Perspektívnym obnoviteľným zdrojom energie je aj bioplyn. Surovinou na jeho výrobu sú biologické odpady. Organická hmota sa v procese anaeróbnej fermentácie (bez prístupu vzduchu a za prítomnosti mikroorganizmov) rozkladá a uvoľňuje sa bioplyn, ktorý sa ďalej využíva na výrobu elektriny a tepla v kogeneračných jednotkách.
Bioplyn sa vyrába v bioplynovej stanici, foto: EMES
Bioplyn vzniká zo vstupných surovín činnosťou baktérií bez prístupu vzduchu. Na fermentácii sa zúčastňujú rôzne druhy mikroorganizmov. Vzniknutý bioplyn je v podstate zmesou metánu a CO2, ktorá obsahuje prímesi ako N2 (dusík), H2S (sírovodík), NH3 (amoniak), H2O (voda).
Z prímesí je najproblémovejší sírovodík (H2S), pretože ak sa nachádza v bioplyne v množstve nad 0,1 %, pôsobí korozívne na motory a technologické zariadenia. Amoniak (NH3) je zase zdrojom zápachu. Prítomnosť CO2 v bioplyne je prospešná, ak sa bioplyn spaľuje v kogenerácií, pretože CO2 pôsobí ako antidetonátor v spaľovacích motoroch. (Zdroj: http://www.bioodpady.sk/)
Na výrobu bioplynu sa používajú zvyšky živočíšnej a rastlinnej výroby a zo skládok komunálneho odpadu: energetické rastliny, zvieracie fekálie, čistiarenské kaly, vedľajšie živočíšne produkty, komunálne a potravinárske bioodpady, odpady zo zelene, skládky odpadov.
Spaľovaním bioplynu je možné získať elektrinu aj teplo. Výroba elektriny a tepla prebieha najčastejšie v tzv. kogeneračných jednotkách, ktoré zabezpečujú kombinovanú výrobu tepla a elektrickej energie. Časť tepla sa pritom využíva na udržovanie fermentačnej teploty v reaktore. Okrem bioplynu tu vzniká aj tuhý odpad, ktorý je vhodným hnojivom pre poľnohospodárske účely.
Uvedený proces je perspektívny hlavne pre poľnohospodárske družstvá, čističky odpadových vôd alebo skládky komunálneho odpadu, kde vzniká tzv. kalový plyn.
Bioplyn sa dá použiť aj ako palivo v spaľovacích motoroch. Hoci motorové vozidlá by mohli používať bioplyn ako náhradu za klasické palivá, väčšina z nich nemá dostatočné priestory na skladovanie plynu, ktorý by im umožnil prijateľne dlhý dojazd. Z uvedeného dôvodu sa bioplyn v súčasnosti využíva hlavne v stacionárnych motoroch. Pri správne nastavených otáčkach motor na bioplyn produkuje menej emisií hlavne oxidu uhoľnatého a oxidov dusíka ako motor na benzín alebo naftu. Vznikajúce uhľovodíky majú tiež nižšiu reaktivitu ako v prípade spaľovania klasických palív, a preto vedú k nižšej tvorbe smogu. Nevýhodou je prítomnosť sírovodíka v emisiách. (Zdroj: http://www.inforse.org/europe/fae/DOPRAVA/paliva/Bioplyn.htm)
Zdroj: http://energie.tzb-info.cz/biomasa/5610-historie-a-perspektivy-oze-bioplyn
Výhrevnosť bioplynu sa pohybuje okolo 20 – 25 MJ/m3. Jeden m3 bioplynu obsahuje toľko energie ako 0,6 – 0,7 l vykurovacieho oleja. Pri výrobe bioplynu z odpadových surovín vznikajúcich pri chove hovädzieho dobytka (hnoj, hnojovica) sa uvažuje s výkonom 1 kW elektrickej energie na 7 – 10 ks dobytka. (Zdroj: http://www.bioodpady.sk/)
Zdroj: Obnoviteľné zdroje energie, Fond pre alternatívne energie, SZOPK, E. Bédi, 2001
Hoci výroba bioplynu pre energetické účely je vo svete bežná (Nemecko, Dánsko, Švédsko, ale aj v Českej republike nastáva už v posledných rokoch jej veľký rozmach), na Slovensku existuje zatiaľ len veľmi málo bioplynových staníc. Niekoľko čističiek odpadových vôd a len jedno zariadenie využívajúce hnojovicu v poľnohospodárskom družstve Bátka nezodpovedajú našim možnostiam. Bioplyn vyrobený v Bátke sa využíva na kombinovanú výrobu elektriny a tepla. Bioplyn z čističiek odpadových vôd sa používa na prípravu teplej vody.
Na Slovensku chováme približne jeden milión kusov dobytka, ktorý ročne vyprodukuje 10 mil. ton hnoja. Hnoj vznikajúci pri živočíšnej výrobe často vyvoláva problémy spojené s ochranou spodných vôd a zaobchádzanie s ním sa viaže na dodatočné finančné náklady. Potenciálna výroba bioplynu takto predstavuje až 230 miliónov m3 ročne, pričom jeho energetická hodnota je 5,4 PJ resp. 1,5 miliardy kWh .
|
Vďaka plynu z kuchynského odpadu sú v obci Kněžice (Česká republika) sebestační
Plyn vzniká v bioplynovej stanici spracovaním odpadu. Výroba je ekologická a denne sa tu vyrobí až tri a pol tisíca kubíkov plynu zo zvyškov zeleniny, ovocia a ďalšieho odpadu z kuchyne. Plyn poháňa motor a vyrobené teplo i elektrina prúdia takmer do všetkých domácností v obci. Len v Kněžiciach sa denne spracuje až 80 ton odpadu, ktorý by inak skončil na skládkach. Obec Kněžice na svoj projekt biospaľovne získala prostriedky už pred piatimi rokmi z Európskeho fondu pre regionálny rozvoj a zo Štátneho fondu životného prostredia. Centrálna výhrevňa napojená na stanicu bola sprevádzkovaná v roku 2006. Energetické úspory projektu po dvoch rokoch dosahujú (pri počte 150 domácností) 12 tisíc gigajoulov. Obec je v zásobovaní bioplynom sebestačná. |
Výhody bioplynu
-
Na rozdiel od slnečných a veterných elektrární, bioplynové stanice môžu mať stabilný výkon po celý rok.
-
Poľnohospodárom technológia výroby bioplynu ponúka ekonomicky perspektívny spôsob nakladania s biologicky rozložiteľnými odpadmi z poľnohospodárskej výroby.
-
Na výstavbu bioplynových staníc (na rozdiel od skládok) sa dajú čerpať dotácie z rôznych programov na ministerstvách pôdohospodárstva, životného prostredia a priemyslu. Podpora tvorí v priemere 40 % celkovej investície, pričom návratnosť sa pohybuje v intervale päť až desať rokov.
Nevýhody bioplynu
-
V blízkosti bioplynovej stanice môže byť cítiť zápach (aj v závislosti od surovín použitých pri výrobe bioplynu).
-
Pri využívaní bioplynu ako paliva je nevýhodou náročnosť na skladovacie priestory.
-
V súčasnosti je nedostatok čerpacích staníc na bioplyn.
-
Ekonomicky zatiaľ bioplyn nemôže konkurovať systémom na bežné pohonné látky, a to aj z dôvodu vyšších nákladov na údržbu a servis, väčšej spotreby a veľkých investičných nákladov na úpravu motora a pod. (Zdroj: Inštitút pre podporu obnoviteľných zdrojov energie,
http://www.ipofe.sk/index.php?cmd=clanky〈=svk&kateg=15&k_id=27&id=3)
Otázky
-
Čo je to bioplyn?
-
Z čoho sa vyrába a na čo sa používa?
-
Aké sú využiteľné množstvá bioplynu?
-
Aké sú jeho výhody a nevýhody?