Bioplynové stanice? Výhodné řešení při naplňování met, které si Česká republika stanovila ve zvyšování podílu energie z obnovitelných zdrojů. Energie rychle, přímo tam, kam je potřeba a bez velkých ztrát. Jsou bioplynové stanice tou správnou volbou?
Chtěl bych se zmínit o některých problémech s prosazováním aktivit v rámci našeho závazku vůči celé Evropě ve využívání obnovitelných zdrojů v naší energetice. Tento závazek se totiž netýká jen výroby zelené energie z obnovitelných zdrojů, ale i o úspor, a těm se u nás vůbec nedaří.
Podle informací z Ministerstva průsmyslu a obchodu je u nás stále nárůst spotřeby, na místo jejího snížení. Myslím si, že velký podíl z oněch 20 %, o které bychom měli spotřebu do r. 2020 snížit, je v tom, že dnes musíme prakticky veškerou elektřinu dopravovat od centralizovaných velkých zdrojů ke spotřebitelům. A po této cestě vznikají velké ztráty. Tyto ztráty by jistě snížily malé decentralizované zdroje. A velmi přínosné by byly zdroje, které by byly regulovatelné.
Spotřeba elektřiny není v průběhu dne stálá, během dne dochází k několika špičkám spotřeby a opačně zase k přebytkům výroby. V České republice už bylo mnoho pokusů o řešení tohoto problému například formou vysokého (VT) a nízkého tarifu (NT).
Bioplynové stanice dodávají elektrickou energii podle potřeby
Naše řešení spočívá v tom, že jsme schopni elektrickou energii vyrábět a dodávat v době její potřeby a ne řešit její případnou akumulaci. Tento řiditelný zdroj je bioplynová stanice s vysokým výkonem. Zjednodušeně řečeno, neukládáme elektrickou energii, ale médium, ze kterého se vyrábí. V našem případě bioplyn, který se vyrábí fermentací vstupních materiálů průběžně a na elektrickou energii se převádí pomocí kogenerace podle potřeby distribuční sítě. Uložení bioplynu je bez ztráty, je zde jen zvýšený investiční náklad na výstavbu plynojemů potřebné kapacity. Ale i tento problém řešíme formou nasazení membránových plynojemů na uskladňovací nádrže. Tím se sníží investiční náklad, zastavěná plocha, ale i případné obtěžování okolí zápachem, protože zachytíme i drobný únik bioplynu z digestátu v uskladňovacích nádržích, a tím i obtížné zapáchající jeho složky (například H2S).
Bohužel někdy narážíme na „krajináře“, kteří limitují výšku BPS, a tam pak navýšení objemu plynojemu koliduje s jejich představami. Doufám ale, že zdravý rozum zvítězí. Jinak by se musely zbořit všechna sila a podobné stavby vystavěné v době minulé.
Další naše know-how u BPS je dávkování „biokatalyzátoru“ přímo do fermentoru. Jedná se o vodný roztok obsahující enzymy a symbiotické mikroorganismy, které intenzifikují anaerobní biochemické procesy ve fermentoru BPS. Biokatalyzátor byl testován IHE Praha a na základě výsledků testů vydalo Ministerstvo zdravotnictví ČR pod č. j. HEM-343.3-11.91 vyjádření, že biokatalyzátor splňuje hygienické podmínky aplikace, není patogenní, ani toxický. Jelikož se jedná o vodný roztok, splňuje i protipožární podmínky. Biokatalyzátor je produkován kontinuálně přímo ve strojovně BPS a aplikován do fermentoru BPS.
Tím dosahujeme lepší a také rychlejší rozrušení buničiny obsažené v dávkovaném materiálu a dochází k vyšší využitelnosti vstupních surovin, ale i k obrátkovosti instalovaného objemu fermentace. V neposlední řadě dochází i ke snížení zápachu, který bývá dosti často argumentem ze strany kritiků BPS.
Podle mého názoru však výrazně převládají pozitivní aspekty BPS, pro celkové hospodaření s biologicky rozložitelným materiálem, který nemusí být jen, jak uvádějí kritici, cíleně pěstovaná biomasa. Není větší zlotřilost spalovat biomasu společně s hnědým uhlím při nízké účinnosti těchto zařízení!
Dovolím si uvést několik pozitivních přínosů BPS v obcích a provozovnách, které produkují vhodné suroviny a hlavně odpady.
Výhody bioplynových stanic pro zemědělce
Materiálově
- spotřeba podestýlek, hnoje a kejdy, nekvalitních produktů, zbytky siláží, zbytky krmiv, třetí seče z pastvin.
- výnos digestátu (náhrada za průmyslová hnojiva), závlahové vody
Energeticky
- výroba elektřiny (zelené bonusy) a tepla – možnost výrazných úspor nákupu
Ekonomicky
- finanční výnosy z prodeje el. energie a tepla, pravidelně-vyrovnané cash flow
- záruka spotřeby rostlinných produktů – nezávislost na trhu i počasí.
- snížení nákupu hnojiv, jedna tuna digestátu představuje hodnotu až 500 Kč/t
- lepší využití personálního i strojního fondu.
Podnikatelsky
- možnost využití vyprodukované energie a tepla pro další rozvoj podniku – sušárny, provozovny, skleníky, atd.
Ekologicky
- kvalitnější hnojení, zabránění splachům do vodotečí, kvalitní závlaha, neznehodnocování půdy chemií, výrazné snížení technologické dopravy.
Kombinovaná bioplynová stanice – výhody pro obce
Náhrada ČOV
- komunální splašková voda může být efektivně likvidována v BPS – výnos cca 250 tis Kč/100 EO/rok
Likvidace BRKO
- komunální biologické odpady neškodí, ale přinášejí užitek
Teplo a energie
- levnější energie pro obyvatele
Zaměstnanost
- vlastní BPS, ale i přidružené činnosti nabízejí pracovní místa
Soběstačnost
- obec může být energeticky, ale i ekonomicky soběstačná
Pokud se BPS kombinuje s CZT, pak se může stát obec energeticky úplně soběstačnou, jako příklad uvedu Kněžice.
Pokud se v ČR bioplynové stanice uplatní v podobném rozsahu, jako je tomu v sousedním Německu, a současně se u nich využije tento návrh společnosti Skanska a.s., bude jejich celkový elektrický výkon v roce 2030 až cca 3000 MW. Celková výše investic na jejich vybudování bude cca 150 až 200 miliard Kč v současných cenách, a vlivem jejich provozu se zvýší podíl energie z obnovitelných zdrojů na hrubé domácí spotřebě energie v ČR v současné výši o cca 5 % a zároveň se sníží ztráty z přenosu el. energie.
Na webových stránkách společnosti Skanska a.s. je k dispozici aktivní výpočtová tabulka ve kterém je možno měnit vstupy podle potřeby.
Rekonstrukce výtopen s centrálním zdrojem tepla
Další náš přínos pro úspory energií navrhujeme v obcích, kde je stávající rozvod tepla a zdroj je centrální, tedy CZT. Preferujeme lokality, kde je stávající systém, protože vybudování nového rozvodu tepla je velmi nákladné a návratnost je příliš dlouhá, než aby se do toho provozovatelé, bez dotací, pouštěli.
Základní princip uplatnění našeho know-how, je v tom, že nahradíme ve stávající kotelně kotel (vhodné je, pokud dožívá) kogenerací a do systému přidáme sezónní zdroj. Ideální je použít místně vhodné biopalivo (slámu, štěpku, pelety, dřevo apod.).
Jak je zřejmé z přiloženého schématu, kde je znázorněné řešení na původní kotelně na zemní plyn, nesnižuje se odběr plynu, ale lépe se využívá. Navíc dochází ke zpracování biomasy z místních zdrojů, což nabízí i pracovní místa při její přípravě. Mnohé obce mají šanci získat i prostředky na údržbu krajiny, pak je tento druh paliva ještě výhodnější.
Původní kotelna na zemní plyn se tak mění na malou elektrárnu, respektive kombinovanou výrobnu elektřiny a tepla (KVET) a spotřebitel tak získává výrazně levnější teplo a elektrickou energii s příplatkem zeleného bonusu. Velikost kogenerace je vhodné řešit na letní spotřebu tepla, aby byl zajištěn odběr pro výrobu teplé užitkové vody – TUV, a v topném období pak potřebu tepla doplňuje sezónní zdroj tepla. Kogenerace tak vyrábí elektřinu celoročně a v případě, že se nainstaluje akumulátor tepla, tak lze vyrábět i elektřinu jen ve vysokém tarifu a výrazně tak zvýšit ekonomiku provozu a snížit návratnost, která se standardně pohybuje do 6 let, bez dotace.
Pokud má obec i možnost vybudovat u kotelny další zařízení na trvalou potřebu tepla, je možnost výkon kogenerace zvýšit a tím i zlepšit ekonomiku budovaného (rekonstruovaného) zařízení.
V případě, že se jedná o plynovou kotelnu, je zde výhoda i v tom, že odběr plynu je po celý rok stejnoměrný, tedy lepší využití stávající plynové přípojky a provozovatel může připojit další účastníky. Podle mého názoru by toto měl podporovat i dodavatel a distributor plynu!
Popisované návrhy společnosti Skanska podle našeho názoru vhodně zapadají do současné ekologické, energetické, finanční a politické situace. Jde v nich o výrobu energie s využitím obnovitelných zdrojů, využívá se stávající technické infrastruktury komunální energetiky a stávajících volných kapacit zemědělství a lesnictví. Technicky a ekonomicky jsou jednoduché a dobře přehledné a kontrolovatelné. Mohou vytěsnit z národní energetiky ekologicky nejhorší technologie, a jde o nerizikové investice, které vyrábějí bezpečně prodejné produkty. Mohou být vhodné i jako spolehlivé a dobře návratné investice, pro pobídky k oživení ekonomiky z prostředků EU a jednotlivých států.
Pavel Bláha, Jiří Zima
