Odnawialne źródła energii oraz Mikrobiogazownie prosumenckie źródło energii w gospodarstwie rolnym Marek Amrozy, Narodowa Agencja Poszanowania

Transkrypt

1

2 Odnawialne źródła energii oraz Mikrobiogazownie prosumenckie źródło energii w gospodarstwie rolnym Marek Amrozy, Narodowa Agencja Poszanowania Energii (NAPE)

3 Odnawialne źródła energii Odnawialne źródła energii źródła energii, których zasób odnawia się w krótkim czasie a zatem ich wykorzystanie nie wiąże się z długotrwałym ich deficytem. Do źródeł odnawialnych zaliczamy: energię wiatru, energię promieniowania słonecznego, energię aerotermalną, energię geotermalną, energię hydrotermalną, hydroenergię, energię fal, prądów i pływów morskich, energię otrzymywaną z biomasy, biogazu, biogazu rolniczego oraz z biopłynów

4 Energia wiatru Energia wiatru energia kinetyczna przemieszczających się mas powietrza. Technologie wykorzystania: turbiny wiatrowe (przekształcanie energii wiatru w energię elektryczną), wiatraki (przekształcanie energii wiatru w pracę mechaniczną do realizacji procesów technologicznych), pompy wiatrowe (przekształcanie energii wiatru w pracę mechaniczną do napędu pomp). źródło: pixabay.com

5 Energia promieniowania słonecznego Technologie wykorzystania: kolektory słoneczne cieczowe (konwersja fototermiczna przekształcanie energii promieniowania słonecznego w energię cieplną), kolektory słoneczne powietrzne (konwersja fototermiczna przekształcanie energii promieniowania słonecznego w energię cieplną), panele fotowoltaiczne (konwersja fotowoltaiczna przekształcanie energii promieniowania słonecznego w energią enektryczną). źródło: pixabay.com

6 Energia aerotermalna Energia aerotermalna - energia o charakterze nieantropogenicznym (tzn. nie wytworzona przez człowieka) magazynowana w postaci ciepła w powietrzu na danym terenie. Technologie wykorzystania: pompy ciepła źródło: pixabay.com

7 Energia geotermalna Energia geotermalna - energia o charakterze nieantropogenicznym (tzn. nie wytworzona przez człowieka) skumulowana w postaci ciepła pod powierzchnią ziemi (w gruncie, wodach gruntowych oraz wodach geotermalnych). Technologie wykorzystania: pompy ciepła, gruntowe wymienniki ciepła, wody geotermalne. źródło: pixabay.com

8 Energia hydrotermalna Energia hydrotermalna - energia o charakterze nieantropogenicznym (tzn. nie wytworzona przez człowieka) skumulowana w postaci ciepła w wodach powierzchniowych. Technologie wykorzystania: pompy ciepła. źródło: pixabay.com

9 Hydroenergia Hydroenergia - energia spadku śródlądowych wód powierzchniowych, z wyłączeniem energii uzyskiwanej z pracy pompowej w elektrowniach szczytowo-pompowych lub elektrowniach wodnych z członem pompowym. Technologie wykorzystania: elektrownie wodne. Elektrownie szczytowo pompowe jako takie nie stanowią źródła energii a jedynie umożliwiają jej magazynowanie dzięki podnoszeniu poziomu wód w zbiorniku górnym w okresie obniżonego zapotrzebowania na energię elektryczną (nadprodukcji energii). W okresach zwiększonego zapotrzebowania energia jest oddawana do sieci dzięki odwróceniu przepływu wody. źródło: pixabay.com

10 Energia fal, pływów i prądów morskich Energia fal, pływów i prądów morskich energia kinetyczna lub potencjalna wód morskich. Technologie wykorzystania: elektrownie wodne Podobnie jak w przypadku energii wiatru wykorzystuje się ruch wody do napędzania turbin zasilających generatory energii elektrycznej. źródło: pixabay.com

11 Energia otrzymywana z biomasy, biogazu, biogazu rolniczego oraz z biopłynów. biomasa stałe lub ciekłe substancje pochodzenia roślinnego lub zwierzęcego, które ulegają biodegradacji, pochodzące z produktów, odpadów i pozostałości z produkcji rolnej i leśnej oraz przemysłu przetwarzającego ich produkty, oraz ziarna zbóż niespełniające wymagań jakościowych biogaz gaz uzyskany z biomasy, w szczególności z instalacji przeróbki odpadów zwierzęcych lub roślinnych, oczyszczalni ścieków oraz składowisk odpadów Biomasa biogaz rolniczy gaz otrzymywany w procesie fermentacji metanowej surowców rolniczych, produktów ubocznych rolnictwa, płynnych lub stałych odchodów zwierzęcych, produktów ubocznych, odpadów lub pozostałości z przetwórstwa produktów pochodzenia rolniczego lub biomasy leśnej, lub biomasy roślinnej zebranej z terenów innych niż zaewidencjonowane jako rolne lub leśne, z wyłączeniem biogazu pozyskanego z surowców pochodzących z oczyszczalni ścieków oraz składowisk odpadów źródło: pixabay.com biopłyny ciekłe paliwa dla celów energetycznych innych niż w transporcie, w tym do wytwarzania energii elektrycznej lub ciepła, wytworzone z biomasy lub ziaren zbóż pełnowartościowych źródło: bioenergy farm 2 Guide for Policymakers

12 Najczęściej wykorzystywane technologie Możliwości wykorzystania wielu technologii pozwalających na pozyskiwanie energii ze źródeł odnawialnych na potrzeby gospodarstw domowych lub rolnych są często ograniczone. Przykładem może być tutaj wykorzystanie energetyki wodnej opartej na wykorzystaniu pływów morskich. Z tego względu w większości przypadków do dyspozycji projektanta pozostają technologie obejmujące: - turbiny wiatrowe - kolektory słoneczne (cieczowe i powietrzne) - panele fotowoltaiczne - sprężarkowe pompy ciepła (powietrzne, gruntowe i wodne) - kotły opalane biomasą - kotły i układy skojarzonego wytwarzania ciepła i energii elektrycznej zasilane biogazem rolniczym

13 Elektrownia wiatrowa Elektrownia wiatrowa to zespół urządzeń produkujących energię elektryczną za pośrednictwem turbin wiatrowych. W zależności od zastosowanego układu w skład elektrowni wiatrowej wchodzą najczęściej: turbina wiatrowa, sterownik z prostownikiem, akumulator, inwerter (falownik) układ pomiarowo rozliczeniowy źródło: pixabay.com

14 Potencjał energii wiatru Ilość energii, jaką może wyprodukować elektrownia wiatrowa zależy od typu i mocy zastosowanej turbiny oraz od warunków wiatrowych panujących na terenie lokalizacji. Średnio można przyjąć, że elektrownie wiatrowe w warunkach polskich na 1kW mocy zainstalowanej wytwarzają ok. 2 MWh/rok energii elektrycznej. Sprzyjające lokalizacje: - Obszary na wybrzeżach - Grzbiety podłużnych wzniesień terenu - Przełęcze - Otwarta przestrzeń - Doliny z prądami powietrznymi źródło: IMGW

15 prędkość wiatru Zmienność warunków Okresy wietrzności w Polsce styczeń luty marzec kwiecień maj czerwiec lipiec sierpień wrzesień październik listopad grudzień sty 06-sty 11-sty 16-sty 21-sty 26-sty 31-sty czas [h] źródło:

16 Cieczowe kolektory słoneczne Kolektory cieczowe Kolektory płaskie Kolektory CPC Kolektory skupiające Kolektory odkryte Kolektory zakryte Kolektory próżniowe

17 Potencjał energii słonecznej w Polsce Możliwy do osiągnięcia za pośrednictwem kolektorów słonecznych uzysk energii zależy w głównej mierze od dostępności promieniowania słonecznego. Dostępność promieniowania można scharakteryzować za pośrednictwem rocznej sumy napromieniowania na powierzchnię poziomą. W Polsce średnia wartość napromieniowania wynosi około 1000 kwh/m 2. źródło:

18 Panele fotowoltaiczne Panele fotowoltaiczne wykorzystują zjawisko fotowoltaiczne (efekt fotowoltaiczny) jest to zjawisko polegające na powstaniu siły elektromotorycznej w ciele stałym pod wpływem promieniowania świetlnego. źródło: pixabay.com

19 Pompy ciepła Pompy ciepła zasada działania sprężarkowej pompy ciepła polega na pobieraniu ciepła za pomocą parownika z tzw. dolnego źródła ciepła (powietrza zewnętrznego, gruntu, wody gruntowej lub powierzchniowej) o danej temperaturze, przekazywaniu pobranego ciepła do czynnika roboczego krążącego w pompie ciepła, podnoszeniu temperatury czynnika roboczego w pompie ciepła poprzez sprężanie i oddawaniu uzyskanego ciepła do instalacji w obiekcie (tzw. źródła górnego) za pomocą skraplacza. źródło:

20 Dolne źródło ciepła Źródło dostarczające ciepło niskotemperaturowe potrzebne do odparowania czynnika roboczego w parowaczu pompy ciepła powinno charakteryzować się następującymi cechami: - dużą pojemnością cieplną, - możliwie wysoką i stałą temperaturą, - brakiem zanieczyszczeń powodujących korozję elementów instalacji lub powstawanie osadów, - łatwą dostępnością i niskimi kosztami instalacji służącej do pozyskiwania i transportu ciepła a) pionowy b) poziomy c) studnia głębinowa źródło: M. Rubik Możliwe do wykorzystania źródła ciepła: - powietrze zewnętrzne - grunt i wody gruntowe - wody powierzchniowe źródło: Hewalex

21 Temperatura [ o C] temperatura [ o C] Temperatura źródła dolnego Wydajność grzewcza pompy ciepła charakteryzowana jest za pośrednictwem tzw. współczynnika wydajności grzewczej (COP). Współczynnik tym mówi o tym jak dużo ciepła dostarczy pompa ciepła w stosunku do zapotrzebowania na energię elektryczną do jej zasilania. Roczny przebieg temperatury powietrza w Warszawie sty lut mar kw i maj cze lip sie w rz paź lis gru 20 0 m m 2 m 3 m 4 m 5 m 6 m 7 m 8 m 9 m 10 m Kolejny dzień roku

22 Małe elektrownie wodne Małe elektrownie wodne są to elektrownie wodne o mocy zainstalowanej poniżej 5 MW. Można wyróżnić dwa podstawowe typy elektrowni wodnych: - elektrownia przepływowa - bez magazynowania wody, moc uzależniona od aktualnego przepływu wody w rzece: mniej stabilna wydajność - elektrownia zbiornikowa - większa stabilność pracy w ciągu roku, zwykle wymagana budowa zapory Zdjęcie: PG&E National Energy Group/ Low Impact Hydropower Institute Zdjęcie: Frontier Technology/ Low Impact Hydropower Institute

23 Zasada działania Elektrownia wodna wykorzystuje energię potencjalną wynikającą z różnicy poziomów zbiorników wodnych (spad) i zamienia ją na pracę mechaniczną za pomocą turbin a następnie w energię elektryczną za pomocą generatorów. Zbiornik górny Tama i przelew Spad (m) Budynek elektrowni Krata Rurociąg Transformator Linie przesyłowe Stacja rozdzielcza Generator Przepływ (m 3 /s) Moc w kw 7 x Spad x Przepływ Turbina Rura ssąca Kanał odpływowy

24 Biomasa Przeznaczenie gruntów / produkcja pierwotna Zbiory Przeznaczenie Końcowe wykorzystanie Grunty orne (żywność, pasze) Zbiory żywność/ paszy 3 Produkcja żywności 3 Konsumpcja żywności Pastwiska Produkcja zwierzęca 5 6 Gospodarka leśna/produkcja włókien Wycinka lasów 4 Produkcja materiałów 4 Konsumpcja materiałów 6 Dodatkowe grunty pod biomateriały 7 Odpady pierwotne Odpady wtórne Odpady końcowe Grunty pod rośliny energetyczne 1 Zbiory roślin energetycznych Produkcja energii Konsumpcja energii Inne grunty 2 źródło: Straty

25 Sposoby wykorzystania biomasy 1. Kominki grzewcze 2. Kotły grzewcze źródło: Viessmann źródło:

26 O potencjale rynku krajowego Maksymalna moc elektryczna przyjęta jako skala mikro-biogazowni w poszczególnych krajach Duży potencjał, również innowacyjny Francja Belgia Holandia Dania Niemcy Polska Włochy 100 kwe 30 kwe 50 kwe 100 kwe 75 kwe 40 kwe 100 kwe 60 Nowe zasady wsparcia Perspektywa wzrostu cen energii

27 O małych biogazowniach Gnojowica, Odpady Mest Mest organiczne, Natuurgras Natuurgras Rośliny, Etc. Etc. Etc. Biogas opslag Biogas opslag Zbiornik na biogaz Vergister Vergister Fermentator Wsad Voeding Voeding Sanitatie substratów Sanitatie Zbiornik na masę pofermentacyjną Digestaat opslag Digestaat opslag 27

28 O małych biogazowniach

29 O małych biogazowniach Spalanie Energia elektryczna Ciepło Biogaz Fermentacja w biogazowni Uzdatnianie Biometan w sieci, Paliwa transportowe Przefermentowana biomasa Nawóz naturalny Odpad

30 Typy fermentorów Reaktor z mieszaniem całkowitym (stojący): zbiornik wykonany zazwyczaj z betonu lub stali, z mieszaniem oraz ogrzewaniem, różnorodne wysokości i szerokości Reaktor z przepływem tłokowym (poziomy): Stalowy lub betonowy z mieszadłem łopatkowym, mieszany i ogrzewany

31 Różne konfiguracje biogazowni

32 Podstawowe komponenty mikrobiogazowni mieszanie Vorgrube Substraty Feststoffeintrag stałe Rührkesselreaktor fermentacja Endlager poferment Kondensatabscheider Zbiornik kondensatu Nadwyżka Überschusswärme ciepła BHKW CHP Heizöltanks Zbiornik na olej opałowy

33 Proces Biogaz (CH 4, CO 2 ) Biomasa (mokra) obornik, gnojowica, org. pozostałości roślin energetycznych, etc. Proces mikrobiologiczny (biologiczny) poferment Składniki odżywcze Warunki procesu: bez powietrza (beztlenowa) wilgotność (max. 20% DM w technologii mokrej) ogrzewanie: 35 C - 45 C (często), 50 C - 55 C (rzadko) neutralne lub lekko zasadowe ph

34 Odpady organiczne Stary chleb Wytłoki z jabłek Młóta Bioodpady (gospodarstwa domowe) Tłuszcze z separatorów Tłuszcz flotacji Tłuszcz do smażenia Pozostałości roślinne Zmiotki ziaren Zacier zbożowy Gliceryna Liście ziemniaczane Skórki ziemniaków Ziemniaki - pulpa Liście Melasa Serwatka Wytłoki owocowe Ekstrakt mączki rzepakowej Ciasto rzepakowe Pokos trawy Odpady ze stołówki Łupiny cebuli... Kosubstraty Uprawy energetyczne Corn Cob Mix Kiszonka groch pastewny Kiszonka buraki pastewne Słoma zbożowa Kiszonka z traw Owies kiszonka ziemniaki kiszonka z lucerny nasiona kukurydzy kiszonka z kukurydzy nasiona rzepaku ziarna żyta Czerwona koniczyna na kiszonkę Kiszonka z buraków Słoneczniki Pszenżyto kiszonka Pszenżyto ziarna Pszenica - kiszonka Ziarna pszenicy Buraki cukrowe kiszonka /30

35 Udział różnych źródeł biogazu w całkowitym potencjale Uprawy energetyczne 22% Gaz wysypiskowy 5% Osady ściekowe 11% Odpady z pielęgnacji terenu 3% Resztki organiczne 7% Produkty uboczne prod. rolnicz. 25% Gnojowica i obornik 27% Źródło: Wytyczne do produkcji i wykorzystania biogazu, Fachagentur Nachwachsende Rohstoffe e. V.

36 Biogaz C v H w O x N y S z Materia organiczna Bakteria Ciepło Biogaz: (skład) CH 4 : Vol-% CO 2 : Vol-% O 2 : 0 3 Vol-% N 2 : 0 5 Vol-% H 2 O: 0 10 Vol-% H 2, NH 3, H 2 S w ppm 1 m³ Biogazu = 0,6 Litra ON (przy 60 Vol-% CH 4 )

37 Proces powstawania biogazu biomasa Węglowodany, tłuszcze, białka metan biogaz CO2 Kwasy tłuszczowe, Cukry, Aminokwasy Kwas masłowy Kwas propionowy Kwas octowy

38 Proces powstawania biogazu zakwaszanie Formowanie biogazu 1. hydroliza 2. Powstawanie kwasów 3. Powstawanie Kwasu octowego 4. metanogeneza Węglowodany, tłuszcze, białka Kwasy tłuszczowe, Cukry, Aminokwasy Kwasy tłuszczowe (kwas propionowy) Kwas octowy

39 Zakresy temperatur dla rożnych bakterii Termofilne (50 60 C) -Wysokie uzyski gazu i krótki czas retencji -Wrażliwość biocenozy -Trudności z szybko degradowalnymi substratami (za szybka hydroliza) Mezofilne (32-45 C) -Stabilna biocenoza -Satysfakcjonujące uzyski gazu przy akceptowalnym czasie retencji -Powszechność zastosowań, szczególnie przy mokrej fermentacji Psychrofilowe (32-45 C) -Powolny wzrost -Długi czas retencji, nieefektywne uzyski gazu -Obecnie się nie stosuje takiego rozwiązania

40 Poszczególne procesy rozkładu... zachodzą jednocześnie W biogazowniach rolniczych rozdzielenie etapów rozkładu odgrywa mniejszą rolę silnie zależą wzajemnie od siebie Produkty pośrednie są potrzebne dla następnych procesów mogą podlegać wzajemnej inhibicji Produkty pośrednie nie mogą się akumulować one-stage process rozwijają się wolno na końcowych etapach Hydroliza jest najszybsza, metanogeneza najwolniejsza biogas digestate

41 Mokra / świeża masa (FM) Sucha masa (DM) Podstawowe określenia - Zawartość suchej masy Woda Masa organiczna (odm) [% FM or % DM ] Masa nieorganiczna (minerały)

42 Podstawowe określenia Czas retencji Czas retencji (aktywności) HTR HTR [dni] = objętość robocza VR / dzienny wkład substratów V VR - [m3] V - [m3/dobę] VR = Objętość zbiornika - Objętość zbiornika gazu

43 Podstawowe określenia Obciążenie objętościowe Przykład obliczenia obciążenia objętościowego B R substrat ilość odm (smo) odm odm [ton/rok] %FM (swiezej masy) [t/rok] [kg/d] gnojowica bydlęca % odpady zwykłe % gnojówka kurza sucha % odpady tłuszczowe % SUMA odm (smo) sucha masa organiczna Czyli: dzienny wkład substancji organicznych = 1926 kg/dobę Przy objętości zbiornika 800 m 3 B R = 1926 / 800 = 2,41 [kg odm (smo) / (m 3 * dzień)]

44 produktywność instalacji [m3 gazu /(m3 zbiornika *dzień)] sprawność wykorzystania biomasy [m3 gazu /kg odm] Podstawowe zależności B R i HTR Krytyczne wartości B R i HTR Czas retencji hydraulicznej HTR [dni] Wartość krytyczna HTR i B R Obciążenie objętościowe B R [kg odm/(m3*d)]

45 Podstawowe zależności odory i HTR Redukcja odoru w funkcji czasu retencji HTR stężenie względne [%] czas retencji HTR [dni]

46 O energii w gospodarstwie rolnym 7 kw 3 kw Zużycie energii elektrycznej w wybranym okresie pomiarowym (sierpień listopad) ok.2800godz. źródło:ozerise.pl/

47 O energii w gospodarstwie rolnym Dobowa zmienność zużycia energii w gospodarstwie a samowystarczalność Zużycie energii elektrycznej w wybranym okresie pomiarowym (jedna doba, gosp. mleczarskie) źródło:ozerise.pl/

48 O energii w gospodarstwie rolnym Dobowa zmienność zużycia energii w gospodarstwie a samowystarczalność Zużycie energii elektrycznej w wybranym okresie pomiarowym (jedna doba) źródło:ozerise.pl/

49 O energii w gospodarstwie rolnym źródło:ozerise.pl/

50 O energii w gospodarstwie rolnym Cena, koszt, ekonomia z punktu widzenia prosumenta (inwestora) Całkowity koszt energii elektrycznej zakupionej z sieci ~0,50 zł/kwh + VAT Koszt samej energii czynnej ~0,30 zł/kwh + VAT Cena sprzedaży energii <10kW ~0,70 zł/kwh - CIT Cena sprzedaży energii >10kW ~0,17 zł/kwh - CIT Zasady rozliczania energii wytworzonej są chwilowo niepewne, ale czekamy na nowelizację Ustawy OZE

51 O energii w gospodarstwie rolnym kw

52 O energii w gospodarstwie rolnym kw

53 O energii w gospodarstwie rolnym kw

54 O energii w gospodarstwie rolnym Instalacja 40 kw zużycie własne kwh/rok produkcja z biogazowni kwh/rok stopień wykorzystania na miejscu 50% cena uniknięty pobór kwh/rok 0,50+VAT zł/kwh wolumen sprzedany w net-meteringu kwh/rok 0,30+VAT zł/kwh wolumen pobrany w net-meteringu kwh/rok -0,20+VAT zł/kwh wolumen sprzedany do sieci kwh/rok 0,17-CIT zł/kwh wolumen zakupiony z sieci kwh/rok wg interpretacji MG 2015 Czekamy na nowelizację Ustawy OZE zakład energetyczny 2 razy 0,20 zł/kwh 0,30-0,17=0,13 zł/kwh

55 O dodatkowych zyskach Suszenie siana, zbóż, etc. Dodatkowy zysk

56 O dodatkowych zyskach Suszenie pofermentu - nawóz Dodatkowy zysk

57 O dodatkowych zyskach

58 Zalety i cele technologii biogazu 1. Energia Produkcja gazu, elektryczności i ciepła 2. Wartości nawozowe Zmniejszenie efektu wypalania roślin Większa płynność, łatwiejsze pompowanie Poprawia się kompatybilność zastosowania w zależności od gatunku roślin Obniżenie zdolności kiełkowania nasion chwastów Łatwo przyswajalny nawóz 1. Wartości środowiskowe Zmniejszenie odorów Redukcja emisji metanu i amoniaku Redukcja wypłukiwania azotanów Redukcja patogenów Recykling pozostałości organicznych Unikanie podłączenia kanalizacji na obszarach oddalonych

59 O rynku krajowym Mikrobiogazownia rolnicza w Studzionce, Moc kogeneratora: 30 kwe Źródło: dr inż. Alina Kowalczyk-Juśko

60 O rynku krajowym Mikrobiogazownia kontenerowa (Instytut Maszyn Przepływowych + Politechnika Śląska) Źródło: dr inż. Alina Kowalczyk-Juśko

61 O rynku krajowym Mikrobiogazownia kontenerowa ITP/o. Poznań (producent Mega Bełżyce), Moc 4-9 kwe Źródło: dr inż. Alina Kowalczyk-Juśko

62 O rynku krajowym Belgijski Biolectric i SOLAR Naturalna Energia, Moc 40 kwe

63 Praktyczne aspekty inwestycji Praktyczne aspekty Przygotowanie inwestycji Strona techniczna biznesowa formalna Czas potrzebny na przygotowanie inwestycji Praktyczne aspekty Realizacja inwestycji Najważniejsze zadania z ich podziałem Czas potrzebny na realizację inwestycji Praktyczne aspekty Eksploatacja Klucz to stały monitoring i sterowanie Dobra praktyka w zakresie eksploatacji Najważniejsze zadania z ich podziałem Źródło:

64 Praktyczne aspekty inwestycji na przykładzie technologii monosubstratowej Monitoring przez internet Zbiornik m³ m Vergster Prąd Ciepła woda Zgarniacze : 60 krów Ruszt : 100 krów nawóz out : 4-32m³/dzień gnojowica: { Pełna podłoga: 4-16 m³/dzień Ruszta: 8-32 m³/dzień kanał Źródło:

65 Praktyczne aspekty inwestycji na przykładzie technologii monosubstratowej Zalety technologii monosubstratowej dla mikroskali! Możliwość zastosowania jednostopniowej fermentacji (cztery w jednym) Możliwość skalowania w niskich progach mocy z zachowaniem atrakcyjności cenowej Możliwość zautomatyzowania procesów eksploatacji, zwłaszcza zasilania i opróżniania fermentatora Prosta obsługa po stronie Rolnika i zdalne sterowanie złożonymi procesami po stronie Dostawcy Z reguły niższy koszt substratu (często odpad) na ogół dostępnego w jednym gospodarstwie Wady technologii monosubstratowej! Ograniczony asortyment stosowanych mono-substratów np. substrat od 9 do 12% zawartości suchej masy w tym ok. 70% masy organicznej Niższa wydajność biogazowa monosubstratu w porównaniu do ich wielosubstratowych kompozycji np. technologia NAWARO: gnojowica z kiszonkami Źródło:

66 Praktyczne aspekty przygotowanie inwestycji A. Strona techniczna - dobór wielkości mikrobiogazowni: Dopasowana do ilości dostępnego substratu (np. ilości krów mlecznych i sposobu hodowli) Dopasowana do jakości posiadanego substratu (związek ze sposobem żywienia, mlecznością krów, strukturą stada, skalą użycia chemii ) Dopasowana do wielkości zużycia energii w gospodarstwie (optymalizacja zużycia na potrzeby własne) UWAGA- ZAWSZE PRZED DECYZJĄ O SKALI INSTALACJI NALEŻY ZBADAĆ W LABORATORIUM JAKOŚĆ MONOSUBSTRATU zawartość suchej masy i suchej masy organicznej oraz zdolność biogazową, zawartość metanu w biogazie i ph Źródło:

67 Praktyczne aspekty przygotowanie inwestycji A. Strona techniczna - dobór wielkości mikrobiogazowni: Źródło:

68 Praktyczne aspekty przygotowanie inwestycji A. Strona techniczna - wybór usytuowania mikrobiogazowni: Lokalizacja zawsze na terenie gospodarstwa, ale z optymalnym dystansem do: ujęcia gnojowicy miejsca odprowadzenia pofermentu punktu przyłączeniowego ee miejsc odbioru ciepła przyłącza internetowego ujęcia wody użytkowej zabudowań gospodarczych Źródło:

69 Praktyczne aspekty przygotowanie inwestycji B. Strona biznesowa - ocena opłacalności inwestycji i montaż finansowy: Okres zwrotu i sposób finansowania zawsze jest powiązany: ze skalą i strukturą zużycia energii elektrycznej oraz ciepła z taryfami zakupu energii elektrycznej i kosztami opału z dostępnością substratu i jego jakością z wyborem konkretnego źródła finansowania i współfinansowania z doborem Produktu i Dostawcy, czyli ceną urządzenia i kosztami bieżącej eksploatacji + wiel innych czynników jak np. polityka Państwa w zakresie OZE Źródło:

70 Praktyczne aspekty przygotowanie inwestycji B. Strona biznesowa - ocena opłacalności inwestycji i montaż finansowy: Na tym etapie należy jednoznacznie odpowiedzieć sobie na podstawowe pytania: 1. Jaką ilością i jakością substratu dysponuję? Czy muszę go wzbogacać np. serwatkami lub dowozem gnojowicy z innego gospodarstwa? 2. Ile godzin rocznie może wydajnie pracować instalacja biogazowa czyli ile wyprodukuje energii i przy jakich kosztach eksploatacyjnych? 3. Jak wygląda taryfa i struktura zużycia energii w gospodarstwie: ile wyprodukowanej energii zużyjemy na potrzeby własne, ile skompensujemy z poborem, a ile odsprzedamy? Źródło:

71 Praktyczne aspekty przygotowanie inwestycji B. Strona biznesowa - ocena opłacalności inwestycji i montaż finansowy: 4. Ile ciepła jesteśmy w stanie wykorzystać, a ile musimy wydmuchać w powietrze? 5. Czy produkt mieści się w programach dotacyjnych (np. generuje w sposób pewny określoną ilość skojarzonej energii i daje oczekiwany efekt ekologiczny)? 6. Czy cena pełnego rozwiązania i związany z tym nakład własny mieści się w możliwościach finansowych? 7. Czy dostawca przewiduje harmonogram finansowania dopasowany do źródeł finansowania? Źródło:

72 Praktyczne aspekty przygotowanie inwestycji B. Strona biznesowa - ocena opłacalności inwestycji i montaż finansowy: 8. Czy dostawca zapewnia kompleksowość obsługi procesu: od zaprojektowania, przez pozyskanie współfinansowania, dostawę, montaż i uruchomienie oraz formalne przyłączenie i bieżące sterowanie mikroinstalacją? Czyli czy nie ma ukrytych nakładów i kosztów? Źródło:

73 Praktyczne aspekty przygotowanie inwestycji C. Strona formalna - w zakresie prawa budowlanego: Zakres procedury uzależniony jest od odpowiedzi na zasadnicze pytanie: Czy jest to budowla? Czy jest to urządzenie? - poywolenie na budowę, czy zgłoszenie? Decyzja zawsze należy do urzędnika a tu co powiat i co gmina to inna praktyka C. Strona formalna - w zakresie prawa środowiskowego: Brak konieczności wykonywania analizy oddziaływania na środowisko. W praktyce, należy jednak zwrócić się do wójta o wydanie właśnie takiej decyzji tj. o braku konieczności wykonywania analizy. Decyzja jest automatyczna, gdyż mikroinstalacja biogazowa wpięta jest w istniejący cykl produkcyjny i działamy w ramach aktualnych pozwoleń i decyzji środowiskowych. Źródło:

74 Praktyczne aspekty przygotowanie inwestycji C. Strona formalna - w zakresie prawa energetycznego: W pełni korzystamy z praw i przywilejów prosumenta użytkownika instalacji o mocy do 40 kw C. Strona formalna - w zakresie procedury finansowania: 99% potencjalnych inwestorów chce skorzystać ze wsparcia finansowego. W zależności od programów (RPO, WFOŚiGW, inne) konieczne jest opracowanie wniosku dotacyjnego zawierającego szereg analiz, w tym: określenie poziomu efektu energetycznego i ekologicynego, biznesplanu lub tylko analizy finansowej, a w szczególnych przypadkach studium wykonalności projektu Źródło:

75 Praktyczne aspekty przygotowanie inwestycji Czas przygotowania inwestycji: Proces decyzyjny Rolnika o rozpoczęciu inwestycji zależy od osobowości - X tygodni Pozyskanie decyzji budowlanych, środowiskowych od 5 do 15 tygodni Badanie jakości biogazowej substratu do 5 tygodni Opracowanie dokumentacji technicznej, finansowej i dotacyjnej do 8 tygodni Procedura dotacyjna do 20 tygodni Ustalenie warunków dostawy do 2 tygodni Źródło:

76 Praktyczne aspekty realizacja inwestycji Podstawą sprawnej realizacji jest mądry, realny podział zadań pomiędzy Rolnika a Dostawcę Źródło:

77 Praktyczne aspekty realizacja inwestycji Najważniejsze zadania z ich podziałem: Optymalne ustalenie lokalizacji mikrobiogazowni i wytyczenie przebiegu tras przyłączeń - wspólnie Rolnik i Dostawca Wykonanie utwardzonej podstawy (ławy fundamentowej) pod posadowienie mikrobiogazowni Rolnik w oparciu o dostarczone przez Dostawcę projekty (plany, rysunki) Źródło:

78 Praktyczne aspekty realizacja inwestycji Najważniejsze zadania z ich podziałem: Zapewnienie drogi dojazdowej na miejsce instalacji i placu dla jednoczesnej pracy dźwigu i dużego samochodu ciężarowego - Rolnik Wykonanie wykopów pod położenie przyłączy Rolnik na podstawie map i rysunków dostarczonych przez Dostawcę Dostawa wszystkich komponentów na miejsce instalacji Dostawca Źródło:

79 Praktyczne aspekty realizacja inwestycji Najważniejsze zadania z ich podziałem: Ustawienie jednostki CHP (kontenera) i montaż reaktora - Dostawca Ułożenie i montaż kabli i rurociągów w wykopach oraz pomp w kanale gnojowym - Dostawca Wykonanie podłączeń: gnojowica, poferment, energia ee, ciepłociąg, internet, woda - Dostawca Źródło:

80 Praktyczne aspekty realizacja inwestycji Najważniejsze zadania z ich podziałem: Ustawienie parametrów i uruchomienie procesów - Dostawca Przeszkolenie użytkownika w zakresie eksploatacji Dostawca Zasypanie wykopów, niwelacja gruntu, ewentualne wykonanie ogrodzenia - Rolnik Dowóz pierwszego wsadu pofermentu z innej biogazowni (zaszczepienie bakterii) - Rolnik Uroczyste otwarcie - RAZEM Źródło:

81 Praktyczne aspekty realizacja inwestycji Czas realizacji inwestycji: Pierwsze uruchomienie: tygodni od podpisania umowy, w tym Czas produkcji urządzeń: do 12 tygodni Czas wykonania podłoża do posadowienia i wykopy pod infrastrukturę: do 1 tygodnia Czas montażu i pierwszego uruchomienia do 1 tygodnia Osiągnięcie pełnej wydajności produkcji okres rozruchu: od 10 do 30 tygodni, a zależy to od : Ilości i jakości substratu. Pierwszego wsadu fermentacyjnego Przestrzegania reżimów technologicznych Źródło:

82 Praktyczne aspekty eksploatacja biogazowni Kluczowy jest stały monitoring i bieżące sterowanie, bowiem poprawna fermentacja metanowa monosubstratu wymaga stałego kontrolowania wielu parametrów: Źródło:

83 Praktyczne aspekty eksploatacja biogazowni Regulowanie cykli zasilania i opróżniania reaktora Regulowanie cykli mieszania substratu w reaktorze Kontrola i regulacja temperatury fermentacji Kontrola i regulacja napowietrzania reaktora Kontrola poziomu i ciśnienia gazu Kontrola poziomu H 2 S Kontrola pracy silników i generatorów Kontrola okresów konserwacji itd. Źródło:

84 Praktyczne aspekty eksploatacja biogazowni Dobra praktyka w zakresie eksploatacji: Wyposażyć instalację w elektroniczne układy zdalnego sterowania zależy od wyboru produktu i Dostawcy Zapewnić stały, zdalny monitoring i sterowanie przez wyspecjalizowany podmiot Wyodrębniony Operator - najlepiej zespół Dostawcy, jeżeli taka usługa jest oferowana Przeszkolić przynajmniej 2 osoby w zakresie bieżącej eksploatacji na miejscu w gospodarstwie Przekazać Rolnikowi do użytkowania panel monitorujący parametry pracy mikrobiogazowni, zwłaszcza chwilową wielkość produkcji ee oraz powiadomienia o błędach Źródło:

85 Praktyczne aspekty eksploatacja biogazowni Dobra praktyka w zakresie eksploatacji: Zapewnić pierwszą i drugą linię serwisową Dokonywać bieżących, regularnych czynności konserwacyjnych najlepiej Rolnik Utrzymywać względnie stałe parametry żywieniowe bydła Ograniczyć stosowanie inhibitorów i odseparować wodę bezwzględnie Rolnik Przynajmniej raz dziennie poświęcić ok. 10 minut na zajrzenie do instalacji bezwzględnie Rolnik Źródło:

86 Rolnik: Praktyczne aspekty eksploatacja biogazowni Dobra praktyka w zakresie eksploatacji: Regularna wymiana: oleju, filtra oleju, świec Okresowa wymiana: pasków napędowych, filtra węglowego H 2 S W zależności od potrzeb: przepłukanie zaworów, przeczyszczenie rur gazowych, utrzymanie porządku Operator: Stale: monitorowanie i sterowanie parametrami pracy mikroinstalacji + wsparcie pierwszej linii serwisowej Okresowe: przeglądy konserwacyjne Planowane: wymiany komponentów np. silnik, pompa itp. Incydentalne: naprawy uszkodzonych lub wyeksploatowanych elementów Źródło:

87 Praktyczne aspekty eksploatacja biogazowni Dobra praktyka w zakresie eksploatacji: Producent/dostawca: Kilkuletnia: obsługa gwarancyjna Stałe: zapewnienie drugiej linii serwisowej Okresowe: dostawy materiałów eksploatacyjnych Optymalne rozwiązanie: Stała, odnawiana corocznie umowa kompleksowego maintenance, zawierająca monitoring, sterowanie, dostawy materiałów eksploatacyjnych, bieżące naprawy i konserwacje Źródło:

88 Dziękuję za uwagę!

89 Dziękuję za uwagę! Opracował: Marek Amrozy Adres: ul. Świętokrzyska Warszawa Tel: (22)