Biogazownie rolnicze w krajach Unii doświadczenia z ich budową i eksploatacją. Autor : Ludwik Latocha
Krótki rys historyczny MoŜliwością wytwarzania biogazu w gospodarstwach wiejskich badawczo i praktycznie zainteresowano się w latach 40 ubiegłego wieku. W roku 1947 na Politechnice w Darmstadt opracowano pierwszą komorę fermentacyjną dla małych gospodarstw wiejskich. Okazało się (na co wcześniej zwrócił uwagę Imhoff), Ŝe obornik z pod jednej krowy moŝe dać więcej biogazu niŝ wiele m 3 ścieków w miejskiej oczyszczalni. W roku 1950 zostaje uruchomiona w Allerhoop pierwsza biogazownia rolnicza.
Do roku 1955 powstaje około 50 rolniczych instalacji biogazowych, między innymi biogazownia na terenie gospodarstwa w Klasztorze Benedyktynów w Benediktbeuren, która jako jedna z dwóch przetrwała lata 1972-73
Pozostałe upadająz uwagi na ceny oleju opałowego, które kształtowały się w roku: - 1955 w wysokości ~ 0,20 DM [0.10 Euro] za litr - 1972 w wysokości ~ 0,08-0,10 DM [0,04 0,05Euro] za litr Kryzys paliwowy 1973 wymusza na róŝnych gremiach poszukanie alternatywnych źródeł energii i tu ponownie odkrywa się biogazownie rolnicze. W marcu 1974 roku, Kuratorium Techniki i Budownictwa Rolniczego organizuje szerokąspecjalistycznądyskusjępod tytułem jak aktualny jest biogaz, powstaje wtedy wiele rozwiązańkonstrukcyjnych; między innymi instalacje typu Reusch, gdzie komora fermentacyjna (betonowa, walcowa) umieszczona jest pod posadzką obory.
W 1980 roku było w Bawarii 15 (obecnie powyżej tysiąc), a Badenii- Wuerttembergii 10 biogazowni. W tym czasie wybudowano wiele odmian i wersji instalacji biogazowych; także nieudanych. W latach 1985 do 1990 następuje spadek ilości wznoszonych biogazowni. Przyczyna m.in. niskie ceny energii oraz zróżnicowane dotacje do budowy instalacji w Landach (krajach związkowych). Tak namacalny sygnał i większa świadomość społeczna doprowadza do pierwszej nowelizacji prawa w zakresie odnawialnych energii. Jednocześnie jednostki badawcze wspólnie z uŝytkownikami pracują nad zmianą techniki budowy zbiorników, mieszadeł, magazynowania gazu, urządzeń i układów kogeneracyjnych itp., dając impuls do zauwaŝalnego wzrostu budowanych instalacji. Równolegle następuje zmiana w sposobie udzielania środków pomocowych z dotacji do budowy, na dotacje do produktu finalnego, to jest energii elektrycznej a więc do kwh e.
Kamienie milowe w ustawodawstwie 1990 - Ustawa o obowiązkowym zakupie energii 2000 - Ustawa o energiach odnawialnych; w tym podniesienie i zróŝnicowaniu taryf za energie odnawialne 4000 Ilość biogazowni rolniczych w Nie mcze ch w latach 1990-2007 2004 - nowelizacja ustawy wprowadzenie Bonus`u gratyfikacji do produktu finalnego m.i. za dodawanie roślin energetycznych 2009 - nowelizacja paragrafu 27 dotyczącego cen nominalnych energii odnawialnych i dodatków (dotacji) od rodzaju przetwarzanych substancji i sposobu wykorzystania ciepła. 3500 3000 2500 2000 1500 1000 500 0 1990 1992 1994 1996 1998 2000 2002 2004 2006
Ceny energii odnawialnej stan 2009 Niemcy Moc całkowita źródła do 150 kw 500 kw 5,0 MW Moc elektryczna źródła do 70 kwe 350 kwe 1,0 MWe Euro cent/kwh e Cena podstawowa 11,67 11,25 9,50 Dopłata NAWARO 7,00 7,00 4,13 Dopłata za gnojowicę 4,00 1,60 0,10 Dopłata technologiczna 0,02 0,10 Dopłata za wykorzystanie ciepła 0,42 1,20 1,35 Razem 23,09 21,07 15,18 Austria Moc elektryczna źródła do 250 kwe 500 kwe powyŝej 500 kwe Euro cent/kwh e Cena podstawowa 16,50 14,50 12,50
KRAJ Cena Euro / kwh Cena PLN / 1 kwh (przy załoŝeniu 4,5 PLN / 1 Euro) NIEMCY 0,15 0,23 Euro 0,67 1,04 PLN AUSTRIA 0,125 0,165 Euro 0,56 0,74 PLN Uwagi SŁOWACJA 0,08 do 0,14 Euro 0,36 0,63 PLN zaleŝne od pochodzenia biogazu CZECHY 0,16 Euro 0,72 PLN bez ograniczenia mocy WĘGRY 0,11 do 0,13 Euro 0,49 0,585 PLN zaleŝne od godzin zasilania WŁOCHY 0,18 do 0,30 Euro 0,81 1,35 PLN zaleŝne od POLSKA 0,087 Euro 0,39 PLN pochodzenia biogazu
Najczęściej stosowane substraty w biogazowniach w Niemczech Lp Nazwa substratu Ton na 100 kw 1 Kiszonka kukurydzy 3,194 2 Gnojowica bydlęca 2,210 3 Gnojowica świńska 0,699 4 Kiszonka traw 0,492 5 Kiszonka roślin trawiastych 0,266 6 Obornik bydlęcy 0,144 7 Pomiot kurzy 0,095 8 Odcieki z kiszonek 0,091 9 Ziarno Ŝyta 0,063 10 Ziarno pszenicy 0,038 11 Kiszonka z kolb kukurydzy bez liści 0,037 12 Sorgo 0,027 13 Buraki i liście 0,021 14 Ziemniaki i odpady ziemniaczane 0,018 15 śyto zielone 0,010 16 Koniczyna 0,010 17 Kiszonka prosa 0,009 18 Obornik świński 0,008 19 Słonecznik 0,008 20 Ziarno z kukurydzy 0,002
Średnie wielkości fizyczno - chemiczne zebrane i przebadane na 905-ciu instalacjach biogazowych 1. Komora fermentacyjna 1.572 m3 2. Zbiornik dofermentujący 1.207 m3 3. Zbiornik masy pofermentacyjnej 1.577 m3 4. ObciąŜenie biologiczne objętości komory 4,28 kg smo/m3/d 5. Czas rozpadu 62 dni 6. Całkowity czas rozpadu 114 dni 7. Moc elektryczna generatora 381 kw 8. Średnie obciąŝenie generatora 87 % 9. Ilość godzin pracy przy nom.obciąŝeniu 7.654 w roku 10. Sprawność elektryczna układu 37,7 %
Analityka średnio gram na litr 1. Sucha masa 81,27 2. Sucha masa organiczna 63,33 3. Kwas octowy 1,53 4. Kwas propionowy 0,71 5. Kwas masłowy 0,08 6. Kwas izomasłowy 0,09 7. Kwas walerianowy 0,03 8. Kwas izowalerianowy 0,12 9. Kwas kaprynowy 0,01 Średnia temperatura fermentacji Średnie PH 7,71 41,68 0C
SCHEMAT KOMPLETNEJ INSTALACJI BIOGAZOWNI ROLNICZEJ KISZONKI, ZIELONKI, TRAWY GNOJOWICA, GLICERYNA, TŁUSZCZE MAGAZYN BIOGAZU BIOGAZ AGREGAT KOGENERACYJNY ENERGIA ELEKTRYCZNA SPRZEDAś DO SIECI / NA UZYTEK WŁASNY ODPADY HODOWLANE, OBORNIK ROZDROBNIONA BIOMASA ENERGIA CIEPLNA DO PODGRZEWANIA BIOMASY UKŁAD ZAŁADOWCZY KOMORA FERMENTACYJNA PRZEFERMENTOWAN A BIOMASA ENERGIA CIEPLNA DO WYKORZYSTANIA ZEWNĘTRZNEGO ODPADY GOSPODARSTWA DOMOWEGO ZBIORNIK POFERMENTACYJNY POFERMENTACYJNA BIOMASA DO UśYTKU ROLNICZEGO Autorzy : mgr inŝ. Ludwik Latocha mgr inŝ. Konrad Zwierzchowski PGEE Sp. z o.o. w Katowicach
Przekrój przez budowle instalacji biogazowni rolniczej z widokiem na elementy wewnętrzne.
Biogazownia rolnicza typu PowerRing Moc : 500 kw e 1.Komora fermentacyjna 2.Zbiornik pofermentacyjny 3.Urządzenia załadowcze 4.Stacja pomp
Biogazownia typu dwu zbiornikowego w Heek Moc: 355 kw e Budowa realizowana w dwóch etapach, komory fermentacyjne: 1.206 m 3 Budowa 1-szej komory w 2005 r. Rozbudowa w 2008 r. Zbiornik pofermentacyjny 1.885 m 3
Biogazownia z duŝą przewagą kiszonki z trawy. k/oldenburg`a Dwie komory fermentacyjne po 1.000 m3 + komora dofermentowania 1.000 m3 Zbiornik końcowy 3.000 m3, separacja masy pofermentacyjnej na część stałą i płynną Temperatura pracy komór 48 0 C Zawartośćmetanu w biogazie 53 % Dwa generatory 1-190 kw e 2-347 kw r = 537 kw e średnie obciąŝenie 95 % Dziennie: 31,0 t - kiszonka trawy; 2,8 t kiszonka kukurydzy; 4 m 3 gnojowica bydlęca; 1,6 t uszkodzone (połamane, pogniecione) kolby.
Prato / Prad (Włochy) - gmina turystyczna we Włoszech - 8880 mieszkańców - 15 km 2 powierzchni Biogazownia gminna Dostawcy substratów: 44 małe gospodarstwa 5 restauracji Biogaz przesyłany rurociągiem do centrum energetycznego Odległego ok. 2,5 km. Dzienna produkcja biogazu ca. 2.400 m 3
Biogazownia Wielka Brytania West Dorset Moc 330kWe Substraty: gnojowica bydlęca, pomiot kurzy i odpady z ubojni drobiu
Biogazownia Holandia van de Groep Moc : 2 X 625 kw e Wsad: odpady rzeźnicze, przeterminowane tusze ryb, wyroby cukiernicze, woda i tłuszcze z ubojni itp. Dzienna dawka wsadu 55 ton.
Biogazownia w mleczarni w Wels /Austria Fermentacja serwatki i popłuczyn. Czas zatrzymania ~72h. Moc : 500 kw e Instalacja membranowa do wstępnego usuwania protein
Biogazownia budowana jako dwie wydzielone jednostki (Przykład wykorzystania przepisów prawnych) Nowa nowelizacja prawa będzie sumować moc łączną wszystkich kogeneratorów jako produkcji jednostkowej.
PENKUN NIEMCY (ok. 10 km od Polskiej granicy) Największa biogazownia rolnicza w Europie Moc : 20 MW (kompleks 40 jednostek po 0,5 MW)
Mała biogazownia rolnicza Miejscowość : Studzionka (gmina Pszczyna) / Polska Moc kogeneratora : 30 kw
Przykład BIOGAZOWNI u sąsiadów poza unijnych: Biogazownia w Danii.
Przykład Biogazowni kompaktowej (zespolonej) w Szwajcarii.
Przykład biogazowni przy gorzelni BIOGAZOWNIA PRZY GORZELNI Kogenerator PRĄD CIEPŁO WYWAR BIOGAZ Gorzelnia ETANOL Biogazownia MASA POFERMEN- TACYJNA Kukurydza, żyto, ziemniaki
Dziękuję za uwagę!! Zapraszam do dyskusji!