Příprava siláží z energetických rostlin pro bioplynové stanice, pro dosažení optimální produkce bioplynu
Dr. Jörg Winkelmann
Lactosan Starterkulturen, Kapfenberg, Rakousko
Výzkum, Vývoj, Produkce
Důležité body Proces produkce bioplynu Formy možných ztrát energie v silážním žlabu Faktory, které mají vliv na obsah energie Ideální průběh kvasného procesu Aktuální výsledky pokusů SILASIL ENERGY – silážní přípravek pro siláže na výrobu bioplynu
Co je to bioplyn?
Charakteristika substrátu pro produkci bioplynu
Doporučené profily siláží s rozdílným použitím Siláž pro krmení
Siláž pro bioplyn
Minimalizace ztrát hmoty
X
X
Aerobní stabilita
X
X
Bez obsahu patogenních látek
X
X (?)
Zlepšení příjmu krmiva
X
O
Zlepšená stravitelnost
X
O
Speciální sklízecí technika
X
Y
Specifický kvasný vzorec
X
Y!
Vliv na vyšší produkci metanu
O
X
Ztráty – nevyhnutelné? – můžeme se jim vyhnout ?
Pole
Silo Silo
Ztráty při sklizni:
Ztráty při silážování:
nevyhnutelné: při zavadání (2-5%) Ztráta vody (5 - >7%)
nevyhnutelné: Prodýchávání (1-2%) Fermentace (2-4%)
Dojnice Fermentor
Lze se vyhnout:
Aerobní nestabilita při vybírání
0- >5% 0- > 10% 0- > 15%
Aerobní nestabilita při meziskladování
> 5%
Chybná fermentace Aerobní nestabilita během fáze skladování
Zakrytí jámy
Aby byl zjištěn užitek vzduchotěsně uzavřené jámy, byly v jednom testu v praxi naplněny dvě průjezdné jámy stejnou hmotou silážované kukuřice a stejným postupem udusány. Přitom byla jedna jáma ponechána po naskladnění bez zakrytí, zatímco ta druhá byla odborně uzavřena spodní a hlavní fólií a ochrannou silážní sítí. Zjištěné ztráty, které byly zváženy činily 20 %! Z toho vyplývá: neexistuje rozumná omluva pro nezakrytí jámy!
Zakrytí jámy
V jednom laboratorním pokusu LfL Grub byly zjištěny ztráty kvasného plynu u jam zakrytých a nezakrytých. Obrázek ukazuje extrémní ztráty plynu u nezakryté jámy. Při ztrátách plynů se jedná o energetické spojení vodíku a oxidu uhličitého - sloučeniny, která může být využita při procesu výroby metanu.
Meziskladování kukuřičné siláže do 80 hodin??
Obilný šrot Mezisklad
Vliv délky řezanky na výtěžnost plynu
Vyhněme se ztrátám energie! Výnos ze sklizně Energie a další živiny
ty Ztrá i l na po
konz erva ty á r č ní t n á z r í ztrá í yb ty při v
z zah tráty řív ání m
výnos Metanu na hektar
tvor b toxi a nů
ztráty činností kvasinek a plísní
Jen takto může být silo zakryto, aby nedošlo ke ztrátám!
Optimalizace I. Snížení ztrát energie během silážování II. Snížení ztrát za přístupu vzduchu na řezné ploše III. Zvětšení využitelnosti kukuřičné siláže pro tvorbu bioplynu
Vliv kyseliny octové a propandiolu na stabilitu siláže, tvorbu bioplynu a fermentaci
Cíl:
Umožnit využití celé energii rostliny. Příprava silážovaného materiálu pro proces výroby bioplynu.
Postup: 1. Eliminace škodlivých mikroorganismů - během fermentace siláže (anaerobní) Enterobakterie, Clostridie, - za přístupu vzduchu kvasinky a plísně
2. Zpřístupnění živin pro metanovou fázi
Siláže pro krmení – siláže pro bioplyn
Limity pro přípravu substrátu – Kyselina octová je centrální produkt pro tvorbu metanu – Rozdíl mezi silážemi pro siláže ke krmení v obsahu kyseliny mléčné! – Kukuřičná siláž s vysokým obsahem kyseliny octové je dlouhodobě stabilní – I přes možnost vysokých ztrát mají siláže vysoký obsah energie (BE) pro tvorbu bioplynu! – Vysoký podíl propandiol (24 kJ BE/g) je energeticky výhodný pro tvorbu bioplynu.
Úprava substrátu Použití silážních inkulantů
Rozdíl účinku
Schaumann- bioplynových produktů Výchozí materiál:
bohaté na sacharidy 25 – 65 % sušiny
Výchozí materiál: vlhký, vyšší obsah bílkovin, nízký obsah cukrů
20 – 45 % sušiny
Silasil Energy
Silasil Energy
Náklady – Zisk - Porovnání
Výzkum v oblasti bioplynu Pro inovativní speciální produkty firmy SCHAUMANN
Bioplynové technické zařízení v ISF Wahlstedt Bioplynové jednotky
Inovace – na základě interdisciplinárních výzkumných projektů
Měřící systém tvorby plyny
IS Forschungsgesellschaft Wahlstedt Lactosan Ges.mbH Agrar- und Umweltwissentschaftliche Fakultät Universität Rostock HAWK Göttingen ATB Potsdam- Bornim LVG Futterkamp (SWH) LVA Aulendorf (BW) u.a.
Průběh pokusu Měřící stanice v výzkumném ústavu Irenne Schaumann
Shrnutí a výhled
• • • •
Neexistuje žádná rozumná odpověď, proč nezakrývat siláže! Předpoklady úspěchu: Krátká řezanka, intenzivní dusání Velký odběr siláže, krátké neziskladování
• použití SLASIL ENERGY splňuje dva cíle: 1. Konzervace energie v siláži 2. Příprava siláže pro zvýšenou tvorbu bioplynu
10 tipů pro úspěšnou produkci bioplynu •
pokud možno konstatní teplota
•
tma ve fermetoru
•
absence vzdušného kyslíku
•
přibližně neutrální pH
•
kontinuální přísun živin
•
míchání jen tak mále jak je nutné
•
žádné škodlivé nebo jedovaté substráty
•
jen materiál s vysokou koncentrací energie
•
Příprava substrátu s SILASIL ENERGY
SILASIL ENERGY Silážní prostředek speciálně pro bioplynové siláže
podpora silážního procesu
ochrana živin
příprava pro proces výroby bioplynu
Tady vidíme potenciál pro produkci bioplynu!
Bioplynová siláž pro optimální produkci metanu s produkty z programu SILASIL ENERGY
Důležité údaje 1 VDJ 1 VDJ Potřeba kukuřice na siláž/ 100kWel 1 ha kukuřice na siláž 1 t kejdy 1t kukuřice na siláž 1t CCM 1t lučního porostu 1 ha kukuřice na siláž Zbytková hmota /1t Mais optimální délka řezanky 1ha kukuřice na siláž prodleva ve fermentoru na1kW instalovaného výkonu 1 VDJ 1m3 bioplynu 1m3 bioplynu Účinnost BHKWel Účinnost BHKWth Účinnost BHKWgesamt BHKW spalovací tryska BHKW (Gas-Otto Motor) investiční náklady na kW pracovní náklady / 100kW Spotřeba tepla fermentoru
6,6 - 35 t kejdy /rok 200- 700 m3 bioplynu/ rok 40 ha ca. 8550 m3 bioplynu 20- 35m3 bioplynu 170- 200m3 bioplynu 400-600m3 bioplynu 80-120m3 ca. 10- 20m3 jímky ca. 0,75m3 5-8mm množství bioplynu =20VDJ 30- 45 dnů 2500 m3 bioplynu/ rok 0,15- 0,20 kW inst. Výkon 5,0- 7,5 kWh celkem 1,5- 3 kWh el 30- 40% 40-60% 85% 700- 1200€kW 500- 1900€ kW 2000- 5000€/kw 1- 1,5 Akh 30% z celkové produkce tepla
