Konkurenceschopnost a kvalita – cesta k úspěchu zemědělského podniku 1 Seminář Okresní agrární Blansko – Ing. Marcela Pokorná a Institutu pro regionální spolupráci
Téma: Alternativní zdroje energie 17.3.2011 – LEDEKO,a.s., Pražská 76, 679 61 Letovice
Ing. Martin Kšica Ing. Pavel Šmarda Ing. Jiří Olt
PROBLEMATIKA VÝSTAVBY BIOPLYNOVÝCH STANIC Obsah:
strana
1.Úvod 2.Postup přípravy, rozhodování a realizace výstavby BPS 3.Technologické systémy 4.Ekonomika provozu BPS 5.Závěr
1 2 7 20 24
Ing. Jiří Olt, projekt manažer JMA technology s.r.o. Jihlava
SMYSL VÝSTAVBY BPS Vliv na životní prostředí - Užitečná likvidace biomasy - Krajinný ráz Ekonomický profit - Stabilizace firmy - Možnost řešení odpadových problémů - Možnost energetické soběstačnosti Budoucnost nikoliv významný zdroj energie, ale pozitivní alternativa přispívající do životního prostředí - Zpracování rostlinné biomasy pro výrobu energie jako částečná náhrada fosilních paliv (vytápění obcí na venkově- střední a malé centrální zdroje, úprava plynu pro domácnosti) - Likvidace a zpracování bio odpadů Záměrová úvaha o vstupech a výstupech BPS - Co chci zpracovat, čeho chci dosáhnout
POSTUP PŘÍPRAVY, ROZHODOVÁNÍ A REALIZACE
Finanční předpoklady – 1. krok
• Představa výše investice na výstavbu BPS - Zemědělské BPS 75000 až 110000,-Kč/kWel - Ostatní BPS 75000 až 120000,-Kč/kWel + 15 až 100% na pasterizaci, hygienizaci, třídění apod. • Zdroje financování - Vlastní - Úvěr - Dotace • Organizační a personální předpoklady
Legislativní předpoklady – 2. krok
• Právní předpisy pro provozování BPS Zajištění přípojky proudu - Vypracování žádosti - Potvrzení žádosti Zajištění plynové síťové přípojky - Vypracování žádosti Přidělení licence pro provozování - Zajištění energetika – provozní způsobilost • Právní předpisy pro výstavbu BPS Doporučení seznámit se s Metodickým pokynem ministerstva životního prostředí K podmínkám schvalování bioplynových stanic před uvedením do provozu.
Vypracování podnikatelského záměru – 3. krok
• Stávající ekonomicko energetická analýza společnosti • Podnikatelský záměr - Struktura vstupů - Předpokládaná produkce bioplynu - Cíl podnikatelského záměru – výroba elektřiny, tepla, hnojivo - Předpokládané investiční náklady - Přínosy podnikatelského záměru – za prodej elektřiny, tepla - Fáze podnikatelského záměru: Předinvestiční, investiční, provozní - Lokalita realizace - Soulad projektu s možnými dotačními programy • Analýza přípravy podnikatelského záměru - Stav v pozemcích, vstupních surovinách, v zajištění financování, technické dokumentace, zajištění připojení k síti apod. - Finanční analýza
Vypracování podnikatelského záměru – 3. krok
• Hodnocení efektivity projektu - Návratnost investice při variantách financování z vlastních zdrojů z úvěrů a s dotací. -Závěr a doporučení • Realizační harmonogram záměru - Technické a ekonomické studie - projekt - Stavební povolení, EIA apod. - Zajištění zdrojů financování - Výběrové řízení dodavatele technologie - Odkoupení pozemků a objektů - Smluvní zajištění vstupů - Vypracování provozního řádu - Stavební úpravy, základy komunikace, inženýrské sítě - Objednání technologie - Dodávka a instalace technologie - Zajištění provozujícího personálu - Uvedení BPS do provozu - Zkušební provoz - Převzetí BPS do běžného provozu
Vypracování projektu pro územní rozhodnutí – 4. krok
Je nutné vypracovat: • Projekt pro uzemní rozhodnutí Musí vypracovat a stanovit všechny vlivy stavby na dané území. Projekt nesmí být v rozporu s územním plánem a řeší: - Umístění zdroje – BPS, pozemkové vlivy a vlivy na dotčené objekty apod. - Vlivy na životní prostředí – ochrana vod, ovzduší, krajinný ráz - Vypracování studií EIA (nad 0,2MW jmenovitý tepelný výkon) - Integrovaná prevence ( např. zpracování komunálních odpadů). - Vyjádření dotčených orgánů – hasiči, IBP, hygienik, správce sítě apod. - Oznámení záměru veřejnosti – špatně se odhaduje výsledek.
Výběrové řízení na dodavatele technologie a výstavbu BPS – 5. krok
• Podmínky výběrového řízení - Určení technických parametrů podle projektu pro územní řízení - Finanční výše investice - Garance - Termín realizace výstavby BPS - Stanovení podmínek pro odevzdání nabídek - Stanovení platebních podmínek - Požadavek na vypracování SOD - Stanovení hodnotících kritérií
Vypracování projektu pro stavební povolení – 6. krok
• Projekt pro stavební povolení - Musí řešit stavební a technologickou část. Zpracovatel technologické části dokumentace má kvalifikaci: „Inženýr se specializací na technologické zařízení staveb“. - V projektu musí být zdokumentovaná a zdůvodněná zvolená varianta fermentačního procesu a použitých technologických modifikací, např. typ reaktorů suspenzní substráty nebo substráty s vysokým obsahem sušiny. - Musí být uvedeny základní provozní podmínky, doba zdržení v reaktoru, teplota v reaktoru, homogenizace vstupních surovin(odpadů) uskladnění fermentačního zbytku, podmínky manipulace s fermentačním zbytkem, monitoring a způsob řízení procesu. - Oznámení k vydání stavebního povolení veřejnosti • Schvalovací proces
Zajištění finančních zdrojů – 7. krok
• Vlastní zdroje - Peněžní zdroj - Nemovitosti • Dotace - Podle podmínek operačních programů • Úvěry Banky určují úvěrové podmínky, které jsou: - Finanční historie firmy, současná ekonomická situace firmy - Výše vlastních finančních zdrojů - Ekonomicko - energetický audit projektu - Zajištění zdrojů vstupních surovin – min 50% vlastní zdroje - Zajištění dotace - Vydané stavební povolení - Dodavatel technologie musí mít kladné reference (5let), obrat ve výstavbě BPS za poslední roky, musí to být pro banku uznatelná technologie - Garanční podmínky dodavatele technologie - Dosažení alespoň 80 % projektovaného energetického výkonu po dobu …… pro uvolnění doplatku úvěru. - Servisní smlouva
Realizace projektu – 8. krok
• Vypracování harmonogramu výstavby BPS • Zajištění technologických dodávek - Uzavření SOD - Servisní smlouva - Zaplacení záloh na dlouhodobé dodávky - kogenerace 6 měsíců • Realizace výstavby BPS - Zajištění stavebního dozoru - Realizace podle harmonogramu - Vypracování provozního řádu - Předání stavby do provozu - Kolaudace - Získání licence k provozování BPS - Zkušební provoz - Uvedení BPS do trvalého provozu
TECHNOLOGICKÉ SYSTÉMY
Rozdělení bioplynových stanic
• Ostatní Tyto bioplynové stanice zpracovávají především biologický odpad – vedlejší živočišné produkty, rostlinné odpady, odpady z potravinářské výroby apod.. Bioplynové stanice musí biologický odpad termicky zpracovat, některým z povolených způsobů hygienizace. K provozu těchto zařízení je třeba míti souhlas i podle zákona o integrované prevenci IPPC. • Čistírenské Využívají se pro zpracování pouze čistírenských kalů, kalů žump, septiků a odpadní vody. Bioplynové stanice mají zajistit anaerobní stabilizaci kalu. • Zemědělské Jsou určeny ke zpracování biologických substrátů získaných v procesu zemědělské prvovýroby. Jsou to produkty rostlinné a živočišné výroby. Lze je dále rozdělit podle procesu rozkladu: - Mezofilní – při teplotě 35 až 42o C – především mokrá fermentace - Termofilní - při teplotě 55o C- především suchá fermentace Rozdělení podle technologického způsobu zpracování: - Suchá fermentace s přerušovaným fermentačním procesem - Průběžná kontinuální suchá fermentace - Polosuchá - mokrá fermentace - Mokrá fermentace
Suchá fermentace s přerušovaným fermentačním procesem
Směsné zatížení
Výhody suché fermentace
• technologie je vhodná pro biomasu s vyšším obsahem sušiny (25% a více) • nižší spotřeba el. energie – biomasa se ve fermentoru nemíchá ani do něj nečerpá, vlastní spotřeba bioplynové stanice se pohybuje mezi 2-4% • jednoduché rozšíření stanice, • biomasu není nutné před vstupem do fermentoru ředit, rozmělňovat, třídit nebo jinak upravovat, je bez problému možné zpracovávat materiál s delší řezankou (tráva, travní senáž, slamnatý hnůj) • na konci procesu není nutné fugát nijak odstřeďovat, zůstává na jedné straně kapalná složka a na straně druhé pevné složka • v případě navezení nevhodného matriálu (např. biomasa s přídavky antibiotik, problémové příměsi, které se mohou objevit v některé ze složek biologicky rozložitelném odpadu …) nehrozí kolaps celé stanice. Vyveze se pouze jeden postižený fermentor a následně naplní čerstvou biomasou a biomasou částečně vyfermentovanou z jiného fermentoru. Chod bioplynové stanice jako celku není ohrožen • nižší poruchovost stanice – nemá míchací zařízení, biomasa se naváží dovnitř kolovým nakladačem, nikoliv čerpadly • jednodušší na obsluhu – plnění fermentoru probíhá pouze jednou až dvakrát do týdne
Nedostatky suché fermentace
• minimální počet aplikací v ČR a relativně malý počet těchto stanic v zahraničí, s čímž souvisí malé povědomí veřejnosti o této technologii • o 10-15% vyšší investiční náklady na výstavbu bioplynové stanice • nemožnost zpracovávat větší množství tekutých materiálu – kejda, kaly z ČOV, odpady z kuchyní … • technologie není příliš vhodná pro materiály vyžadující hygienizaci (kuchyňské odpady, jateční odpady) • nerovnoměrná produkce bioplynu, nutné postavit min. 4 fermentory • náročnější řízení procesu. Ten je možné efektivně řídit pouze stanovením vhodné struktury biomasy na začátku každého cyklu (struktura, směsné navýšení, předpokládaná délka zdržení). Možnosti zasahování do procesu v průběhu cyklu jsou pak již velmi omezené (prostřednictvím perkolátu).
Mokrá fermentace
Výhody mokré fermentace
• Fermentační proces je kontinuální, nepřerušovaný • Manipulační činnosti jsou plně automatizované. Manipulační technika s pracovní obsluhou je potřebná pouze při navážení vstupního materiálu a při vyvážení digestátu • Řízení fermentačního procesu je jednodušší a dá se průběžně ovlivňovat a lze provádět potřebné zásahy a tím je méně riziková na kolaps procesu • Mokrou fermentací lze zpracovávat živočišné odpady ovšem již v režimu tepelné hygienizace přípravy materiálu.
Nedostatky mokré fermentace
• Potřeba ředící kapaliny pro bezproblémový chod technologie a provoz rektorů. • Potřeba veliké stavební plochy pro velké objekty reaktorů a koncových skladů. • Větší množství technologických zařízení – vyšší náklady na provoz a údržbu • Možné problémy technického charakteru. Problémy s nedostatečným promícháním, ucpávání potrubních uzlů apod. • Z důvodu smíchání biomasy jednotlivých fermentačních fází při spuštění míchadel se prodlužuje doba fermentace. • Delší proces startování procesu fermentace a najetí na plný výkon.
Polosuchá fermentace
Kontinuální suchá fermentace
Výhody a nedostatky kontinuální suché fermentace
VÝHODY • Proces fermentace je nepřetržitý, plně mechanizovaný a automatizovaný • Proces fermentace lze aktivně regulovat. • Rozklad může bez větších problémů spolehlivě fungovat v termofilním procesu při teplotách 55oC. • Potřebný fermentační objem je menší. Základy hlavních fermentorů jsou malého rozsahu. • Celkově kratší doba zdržení • Zpracování substrátů bez nutnosti jejich ředění. • Malé personální obsazení NEDOSTATKY • Oproti diskontinuální fermentaci je nutné budovat podobně jako u mokré fermentace koncové sklady na tekutou složku digestátu.
EKONOMIKA PROVOZU BPS
• Kvalita projektu • Umístění stavby • Výroba a nákup vstupních substrátů, dopravní náklady • Stabilita chodu bioplynové stanice v projektovaných parametrech • Energetický zdroj (kogenerační jednotka) • Efektivita procesu • Spotřeba energií, provozních médií, údržba • Kvalitní personální obsazení
Bioplynová stanice na slamnatý hnůj
Systém TBS Twin Border System = technologie vinutí kovového pásu po šroubovici a zaklesnutí jeho okrajů - 100% nerezové prostředí - funkční stěnová technologie - výhodný způsob vypouštění nádrže - vysoká bezpečnost - nízké investiční náklady a náklady na údržbu - rychlost výstavby - velká variabilita stavby - možnost zastřešení VARIABILITA / MINIMÁLNÍ ÚDRŽBA / VYJÍMEČNÁ ŽIVOTNOST
DĚKUJI ZA POZORNOST
