Výběr správné technologie má velkou návaznost na ekonomiku provozu a variabilní možnosti využívání různých vstupních surovin. Pokud sledujeme legislativní vývoj v České republice, je jasné, že důležitou oblastí je surovinová základna, jejíž spektrum budou čím dál víc ovlivňovat různé předpisy. Od toho se pak odvíjí výběr správné technologie, která umožní zpracovat i dosud méně masově využívané druhy vstupů a dokáže radikálně omezit využívání kukuřičné siláže.
Nedávno prezident ČR Václav Klaus vetoval zákon o podporovaných zdrojích energie. Jak bude dále legislativní proces probíhat a jak dopadne, nelze odhadnout. V tomto zákoně se však pro nové bioplynové stanice (ty, které budou uvedeny do provozu po 24 měsících od vyhlášení zákona ve Sbírce zákonů) zaváděla podmínka podpory obnovitelného zdroje, která mimo jiné uváděla, že elektřina musí být vyrobena ve zdroji s kombinovanou výrobou elektřiny a tepla s využitím bioplynu vznikajícího alespoň z 30 % z jiné biomasy, než je cíleně pěstovaná biomasa na orné půdě. Pokud dojde ke schválení tohoto zákona v původním znění, máme tu další omezení či podmínku pro zařazení bioplynových stanic do podporovaných zdrojů s vyšší výkupní cenou. Připusťme, že ke schválení uvedeného zákona dojde. Pak tu máme na jedné straně povinnost použití minimálně 50 % vstupní sušiny surovin do bioplynové stanice (BPS) z cíleně pěstovaných plodin a na druhé straně musí dojít u nových BPS k využití bioplynu vznikajícího z 30 % z jiné biomasy (například chlévské mrvy, senáže z TTP, kejdy). Nemluvě o dalších právních předpisech, jež například omezují pěstování širokořádkových plodin na svažitých pozemcích. Při této konstrukci, která se může zanedlouho stát skutečností, pak zcela pochopitelně nastane otázka nikoli nerudovská: Kam s ním?, ale: Co do ní?
Technologie – investice do budoucna
Nejen z výše uvedených důvodů legislativních, ale zejména ekonomických je nutné, aby již v rámci projektové přípravy bioplynové stanice byla řešena i otázka použité technologie. Je nutné klást velký důraz na to, zda použitá technologie umožní v budoucnu bezproblémovou záměnu vstupních surovin za složitější (slamnatá neupravená chlévská mrva, travní senáže sklízené řezacími vozy a podobně), než se jen zaměřit na co nejlevnější ´bioplynky ´ zvládající až příliš úzkou škálu surovin (kukuřice, kejda). Promyšlená řešení připravená na zpracování neupravovaných vstupních surovin pak bez jakýchkoli problémů zvládnou případný přechod na jednodušší suroviny. Opačně to však neplatí. Situace a vývoj v oblasti bioplynových stanic však jednoznačně směřuje k tomu, že je cílená snaha o odklon od masivního využití kukuřice jako vstupní suroviny. Z těchto důvodů je zcela na místě tvrzení, že technologie bioplynové stanice je v každém případě investice především do budoucna. A že je třeba si brát inspiraci z existujících stanic, které dokážou fungovat s absolutním vyloučením kejdy (prasečí i dokonce hovězí), s obrovským podílem neupravené slamnaté mrvy a senáží. V současnosti je smutným faktem, že spousta technologií primárně stavěných na kukuřičné siláže a prasečí kejdu se najednou prezentuje jako technologie „také“ na chlévskou mrvu a senáže, avšak realita po uvedení do provozu je odlišná.
Dávkování a použité suroviny
Za základ vlastní technologie bioplynových stanic, jež mají přímou souvislost s používanými surovinami, lze v zásadě považovat dávkování a míchání. U dávkovače pevných substrátů, jak už sám název napovídá, očekáváme především dávkování surovin. Nezřídka se však setkáváme s tím, že v bioplynových stanicích jsou umístěny dávkovače, které vstupní suroviny již i míchají. Mícháním dochází ke zbytečnému spotřebovávání vyrobené elektrické energie v rámci vlastní spotřeby, nehledě na to, že tuto činnost by měla prioritně provádět výkonná míchadla, nikoli dávkovač. Kapacita dávkovače také často neodpovídá denní dávce a je nutné navážet dávkovače vícekrát denně, což pak v rámci provozu klade zvýšené nároky na pracovní sílu, a tím i na ekonomiku provozu stanice. Konstrukce dávkovačů není také často přizpůsobena množství materiálu, který jím musí pro bioplynovou stanici projít. Dávkovače pro bioplynové stanice by měly být robustní konstrukce vyvinuté pro bioplynové stanice. Objem dávkovačů by měl umožnit zakládání vstupních surovin jednou denně, čímž se významně sníží nároky na obsluhu BPS.
Požadavky na míchadlo
Míchadlo musí být schopno zajistit několik požadavků zároveň. Jednak je to optimalizace promísení vstupujících surovin při respektování průběhu anaerobní fermentace. Proto je nutné, aby míchadla bylo možné nastavovat
výškově, a tím míchat substrát ve fermentorech po vrstvách a nikoli v celém profilu substrátu, kdy by docházelo k mísení různých vrstev, ve kterých probíhají odlišné fáze fermentace. Dále pak musí být míchadla schopna zajistit dokonalé zamíchání i problematických surovin, kterými jsou například chlévská slamnatá mrva, travní senáže. Důvod, proč vyžadovat míchadla s touto schopností, je nasnadě. Tyto suroviny jsou poměrně levné a není hlavním účelem vyrábět bioplyn z drahých surovin, jelikož to má pak zásadní vliv na ekonomiku celého provozu. Míchadla by měla být schopna si poradit i se vznikající nebo již vzniklou plovoucí vrstvou. Tyto všechny výše uvedené požadavky lze očekávat od hydraulických vrtulových míchadel s průměrem vrtule ve tvaru lodního šroubu 940 mm s velkým výkonem nad 22 kW. Nejedná se tedy o slabá elektrická míchadla určená pro kejdové provozy, ale o speciální třílistá míchadla, která jsou svojí konstrukcí naprosto odlišná od dvoulistých elektrických, proto je absolutně nelze vzájemně porovnávat. A v neposlední řadě je to možnost provádění servisu míchadel bez přerušení fermentačního procesu. Velmi důležité je mít jistotu, že míchadlo či míchací mechanismus je možné kdykoli celý vyjmout z fermentoru bez vypouštění substrátu a zastavení fermentace. Dodavatelé bioplynových stanic či provozovatelé, kteří tvrdí, že k míchadlu, jež pracuje v agresivním prostředí fermentoru, není nutné se v průběhu provozu dostat, asi neznají úsloví, že co se točí, to se poláme. Jaké je pak jejich překvapení, když z důvodu třeba i banální poruchy ložiska míchadla musí dojít k odstavení stanice z provozu, a tím i ke značným ztrátám na tržbách z prodeje elektřiny. A to není řeč o nebezpečí ulomení některé části, což se snadno může stát u pomaloběžných míchadel rozložité konstrukce. Každý rozumně uvažující člověk si tak může zvážit přístupnost jakékoli technologie. Zcela nepochybně – i z důvodu znalosti uvedeného úsloví – lze jednoznačně doporučit takovou technologii, která umožní servis a bezproblémové vyjmutí celých míchadel za provozu BPS prostřednictvím servisních šachet. Při použití těchto šachet lze totiž míchadlo – lhostejno zda ve fermentoru s betonovým stropem, či s plynojemem – během velmi krátké doby opravit či vyměnit.
Příklady správné volby z praxe
Mezi českými zemědělci je řada úspěšných provozovatelů bioplynových stanic, kteří již od počátku projekčních příprav svých investic přesně věděli, co od „bioplynky“ očekávají. Většinou požadují vysokou kvalitu, možnost bezproblémové záměny vstupních surovin, servis BPS bez nutnosti její odstávky, nízké provozní náklady a stabilitu tržeb.
VOD v Kámeně na Pelhřimovsku
- Instalovaný elektrický výkon 740 kW.
- Dvakrát fermentor s betonovým stropem, dofermentor s integrovaným dvouvrstvým plynojemem, uskladňovací jímka s kapacitou šest měsíců.
- Prioritní zpracování slamnatého chlévského hnoje z vlastních provozů, které se nacházejí v těsné blízkosti BPS.
- Z rostlinných vstupů využívají travní a obilné senáže, brambory a v malé míře i kukuřičnou siláž.
- Velmi důležité je, že na tak velký výkon stanice vůbec nepoužívají jakoukoli kejdu, protože v tomto podniku mají pouze stelivové provozy
Biofarma Sasov u Jihlavy
- Bioplynová stanice v ekologickém hospodářství Josefa Sklenáře.
- Instalovaný elektrický výkon 250 kW.
- Fermentor s betonovým stropem, dofermentor s integrovaným dvouvrstvým plynojemem, který slouží zároveň i jako skladovací jímka.
- Část vyrobené elektrické energie slouží pro krytí spotřeby areálu farmy a biojatek, které se nachází v těsném sousedství BPS.
- Bioplynová stanice nezpracovává žádnou kukuřičnou siláž.
- Vstupními surovinami jsou chlévská mrva včetně velkého podílu hlubokých podestýlek, travní senáže sklizené senážními vozy, zbytky krmiv.
- Téměř maximální využití tepla z BPS – vytápění dílen, kanceláří, sušárna zelené píce vlastní konstrukce.
ZD Korolupy, okres Znojmo
- Instalovaný elektrický výkon 500 kW.
- Fermentor s integrovaným dvouvrstvým plynojemem, dofermentor s integrovaným dvouvrstvým plynojemem, uskladňovací jímka.
- Využití elektrické energie prioritně pro potřeby provozovatele s vyrovnáváním výroby a dodávek do venkovní VN sítě(specifikum příhraniční sítě).
- Využití velkého množství dlouhé slamnaté chlévské mrvy, nulový podíl kejdy. Příklady těchto bioplynových stanic, kde se nepoužívá žádná kejda (nejenom žádná prasečí, ale dokonce se nepoužívá ani hovězí kejda), jejich vyrovnaný výkon a bezproblémový provoz dokazují správnost volby jejich provozovatelů. Přístup k míchadlům je bezproblémový a jejich míchací výkon je přizpůsoben těmto vstupním surovinám.
autor Mgr. Ing. Lubomír Juránek
