Možnosti spracovania biomasy s cieľom produkcie bioplynu na čistiarňach odpadových vôd Bodík I., Sedláček S., Kubaská M. FCHPT STU Bratislava
ÚVOD • závislosť na externých energetických zdrojoch – kolísanie, zvyšovanie cien – nestabilné režimy, odstavenie dodávok
• nedostatok vlastných energetických zdrojov • orientácia na obnoviteľné zdroje energie • bioplyn (skládky, bioplynové stanice, ČOV)
Energetické využívanie bioplynu v EÚ
Dánsko
Česká rep.
Poľsko
Rakúsko
Slovensko
EU Spolu
22
25
12
0
2960
ktoe
179 369
57
77
51
20
31
25
19
5,7
900
BPS
ktoe
651
24
3
30
57
3
0,3
15
0,2
855
Energia
GWh
4700 5560 880 460 290 275 160 175
58
2,0
14593
ktoe
ČOV
Španielsko
14
Skládky
Nemecko
Holandsko
Francúzsko
V. Británia
60
jednotka
1421 573 236 129
Produkcia bioplynu
Rozpor medzi štatistikami EÚ a SR o produkcii bioplynu Správa MH SR uvádza 18 ČOV s produkciou bioplynu 17,5 Mm3/rok
Energetické využívanie bioplynu CZ-SK
počet
bioplyn mil.m3/r
počet
bioplyn mil.m3/r
komunálne ČOV
96
54,8
18
17,5
skládky odpadov
50
50,9
2
4*
priemyselné ČOV
12
2,6
6
1,5*
bioplynové stanice
124
13,1
5
2,5*
budúce BP
400
50* *odhad
Produkcia bioplynu na ČOV Zmapovanie situácie produkcie bioplynu na komunálnych ČOV V rámci projektu SK0023 „Vytvorenie centra excelentnosti na využívanie obnoviteľných zdrojov energie na Slovensku“ • Dotazník na Vodárenské spoločností, informácie o kalovom a plynovom hospodárstve
Produkcia bioplynu na ČOV Zhrnutie základných informácií o produkcie bioplynu na komunálnych ČOV •Ročná produkcia kalov na Slovensku – 2 mil. m3/rok •Celkový počet ČOV s produkciou bioplynu – 52 •Celkový počet ČOV s využívaním bioplynu – 48 •Sumárny objem vyhnívacích nádrží – 162 000 m3 •Priemerná produkcia bioplynu – 50 500 m3/deň •Počet ČOV s kogeneračnou jednotkou – 17 ČOV •Spolu inštalovaný výkon na KGJ – 3300 kWel (35-800 kWel) •Priemerná denná produkcia - 21 500 kWhel/deň
ČOV Komárno – 19 l / EOpr CA
SB
LV
NR
PP
ZA
TT
VK
UČOV
PO
SN
KE
LE
BY
MT
SE
SA
BR
BB
PB
PU
Špecifický objem na pripojeného EO (liter/EO)
Špecifický objem VN na EOprip
200
180
160
140
120
100
80
60
40
20
0
PK
BR
PN
TN
RV
DS
HE
NM
PE
SL
SB
HA
KM
LV
BN
ZA
LE
KE
UČOV
BB
LC
SE
BY
PO
PB
PU
MT
Produkcia bioplynu na EOprip (liter/EO)
Špecifická produkcia bioplynu EOprip
70
60
50
40
30
20
10
0
Výroba elektrickej energie na ČOV
v roku 2007 produkcia 18 Mil.m3 bioplynu = 113 GWh •
• reálne vyrobených 12,7 GWh (podľa EÚ 2,0 GWh)
Fakty o produkcii bioplynu na ČOV Z doterajších poznatkov vyplýva, že na ČOV je ihneď k dispozícii: • dostatok voľných objemových kapacít, • technické vybavenie bez potreby výrazných investícií • ľudský odborný potenciál pracovníkov VS s dlhoročnými skúsenosťami z produkcie bioplynu • chuť zvyšovať produkciu bioplynu a elektriny, lebo to prináša zisk
Tak poďme na to!!
Možnosti zvyšovania produkcie bioplynu Smernica EPR č.2009/28/ES (čl.2e): „biomasa“ sú biologicky rozložiteľné časti výrobkov, odpadu a zvyškov biologického pôvodu z poľnohospodárstva (vrátane rastlinných a živočíšnych látok), lesného hospodárstva a príbuzných odvetví vrátane rybného hospodárstva a akvakultúry, ako aj biologicky rozložiteľné časti priemyselného a komunálneho odpadu;
Možnosti zvyšovania produkcie bioplynu
Čo sa dá použiť ?? • priemyselné medziprodukty a odpady (chemický priemysel, spracovanie organických látok a i.); • potravinárske medziprodukty (zvyšné a nevyhovujúce suroviny, nekvalitné potraviny a i.); • poľnohospodárske plodiny (pozberové zvyšky, účelovo pestované plodiny, a i.); • reštauračné zvyšky jedál, potraviny po záruke; • separovaný organický odpad od obyvateľstva; • zelený mestský odpad, odpad z trhovísk a pod.; • odpady zo živočíšnej výroby, bitúnkov a pod.;
Možnosti zvyšovania produkcie bioplynu
Optimálny substrát/odpad pre ČOV: • tekuté a vysoko koncentrované substráty, • celoročne produkované v nezmenenom množstve a kvalite, • produkované v meste Napr.: • odpady z mliekarní, pivovarov • reštauračné odpady (jedálne, hotely, internáty, školy, nemocnice), • potraviny po záruke, • tuky, oleje, • separovaný kuchynský bioodpad
Legislatívne aspekty
Je možné aj používanie odpadov na zvyšovanie produkcie bioplynu, ale je potrebné: • v zmysle 223/2001 $7 odst. 1c) požiadať územne príslušný orgán o súhlas s nakladaním odpadov • upraviť prevádzkový poriadok • viesť dokumentáciu o používaní odpadov v zmysle Vyhlášky MŽP SR 283/2001 • iné povinnosti vyplývajúce zo zákonov
Na niektorých ČOV je využívanie externých substrátov realizované aj dnes, bez horeuvedených požiadaviek, ale obávajú sa možných problémov z kontrolných orgánov
Skúsenosti so substrátmi
Rôzne priemyselné odpady sa už reálne testujú dlhšie, ako napr.: srvátka, odpadové tuky, glycerín a pod.
•
V laboratórnych podmienkach testujeme na FCHPT: •
reštauračné odpady, zvyšky jedál, pozáručné potraviny a pod.
•
rastlinné zvyšky, rôzne trávy, drevo, kôra stromov, polystyrén, papier
•
siláž, energetické rastliny
Zhodnocovanie bioplynu
1 Nm3 bioplynu (so 60% obsahom metánu) •
teoreticky viazaných asi 6 kWh energie,
•
0,55 Nm3 zemného plynu,
•
0,67 l benzínu
•
0,6 l nafty
Zhodnocovanie bioplynu
Vo svete používané postupy zhodnocovanie bioplynu: • priame spaľovanie v kotloch (ca 90% účinnosť) • spaľovanie v kogeneračných jednotkách (35-40% elektr. účinnosť) • využívanie ako palivo pre motorové vozidlá • prídavok do potrubí zemného plynu
Využívanie bioplynu ako palivo
Silážovaná tráva
Prijímacia stanica na tuky a oleje
Využívanie bioplynu ako palivo
Čistenie bioplynu
Kontajnery so stlačeným metánom - 1910 m3
Využívanie bioplynu ako palivo
Uppsala - mestské autobusy na bioplyn
Využívanie bioplynu ako palivo
Bratislava - mestské autobusy na zemný plyn
Ďakujem za pozornosť !!!
