Zemědělské podniky uvažující o výstavbě bioplynové stanice stojí před poměrně náročnou volbou správné technologie, neboť jsou zahrnovány mnohdy čistě komerčními nabídkami mnohdy velmi diskutabilní kvality, navíc často od neznámých „rádobydodavatelů“. V případě špatné volby dodavatele nevyhovující technologie může dojít až k ekonomickým problémům investora v budoucnu.
Volba koncepce bioplynové stanice
Kvalitně a odpovědně navržená bioplynová stanice musí být koncipována s ohledem na dostupné suroviny. Navržení a optimalizace je daleko složitější, což nezvládají vyloženě dealersky orientovaní dodavatelé. Musí být v souladu stavební uspořádání, dávkovací a míchací systém a řízení fermentačního procesu spolu s následnými garancemi a laboratorním servisem. Je možné také zpracovat neupravenou chlévskou mrvu, což umí málo dodavatelů. Ti ostatní dokonce šíří fámy o škodlivosti a malém výnosu bioplynu z této výborné suroviny.
Typy fermentorů
U stanic vyšších výkonů (zhruba nad 300kW) a zvláště zpracovávající chlévskou mrvu je vhodné vždy uvažovat o dvoustupňové fermentaci, tj musí být dva izolované vyhřívané fermentory vybavené míchadly. Jsou to bu dvě vedle sebe stojící nádrže, nebo jedna nádrž umístěna uvnitř druhé – tzv. kruh v kruhu, což je vhodné řešení v areálech s malým prostorem pro výstavbu, avšak toto uspořádání dost dobře neumožňuje případné rozšíření výkonu stanice v budoucnu a je zde prakticky velmi znemožněn servis během provozu.. Výhodou dvou fermentorů vedle sebe je variabilita dávkování do prvního či přímo druhého stupně. Toto ocení provozovatelé po několika letech, až bude potřeba některý z fermentorů odstavit a vyčistit. V takové situaci se bude stanice dočasně provozovat pouze na jeden fermentor s využitím jiné skladby surovin. Po ukončené odstávce fermentoru se tento lehce napustí živným substrátem a jednoduše najede na plný výkon. Jednotlivé fermentory jsou provedeny z monolitického vodostálého betonu. Setkáváme se však i s nabídkou železných, příp. nerezových nádrží. Vzhledem k tomu, že v každém fermentoru jsou míchadla a v horní části je obvykle připevněn plynojem, musí být zaručena dostatečná stabilita celé konstrukce, nosnost a odolnost proti vibracím. Tyto parametry splňují pouze betonové nádrže. U kovových nádrží navíc dochází k efektu tzv. statické elektřiny vlivem pohybu míchané hmoty kolem kovové stěny nádrže. Tyto statická elektřina pak při chybném uzemnění může působit výboje, což v kombinaci s výbušným bioplynem může způsobit katastrofu. Samostatnou kapitolou jsou jakoby speciální fermentory velmi malých rozměrů s mísícím či řezacím zařízením. V žádném případě se nejedná o plnohodnotné fermentory, ale jsou spíše rozšířením dávkovacího potrubí s dobou zdržení substrátu max. několik minut. Jedná o velmi poruchové zařízení, přes které není dost dobře možno dávkovat chlévskou mrvu a je vhodné pouze na kukuřičnou siláž a kejdu. Dalším typem fermentorů jsou hranaté fermentory využívající různé systémy míchání. Jedná se o úhledné kompaktní celky hranatých tvarů, avšak praxe ukazuje, že se jedná opět o technologii
specializovanou na kukuřičnou siláž a kejdu, navícs nemožností servisu a výměny vestavěného míchacího systému. Nyní je tento typ na ústupu a v zahraničí se již prakticky nestaví pro své velké nevýhody. Je třeba také varovat před velkým nešvaremzastropením fermentorů dřevěným stropem. Toto laické řešení se hodí spíše do sféry kutilských nápadů než do dodávek seriozních firem. Často dochází také k navrhování menších fermentorů (ve snaze být levnější než konkurence). Toto zkracuje dobu zdržení, znemožňuje zpracování chlévské mrvy či senáží a snižuje výnosnost plynu. Naprostým nesmyslem je tvrzení, že daná technologie má vyšší výtěžnost plynu, proto stačí menší fermentor. Biologie se nedá ošálit a bakterie mají své potřeby, které nelze nahradit technickými pseudovynálezy. Chlévská mrva potřebuje zdržení alespoň 80 dnů a je třeba počítat také s recirkulací, tj. zahrnout ji mezi vstupy, což navyšuje potřebu velikosti fermentoru.
Plynojem je velmi důležitý
Plynojem by měl být dostatečně objemný, v žádném případě nestačí jen malý kužel ve středu sestavy kruh v kruhu nebo malý externí plynojem zavěšený na konstrukci, který je přežitý a drahý. Plynojem by měl být v zásadě dvouvrstvý (vnější ochranná trvale napnutá plachta a vnitřní pružná jímací vrstva). V případě pouze jednovrstvé pružné membrány může snadno dojít k jejímu poškození např. vichřicí (jak ukazují zkušenosti ze zahraničí),při jejím roztahování dochází ke vzniku mikropórů a ke zbytečnému úniku bioplynu. Důležité je také kvalitní upevnění obou vrstev k betonové stěně fermentoru (nejlépe pomocí prošroubování nerezovými svorníky a utěsnění kaučukovými páskami). Velkou chybou je pouze provizorní upevňování gumovými hadicemi po obvodu nádrží.
Kvalitní míchání je základ úspěchu
Samostatnou kapitolou jsou míchadla, jejichž typ, výkon a uspořádání je nutno volit na základě zpracovávané suroviny. V zásadě je dobré míchat
tzv. ve vrstvách a nepromíchávat čerstvou a starší hmotu uvnitř fermentoru dohromady. Z toho důvodu jsou absolutně nevhodné pádlové jednotky. Navíc při tvorbě tzv. plovoucí vrstvy pádla nezvládají rozbíjet vzniklé kry a mnohdy se o ně zastaví či dokonce jednotlivé lopatky ulomí. Následné odstavení fermentoru, vypuštění plynu a shrnutí plynojemu za účelem výměny míchadla je krutou daní za špatnou volbu technologie na začátku. Míchadla by měla být snadno servisovatelná (tj. v případě jejich poruchy musí být snadno přístupná a opravitelná např. přes tzv. servisní šachtu), jejich pohon musí být energeticky nenáročný a mělo by být umožněno jejich výškové nastavení (polohovatelnost). Vzhledem k tomu, že prostředí fermentoru a plynojemu je silně výbušné (bioplyn), je rizikové použití elektrického pohonu míchadla spolu s přívodem proudu uvnitř nádrže. Naštěstí jsou na trhu nabídky vylučující toto řešení a zaručují bezpečnost provozu. Jsou to hydraulicky poháněná třílistá míchadla, která mají výhodu v plynulé regulaci výkonu a navíc svojí konstrukcí umožní dokonalé rozmíchání senáží a slamnatého hnoje. Tím je zaručeno zabránění tvorby plovoucí vrstvy.
Vytápění nelze podcenit
Vytápění uvnitř fermentorů se řeší různým způsobem. Nejvhodnější je potrubí umístěné na vnitřní straně betonového fermentoru. Může být provedeno z rastru plastového potrubí (což je rizikové z důvodu častého nebezpečí stržení vlivem cirkulujícího materiálu) nebo velmi vhodné nerezové potrubí. Toto potrubí musí být upevněno na speciálních konzolách umožňujících teplotní dilataci. Vzdálenost od stěny by měla být větší, aby bylo dokonalé předávání tepla substrátu. Občas se také setkáváme s externím výměníkem tepla, kdy do něj je hmota hnána čerpadly. Toto je naprosto nevhodné, málo účinné a energeticky náročné… Stanice s tímto řešením jsou navíc zpola nefunkční.
Hledejte stabilní dodavatele
Dodavatel technologie by měl být stabilní firmou, která dokáže garantovat výkon navrženého konceptu, následný servis a dodání náhradních dílů včetně poradenství biologie. Smutnou skutečností jsou zániky a štěpení některých firem, kdy koncový zákazník dodnes neví, na koho se obracet. Jedním z vodítek jsou reference a reálné zázemí dodavatelských firem (vždy ho chtějte vidět). Je jasné, že malé s.r.o. s malou kanceláří a několikatisícovým kapitálem nemůže garantovat prakticky nic. Při zahájení výstavby bývá také nastolena otázka placení zálohy na kogeneraci. Tato bývá v řádu několika milionů a právě malí nestabilní dodavatelé na této záloze trvají. Přináší to pak zdržení se zahájením stavby a velkou nejistotu pro investora (co se stane při náhlém zkrachování firmy?). Dalším vodítkem bývá také serioznost firmy při nacenění nabídky. Naprostým šarlatánstvím je sdělení závazné ceny bez znalosti podloží k založení stavby, navržení nefunkčních malých fermentorů (ve snaze být co nejlevnější) a dodávka plastových potrubí, na koleně svařených míchadel a dalších technologií, které se přibližují svojí životností a funkčností k dětským hračkám. Na závěr tedy nezbývá než zopakovat známé rčení, že „nejsme tak bohatí, abychom si mohli kupovat levné věci“. Nejlevnější technologie tak opravdu nelze doporučit a je třeba volit osvědčené stabilní dodavatele s mnoha referencemi, kteří používají nerezové materiály a robustní patentovaná řešení.
Ing. Karel Stober, Světlá nad Sázavou
