Bioplynové stanice
Vysoké tempo rastu cien ropy a zemného plynu rozkrútilo kolotoč hľadania alternatívnych zdrojov energie. Aj na výrazne plynofikovanom Slovensku sme sa začali obzerať po iných možnostiach získania energie. Pozornosť sa zameriava na síce známe a vyskúšané technológie výroby elektriny a tepla, ale u nás málo využívané. Do popredia sa dostali možnosti energetického využitia biomasy.
Jednou za zaujímavých možností je výroba bioplynu z poľnohospodárskych odpadov – najmä z chovu zvierat, ale aj zo zelenej pestovanej hmoty. Bioplyn sa následne využíva ako zdroj pre kombinovanú výrobu elektriny a tepla.
V zásade je možné všetky organické látky aspoň z časti rozložiť, a to anaeróbnym (proces vyhnívania bez prístupu vzduchu, prostredníctvom baktérií) alebo aeróbnym (proces vyhnívania s prístupom vzduchu) spôsobom. Najmä kvapalný mokrý materiál, ako je hnojovica, zbytky jedál, tuky a pod., ale ja siláž sú výborným produktom pre anaeróbne spracovanie.
Dôležitým faktorom pre určenie metódy rozkladu je obsah sušiny v materiály. Pre bioplynovú technológiu je optimálny obsah sušiny 5 – 15%. Horná hranica 15% organickej sušiny je maximálna prípustná hodnota, pri ktorej je surovinu možné ešte čerpať a miešať. V prípade kompostovania je horná hranica 40 – 60% sušiny.
Celý proces tvorby bioplynu anaeróbnym spôsobom prebieha vo fermentačných nádobách bioplynových staníc, ktoré sú často budované priamo v poľnohospodárskych podnikoch alebo ich blízkosti.
Technológie na výrobu bioplynu
Bioplynové stanice sú spravidla tvorené niekoľkými základnými objektmi. Prvým je prípravná nádrž, ktorá slúži na príjem vstupnej suroviny. Sem sa naváža hnojovica, odpady, siláž a pod. z tejto nádoby je potom pravidelne dávkovaná do hlavnej časti bioplynovej stanice – fermentora, kde prebieha samotný proces vyhnívania a tvorby bioplynu. Fermentor môže byť horizontálny alebo vertikálny.
Horizontálna konštrukcia umožňuje dosiahnuť veľmi pozitívny efekt piestového prúdenia, kedy je z jednej strany tlačená čerstvá surovina a z druhej odchádza vyhnitý substrát. Nedochádza tak ku zbytočnému miešaniu vstupnej čerstvej suroviny s už vyhnitým a využitým substrátom. Naviac tvar ležatého valca umožňuje inštaláciu účinných miešadiel, ktoré dokážu premiešavať surovinu priečne smeru jej prúdenia. Nevýhodou tohto typu nádrže je jej veľkosť, čo sa preukáže na tepelných stratách (nadmerná veľkosť povrchu nádrže v pomere k jej objemu), požadovanom priestore a v konečnom dôsledku aj na cene.
Vertikálna konštrukcia má oproti horizontálnej výhodu, že tu je možné dosiahnuť lepší pomer medzi povrchom a objemom, čím sa znížia materiálové náklady a tepelné straty. Nádrže sú konštruované spravidla z betónu alebo plechu a môžu byť umiestnené nad zemou alebo ako podzemné. Nevýhodou tohto typu je nemožnosť zabezpečiť piestové prúdenia materiálu.
Vyrobené teplo sa využíva čiastočne (zhruba 25%) na ohrev fermentorov. Zvyšok je možné využiť na vykurovanie budov, skleníkov, dielní, maštalí, a pod.
Demonštračné bioplynové zariadenie na Slovensku je vybudované vo Vysokoškolskom poľnohospodárskom podniku (VPP) SPU v Kolíňanoch pri Nitre. Do prevádzky bolo uvedené v roku 2000. Je naprojektované na využitie exkrementov od 80 veľkých dobytčích jednotiek (VDJ) k produkcii bioplynu a následne na kogeneračnú výrobu elektrickej (22 kWel) a tepelnej energie (45 kWt).
