„Suché“ bioplynové stanice („suché“ BPS) I. II. III. IV.
Představení společnosti „suchá“ x „mokrá“ fermentace Popis „suché“ BPS Druhy „suchých“ BPS dle zpracovávané biomasy Fermentační zbytek a nakládání s ním V. VI. Efektivita provozu VII. Zahájené projekty – BPS Temenice, výzkumné pracoviště Temenice
TRENDEX NOVA a.s. dodavatel „suchých“ bioplynových stanic pro ČR
-dodavatel stavební části:Prefa Brno a.s. dodavatel technologie Trendex Nova a.s.
„suchá“ x „mokrá“ fermentace liší se především zpracovávanou biomasou: „suché“ BPS – sypká biomasa – manipulace kolovým nakladačem „mokré“ BPS – tekutá biomasa – manipulace čerpadly
Další rozdíly „suché“ a „mokré“ fermentace
Sušina 6-10% Plnění čerpadly Kontinuální proces Válcovité fermentory
Míchání biomasy v průběhu procesu Tisíce „mokrých“ BPS po celém světě Desítky „mokrých“ BPS v ČR
Sušina 20-50% Plnění nakladačem Diskontinuální proces Garáţovité fermentory s vraty Bez míchání biomasy v průběhu procesu Několik desítek „suchých“ BPS převáţně v Německu Pouze dvě „suché“ BPS v ČR (Soběslav, Šumperk)
Společné rysy „suché“ a „mokré“ fermentace Biologicky rozloţitelný substrát se rozkládá ve fermentorech bez přístupu vzduchu na bioplyn Bioplyn je jímán v plynových vacích a spalován většinou v kogenerační jednotce. Při tom vzniká el. energie a teplo Biomasu ve fermentoru je nutné zahřát na ca. 36-38 °C
Podoba „suché“ BPS 4 - … garáţových ţelezobetonových fermetorů (7 x 4,5 x 30 m) Technický přístavek s kogenerační jednotkou a velínem Perkolátní nádrţe Manipulační plocha před fermentory
Výhody suché fermentacc v BPS • • • • • •
– Rychlý start (do tří dnů) -niţší vlastní spotřeba (tepla i el.energie) -modulární systém výstavby -širší spektrum zpracované biomasy -minimum rotačních el.strojů -fermentační zbytek minimální náklady na upravení –
Naváţení biomasy do fermentorů Biomasa v sypkém stavu je do fermentorů navezena kolovým nakladačem Poté jsou hermeticky uzavřena vrata fermentorů Z biomasy se začíná po 1-3 dnech uvolňovat bioplyn Po ca 28 dnech, aţ výrazně klesne produkce bioplynu, je biomasa kolovým nakladačem vyvezena ven Částečně vyfermentovaná biomasa se promíchá s čerstvou biomasou tzv. směsné navýšení a naveze zpět do fermentorů
Vytápění Biomasu ve fermentorech je nutné zahřát na teplotu 36-38 °C Kaţdý fermentor má zabudované podlahové vytápění V perkolátní nádrţi je podlahové a stěnové vytápění Biomasa je vytápěna „odpadním“ teplem z kogenerační jednotky
Perkolátní cyklus Při fermentaci se z biomasy uvolňuje kapalina – tzv. perkolát Perkolát je jímán na podlaze fermentorů do kanálků Odtud je odváděn do perkolátní nádrţe aby byl poté zpět nastříkán tryskami ve stropech fermentorů na biomasu. Tím je perkolátní cyklus uzavřen Bez perkolátu by ve fermentorech neprobíhal metanogení proces
Bioplyn Vzniklý bioplyn se u stropu fermentorů jímá do plynových vaků Z plynových vaků je odváděn do kogenerační jednotky, kde je přeměněn na el. energii a teplo Před otevřením vrat, je nutné fermentor odvětrat. Bioplyn s nízkým obsahem metanu je odveden přes biofiltr V případě poruchy kogenerační jednotky je bioplyn spalován na fléře
Řídící systém Provoz je, kromě naváţení biomasy, plně automatizován. Obsluhu zajišťuje řídící jednotka Monitoruje sloţení a mnoţství bioplynu Teplotu, vlhkost a tlak ve fermentoru a v perkolátní nádrţi Řídí postřik perkolátu, odsávání plynu, otvírání vrat … Dává hlášení obsluze na mobilní telefon o případných poruchách
Vstupy a výstupy Vstupy Biomasa - Zemědělská(senáţ,kukuřič ná siláţ,slepičí a krůtí trus,atd...) - Travní zeleň,listí ,atd - Odpadní (bioodpad,tuky,BRKO atd...)
Výstupy El. energie Teplo Pevný zbytek – fermentát Tekutý zbytek - perkolát
Druhy „suchých“ BPS
-
-
Zemědělská Kukuřičná siláţ Travní senáţ Vepřový, hovězí hnůj Tritikale ….
-
-
Travní Tráva z pastvin a luk Tráva z parků a veřejných prostranství Tráva z příkopů …
Odpadní - BRKO - Kuchyňské odpady - Odpady z trţnic a supermarketů - Zemědělské odpady - Průmyslové odpady
- …
Zemědělské BPS - Temenice Draţší vstupní suroviny Vyšší výtěţnosti těchto surovin Pro efektivní provoz je nutné zajistit min. 5-7 tis. tun biomasy (siláţ, senáţ, tritikale …) Perkolát – na zemědělské pozemky Fermentát – na zemědělské pozemky
Travní BPS Levnější vstupy Niţší výtěţnosti Pro efektivní provoz je nutné zajistit min. 7-10 tis. t biomasy ročně Perkolát – na zemědělské pozemky Fermentát – na zemědělské pozemky, rekultivace, kompost
Odpadní BPS Vstupy zdarma, popř. BPS dostává zaplaceno za likvidaci odpadů Niţší výtěţnosti bioplynu neţ u zemědělské biomasy Pro efektivní provoz je nutné zajistit min. 10 tis. tun bioodpadů ročně Perkolát na zemědělské pozemky Fermentát je nutné ještě dále upravovat – kompostovat, přesévat, spalovat na turbíně
Kompostování – fermentačního zbytku BPS je předstupeň kompostování Poté, co bioodpad projde bioplynovou stanicí a přemění se částečně na el. energii a teplo, se uţ neuvolňuje ţádný metan Dále se pokračuje v klasickém kompostování Na konci celého procesu se fermetnát přeseje přes rotační síto Neţádoucí příměsy - plasty, sklo, kamení … jsou vyvezeny na skládku Zbytek je nabízen jako kompost nebo hnojivo
Spalování fermentačního zbytku přes turbínu Spolupráce s firmou Ateko, a.s. Celý pevný fermentační zbytek se usuší, projde přes turbínu a vyrobí se z něj další el. energie Zbude ca 7% popela
Sušení a peletkování fermentačního zbytku Zatím s tím nejsou velké zkušenosti
Efektivní provoz BPS Vhodná lokalita – napojení na infrastrukturu (komunikace, kanalizace, vodovod, vysoké napětí, teplovod …) Zajištění dostatečné biomasy 5-10 tis. t Udělení dotace Trţby z prodeje tepla a kompostu Investiční náklady Výtěţnosti bioplynu
Investiční náklady 50-100 mil. Samotná bioplynová stanice Manipulační plocha, popř. kompostárna Infrastruktura – přípojka NN, VN, trafo, kanalizace, vodovod, teplovod, plynovod, zpevněné komunikace Skladovací plochy – na biomasu, fermentát, perkolát Hygienizace, homogenizace, umývárna ….
Financování
-
Vlastní zdroje investora Bankovní úvěr Dotace 40-60% investičních nákladů Program rozvoje venkova – zemědělci OP Podnikání a inovace – nezemědělci OP Ţivotní prostředí – obce OP Ţivotní prostředí – odpadové BPS – všechny subjekty
Roční náklady na provoz vstupní biomasa: 5 aţ -3 mil El. energie – aţ 5% vlastní výroby Teplo – aţ 20% vlastní výroby Servis kogenerační jednotky: 1 aţ 2 mil. Pojištění 100 aţ 200 tis. Osobní náklady 100 aţ 600 tis. Odpisy – dle výše investice Sluţby – provoz nakladače 500-1500 tis. Bankovní úroky – 2 aţ 5 mil. v prvních letech
Roční výnosy Instalovaný el. výkon ca 500 kWh Mnoţství bioplynu 1,7-2 mil. m3 ročně 3,5-4 tis. MW el. energie 13-18 tis. GJ tepla Cena el. energie – 3900 Kč/MWh zemědělské a 3300 Kč/MWh odpadové Cena za teplo 150-350 Kč /GJ Trţby el. energie – 13-18 mil. Kč Trţby teplo – 0-4 mil. Kč Trţby kompost – 0-1 mil. Kč
Sluţby Projekce Inţenýring Zpracování ţádosti o dotaci včetně příloh, dotační monitoring Zpracování studie proveditelnosti, energetického auditu, finanční a ekonomické analýzy Výstavba bioplynové stanice Zprovoznění bioplynové stanice Zaškolení obsluhy BPS Řízení BPS (připravuje se do budoucna)
BPS Temenice Investor Provozovatel Dodavatel
Zahájení výstavby Ukončení výstavby Uvedení do zkušebního provozu Uvedení do plného provozu Umístění Počet fermentorů Objem jednoho fermentoru Instalovaný el. výkon Instalovaný tepelný výkon Roční potřeba biomasy Roční produkce el. energie Roční produkce tepla Sloţení biomasy
První bioplynová Šumperk, s.r.o. První bioplynová Šumperk, s.r.o. Fortex-AGS, a.s (generální dodavatel, stavební) BIOFerm GmbH (technologie) GE Jenbacher (kogenerační jednotka) červen 2008 prosinec 2008 leden 2009 červenec 2009 Šumperk – Temenice 6 5,7*35*4,7 (938 m3) 526 kW 548 kW 13.280 tun 3.700 MWh 14.600 GJ kukuřičná siláţ, travní senáţ, hovězí hnůj
Projekt je spolufinancován z Operačního programu podnikání a inovace – EKO-Energiečíslo projektu 3.1 EEDOZE/140
Vlastní výzkum „suché“ fermentace Investor Provozovatel Dodavatel Na projektu dále spolupracují
Zahájení výstavby pracoviště Ukončení výstavby pracoviště Uvedení pracoviště do provozu Umístění pracoviště Počet výzkumných fermentorů Objem jednoho fermentoru Testované substráty
Fortex-AGS, a.s. Fortex-AGS, a.s. TRENDEX NOVA a.s. Mendelova zemědělská a lesnická univerzita Ateko, a.s. BIOFerm Technology, s.r.o. srpen 2008 říjen 2008 listopad 2008 Šumperk – Temenice 6 0,4*0,6*2 = 0,48 m3 kukuřičná siláţ, travní senáţ, hovězí hnůj a jiné biologicky rozloţitelné materiály
Projekt je spolufinancován z „Národního programu výzkumu II“ – Trvalá prosperita - číslo projektu 2A-3TP/010
Návratnost investice 5-12 let Ţivotnost BPS – 20-30 let
Garance výkupních cen el. energie 15 let
Prodej elektřiny v kWh/den Prodej elktřiny v kWh/den 14000
12000
10000 Řádek 7
8000
Řádek 16 Řádek 57
6000 kWh/den
Řádek 99 4000
2000
0 1
2
3
4
5
6
7
8
9
10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 datum
Produkce bioplynu červenec 2009 Produkce bioplynu Č ervenec 2009
1600
1400
1200
Řádek 21 Řádek 22 Řádek 23
1000
Řádek 24 Řádek 25 800
Řádek 26
m3/den 600
400
200
0 1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15 16 datum
17
18
19
20
21
22
23
24
25
26
27
28
29
30
31
Fotodokumentace BPS Temenice Šumperk
Míchací hala a BPS
Produkce bioplynu v m3 srpen/2009 Produkce bioplynu v m3-Srpen 09
2000
1800
1600
1400
1200
1000
Řádek 63 800 Řádek 64 Řádek 65 600 m3/fermentor/den Řádek 66 Řádek 67
400 Řádek 68
200
0 1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
den měsíce srpna
16
17
18
19
20
21
22
23
24
25
26
27
28
29
30
31
Průběh mnoţství bioplynu 8000
7000
6000
Řádek 142 Řádek 143
5000
Řádek 144 Řádek 145 Řádek 146 Řádek 147 Řádek 148
4000
3000
2000
1000
0 2 1
4 3
6 5
8 7
10 9
12 11
14 13
16 15
18 17
20 19
22 21
24 23
26 25
28 27
30 29
32 31
34 33
36 35
38 37
40 39
42 41
44 43
46 45
48 47
50 49
52 51
54 53
56 55
58 57
60 59
62 61
64 63
66 65
68 67
70 69
72 71
74 73
76 75
78 77
80 79
82 81
84 83
86 85
88 87
90 89
92 91
93
Biofiltr u Bioplynové stanice
Chladící jednotky u BPS
Kogenerace Jenbacher
Kogenerace Jenbacher
Rozdělovač topení ve strojovně
Vstupní vrata do BPS
Technologické schema KGJ
Technologické schema fermentorů
Foliové zásobníky bioplynu
Perkolátní nádrţ
Děkuji za pozornost : •
Podrobnosti o suché fermentaci na webových stránkách www.trendex.cz
• • •
Kontakt : ing. Petr Novák E-mail :
[email protected] Mobil : 777/771 800
