Efektivní využití energie ze surovin

Někteří provozovatelé bioplynových stanic se potýkají s nedostatkem surovin, což vede k neefektivnímu provozu bioplynových stanic na nižší výkon a s tím spojeným menším ziskem. Tento problém se do budoucna může dotknout i dalších provozovatelů, kteří pod vlivem nově přijatých legislativních opatření nebudou schopni zajistit dostatečné množství surovin. Nezbytně nutné se proto do budoucna jeví hledat nové způsoby pro co nejvyšší využití energie z dostupných surovin.

Jako vysoce efektivní se v praxi osvědčilo využití úpravy vstupních surovin mechanickým rozmělněním, takzvanou dezintegrací. Podstatou je zpřístupnění pletiv rostlinné hmoty hydrolyzujícím enzymům, čímž je docíleno efektivnějšího rozkladu materiálu. Čím více je struktura surovin narušena, tím efektivněji mohou enzymy hydrolyzovat.
Při dodržení dnes již známých optimálních podmínek, nutných pro zajištění správného průběhu fermentačního procesu, se v praxi dosahuje velice zajímavých výsledků. 

Pokud není takové zařízení začleněno do dávkovacího systému již při výstavbě BPS, je možné zakomponovat toto zařízení do jakékoli BPS bez rozdílu použité technologie.
Důležité je, aby bylo zvoleno zařízení, které je odolné vůči potenciálnímu poškození cizím předmětem (například kameny sklizené spolu se senáží). Nevhodné jsou tedy úpravy materiálu například pomocí řezání nožovým mechanismem, které je choulostivé na poškození. 
Na trhu se již vyskytují technologie, které jsou přizpůsobeny reálným podmínkám zemědělského provozu a využívají rotačního principu.

 

Výhody úpravy vstupních surovin

S instalací zařízení na úpravu vstupních surovin získá provozovatel BPS hned několik výhod. 
Prvním impulsem pro pořízení obvykle bývá nedostatek vstupních surovin, tedy požadavek docílit maximálního výkonu při snížení denní dávky. V tomto případě lze v závislosti na používaných vstupních surovinách dosáhnout úsporu v krmení 10 – 20%. Naopak při stejné denní dávce lze samozřejmě očekávat navýšení výkonu stanice.
Díky rychlejšímu nástupu fermentace po rozmělnění surovin je toto řešení vhodné i pro stanice, které nemají dostatečnou velikost fermentačních jímek. S tím souvisí i možný vznik zápachu digestátu.

Se sníženým přísunem denní dávky je také produkován menší objem digestátu. Při nedostatečné skladovací kapacitě jímek, nejčastěji v zimním období, kdy není možné aplikovat digestát na pole, jsou někteří provozovatelé právě z důvodu přeplnění skladovacích jímek nuceni snižovat denní krmnou dávku a tím omezovat výkon stanice. Se sníženou produkcí digestátu je také spojena úspora nákladů na jeho vyvážení. Jak již bylo zmíněno, díky použití technologie pro dezintegraci surovin je možné v BPS využít materiály, které by za normálních okolností nebylo možné zkrmit – byly by ve stávajícím stavu jen těžko zpracovatelné a rozložitelné. 

Někdy se setkáváme s problémy jako je velmi obtížné míchání a zapracováním těchto surovin ve fermentační jímce, případně by vůbec nebylo možné při současném systému dávkování tyto suroviny využít. BPS, které již v současné době dezintegrace využívají, nemají problém zpracovat balíky sena či slámy, dlouhé a staré senáže a další nesourodé materiály. Pokud nemá provozovatel dostatečné množství krmení, ocení možnost využít i těchto surovin pro produkci bioplynu.

 

Snížení vlastní spotřeby bioplynové stanice

Díky mechanickému zpracování a rozmělnění surovin je další významná úspora ve snížení potřebného času na dostatečné promíchání substrátu v jímce, což přináší úsporu ve snížení vlastní spotřeby BPS a vyšším dodávkám do distributorské sítě. Vzhledem ke struktuře dezintegrované hmoty je v podstatě minimalizováno riziko vzniku plovoucích vrstev či krust, nedochází ani k sedimentaci a tvorbě usazenin na dně fermentorů. Podstatně usnadněno je i čerpání a snížení možnosti průniku cizích těles do fermentoru, například kamenů, což má příznivý vliv na prodloužení životnosti čerpací techniky.

 

Výsledky z provozu

V loňském roce bylo zařízení na předúpravu vstupních surovin instalováno v několika provozech. Mezi prvními byla BPS Závidkovice na Vysočině. Důvodem rozhodnutí investora pro toto zařízení bylo navýšení stávajícího instalovaného výkonu 620 kW na 990 kW.

Kromě navýšení skladovací kapacity jímek na digestát nebyly provedeny žádné stavební úpravy. K dosažení vyššího výkonu musel postačit pouze stávající fermentor a dofermentor s velikostí jímek dostačujících pro původní výkon BPS. I v tomto relativně malém objemu jímek se podařilo s tímto zařízením dosáhnout výkonu 990 kW. Podle slov obsluhy stanice, by bez dezintegrace surovin zcela jistě nebylo možné větší objem „zkrmit“ a následně dostatečně promíchat.
Tato stanice zpracovává kukuřičnou siláž, travní senáže a hovězí hnůj v množství asi 45-50 tun za den a doba zdržení substrátu ve fermentačním prostoru je zhruba 40 dnů. 

Další bioplynová stanice na Vysočině, která využívá dezintegrace vstupních surovin, je v Ovesné Lhotě.
Má instalovaný výkon 620 kW, zpracovává denně okolo 50 t surovin, z toho 30 t slamnatého hovězího hnoje. Zbytek je doplněn kukuřičnou siláží a travní senáží horší kvality.
Oproti teoretické výtěžnosti těchto surovin je výkon BPS o 17 % vyšší. Se zpracováním takového objemu hovězího hnoje nejsou žádné problémy i při relativně nízké potřebě materiál v jímkách promíchávat. 

Instalace tohoto zařízení do různých bioplynových stanic vedla k optimalizaci celého fermentačního procesu a přinesla nemalé úspory a zefektivnění provozu ať již v úspoře surovin, možnosti zpracování dalších dostupných druhů surovin nebo snížení vlastní spotřeby elektrické energie stanice. Pro mnoho dalších provozovatelé bude toto i v budoucnu vhodné a řešení pro udržení ekonomiky provozu BPS.

 

BGS-Efektivni-vyuziti-energie-ze-surovin