Co je to bioplyn

Co si konkrétně představit pod pojmem „bioplyn“? A jaký je rozdíl mezi bioplynem a biometanem?

Bioplyn je plyn vyrobený z biologických zdrojů, jako je zemědělský, komunální odpad, který je štěpen biologickými procesy. Nejčastěji se skládá z etanu, oxidu uhličitého, vody a dalších plynů, jako je metan.

Bioplyn může být použit pro výrobu energie stejně jako fosilní paliva. Slouží jako alternativa k fosilním palivům, protože je obnovitelný a žádné uhlíkové emise neprodukuje.

Jak vzniká bioplyn

Bioplyn představuje plyn, který vzniká biologickým rozkladem organických látek v anaerobních podmínkách. Bioplyn je obnovitelným zdrojem energie.

Tento proces nese název anaerobní digesce neboli metanová fermentace. Vlivem tohoto procesu vzniká směs plynů a fermentovaný zbytek organických plynů.

Bioplyn vzniká při anaerobním rozkladu organického materiálu, tedy při procesu, který probíhá bez přístupu kyslíku do anaerobní sféry, kterou bývají zásobníky bioplynu. Tento proces vede ke vzniku metanové směsi, z větší části tvořené metanem a dalšími plyny, jako oxid uhelnatý, oxid siřičitý, oxid uhličitý a dusík.

K vytvoření bioplynu se nejčastěji používají obaly na bioodpad či fermentovatelné biomasy, jako je siláž z obilovin, z kukuřice, z bylin, z listnatých a jehličnatých dřevin, z domácího odpadu nebo z hub. Bioplyn může být také vyroben na bázi kalu, celulózy nebo ligninu. Při tomto procesu dochází k rozkladu organických látek, které produkují plyny a rozpouštědla.

Bioplyn především poskytuje náhradu za fosilní paliva jako je ropa nebo zemní plyn a díky tomu je ideálním řešením pro produkci elektrické energie a tepla.

Bioplyn je surovým plynem produkovaným různými druhy bioplynových stanic či čistírnami odpadních vod. Za bioplyn nelze považovat např. skládkový plyn. Může totiž obsahovat škodlivé látky.

Na rozdíl od biometanu je bioplyn neupravený. Pokud se má v energetice efektivně využívat, je třeba ho očistit, tj. zbavit ho některých složek.

Složení bioplynu

Bioplyn je složený ze dvou základních plynů, kterými jsou metan (60 – 70 %) a oxid uhličitý (30 – 40 %). Dalšími složkami, jež jsou součástí bioplynu v menší míře, jsou dusík, čpavek, sulfan, voda, siloxan atd.

Bioplyn je získáván z přirozeného prostředí sedimentů a mokřad, avšak je také produkovaný v zemědělském prostředí a odpadovém hospodářství.

V zemědělství se pěstují rostliny určené přímo pro energetické účely. Patří mezi ně plodiny olejnaté, lignocelulózové atd. Bioplyn je těžší než vzduch. Jeho výhřevnost se odvíjí podle obsahu metanu. Obecně jde o energetický významnou surovinou s výhřevností pohybující se v rozmezí 18 – 26 MJ/m³.

K čemu se používá bioplyn

Bioplyn se používá především k přímému spalování (výroba tepla), ke kogeneraci (společná výroba elektřiny a tepla), trigeneraci (společná výroba tepla, elektřiny a chladu) a jako pohon pro dopravní prostředky a palivové články. Vtlačený upravovaný bioplyn má uplatnění v plynárenské síti.

K výrobě bioplynu dochází v bioplynových stanicích. Jde o moderní technologická zařízení, u kterých se dbá na jejich ekologičnost. Zpracovávají biomasu.

Bioplyn se může použít v dopravě nazývaný jako bioplynové palivo, které pak může být použito v nákladních vozech nebo osobních vozidlech. Nákladní vozy, které používají bioplynové palivo, mohou mít dvě hlavní výhody při jejich používání. Za prvé, mohou významně snížit emise oxidu uhličitého, zatímco za druhé, budou mít limity emisí škodlivých látek ještě nižší, než současné.

Kromě nákladních vozidel lze také bioplyn používat v osobních vozidlech. Tyto vozy budou schopny využívat bioplynové palivo, aby se přizpůsobily omezeným emisím. Taková vozidla budou produkovat méně oxidu uhličitého a škodlivých látek a bude to prospěšné pro životní prostředí. Tato vozidla budou mít také vyšší výkon než vozy poháněné benzínem nebo naftou.

Bioplynové stanice

Biomasa se využívá jako obnovitelný palivový zdroj pro výrobu elektrické energie. Bioplynové stanice jsou speciální instalace, které využívají biomasu k produkci bioplynu a ten se pak využívá jako zdroj pro výrobu elektřiny. Bioplyn se získá z přírodního, zejména rostlinného odpadu pocházejícího z rostlin s cílem výroby elektřiny.

Stanice využívají komerční bioplynovou technologii, která vhodně kombinuje procesy, jako je procesní kotel, chladicí jednotky, dmychadlové zařízení a čistící zařízení. Tyto procesy jsou navrženy tak, aby vyhovovaly specifickým potřebám bioplynových instalací.

Bioplynové stanice jsou vhodným zdrojem energie pro malé nebo střední provozy. Mohou být nastaveny na různé velikosti a mohou nabízet velké ekonomické výhody při probíhajícím energetickém využívání odpadních biomasy.

Materiál je zpracováván v reaktorech prostřednictvím metanové fermentace. Počet bioplynových stanic v České republice neustále roste.

Na výstavbu bioplynové stanice je možné získat dotaci z Operačního programu Životního prostředí. Dotace může dosáhnout až 40 % výdajů na výstavbu, maximální částkou je však 100 milionů korun.

Dotaci je možné povolit pouze veřejnoprávním subjektům na základě těchto dokladů – projektová dokumentace pro územní rozhodnutí, položkový rozpočet, stanovisko místního krajského úřadu o životním prostředí, stavební povolení, rozptylová studie, doklad o způsobu zajištění paliva a energetického auditu.

V současné době se v České republice nachází přes 150 bioplynových stanic. Ve střední Evropě se Česká republika řadí k největším producentům energie z bioplynu. Během posledních deseti let vzrostl počet bioplynových stanic na jednotlivých farmách devítinásobně.

Bioplynové stanice fungují jako zdroje obnovitelné energie, které umožňují transformovat organickou hmotu, preferovaně hovězí a drůbeží exkrementy, do energie. Během energetického využití se tato bioplynová stanice odpaří, aby se zabránilo znečišťování životního prostředí.

Nejčastěji používanou technikou je anaerobní fermentace, kde se používá kombinace krmiva a kyslíku ve vakuu.

Výsledkem je biometan, který je následně zkapalňován a získaná kapalina se používá jako pohonné médium. Bioplynové stanice v České republice se stále rozrůstají díky novým programům, financovaným EU, které poskytují dotace pro farmáře a podnikatele, kteří investují do těchto bioplynových technologií.

Bioplynové stanice poskytují českým zemědělcům a dalším zainteresovaným stranám zisk z využívání obnovitelných zdrojů energie a zároveň minimalizují produkci skleníkových plynů a snižují vliv eutrofizace ve vodních tocích.

Existují různé bioplynové stanice, které se liší v různých aspektech, především tím, jaký materiál zpracovávají. Podle tohoto kritéria se dělí na:

• zemědělské bioplynové stanice: U nás jsou nejčastější. Zpracovávají především energetické plodiny a statková hnojiva. Najdou se hlavně v areálech zemědělských provozů. Tyto bioplynové stanice jsou nejjednodušší na uvedení do provozu.
• průmyslové bioplynové stanice: Zpracovávají i potenciálně rizikové látky, čemuž je nutné přizpůsobit jejich technologii. Proto jsou zde přísnější legislativní podmínky.

Průmyslové bioplynové stanice jsou zařízení, která využívají anaerobní (bez kyslíku) fermentační procesy k vytváření bioplynu z organických recyklovatelných materiálů.

Vyrábění bioplynu je velmi účinné, neboť jeho vyrobení pomáhá redukovat množství organického odpadu, který je nutné skladovat nebo spálit. Také může být využíván v energetických zařízeních, například k vytápění budov, elektrické energie nebo pohonu motorů.

• komunální bioplynové stanice: Zpracovávají komunální odpad. Jsou zde náročnější technologické podmínky, protože je nutné snížit zápach vstupního materiálu tak, aby neobtěžoval své okolí. Důležité je také zaměřit se na separaci nečistot.

Výroba bioplynu v budoucnu

V budoucnosti se očekává, že bioplyn bude hrát významnou roli ve výrobě energie. Protože paliva na bázi bioplynu jsou obnovitelná a dobře čistitelná, jsou často považována za jedno z nejlepších energetických zdrojů. Kromě toho bioplynové spalovny také vytvářejí větší množství energie než jiná obnovitelná paliva.

Tato možnost byla klíčová při rozhodování mnoha zemí, jakým způsobem budou vyrábět energii ve svých zemích. Kromě toho by se bioplyn mohl stát významným vývozním artiklem v některých zemích. Prodej bioplynu by mohl být vítaným zdrojem příjmů pro země, které dosud nebyly schopny plně využít své rozsáhlé zdroje biomasy. To by byla obrovská výhoda pro ekonomiku.

V budoucnosti by se také mohly vyvinout vysoce účinné technologie na výrobu bioplynu. Nyní existuje celá řada různých technologií pro výrobu bioplynu, avšak ti, kteří se tímto odvětvím zabývají, se shodují, že existují ještě velké prostory pro zlepšení. Pokročilejší technologie by mohly vyvinout efektivnější způsoby zpracování biomasy a zlepšit účinnost celého procesu.