Odpowiedzi na pytania z TCh numer 08-09/2008
Monikaa:Co sądzicie na temat biogazowni? Słyszałam o dofinansowaniach z UE?!
W Niemczech, Danii i Holandii stoi ich bardzo dużo, u nas prawie zero. A interes podobno bardzo pewny i mocno opłacalny.
Biogazownia
Biogazownia rolnicza, czyli instalacja służąca do celowej produkcji biogazu z odchodów zwierzęcych, biomasy roślinnej lub organicznych odpadów (przemysł spożywczy) składa się z: układu podawania biomasy, komory fermentacyjnej, zbiornika biogazu, zbiornika magazynowego przefermentowanego substratu i agregatu kogeneracyjnego.
Biogaz to paliwo gazowe wytwarzane przez mikroorganizmy z materii organicznej w warunkach fermentacji beztlenowej (metanowej) i jest mieszaniną: metanu CH4 (40-80%), dwutlenku węgla CO2 (20-25%), siarkowodoru H2S (0,1-5,5%) oraz śladowych ilości wodoru, tlenku węgla, tlenu i azotu. Proces przetwarzania biomasy na biogaz składa się z czterech etapów:
· hydroliza (rozkład złożonych związków organicznych do cukrów prostych, kwasów tłuszczowych, aminokwasów – fermentacja tlenowa),
· kwasogeneza (upłynnianie związków powstałych podczas hydrolizy – fermentacja beztlenowa); powstają: kwasy organiczne, alkohole, aldehydy, ketony, CO2, H2, glicerol). Część związków powstałych w tym etapie jest źródłem węgla i energii dla bakterii octowych,
· octanogeneza (wytwarzanie kwasu octowego, CO2, H2 – fermentacja beztlenowa)
· metanogeneza (wytwarzanie metanu z kwasu octowego, CO2 i H2 – fermentacja metanowa).
Efektywność metanogenezy ma zasadniczy wpływ na przebieg procesów kwasogenezy i octanogenezy, które mogą zachodzić sprawnie pod warunkiem, że bakterie metanowe będą usuwały wodór ze środowiska wykorzystując go do syntezy metanu. Z badań wynika, że ok. 70% metanu powstaje w czasie fermentacji metanowej z kwasu octowego, a pozostałe 30% z dwutlenku węgla i wodoru.
Temperatura ma istotny wpływ na czas trwania metanogenezy; w temperaturze 32-35º C (bakterie mezofilne) proces fermentacji trwa od 18 – 38 dni, a w temperaturze 52-55º C (bakterie termofilne) proces trwa 14 – 16 dni, przy czym fermentacja w wyższej temperaturze wymaga dogrzewania. Wsad odpadów organicznych musi zawierać 30 – 60% suchej masy. Jeśli do wytwarzania biogazu będzie wykorzystywana gnojowica z ferm trzody chlewnej, musi być ona przed przerobem w biogazowni zmieszana z innymi odpadkami organicznymi (np. z kiszonką z kukurydzy, słomą itp.).
Wykorzystanie biogazu na dwa sposoby
Wartość opałowa biogazu zależy głównie od zawartości w nim metanu i wynosi ok. 21 MJ/m3. W procesie fermentacji z 1 kg węglowodanów powstaje średnio 0,42 m3 metanu, z 1 kg białek 0,47 m3 metanu, a z 1 kg tłuszczów 0,75 m3 metanu. Energia zawarta w 1 m3 metanu odpowiada energii zawartej w 0,93 m3 gazu ziemnego, 1 litra oleju napędowego, 1,25 kg węgla lub 9,4 kWh energii elektrycznej.
Biogaz można wykorzystywać w dwojaki sposób. Pierwszy polega na spalaniu go w kotle i produkowaniu pary wodnej, wykorzystywanej do ogrzewania urządzeń biogazowni i pomieszczeń. Drugim sposobem jest spalanie biogazu w specjalnych silnikach napędzających generator wytwarzający energię elektryczną i ciepło (agregaty kogeneracyjne); wykorzystujemy wtedy zarówno energię elektryczną, jak i ciepło pochodzące z silnika i ze spalin.
Na razie biogaz jest drogi, ale...
Niestety, prąd i ciepło z biomasy są drogie; wymagają dwukrotnie wyższych nakładów inwestycyjnych w porównaniu do elektrowni wiatrowych czy konwencjonalnych. „1 MW prądu w biogazowni będzie kosztował 12-14 mln złotych” – twierdzi Wojciech Adamczyk, dyrektor biura Stowarzyszenia Energii Odnawialnej. „Dlatego potencjalni inwestorzy będą potrzebowali dodatkowe wsparcie finansowe z budżetu państwa, a to z kolei wymaga wprowadzenia zmian w polskim prawie energetycznym” – dodaje Adamczyk.
Strategia Rozwoju Energetyki Odnawialnej została zatwierdzona przez polski Sejm w sierpniu 2001 roku. W oparciu o ten dokument Ministerstwo Gospodarki wspólnie z organizacjami pozarządowymi przygotowało program „Innowacyjna energetyka – rolnictwo energetyczne”. „Program zakłada powstanie w ciągu najbliższych 12 lat biogazowni w każdej gminie – mówi Zbigniew Kamieński, dyrektor Departament Energetyki MG. „Powstanie 2500 biogazowni będzie kosztowało 35-42 mld złotych” – dodaje Kamieński.
Gorącym zwolennikiem biogazowni rolniczych jest Marek Sawicki, minister rolnictwa. „Budowa minielektrowni na biomasę ożywi tereny wiejskie i pozwoli stworzyć 80-100 tysięcy nowych miejsc pracy na wsi” – uważa minister rolnictwa. „Pod uprawę roślin energetycznych będzie można wykorzystać co najmniej jedną trzecią obszarów uważanych obecnie za nieużytki” – podkreśla SEO. Polskie Grupy Energetyczne „Bioenergia” przygotowują się do uruchomienia pierwszych biogazowni pilotażowych, finansowanych ze środków unijnych będących w gestii Ministerstwa Rolnictwa lub Ministerstwa Gospodarki. „Inwestycja jest na etapie studium wykonalności, za kilka tygodni będziemy mogli o niej powiedzieć więcej” – wyjaśnia Jan Kowalski, odpowiedzialny za projekt w PGE „Bioenergia”.
