teplotami cca 55 °C. Ačkoli fermentační proces probíhá rychleji a teoreticky také lépe při teplotě 55 °C, většina zemědělských BPS využívá mezofilní režim. Důvodem k tomu může být to, že na udržení teploty je v tomto případě potřeba menší množství tepla, proces je méně citlivý k nehodou zapříčiněným výkyvům teplot a lépe se uvádí do provozu, neboť také bakterie přítomné ve zvířecích exkrementech jsou zvyklé na teploty okolo 37 °C. Pro náročnější průmyslové technologie či vyhnívací nádrže na ČOV lze doporučit termofilní režim např. z důvodů vyšší rozpustnosti tuků.

Jak zvolit správnou technologii?

Návrh každé BPS je svým způsobem unikátní. Volba konkrétní technologie závisí na předpokládané skladbě substrátů, místních podmínkách, teplotním režimu fermentace, na uplatnění zfermentovaných výstupů apod. Základním rozhodovacím dokumentem by měla být studie proveditelnosti, řešící otázky optimalizace technologie na předpokládanou skladbu biomasy.

Výběr technologie je do značné míry ovlivněn také cenou její realizace, ovšem v úvahu je třeba brát rovněž spolehlivost zařízení se související redukcí neplánovaných provozních nákladů. Investor BPS by měl proto v rámci výběrového řízení oslovit vícero potenciálních dodavatelů a v zadávací dokumentaci jasně definovat základní požadavky a předpokládané parametry BPS. Pro porovnání jednotlivých nabídek je důležité, aby všechny nabídky vycházely ze shodných parametrů.

V rámci nabídek by měli potenciální dodavatelé popsat:

• reference dosavadních realizací fermentační technologie a kogenerační jednotky
• garance stability provozu a výtěžnosti bioplynu, včetně referencí řízení procesu u zprovozněných zařízení (doba provozu zařízení a výtěžnost bioplynu, přičemž min. garance by měla být 7 500 hod, ideálně 8 000 hod/rok.)
• servisní podmínky, včetně postupu při neplánovaných odstávkách/nespolehlivosti zařízení, popisu záruk, např. v podobě poplatků za neplánované odstávky a opravy, garance za ušlý zisk
• pozáruční servis a odbornou pomoc při uvádění zařízení do provozu
• předpokládanou životnost (provozuschopnost) zařízení

Důležité také je, aby měl potenciální investor zajištěny dostatečné pojištění vůči škodám způsobeným při stavební činnosti a jasně se zavázal termínem dokončení stavby. Důležitým kritériem výběru jsou také reference a zkušenosti provozovatelů dané technologie.

Zdroj: Desatero bioplynových stanic, CZ Biom, 2007, aktualizováno

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