Prenumerata 2018 ju˜ż w sprzedża˜y - SPRAWD˜!

Energianews

Biogaz rolniczy – aspekty technologiczne

Rzeczpospolita
Katarzyna Sobótka, specjalista ds. Energii Odnawialnej Mazowieckiej Agencji Energetycznej
Produkcja energii z biogazowni rolniczych w Polsce, pomimo bardzo dużego zainteresowania i potrzeby ich rozwoju, jest obecnie jeszcze technologiš mało rozpowszechnionš. W niedalekiej przyszłoœci rozważa się budowę kilkuset, a nawet kilku tysięcy instalacji, które będš przetwarzały materię organicznš pochodzenia rolniczego oraz odpady z przemysłu rolno-spożywczego w bogaty energetycznie biogaz. Prawidłowe poprowadzenie procesu fermentacji metanowej jest skomplikowane, zależne od wielu czynników lokalnych i wrażliwe na gwałtowne zmiany substratu w czasie, jednak odpowiednia wiedza na temat procesu fermentacji metanowej i prawidłowy dobór technologii i substratów pozwala na zoptymalizowanie przebiegu tego procesu, większš produkcję biogazu, a tym samym wzrost dochodu ze sprzedaży energii. Podczas rozkładu mikrobiologicznego w warunkach beztlenowych z materii organicznej powstaje biogaz zawierajšcy około 50 – 75 proc. metanu i 25 – 45 proc. dwutlenku węgla, a także œladowe iloœci siarkowodoru, azotu, tlenu, wodoru. Zawartoœć metanu œciœle zależy od składu, czyli zawartoœci tłuszczów, białek i węglowodanów, przy czym charakterystyczne uzyski metanu zmniejszajš się według wymienionej kolejnoœci. Przyjmuje się, że biogaz o zawartoœci 65 proc. ma zazwyczaj wartoœć kalorycznš 23 MJ/m szeœc. Z uwagi na to, że proces realizowany jest przez bakterie, należy stworzyć im właœciwe warunki do przeprowadzenia fermentacji, takie jak odpowiednia temperatura, właœciwe proporcje C:N, iloœć, jakoœć i częstotliwoœć doprowadzania wsadu do komory oraz częstotliwoœć mieszania. Dlatego niezbędne jest prowadzenie monitoringu i kontroli przebiegu procesu fermentacji przy pomocy wskaŸników poprawnoœci przebiegu procesu, takich jak pH, stężenie lotnych kwasów organicznych, potencjał oksydoredukcyjny itp. Głównym i szeroko dostępnym substratem do produkcji biogazu w warunkach polskich jest gnojowica, czyli mieszanina odchodów zwierzęcych z wodš. W zależnoœci od gatunku zwierzšt, sposobu ich karmienia oraz iloœci zużytej wody stężenie substancji organicznych, a tym samym możliwy uzysk biogazu z jednostki substratu jest różny i zmienny w czasie. Zasadniczo odpady zwierzęce charakteryzujš się mniejszym potencjałem produkcyjnym biogazu niż odpady organiczne. Zastosowanie w produkcji biogazu znajdujš także roœliny energetyczne, takie jak kukurydza, trawa, lucerna itp. Pomimo wysokiej produktywnoœci metanu z jednej tony suchej masy organicznej upraw celowych, ze względu na generowane wysokie koszty eksploatacyjne zwišzane z zakupem substratów (nawet do 70 proc. całkowitych kosztów), w pierwszej kolejnoœci powinny być wykorzystywane odpady, a dopiero póŸniej roœliny energetyczne. Przed uruchomieniem biogazowni warto jest wykonać próby fermentacyjne wybranych próbek mieszaniny rożnych substratów, tak aby poznać rzeczywistš możliwoœć produkcji biogazu przez planowanš biogazownię.
Jakoœć materiału wsadowego ma znaczšcy wpływ na iloœć i jakoœć produkowanego biometanu, dlatego substrat ten należy odpowiednio przygotować, kondycjonować, a także magazynować, w szczególnoœci dla upraw energetycznych. Dlaczego? Ponieważ roœliny energetyczne sš dostępne tylko w okreœlonym i ograniczonym okresie, natomiast aby zapewnić regularnš produkcję biogazu, cišgła i zrównoważona dostawa substratów jest niezbędna. Najlepszš metodš przechowywania roœlin energetycznych jest przechowywanie w warunkach wilgotnych bez obecnoœci tlenu, czyli tzw. kiszenie. Zapewnia ono niższe nakłady finansowe w porównaniu z suszeniem, niższe straty materiału, a tym samym energii, oraz jest mniej zależnie od warunków pogodowych. Powstały biogaz można wykorzystać na wiele sposobów: do produkcji energii elektrycznej, energii cieplnej lub skojarzone ich wytwarzanie w agregatach kogeneracyjnych. Dodatkowo biogaz po odpowiednim uzdatnieniu można wtłaczać do sieci gazowej lub w postaci skompresowanego biometanu stosować jako paliwo transportowe. Bezpoœrednie wykorzystanie uzyskanego biogazu nie jest możliwe ze względu na obecne w biogazie składniki, jak np. siarkowodór. Dlatego warunkiem koniecznym do wykorzystania biogazu jest jego oczyszczenie. Z tego powodu w rolniczych instalacjach biogazu przeprowadza się odsiarczanie i wysuszanie uzyskanego biogazu. Jeżeli natomiast technologia wykorzystania biogazu wymaga lepszej jakoœci gazu, wtedy konieczne jest dalsze uzdatnianie. Zachowanie odpowiednich parametrów technicznych gazu pozwala uniknšć wzmożonej częstotliwoœci konserwacji lub uszkodzenia urzšdzeń wykorzystujšcych gaz. Wprowadzanie biogazu do sieci gazowej stwarza kolejne możliwoœci jego wykorzystania. Zamiast wykorzystywać go w miejscu produkcji, biogaz uzdatniony do jakoœci gazu ziemnego i o wymaganym ciœnieniu byłby oddawany bezpoœrednio do istniejšcej sieci gazu ziemnego. W praktyce istniejš instalacje służšce wprowadzaniu biogazu do sieci w Szwecji, Holandii, Niemczech oraz Szwajcarii. W Polsce nowelizacja prawa energetycznego z 8 stycznia 2010 roku umożliwi od 2011 roku wprowadzanie biometanu do sieci poprzez nałożenie obowišzku odbioru biogazu przez operatora systemu gazowego. Ustawa premiuje także wykorzystanie biogazu w sieci poprzez wydanie œwiadectwa pochodzenia dla biogazu łšcznie z uzyskaniem praw majštkowych w postaci tzw. bršzowego certyfikatu. Wykorzystanie biometanu jako paliwa transportowego odbywa się na szerokš skalę głównie w Szwecji i Szwajcarii. Jednak przy takim zastosowaniu biogaz należy uzdatnić do poziomu akceptowalnego przez silniki samochodowe. Wszyscy główni producenci samochodów majš w swojej ofercie pojazdy napędzane gazem lub posiadajšce dwie instalacje – na gaz i na benzynę. Samochody z dedykowanš instalacjš na biometan zużywajš o około 10 procent mniej paliwa ze względu na wyższš liczbę oktanowš tego gazu. Budowa biogazowni rolniczej jest inwestycjš wieloletniš, stšd potrzeba opracowania długoletnich planów obejmujšcych m.in. zapewnienie dostępnoœci substratów, zagospodarowanie przefermentowanej masy, sprzedaży produkowanej energii oraz wymaga gruntownego rozpoznania tych rynków, ich ceny i gwarancji dostępnoœci na przestrzeni doœć długiego okresu funkcjonowania biogazowni. Jednak przy odpowiednim wsparciu prawnym, administracyjnym i finansowym biogaz ze względu na jego uniwersalnoœć może być najbardziej atrakcyjnym rozwišzaniem służšcym dywersyfikacji polskiej energetyki.
ródło: Rzeczpospolita

WIDEO KOMENTARZ

REDAKCJA POLECA

NAJNOWSZE Z RP.PL