ELECTRA - polska innowacyjna, bezodorowa i bezodpadowa bioelektrownia Konferencja LOKALNA POLITYKA ENERGETYCZNA PROSUMENCKIE (INTELIGENTNE) ROZWIĄZANIA DLA SAMORZĄDU TERYTORIALNEGO - nowe technologie w gospodarce energetycznej Sosnowiec, 5 czerwca 2013
Wszystkie spośród 33 działających dzisiaj w Polsce bioelektrowni (biogazowni) oparte są o niemiecką technologię NaWaRo lub jej technologiczne hybrydy. Zasada funkcjonowania tych bioelektrowni polega na przefermentowaniu w komorze fermentacyjnej przygotowanych substratów organicznych (kiszonek roślinnych oraz biomasy pochodzenia zwierzęcego), odbiorze biogazu oraz zmagazynowaniu przez okres pół roku ciekłego osadu pofermentacyjnego (pofermentu), w celu wylania go jako doskonałego materiału nawozowego na pola w okresach które dopuszcza ustawa nawozowa (wiosna i jesień).
Klasyczna bioelektrownia w technologii NaWaRo (LimnoTec) 2 3 1 1. Komory fermentacyjne 2. Komora dogazowania 3. Zbiorniki na osad poferemntacyjny (poferment)
W roku 2012 zgłoszono do Urzędu Patentowego polskie rozwiązanie technologiczne, które w istotny sposób różni się od innych technologii i stanowi w opinii nie tylko polskich znawców tematu, jedno z najlepszych rozwiązań tego typu w Europie. Jest to bezodorowa i całkowicie bezodpadowa bezbioelektrownia i biogazownia ELECTRA opracowana przez zespół Konsorcjum Projektowo Wykonawczego EKOENERGIA Kolonia Pozezdrze TERMO-KLIMA MK Katowice
Bioelektrownia ELECTRA, obiekt pilotażowy w Żyrardowie
W bioelektrowni ELECTRA proces fermentacji mezofilowej jest jednoetapowy, dzięki czemu obiekt nie posiada zbiorników dogazowujących. Finalnymi produktami procesu wygazowania substratów są: energia elektryczna i granulowany nawóz organiczny, co powoduje, że w bioelektrowni ELECTRA nie ma zbiorników magazynowych na poferment. Osad pofermentacyjny bezpośrednio po wyprowadzeniu z komory fermentacyjnej przechodzi na linię produkcji granulowanego nawozu, gdzie jest uszlachetniany, suszony, granulowany i konfekcjonowany. Istotnymi elementami wyróżniającymi bioelektrownię ELECTRA od innych rozwiązań znanych w energetyce biogazowej (poza produkcją nawozu) jest zastosowanie na etapie przygotowania substratów mikronizera a w procesie kontroli utrzymania substratów w komorze feremntacyjnej w stanie mieszaniny jednorodnej przemysłowego tomografu komputerowego
Mikronizer schemat mikronizera hydraulicznego (patent prof. M. Mazurkiewicza) z jednoczesną istotną poprawą parametrów jakościowych otrzymanego biogazu. Przykładowo całkowity czas wygazowania korzenia buraka energetycznego po mikronizacji wynosi około 40 godzin (kukurydza normalnie 45-60 dni. rozdrabnia substrat na cząsteczki wielkości 10 µ do 750 µ, rozbijając lub w znacznym stopniu destabilizując błony komórkowe w nie mniej niż 95% komórek substratu. Pozwala to na zwiększenie powierzchni substratu kilkusetkrotnie a tym samym na znaczące (nawet do 60%) skrócenie czasu wygazowania zmikronizowana kukurydza
Przemysłowy tomograf komputerowy gwarantuje pełną kontrolę przebiegu procesu mieszania substratów w komorze fermentacyjnej i utrzymania go przez cały czas fermentacji w stanie mieszaniny jednorodnej. Wgląd we wnętrze komory fermentacyjnej pozwala na natychmiastową ingerencję operatora w przypadku stwierdzenia jakichkolwiek nieprawidłowości.
Przemysłowy tomograf komputerowy gwarantuje pełną kontrolę przebiegu procesu mieszania substratów w komorze fermentacyjnej i utrzymania go przez cały czas fermentacji w stanie mieszaniny jednorodnej. Wgląd we wnętrze komory fermentacyjnej pozwala na natychmiastową ingerencję operatora w przypadku stwierdzenia jakichkolwiek nieprawidłowości. Możliwość stałej kontroli procesu mieszania oraz interwencji w przypadku np. sedymentacji substratów, pozwala w istotny sposób wpłynąć na czas wygazowania i jakość nawozową pofermentu.
Wszystkie zastosowane innowacyjne rozwiązania (obok mikronizera i przemysłowego tomografu komputerowego): mieszadło szczelinowe, podgrzewanie substratu poza komorą fermentacyjną w wymiennikach ślimakowych wpływają na skrócenie czasu wygazowania o około 50%, co ma istotne przełożenie na czas budowy oraz w mniejszym stopniu na koszty realizacji. Wymienniki ślimakowe do Podgrzewania substratu przed wprowadzeniem do komory fermentacyjnej
Produkcja granulowanego i uszlachetnianego nawozu organicznego, który po zapakowaniu stanowi wartościowy produkt handlowy zmienia w istotny sposób ekonomikę przedsięwzięcia właściciele projektowanych bioelektrowni wbrew panującemu trendowi nie utyskują na spadki cen zielonych certyfikatów w bioelektrowni ELECTRA stanowią one cenny, ale zawsze dodatek do przychody ze sprzedaży energii czarnej i nawozu. Dodatkiem też będą wszelkie rekompensaty za wysokosprawną kogenerację, jako że całe ciepło wyprpdukowane przez agregaty kogeneracyjne wykorzystane jest na miejscu do procesu technologicznego i do produkcji nawozu.
Prasa Bellmer, odwodniony osad i nawóz z próbnej partii
Obserwując europejskie trendy produkcji biogazu, można bez większych obaw założyć, że w warunkach polskich największą ilością produkowanego w najbliższych latach biogazu będzie biogaz rolniczy wytwarzany w bioelektrowniach i biogazowniach pracujących w oparciu o celowe uprawy roślin energetycznych oraz o odpady poprodukcyjne przemysłu rolno spożywczego, hodowlę zwierząt oraz przeterminowaną i pozajakościową żywność
Potencjał biomasy oraz ilości bioelektrowni w Polsce i Niemczech 33 7.914
Wychodząc naprzeciw społecznym oczekiwaniom, jak również zobowiązaniom podjętym przez Polskę ujętych w pakiecie 3 x 20, Konsorcjum Projektowo Wykonawcze Ekoenergia Termo-Klima MK Powołało spółkę BIOELEKTROWNIE ŚWIĘTOKRZYSKIE MK która na terenie województwa świętokrzyskiego realizuje 8 bioelektrowni oraz 2 biogazownie, w tym aktualnie największą bioelektrownię o mocy 9,6 MW w Rzędowie w gminie Tuczępy (powiat Busko Zdrój). Inwestycja ta realizowana jest w ramach Programu Inwestycyjno Naukowego Rzędów w którym obok bioelektrowni w obrębie jednej gminy powstanie Świętokrzyski Park OZE z bioelektrownią, elektrownią wiatrową (18 MW w tym jeden wiatrak jako wieża widokowa), dwoma elektrowniami słonecznymi (10 i 4 MW), mikroelektrownią wodną (30 kw) i najprawdopodobniej elektrownią geotermalną. Bioelektrownie Świętokrzyskie MK są pomysłodawcą i koordynatorem Programu, przy którym powołano Naukowy Zespół Konsultacyjny, którym kierują prof. Jan P{opczyk i prof. Józef Szlachta. Inwestycja realizowana jest pod honorowym patronatem Marszałka Województwa Świętokrzyskiego Adama Jarubasa, przy aktywnej pomocy i wsparciu przedstawicieli miejscowych władz wszystkich szczebli.
Kolejnym przedsięwzięciem które realizowane jest na zlecenie jednego z polskich inwestorów przez Bioelektrownie Świętokrzyskie MK jest budowa w latach 2013 2018, 35 bioelektrowni o mocy 105 MW, przy czym wszystkie bioelektrownie będą miały taką samą moc elektryczną (3 MW ) i zlokalizowane zostaną na terenie województwa świętokrzyskiego. Inwestycje uzyskały akceptację Urzędu Marszałkowskiego, który na bieżąco informowany jest o postepie działań i prac. Kilkanaście gmin zgłosiło się do strategii Samowystarczalność energetyczna gmin gwarancją bezpieczeństwa energetycznego Polski realizowanej na terenie województwa świętokrzyskiego przez Bioelektrownie Świętokrzyskie, przy czym władze gminy Koprzywnica wystapiły do PGNiG o zwrot przekazanej mu w katach 80 tych, wybudowanego przez mieszkańców gminy gazociągu. Gmina postanowiła wybudować biogazownię i produkować na własne potrzeby biometan, wykorzystując potencjał energetyczny miejscowego rolnictwa. Wszystkie bioelektrownie i biogazownie budowane przez Bioelektrownie Świętokrzyskie MK Sp. z o.o. realizowane będą w technologii ELECTRA
Elementarną zasadą którą muszą bezwzględnie przestrzegać producenci biogazu rolniczego w Polsce jest: zdecydowane niedopuszczenie do monokultury uprawy którejkolwiek z roślin energetycznych
Dlatego Konsorcjum Projektowo Wykonawcze EKOENERGIA TERMO-KLIMA MK we współpracy z Instytutem Hodowli i Aklimatyzacji Roślin PAN w Radzikowie (dr inż. Danuta Martyniak, oraz Uniwersytetami przyrodniczymi w Lublinie (dr inż. Alina Kowalczyk Juśko i Poznaniu (dr inż. hab. Jacek Dach) prowadzi na szeroką skalę badania nowych roślin energetycznych, które w znaczący sposób rozszerzą paletę materiału roślinnego przeznaczonego na uprawy. Już dziś dzięki tym badaniom zmienił się w istotny sposób POLSKI KATALOG ROŚLIN ENERGETYCZNYCH.
1. Burak energetyczny (Beta vulgaris var. Saccharifera) 2. Perz wydłużony zbitokępkowy (Agropyron elongatum) 3. Słonecznik bulwiasty - topinambur (Helianthus tuberosus)
4. Igniscum (Igniscum Candy) 5. Malwa pastewna (Maha verticillata) 6. Sylfia rożnik przerośnięty (Silphium perfoliatum L.)
7. Proso rózgowe(panicum virgatum Linn.) Jeden z gatunków traw najdokładniej opracowanych pod kątem przydatności na cele bioenergetyczne 9. kukurydza(zea mays) 8. Lianka, licznik siewny, rydz (Camelina sativa [L.] Crantz.)
To tylko część roślin którymi zajmują się obecnie współpracujący z nami polscy naukowcy. Płaszczyzna ich badań jest bardzo szeroka dotyczy nie tylko poziomu wygazowania substratu i zawartości w biogazie metanu, ale także całokształtu agrotechniki w celu jak najefektywniejszej uprawy oraz całości aspektów nawozowych pod kątem wykorzystania osadu pofermentacyjnego, jako pełnowartościowego nawozu organicznego. Badania obejmują obecnie również takie rośliny jak: ślazówka turyngska (Lavathera thuringiaca L.), szarłat (Amaranthus caudatus L.), palczatka Gerarda (Andropogon gerardii Vitm.), stokłosa uniolowata (Bromus carinathus), mozga trzcinowa(phalaris arundinacea L.), owsik wyniosły (Arrhenatherum elatius),kłosówka miękka (Holcus Mollis L.) czy krwiściąg lekarski (Sanguisorba officinalis)
Wprowadzone w bioelektrowni ELECTRA innowacyjne rozwiązania technologiczne plasują ją wśród najlepszych tego typu rozwiązań na świecie, gwarantując jednocześnie jeden z najlepszych wskaźników rentowności. Koszt 1 MW zainstalowanej mocy elektrycznej Bioelektrownia ELECTRA wynosi około 4 mln, przy czym obejmuje on bioelektrownię właściwą, linię produkcji nawozu, mikrooczyszczalnię wody nadosadowej oraz instalację odsiarczania biogazu. Prosty czas zwroty kosztów inwestycji (SPBT) bez dofinansowania i jakiegokolwiek wsparcia wynosi w warunkach polskich: 5 6 lat
Kompleksową realizacją inwestycji zajmuje się właściciel zastrzeżonego wzoru użytkowego: Konsorcjum Projektowo Wykonawcze EKOENERGIA Kolonia Pozezdrze TERMO-KLIMA Katowice
Dziękuję za uwagę Marek Kurtyka Wojciech Łukaszek Konsorcjum Projektowo Wykonawcze Ekoenergia- Termo-Klima 606 646 424 600 135 708 www.temo-klima.pl www.ekoenergia-oze.pl