Rozwój rynku biogazu rolniczego w Polsce i Unii Europejskiej

Transkrypt

1 Szansą dla rolnictwa i środowiska - ogólnopolska kampania edukacyjno-informacyjna 26 listopada 2012 r. Rozwój rynku biogazu rolniczego w Polsce i Unii Europejskiej Anna Grzybek, Instytut Technologiczno-Przyrodniczy, oddz.warszawa

2 Plan prezentacji Wprowadzenie Przegląd sytuacji w różnych krajach, Systemy produkcji biogazu, Techniki i technologie, Ekonomia

3 Produkcja energii Redukcja emisji CO 2 Redukcja emisji NH 4 Ograniczenie nawożenia mineralnego Rozproszenie ośrodków produkcji energii Redukcja emisji odorów Różnicowanie źródeł przychodów rolników Rozbudowa infrastruktury technicznej na obszarach wiejskich Niezawodne źródło zaopatrzenia w energię 3

4 biogaz rolniczy biogaz z osadów ściekowych biogaz wysypiskowy źródło: EUROBSERV ER 4

5 Rozwój biogazowni rolniczych w różnych krajach Niemcy: Produkcja energii elektrycznej z kiszonki kukurydzianej, odpadów organicznych i odchodów zwierzęcych. intensywna uprawa dostarcza biomasy na wyprodukowanie Nm 3 CH 4 /ha ponad 5000 biogazowni o zalecanej mocy 500 kw el. Austria: kofermentacja biomasy i skojarzone systemy wykorzystania ciepła i energii (CHP) Dania: biogazownie zespołowe i utylizacja odpadów zwierzęcych Szwecja: kofermentacja roślin energetycznych z gnojowicą, także fermentacja upraw energetycznych i osadów ściekowych oraz wykorzystanie biogazu do zasilania pojazdów 5

6 Rozwój biogazowni rolniczych w różnych krajach Rozwój biogazowni rolniczych w różnych krajach Chiny i Indie: odchody zwierząt i ekskrementy ludzi dają wsad do mln rodzinnych biogazowni, Hodowla 4 sztuk bydła umożliwia pozyskanie biogazu dla jednej rodziny lub instalacja biogazowa o objętości 3 m 3 wystarczy dla jednej rodziny 10% gospodarstw rolnych pozyskuje biogaz z własnych instalacji Czechy rozwój biogazowni na bazie pierwszych inwestycji z lat -80, Litwa, Łotwa, Węgry - kilka działających biogazowni, Ukraina rozwój biogazowni przy współpracy z krajami zachodnimi i Czechami 6

7 Polska W 2011r wytworzono 36,6mln m 3 biogazu, Wyprodukowano 73,43 GWh energii elektrycznej, Wprowadzono do sieci 54,16 GWh, Uzyskano 88,8 GWh ciepła (wykorzystano na własne potrzeby) Zainstalowana moc energii elektrycznej 33,3 MW Zainstalowana moc energii cieplnej 33,1 MW Potencjalni producenci biogazu: posiada powyżej 40 szt. bydła, w grupie gospodarstw powyżej 30ha, uprawa kukurydzy na co najmniej 1ha. Gospodarstw takich jest Rankingu województw: wielkopolskie, z produkcją 9,5 DJP/100 ha UR, mazowieckie - 7,7 DJP/100 ha UR, podlaskie - 5,3 DJP/100 ha 7

8 SUBSTRATY DO PRODUKCJI BIOGAZU odchody produkcji zwierzęcej - obornik, gnojowica rośliny energetyczne - trawy, słoma, kiszonki rośliny jakości niekonsumpcyjnej - zboża, ziemniaki, buraki produkty uboczne przetwórstwa spożywczego - wytłoki, wysłodki, wywar, resztki poubojowe inne odpady organiczne - resztki żywności, produkty przeterminowane 8

9 9

10 Operacje jednostkowe w biogazowni rolniczej Magazynowanie biomasy przeznaczonej do fermentacji Przygotowanie wsadu do komory fermentacyjnej Transport biomasy do komory fermentacyjnej Fermentacja Usuwanie siarkowodoru Magazynowanie biomasy pofermentacyjnej Utylizacja biomasy pofermentacyjnej Magazynowanie biogazu Oczyszczanie biogazu Wykorzystanie biogazu

11 Optymalna wydajność biogazowni Dobre zarządzanie procesem Koncepcja wykorzystania ciepła Wyraźne koszty inwestycyjne Funkcjonalna technika i technologia Energia cieplna: Ogrzewanie komór fermentacyjnych Pokrycie potrzeb własnych Ogrzewanie dla sieci lokalnych Suszarnie, szklarnie, baseny Chłodnie (po zastosowaniu układów absorpcyjnych) Dobra lokalizacja z zasobami biomasy

12 Czechy- historia BIOGAZOWNIA PLANT LUHA Jindřichov, s.h. (1986) BIOGAZOWNIA PLANT Trhový Štěpánov (1993) źródło: Z.Pastorek Biogazownia IBMER w Tworogu k/katowic Archiwum IBMER

13 Technologia biogazowni NAWARO (Nachwachsende Rohstoffe) źródło: BBI ZENERIS NFI SA 13

14 14

15 Charakterystyka reaktorów do produkcji biogazu rolniczego źródło: Cebula J. Lp. Parametr Opis 1. Objętość komory Kilka - kilkudziesiąt tys m 3 2. Temperatura psychofilowa - 25ºC, 3. Liczba stopni fermentacji 4. Zawartość suchej masy 5. Sposób załadowania, (mieszania) mezofilowa 32 38ºC, termofilowa 42-55ºC, jednostopniowe, dwustopniowe, wielostopniowe mokra zawartość suchej masy < 15%, sucha zawartość suchej masy 20 60% ciągły, okresowy, 6. Sposób podawania pompą, przenośnikiem ślimakowym, przenośnikiem taśmowym.

16 Demonstracyjna biogazownia - AGROBIOGAS PROJECT źródło: Z.Pastorek B I O G A S P L A N T K n ě ž i c e CZ

17 Demonstracyjna biogazownia - AGROBIOGAS PROJECT źródło: Z.Pastorek

18 Wykorzystanie przefermentowanego substratu źródło: Z.Pastorek Rozdrabniacz Odpadów ogrodowych Viking GE 220 Prasa do produkcji brykietów HLS 50

19 Brykiety z różnymi proporcjami, źródło: Z.Pastorek

20 MICROTURBINA źródło: Z.Pastorek

21 Scenariusz dla bioenergi w Danii (aktualnie 25 PJ = 3% całkowitego wykorzystania energii, 2011r) 80% słoma zbożowa 27 PJ 80% słoma rzepakowa 4 PJ 75% obornika na biogaz 20 PJ Włóknista frakcja palna 3 PJ Tłuszcze zwierzęce 3 PJ Odpadów poubojowych etc. 3 PJ 100% biopaliwo rzepakowe 5 PJ 50% odłogowanych na rośliny energetyczne 9 PJ 15% pow. upraw zbóż na rośliny energ. 43 PJ 75% z pastwisk 5 PJ Razem 122 PJ = 14%

22 Dania: Faculty of Agricultural Sciences Biogas test facility at Foulum (AARHUS University)

23 Litwa Biogazownia w kompleksie świńskim Vyčia średnioroczna ilość biogazu z 1 м 3 reaktorа 390 м 3 ; średnioroczne ilość energii z 1 м 3 reaktorа 2700 KWh

24 Austria: wstępna obróbka bioodpadów źródło:m. Bauer

25 Austria: system oczyszczania powietrza biofiltry źródło:m. Bauer

26 Austria: przykłady pionowych zbiorników fermentacyjnych źródło:m. Bauer Komora fermentacyjna: Zbiornik betonowy wyposażony w podwójną membranę Izolowany (10 cm) i ogrzewany (temperatura fermentacji C) Wysokość 6 m, średnica 18 m 21 m, pojemność 1400 m m 3

27 Różne systemy mieszania

28 Austria: poziome zbiorniki fermentacyjne

29 Biogaz jako paliwo

30 Austria: przefermentowana frakcja jako organiczny nawóz rolniczy separacja ciał stałych Przechowywanie laguna, zbiornik płynny nawóz

31 Ekonomia dobór pojemności zbiornika fermentacyjnego Specific investment costs CZK. kw e Installed electric output kw e

32 Ekonomia (źródło: Cebula J.2010) Kraj Cena Euro/kWh Uwagi Niemcy 0,15 0,23 Austria 0,125 0,165 Słowacja 0,08 0,14 W zależności od pochodzenia biogazu Czechy 0,16 Bez ograniczenia mocy Węgry 0,11 0,13 W zależności od godzin zasilania Włochy 0,18 0,30 Jak Słowacja Rumunia 0,16 0,19 Polska 0,087

33 Jednostkowe koszty inwestycyjne Założenia Czas eksploatacji, h/rok , Okres amortyzacji, 25 lat, źródło: A. Swietochowski, A Grzybek 2012 Biogazownia o mocy Jednostkowe koszty inwestycyjne netto, zł/kw Jednostkowe koszty inwestycyjne netto, zł/gj 1MWe ,62 1MWe +1,05MWt ,47

34 Jednostkowe koszty eksploatacyjne, zł/kw Biog. o mocy Mater. Wyn. Usługi Podatki, ubezp. Razem 1MWe 85,7 17,1 17,1 3,4 123,5 1MWe + 1,05MWt 41,8 8,4 8,4 1,6 60,2

35 Zestawienie kosztów Biog. o mocy Jedn. koszty inwest., zł/gj Jedn.koszty eksploat. zł/gj Jednostkow e koszty ogółem netto, zł/gj 1MWe 19,62 123,46 143,08 1MWe + 1,05MWt 9,47 60,22 69,69

36 Porównanie kosztów produkcji energii na sprzedaż z wybranych OZE, zł/gj Biog. o mocy Jednostkowe koszty produkcji energii Jedn. ceny sprzedaży energii z OZE Różnica 1MWe 143,1 56,1-86,9 70 Dofinanso wanie cen energii, % 1MWe + 1,05MWt 69,7 40,2-29,5 49

37 DZIĘKUJĘ ZA UWAGĘ Anna Grzybek

38 38