FABbiogas

VÝROBU BIOPLYNU

V POTRAVINÁŘSKÉM A NÁPOJOVÉM PRŮMYSLU

Arthur Wellinger, JAn JAreŠ, eVrOPSKÁ BiOPlYnOVÁ ASOCiACegunther PeStA, AtreS

www.fabbiogas.eu

Výhradní odpovědnost za obsah této publikace nesou autoři. Tato publikace nevyjadřuje nutně názor Evropské unie. EASME ani Evropská unie neodpovídají za možné důsledky plynoucí z použití informací zde obsažených.

Obsah

Předmluva 3

1. SoučasnýstavapotenciálbioplynuvEvropě 4

2. Řešení 63. Nejslibnějšíodvětvípotravinářskéhoanápojového(PN) průmysluprovýrobubioplynu 9

4. VýkonstávajícíchapotenciálníchstanicprovyužitíodpaduzPNprůmyslu 10

5. Základníevaluačníkritéria 12

6. Příležitostiavýzvy 14

7. Nejlepšípostupy 16

Brusel,únor2015

Autoři:ArthurWellingeraJanJareš,Evropskábioplynováasociace,GuntherPesta,Atres

Fotografie:ArthurWellinger,TripleE&M,Švýcarsko(není-liuvedenojinak),iStockphoto(obal)

Rozvržení:SusanneAuer,Rakousko

Autoři děkují za příspěvky poskytnuté následujícími partnery:

FABbiogas

VÝROBU BIOPLYNU

V POTRAVINÁŘSKÉM A NÁPOJOVÉM PRŮMYSLU

Tatopříručkajeurčenakaždému,kdosezajímáovýrobubioplynuz odpadu potravinářského a

nápojového průmyslu (PN průmysl).Zajímavá je zejména pro osoby z PNprůmyslu, společnosti zpracovávajícíodpad, provozovatele bioplynovýchstanic a zákonodárce. Byla vytvořenav rámci projektu FABbiogas Evropskéunie.Partneřiprojektuz6zemípracujína tomto projektu s cílem prosaditodpad z PN průmyslu jako nový aobnovitelnýzdrojprovýrobubioplynu(www.fabbiogas.eu).

Evropský PN průmysl je druhýmnejvětším výrobním sektorem vEU 27, s tržním podílem 12,2 % codo přidané hodnoty. Tento sektorgenerujeobratvevýši917bilionůliber(14,5 % celkového obratu výroby) azaměstnává 4,5 milionů pracovníků(Evropská komise, 2009). Objemodpaduvyprodukovanéhovevýrobnímsektoru (PN průmysl) je 5 % celkovéprodukce(EUROSTAT2006).

Organickýodpadzvýrobníchprocesůobsahuje široce nevyužitý potenciálprovýrobuelektřiny.

Anaerobnídigesceposkytujeslibnoualternativustandardníhoprocesuřízeníodpadů. Mnoho příkladů dobré praxe

ukazuje, že zavedením bioplynovétechnologiedoPNprůmyslujemožnédosáhnoutpodstatnýchekonomickýchiekologickýchúspor.

Základním cílem této příručky jezvýšit informovanosto tomtotématua představit vysoký potenciál odpaduzPNprůmyslujakozdrojeobnovitelnéenergievEvropě.

Následující stránky poskytujíinformace o stavu výroby bioplynu vEvropě,potenciálubioplynuzodpaduPN průmyslu, technických řešenícha výzvách spojených s realizacíbioplynových projektů a příkladechnejlepší praxe týkajících se výrobybioplynuzodpaduPNprůmyslu.

Budete-lipotřebovatdalšíinformace,můžete kontaktovat naše národníkontaktnímístaFABbiogas,kteréVámzdarmaposkytnouporadenskéslužbyohledně výroby bioplynu z odpaduPN průmyslu: www.fabbiogas.eu/en/advisory-services.

Předmluva

Wolfgang Gabauer Project coordinator

1. SOUčASNý STAV A POTeNcIÁL

bIOPLYNU V eVROPě

Vbřeznu2007přijalo27členskýchstátů Evropské unie závazný cíldosáhnoutdoroku2020dvaceti

procentobnovitelnéenergiez celkovéspotřebovanéenergie.Společněsezá-vazkemzvýšitenergetickouúčinnosto20%asnížitemisiskleníkovýchplynůo20%do roku2020vydláždilievrop-ští političtí lídři cestu udržitelnější bu-doucnosti energie pro Evropskou unii.Tytocílezohledňují faktory jakoodliš-ná východiska, potenciál obnovitelnéenergieaekonomickávýkonnostkaždézemě.Podílobnovitelnéenergienacel-kovéenergetickéspotřeběvroce2010a sjednané cíle pro rok 2020 ukazujeobrázek1udanýchšestipartnerskýchzemí.

Bioplyn jepovažovánza jednuzklí-čovýchtechnologiíjakprodosaženícílůčlenskýchstátůEvropskéunievoblastiobnovitelné energie v roce 2020, takprosplněníjejichpovinnostínazákladěevropskélegislativyoodpadech.Evrop-ská směrnice 99/31/ES , o skládkáchodpadů, stanovuje povinné cíle třífá-zové redukce biologicky rozložitelné-hoodpaduodváženéhona skládky. Vporovnánísvýchozísituacívroce1995vyžadujeredukcivevýši25%doroku2006,50%doroku2009a65%doroku2016. Je nutné snížit množství všechdruhůodpadůodváženéhonaskládky.

ČlenskýmstátůmEvropskéuniesetedydoporučuje, aby ke snížení odpadu avedlejších produktů z potravinářskéhoprůmyslu investovaly také do novýchtechnologií na výrobu obnovitelnéenergie.

Závodynavýrobubioplynusepova-žují za jedenznejlepšíchzpůsobů jaksnížit organickou hmotu potravinář-skéhoodpaduazároveňvyrobitobno-vitelnou energii, kterou lze ve většiněpřípadůvyužítprovlastníúčely.Vpřed-chozím projektu Inteligentní energieproEvropuzdůrazňovalavětšinapart-nerských zemí situaci v zemědělskémsektoru.Tatobrožurasevěnujeodpaduz potravinářského a nápojového prů-myslu.

RakouskoV letech 2002 až 2007

vzrostl instalovaný elektrický výkon vRakouskuz15MWel na80MWel, k če-muž došlo v důsledku implementaceprávního zákona o environmentálnívýkonnosti(tarifyvýkupníchcen).VRa-kousku jepřibližně350závodůnavý-robubioplynu,včetněcca64závodůnavýrobubioplynuzodpadu,kterézpra-covávají vedlejší produkty živočišnéhopůvodu. Původním nejběžněji použí-

vaným substrátembyly rmut a malémnožství organic-kého odpadu. Vroce2011všakpře-vládaly substrátyzemědělské, jakokukuřicenebotrav-nísiláž(57%),rmutahnůj(19%)ajinésubstráty jakobioodpad a potra-vinářský odpad(24%) [e-kontrola,2011]. K nárůstucen energetickýchplodin v roce 2007

bohužel došlo v důsledku zvýšenýchprovozníchnákladůnabioplynovésta-nice.Následujícízměnyzákonaoenvi-ronmentálnívýkonnostivedlykesníže-ní tarifů výkupních cen a následnémupoklesu v počtu nových bioplynovýchstanic.

Jakokompenzacerostoucíchnákladůnasurovinybylyvroce2008vRakous-kuudělenydotacenasubstráty.Novelazákonaozelenéelektřiněv roce2012měla zajistit zlepšení rámcových pod-mínek. Veškeré tyto pobídky však bylypřílišmalénato,abybylomožnézahá-jitnovévýstavby.

Česká republika

VČeskérepublicejsouhlavnímitrendyv produkci obnovitelné energie sváže-ní bioplynu z komunálních skládek aaerobní čištění v čističkách odpadníchvod. Výstavbě bioplynových stanic vČeské republice dominují zařízení prozemědělský odpad a speciální ener-getické plodiny. Plánuje se výstavba563 bioplynových stanic, kterých jemomentálně303.Nevšechnyvšakbylyuvedeny do provozu. Ze zprávy Českérepublikyvyplývá,ževsoučasnédobědisponuje více než 20 bioplynovýmistanicemi, které jako substrát využí-vají biologicky rozložitelný komunálníodpad a organický průmyslový odpad.Dvanáct stanic využívá průmyslovéhoodpadu vyprodukovaného pivovary,výrobci potravinových a rostlinnýchproduktů a výrobci krmiv pro zvířata.Dynamický vývoj na trhu s bioplynemje pravděpodobně výsledkem přízni-vé kupní ceny elektrické energie zezemědělských bioplynových stanic ainvestiční podpory ze strukturálníchfondů EU, zejména z operačních pro-gramů Životní prostředí a Podnikání ainovace a programu Rozvoje venkova,a jezároveňhlavníprioritouprogramuECOenergiepodzáštitouMinisterstva

4 |

Obrázek 1: Podíl obnovitelné energie na celkové energetické spotřebě v partnerských zemích

1

SUMMARY REPORT

1. Introduction

This report was written in the frame of the IEE project FABbiogas, which is supported

by the Intelligent Energy Europe. The aim of this report is to give an overview of the

biogas market in six partner countries (Austria, Czech Republic, France, Germany,

Italy, Poland), to compare the potential of renewable energy sources from waste from

the food and beverage industry (FAB), including the identification of the production of

biogas from organic waste, and the untapped potential of organic waste in various

industries of food and beverages and to specify non-technological barriers that hinder

development and use of renewable energy potential in each partner country. The

total land area and population of partner countries are presented in table 1.

Table1. Total area and population of partner countries [1,2,3,4,5,6]

Country Area (km2) Population

Austria 83,855 8,414,638

Czech Republic 78,866 10,513,209

France 640,679 66,616,416

Germany 357,021 80,585,700

Italy 301,338 59,685,227

Poland 312,679 38,186,860

1

SUMMARY REPORT

1. Introduction

This report was written in the frame of the IEE project FABbiogas, which is supported

by the Intelligent Energy Europe. The aim of this report is to give an overview of the

biogas market in six partner countries (Austria, Czech Republic, France, Germany,

Italy, Poland), to compare the potential of renewable energy sources from waste from

the food and beverage industry (FAB), including the identification of the production of

biogas from organic waste, and the untapped potential of organic waste in various

industries of food and beverages and to specify non-technological barriers that hinder

development and use of renewable energy potential in each partner country. The

total land area and population of partner countries are presented in table 1.

Table1. Total area and population of partner countries [1,2,3,4,5,6]

Country Area (km2) Population

Austria 83,855 8,414,638

Czech Republic 78,866 10,513,209

France 640,679 66,616,416

Germany 357,021 80,585,700

Italy 301,338 59,685,227

Poland 312,679 38,186,860

1Dir2009/28/EC;http://eur-lex.europa.eu/legal-content/EN/TXT/PDF/?uri=CELEX:32009L0028&from=EN2http://ec.europa.eu/environment/waste/landfill_index.htm3http://www.biogasin.org/4http://www.e-control.at/portal/page/portal/medienbibliothek5http://www.fabbiogas.eu/en/download

1.SoučasnýstavapotenciálbioplynuvEvropě

Rakousko

Českárepublika

Francie

Německo

Itálie

Polsko

Podíl obnovitelné energie (v % celkové hrubé energetické spotřeby)

průmysluaobchodu.Pobídkyvšakbylykvůliomezenýmfinančnímmožnostemvroce2013přerušenyapozitivnívývojsetakpostupnězastavil.

FrancieVroce2012mělaFrancie

90 zemědělských a 106 průmyslovýchstanic. Padesát osm z nich bylo zalo-ženo na potravinářském a nápojovémprůmyslu.Přesnélokacejsouspolečněs instalovaným elektrickým výkonemněkterých těchto stanic (kW) uvedenyna interaktivních webových stránkách. V roce 2011 představila francouzskávláda několik nových iniciativ na pod-poru vybudování pevného zázemí probioplynveFrancii.Tospočívalovezvý-šenépodpořevýrobybioplynuzkomu-nálního,průmyslovéhoazemědělskéhoodpaduavevyužíváníbioplynupřivý-roběelektřinyateplaadistribucinapříčsítízemníhoplynu.Ztiskovézprávymi-nistraproprůmyslaenergetikuplyne,že se do roku 2020 zvýší podpora nabioplynveFranciinacelkových500mi-lionůeuroročně.CíleFranciejsouambi-ciózní.Doroku2020byse270milionůkubickýchmetrů biometanumělo dis-tribuovatprostřednictvímsítězemníhoplynu.Doroku2020byvýrobaelektřinyzbioplynumělabýtčtyřnásobněvyššíavýrobateplazbioplynusedmkrátvyšší.

NěmeckoNěmecko je lídrem na

trhusbioplynovoutechnologiíajetakénejvětšímvýrobcembioplynuvEvropě(obrázek10).Vícenežpolovinaevrop-ského bioplynu pochází z Německa.Díky štědrým dotacím se obnovitelnáenergie stala ekonomicky atraktivnípro zemědělce, producenty elektřinya místní úřady. Expanzi bioplynovýchstanic podpořila zejména novela zá-kona o obnovitelných energiích v roce2004 a opětovné nastartování v roce2009. V roce 2011 se vNěmecku pro-vozovalo 7.515 bioplynových stanic

s instalovaným elektrickým výkonem3.352 MW, které dodávaly elektřinupřibližně6.5milionůdomácnostívob-jemucca23.000GWh.Německýtrh jevšakodzačátkuroku2012vhlubokémpropadu,cožnutíněmeckýbioplynovýprůmyslzaměřitsvouobchodnístrate-giinacizízeměpřevážněvEvropě,alezároveňivKanaděaČíně.Kpoklesudo-šlopředevšímkvůlipřipravovanénove-lezákonaoobnovitelnýchenergiích (vúčinnostioddubna2014),kterásnížilakompenzačnísazbynabioplynazpřís-nila zákonné podmínky. Vedle sníže-ných tarifů výkupních cen jižněmeckézávody nesmí využívat obsah kukuřicevětšínež60%.Provozovateléjsoudálepovinni používat nejméně 60 procenttepla vyrobeného v CHP na zvýšenícelkové účinnosti. Důsledkem toho sepočetnovýchstanicsnížilucca1.300vroce2011na350vroce2012.Hlavnímisubstrátyprobioplynovéstanicedosudbylyenergeticképlodinyse49%ahnůjse43%.Průmyslovýazemědělskýod-pad se rovnal pouze 1% (hmotnostníprocento) celkových vstupních zdrojů(DBFZ2012).Početbioplynovýchstanicvyužívajících odpad však neustále ros-tevdůsledkutoho,ženoválegislativanesnížila tarify výkupních cen pro od-padové společnosti. V současné doběvyužívá cca 300 bioplynových staniczčástiodpadzPNprůmyslu.Přibližně120 velkých stanic funguje pouze nazákladěodpadu.

ItálieV roce 2012 bylo v Itálii

postaveno855stanicspojenýchseze-mědělskoučinnostívcelkovémobjemu720MWel.Průměrný instalovanývýkonbioplynových stanic je menší než 1MW.Většinaznichfungujepřivýkonu999 KWel, představující limit původněvysokého tarifu výkupních cen. V roce2012 se vygenerovalo 4.620 GWhel, tj.occa35%vícenežvroce2011.Tentorozdíllzepřičítatbioplynovýmstanicímzpracovávajícímpokryvnémeziplodiny,

díkyčemužprodukceelektrickéenergievzrostlaz1.453GWhna2.534GWh.

Početbioplynovýchstanic,kterépo-užívajíproduktyzPNprůmyslu,jeještěnižší. Celkem 79 bioplynových staniczpracováváodpadzPNprůmyslu(5mtun z průmyslu a 1m tunu z jatek) sinstalovanýmvýkonem60MWel.Regio-nální distribuceukazuje, že stanice senacházízejménavseverníchregionech,kde se průmysl soustředí. Pouze 10stanicsenacházína jihuItálie,včetněSicílie(0)aSardinie(1).Asi60%společ-nostízpracovávajícíchodpadzPNprů-myslukombinujedigesciživočišnéhoazemědělskéhoodpadu.

PolskoVsoučasnédobějevPol-

skuvprovozu39stanic.PodleRadymi-nistrůvPolskuseočekává,žedoroku2020 bude postaveno 2.500 bioplyno-vých stanic s celkovým výkonem 980MWel.

V roce 2011 zpracovalo těchto 39bioplynových stanic 469.000 tun vý-chozí suroviny. Více než polovina, tj.277.800 tun, představovala živočišnýodpad; 123.200 tun byly energeticképlodinyapouze68.000tunbylodpadzpotravinářskéhoprůmyslu.Vroce2013sevšak tentopoměrzačalměnit.Vel-mirychlezačalarůstspotřebaodpaduvyprodukovanéhozemědělskýmiapo-travinářskými společnostmi, přičemžsezároveňparalelněsnižovalpodílži-vočišného hnoje a energetických plo-din. Výsledkem toho bylo, že v prvnípolovině roku 2013 zpracovalo oněch39 zemědělských bioplynových stanic750.000 tun substrátu. Devatenáct znich zpracovalo 369.000 tun odpaduzpotravinářskéhoprůmyslu.Pětzde-vatenácti bioplynových stanic používávýhradně odpad z potravinářského anápojovéhoprůmyslu.Mezitytostani-cepatřítřinejvětšíbioplynovéstanicevPolsku.

5

1

SUMMARY REPORT

1. Introduction

This report was written in the frame of the IEE project FABbiogas, which is supported

by the Intelligent Energy Europe. The aim of this report is to give an overview of the

biogas market in six partner countries (Austria, Czech Republic, France, Germany,

Italy, Poland), to compare the potential of renewable energy sources from waste from

the food and beverage industry (FAB), including the identification of the production of

biogas from organic waste, and the untapped potential of organic waste in various

industries of food and beverages and to specify non-technological barriers that hinder

development and use of renewable energy potential in each partner country. The

total land area and population of partner countries are presented in table 1.

Table1. Total area and population of partner countries [1,2,3,4,5,6]

Country Area (km2) Population

Austria 83,855 8,414,638

Czech Republic 78,866 10,513,209

France 640,679 66,616,416

Germany 357,021 80,585,700

Italy 301,338 59,685,227

Poland 312,679 38,186,860

1

SUMMARY REPORT

1. Introduction

This report was written in the frame of the IEE project FABbiogas, which is supported

by the Intelligent Energy Europe. The aim of this report is to give an overview of the

biogas market in six partner countries (Austria, Czech Republic, France, Germany,

Italy, Poland), to compare the potential of renewable energy sources from waste from

the food and beverage industry (FAB), including the identification of the production of

biogas from organic waste, and the untapped potential of organic waste in various

industries of food and beverages and to specify non-technological barriers that hinder

development and use of renewable energy potential in each partner country. The

total land area and population of partner countries are presented in table 1.

Table1. Total area and population of partner countries [1,2,3,4,5,6]

Country Area (km2) Population

Austria 83,855 8,414,638

Czech Republic 78,866 10,513,209

France 640,679 66,616,416

Germany 357,021 80,585,700

Italy 301,338 59,685,227

Poland 312,679 38,186,860

1

SUMMARY REPORT

1. Introduction

This report was written in the frame of the IEE project FABbiogas, which is supported

by the Intelligent Energy Europe. The aim of this report is to give an overview of the

biogas market in six partner countries (Austria, Czech Republic, France, Germany,

Italy, Poland), to compare the potential of renewable energy sources from waste from

the food and beverage industry (FAB), including the identification of the production of

biogas from organic waste, and the untapped potential of organic waste in various

industries of food and beverages and to specify non-technological barriers that hinder

development and use of renewable energy potential in each partner country. The

total land area and population of partner countries are presented in table 1.

Table1. Total area and population of partner countries [1,2,3,4,5,6]

Country Area (km2) Population

Austria 83,855 8,414,638

Czech Republic 78,866 10,513,209

France 640,679 66,616,416

Germany 357,021 80,585,700

Italy 301,338 59,685,227

Poland 312,679 38,186,860

1

SUMMARY REPORT

1. Introduction

This report was written in the frame of the IEE project FABbiogas, which is supported

by the Intelligent Energy Europe. The aim of this report is to give an overview of the

biogas market in six partner countries (Austria, Czech Republic, France, Germany,

Italy, Poland), to compare the potential of renewable energy sources from waste from

the food and beverage industry (FAB), including the identification of the production of

biogas from organic waste, and the untapped potential of organic waste in various

industries of food and beverages and to specify non-technological barriers that hinder

development and use of renewable energy potential in each partner country. The

total land area and population of partner countries are presented in table 1.

Table1. Total area and population of partner countries [1,2,3,4,5,6]

Country Area (km2) Population

Austria 83,855 8,414,638

Czech Republic 78,866 10,513,209

France 640,679 66,616,416

Germany 357,021 80,585,700

Italy 301,338 59,685,227

Poland 312,679 38,186,860

6EBABiogasReport20147www.atee.fr/biogaz/carte-des-installations-biogaz-en-france

1.SoučasnýstavapotenciálbioplynuvEvropě|

Anaerobní mikrobiální přeměnaorganické hmoty na zdroj ob-novitelné energie, tzv. bioplyn,

je osvědčeným procesem využívajícímnejmodernější technologie.Novétech-niky a technologie nabízejí možnostzpracovávatbílýapevnýorganickýod-pad pomocí anaerobní digesce (AD), astejnětakkapaliny.

Pevný průmyslový odpad

Pevný odpad vyprodukovaný potra-vinářskýmanápojovýmprůmyslemsečasto zpracovává jako substrát kom-binovaný s jiným průmyslovým nebozemědělskýmodpadem.K tomuzpra-vidla dochází ve stanici zemědělskéhotypu,tj.reaktorsneustálýmmícháním(CSTR).Tytovyhnívacíkomorypopisujemnohopublikací.JednáseonejčastějipoužívanoumetoduzpracováníodpaduzPNprůmyslu.Někdysepoužívajíspe-cifickévysokorychlostnísystémy.Je tospolehlivý a levný způsob zpracování

odpaduzPNprůmyslu.Zbývajícífrakceorganického materiálu po digesci lzezároveňpoužítjakohnojivonapolích.

Průmyslové odpadní vody

Rozředěný odpad z PN průmyslu seněkdyzpracováváspolečněskalyzčis-tičekodpadníchvod(WWTP,vizkapito-la 7). Nevýhodou toho je, že přepravatekutého průmyslového odpadu je zekonomickýchdůvodůomezenaaener-gie není dostupná pro energii v rámciprůmyslových procesů. Přímé využitíAD, jakožto způsob lokálního čištěníodpadníchvodpocházejícíchzPNprů-myslu,serapidnězvýšilodotémíry,žejednespo celémsvětě vprovozu vícenež 3.000 prodejci dodávaných systé-mů.Vícenež30průmyslovýchodvětví,včetnězpracovatelůnápojů,chemikálií,potravin,masa,mléka,celulózyapapí-ru a farmaceutiky, produkuje odpadnívody,kterélzečistitpomocíAD.

Většinaorganických sloučenin vod-padních vodách se rozpustí a je tedysnadno rozložitelná. V závislosti nacharakteru těchto sloučenin se mírarozloženípohybujemezi80%a95%.Průměrné koncentrace odpadních vodjsouzpravidlanízké,od>20.000mg/lCODdo1.000mg/l.Původněseprůmy-slovéodpadnívodyčistilyoxidemuhli-čitým.Tentoprocesvyžadovalvysokouspotřebuenergie.EnergetickývýdejpřiADjenízkýazároveňsepřiněmjakožtoenergetický zdroj vytvoří bioplyn. Za-tímcoaerobnísystémyjsouvhodnépročištěníodpadníchvodsnízkoukoncen-trací, anaerobní systémy jsou vhodnépro ty s vysokoukoncentrací.Základnípravidlem je více než 2´000 mg/l AD.Pokud zpracovaný tekutý odpad nelzepoužítjakohnojivo,využíváseiaerob-níhočištěnívsouladusestandardyprovypouštěnítekutéhoodpadu.

Anaerobníbakterierostoupomalu,kjejichdvojnásobnémuzvětšenídocházínejdříve zadvadny.Vzhledemk rych-lémurozkladuodpadníchvodzPNprů-myslu a velkému objemu těchto vod,ježsemajívyčistit,jedobaretenceka-palinyvevyhnívací komořekrátká, cožssebounese rizikotoho,žesebakte-rievymyjí.Vymytíbakterií lzezabránitpomocí speciálních procesů, díky nimžje doba retence kapaliny nezávislá namikrobiálnímrůstu.

Včasnýmřešenímbylarecyklacekalů.Tzv.kontaktníprocesseskládázezcelasmíšeného reaktoru, který se neustálépromíchává(CSTR),ausazovacínádrže(obrázek3A).VymytábiomasazCSTRsi v usazovací nádrži sedne nebo seaktivně vysráží a zpětně cirkuluje doreaktoru.

Anaerobní kontaktní systémy jsouneobyčejně výkonné tam, kdeodpadnívody obsahují vyšší obsah netěkavýchlátek. Tento proces lze najít u odpad-níchvodznápojovéhoprůmyslu(např.ovocnéšťávyatd.;obrázek4).

Obrázek 2: Vertikální ocelové nádrže pro digesci smíšeného odpadu ze zemědělství a průmyslu v Dánsku

2. ŘešeNí

6 | 2.Řešení

Pozdějibylypropotřebyretenceak-tivní buněčné masy vyvinuty přípojnérůstovésystémy.Dnessepoužívajídvazákladnítypyreaktoru:anaerobnífiltry(reaktoryspevnýmložem;obrázek3Ba5)areaktorysfluidnímložem(obrázek3C). Oba dva využívají toho, žemikro-biální organismymají tendenci zachy-távat se na povrchu. V prvnímpřípaděse mikroby částečně přichytí k pevnéporézníainertnípomocnématicinapř.z kamene, pěnového skla, plastovéhotělesa nebo neglazovaného porcelá-nu.Nejčastějisepoužívajírůznéformyplastu.V těchtopřípadech sebakteriezachytínapovrchuazároveň jezadržífiltrová tělesa tvořící dutiny. Díky svéodolnosti proti rázovému zatížení azábranámjsouanaerobnífiltryvhodnépročištění jakodpadnívodysvysokoukoncentrací,takodpadnívodyzředěné.

Vefluidníchložíchrostoubakterienazavěšenémmateriáluložeodděleněodvelmijemnéhopískunebojinéhoinert-níhomateriálu(<500µ).Obvyklesepo-užívápísekkřemenný.

Jedním z typů reaktoru, vyvinutýmzanaerobníchfiltrůa reaktorůsfluid-ním ložem, je reaktor UASB (obrázek3D) [Hofenkakol.,19848,Sayedakol.19939]. Přitékající odpad je veden odednaaprocházíkalovýmmrakembiolo-gickyzformovanýchgranulí.

Jednáseonejrozšířenějšísystémčiš-těníprůmyslovýchodpadníchvod,pro-

tože ho jeho původce, Gaza Lettinga,nepatentoval,čímžumožnil,abysepo-užívalivrozvíjejícíchsezemích.Většinaposkytovatelůzařízeníastrojírenskýchspolečností tento design nabízí. Poté,coplynopustíreaktor,usadísečásticezpět v kalovém mraku. Díky vyvolanépasivnícirkulacinenínutnéreaktorak-

tivněpromíchávat.

TechnologieUASBsestálevyvíjí.PředněkolikaletypředstaviliZoutbergadeBeen(1997)10novýtypreaktoruUASB,tzv.reaktorEGSB.Jednaloseodvoufá-zovýsystémsvnitřnírecyklací,vyvinutýprovysokérychlostikapalinyaplynu.

Obrázek 3: Přítok Odtok

Obrázek 4: Digesce rostlinného odpadu v kontaktním reaktoru: Gastro Star, Švýcarsko (Forster AG)

A:KontaktníreaktorB:AnaerobnífiltrC:FluidníložeD:UASB

8Hofenk,G.;Lips,S.J.J.;Rijkens,B.A.andVoetberg,J.W.1984.FinalreportECcontractNo.ESE-E-R-040-NL.9Sayed,S.K.I.,H.VanderSpoelandG.J.P.Truijen(1993):Acompletetreatmentofslaughterhousewastewatercombinedwithsludgestabilizationusingtwo-stagehighrateUASBprocess,WaterScienceandTechnology

10www.iwaponline.com/wst/03510/0183/035100183.pdf

72.Řešení |

(A)

Influent

Influent

Influent

Influent

Gas

Gas Gas

Effluent

Effluent Effluent

Effluent

(C)

(B)

(D)

Reaktorsvnitřnícirkulacíjevertikálnínádržíspoměremvýškykušířce2:1až10:1 (obrázek 7). Odpadní voda se doreaktoru načerpá za pomocí efektivní-ho rozvodného systémua smíchá se sgranulovanou anaerobní biomasou.Vespodní části reaktoru se většina orga-nických sloučenin přemění na metana oxid uhličitý. Bioplyn se vytvoří vespodním fázovém separátoru. Tím do-cházíkvzedmutíplynu,kterývoduvy-tlačujevzhůrupřesstoupacívedenídotekutého/plynového separátoru na vr-cholu reaktoru. Bioplyn opustí reaktorskrzetentoseparátoravodasevrátínadnosystému.Prototedy„vnitřnícirku-lace“.Bioplynvytvořenývedruhémhor-nímprostoruseshromažďujevhornímfázovém separátoru a tekutý odpadopouštíreaktorvrchem.

Jednouzestarýchznovuvzkříšenýchtechnologií je membránový reaktor,kterýzadržujepevnéčásticeaposílájezpětdovyhnívacíkomory,zatímcoroz-puštěnáapřevážněrozloženákapalina

protéká póry membrány.Systém si získal opětovnýzájem,neboťsedíkyvylep-šeným keramickým mem-bránám stal robustnějším.Membrána ječastopropo-jenaskvasnoukádí.

Bez ohledu na designtéto vysokorychlostní vy-hnívací komory se jedná omnohemefektivnější řeše-nínežtradičníCSTR.

Obrázek 6: Základní návrh UASB (Veolia)Obrázek 5: Anaerobní filtr na zpracování pivovarních odpadních vod: Lupo, Švýcarsko

Obrázek 7: Čištění mlékárenských odpadních vod v EGSB s vnitřní cirkulací, Emmi, Švýcarsko

8 | 2.Řešení

➜

➜

➜

Liquidrecycling

UpperSeparator

LowerSeparator

přítokpřítokpřítok

Mrakgranulovaného

kalu

Ložegranulované

biomasy

Granulovanábiomasa/přívodbioplynuOdraznádeskaZpětněusazenágranulovanábiomasaOdkaliště

Primárním zájmem daného prů-myslového odvětví, pokud jde očištění odpadních vod a vedlejší

produkty,jesnížitnákladynavyčištěníalikvidaci.Výrobaobnovitelnéenergiejeaždruhotnýmvýstupem,alepřidávánadobrémproduktovémmarketingu.

Nejslibnějšími odvětvími pro imple-mentaciADzařízeníjsoutedyty,kterésplňujíněkolikznásledujícíchbodí:

• velkýobjemodpadu

• snadnorozložitelnésubstráty

• vysokýobsahorganickéhmoty(např.COD>2.000mg/litr)

• permanentnídostupnostsubstrátupocelýrok

• pravidelnápotřebaenergieprovlastníúčely

• vysokápotřebaenergiepřivýroběpotravinnebokrmiva

Tabulkač.1uvádíněkolikprůmyslo-vých odvětví, která úspěšně provozujísystémyAD.

Pivovary Bramborárny

Konzervárny Celulózaapapír

Továrnynavýrobucereálníchvýrobkůaoleje

Kafilérie

Kávovéačajovéprodukty

Produkcezelí

Mlékárny Jatka

Lihovary Nealkoholickénápojeaovocnéšťávy

Rybářství Výrobaškrobu

Průmyslvláken Rafineriecukru

Mraženépotraviny Vyděláváníkůží

Bylinyakoření Výrobavína

Farmaceutickýprůmysl

Tabulka č. 1. Průmyslová odvětví úspěšně provozující systémy AD

Obrázek 9: Vzájemné působení jednotlivých článků při zpra-covávání krmné směsi a spotřebě potravin (Zdroj: Atres)

Obrázek 8: Průmyslový návrh vyhnívací komory na odpad s plynovým balónem, nádrží pro předběžnou acidifikaci a vyhnívací komorou (zprava do leva), fotka BDI

3. NeJSLIbNěJší ODVěTVí POTRAVINÁŘSKÉhO A

NÁPOJOVÉhO PRŮMYSLU PRO VýRObU bIOPLYNU

93.Nejslibnějšíodvětvípotravinářskéhoanápojového(PN)průmysluprovýrobubioplynu |

4. VýKON STÁVAJících A POTeNcIÁLNích STANIc PRO

VYUžITí ODPADU z PN PRŮMYSLU

Trh s bioplynem ve všech part-nerských zemích roste pomalu,aleroste(obrázek10),atoina-

vzdory častonepříznivýmpodmínkám.ZnedávnéhoprůzkumuprovedenéhovrámciprojektuEUBiogasIn11vyplynulo,žepro rozvojbioplynového trhupřed-stavujepřekážkuprocesudělovánípo-volení.Hlavnímdůvodemneefektivníhoudělování povolení je pravděpodobněneznalost a nekompetence lidí odpo-vědných za administrativu. K nesta-bilnímutrhua tím i vyššímu rizikuproinvesticepřispívajízměnyvlegislativěanestabilníbioplynovépolitikystátů.IvzemíchspříznivoustátnípolitikoujakoNěmeckoneboRakouskosestátnípod-porazaposledních18měsícůsnížila.Tomělodopadnarozvojtrhu.

Uvšechšestipartnerskýchzemívšakpřevážnou část odpadu produkují do-mácnostiaprůmysl,které jsouprobi-oplynové stanice ideálními substráty.Organický průmyslový odpad se stálevíce a více používá jako společný sub-strát v zemědělských bioplynovýchstanicíchanahrazujetaknákladnouku-kuřičnousiláž.Zpomalilsepouzerůstnových stanic v průmyslových oblas-techvdůsledkukoncentraceprůmysluazavíránímenšíchtovárenkvůlibioply-novýmstanicím.

Obrázek 10: Počet bioplynových stanic v partnerských zemích (2010/2011)

Obrázek 11: Porovnání odpadových toků a počtu bioplynových stanic využívajících odpad z průmyslu PN

10 | 4.VýkonstávajícíchapotenciálníchstanicprovyužitíodpaduzPNprůmyslu

11http://www.biogasin.org/files/pdf/WP3/D31_IWES_WIP_EBA_EN_2010-12-20.pdf

celkovýpočetstávajícíchzemědělskýchaprůmyslovýchbioplynovýchstanicpočetstávajícíchbioplynovýchstanicvyužívajícíchodpadzPNprůmyslu

Rakousko ČeskárepublikaFrancieNěmecko ItáliePolsko

Rakousko ČeskárepublikaFrancieNěmeckoItáliePolsko

Poče

tbioplyn

ovýchstan

icpo

četb

ioplyn

ovýchstan

icvyu

-žíva

jících

odp

adzprůmysluPN

početbioplynovýchstanicvyužívajícíchodpadzprůmysluPNodpadovétoky

Odp

adov

ýtok(m

il.t/

rok)

Pozitivní trend

Poté,coEvropskýparlamentzrevidu-jesměrnicioobnovitelnéenergii (roz-hodnutíbudevynesenovkvětnu2015),by se mělo snížit využívání energetic-kých plodin (1. generace) ve prospěchodpadových toků. To otevře dveře od-paduzPNprůmysluapovedeknižšímrecyklačnímnákladůmnebodokoncekčistékompenzacizaodpad.Tentonovýtrend již přijal nový německý zákon onáhraděelektřinyzbioplynu.

Potenciálpronovéstanicejevevětši-něpartnerskýchzemístáleznačný,jakjemožnévidětnaobrázku11,kterýpo-rovnává odpadové toky s počtem stá-vajících bioplynových stanic. V danýchšesti partnerských zemích je celkem9.154 zemědělských a průmyslovýchbioplynových stanic. Méně než 3 % znich (257)všakvyužívá jakosubstrát12 odpadzpotravinářskéhoanápojovéhoprůmyslu.OdpadzPNprůmysluvyuží-váveFranciiprovýrobubioplynuvětši-nastanic(58zcelkových80).

Nejmenšípočetbioplynovýchstanic,které využívají odpad z PN průmyslu,máPolsko (19zcelkových39).Poten-ciální produkcemetanu z organickéhoodpadujevšakvPolskuohromující(183mil.M3/rok).TrendsměremkvětšímuupotřebeníodpaduzPNprůmysluod-ráží nejnovější údaje. Zatímco v roce2011zpracovávalo19závodů277.800tun rmutu, 123.200 tun energetickýchplodin a pouze 68.000 tun odpadu zpotravinářského průmyslu, minulý roksetatočíslarychlezměnila.Jižvprvnípolovině roku 2013 zpracovaly země-

dělskébioplynovéstanice369.000tunodpaduzpotravinářskéhoprůmyslu.

NejvětšíodpadovétokylzenajítvNě-meckuaveFrancii,atozejménazPNprůmyslu.

Jevšaknutnézdůraznit,žePNprů-mysl udělal podstatný pokrok při za-vádění AD, jakožto levné, energeticky

účinnéaudržitelnémetodyčištěníod-padníchvod.PřehledpartnerskýchzemíFABbiogas poukazuje na velmi velkýpočetbioplynovýchstaniczpracováva-jícíchodpadzPNprůmysluneboodpad-nívody.

Obrázek 12: Přehled stanic zpracovávajících odpad z PN průmyslu v partnerských zemích (poblíž se nacházející stanice spadají pod jednu tečku)

114.VýkonstávajícíchapotenciálníchstanicprovyužitíodpaduzPNprůmyslu|

12EBA2014;Membercountry

5. zÁKLADNí eVALUAčNí KRITÉRIA

AD dnes nabízí řešení pro širokéspektrum substrátů. Při AD jemožnévyužítvpodstatějakýko-

livtekutýnebopevnýorganickýodpad,např.zpotravinářskéhoazemědělské-ho průmyslu, jako syrovátka, odpad zjatek, odpadní voda atd. TechnologiiAD stanice a zpracování určuje typ acharakteristikasubstrátu.NekaždáADstanicejevhodnáprokaždýsubstrát.

Realizace a provoz AD stanice tedyzačínají tím, že se určí daný substrát.Substrátysesvýmichemickýmiafyzic-kýmicharakteristikamivelmiliší.

Fyzické složení substrátu ve velkémíře určuje typ systému a předběžnéprocesy (manipulace, rozbalení, od-straněnínechtěnýchsoučástíjakoplastnebokov,drceníatd.).Chemickéslože-ní substrátu určujemnožství a kvalitu

bioplynu a dobu zdržení. Chemické afyzickécharakteristikyovlivňujíhospo-dárnostAdstanice.

Jakožto zdroj obnovitelné energiepomáhá bioplyn snížit spotřebu fosil-níchenergetickýchnosičůaemiseCO2.Velektrárnáchnakombinovanouvýro-buteplaaelektrickéenergiesebioplynvyužívá nejvíce pro výrobu elektřinya tepla. U parních lodí může bioplynnahradit zemní plyn. Nové příležitostipřinášejí do průmyslových aplikací ab-sorpčníchladičevyužívajícípřebytečné-hotepla.

Volba správnéhozpůsobua techno-logie zužitkování bioplynu je součástístudieproveditelnostiajeprorentabi-lituADzařízenírozhodující.

Kalkulátor FABbiogas

Významným chybám je možné sevyhnout pečlivou přípravou návrhustanice. Jako výchozí bod byla v rám-ci FABbiogas vytvořena online kalku-lace13, která umožňuje hrubý odhadvyrobeného plynu a velikosti zařízení.Údaje pro kalkulaci předložili provo-zovatelé bioplynových stanic. Výstuponline kalkulace představuje základníenergetický potenciál AD stanice. Provypracovánípodrobnéhoplánusevšakdoporučuje provést detailní analýzuodpadovéhosubstrátu.Nazákladětétoanalýzysepakzvolítypsystémuaod-povídající předběžné a následné zpra-covatelsképostupy.

Jinýmislovy,plánADstanicesemusísoustředitnaspecifickémísto.Jenutné

Fáze a krok Účel a důležité otázky

Proveditelnost

Předběžnáproveditelnost

Množstvíbiomasy,výhřevnost,výkon,usazení,využitíenergienazákladěpublikovanýchhodnot

Rozhodnutí Rozhodnutíotom,zdaprojektdálerozpracovatneboukončit

Předběžnýplán

Podrobnémnožstvíbiomasy,hodnotyvýhřevnosti,výkonnostníhodnoty,usazeníaspotřebovanáenergienazákladělaboratorníchneboskutečnýchhodnot

Příprava projektu

Přípravamísta Rozvrženíkomponent,plánypotrubníhovedení,návrhovládacíhosystému,plánrozvodůatd.

Přípravazadávacídokumentace

Podrobnýplánfinancování,specifikace,předběžnákvalifikacekomponentazadánídokumentů

Realizace projektu

Politickérozhodnutí Rozhodnutíopodrobnémfinančnímbalíčkuapostupechakonečnémspuštění

Výstavbaadohled Výstavbastaniceadohled

Uvedenídoprovozuazahájení

Testovánívšechvýkonnostníchspecifikací,uzavřenísmluv,uvedenídoprovozu,školenízaměstnancůaspuštění

ProvozaúdržbaNepřetržitýprovozaúdržbastanice,nepřetržitéobstarávánínáhradníchdílůazásob

Obrázek 13: Procesní schéma s odlišnými plánovacími postupy

12 | 5.Základníevaluačníkritéria

13www.fabbiogas-calculator.eu

Země Název organizace Odborník na bioplyn / kontakt

Rakousko ECOPLUSNiederösterreichsWirtschaftsagenturGmbH

ZEDERBAUERMartinaNiederösterreichring2,HausA,3100St.PöltenTel.:+4327429000-19676E-mail:m.zederbauer@ecoplus.at

česká republika PKČRPotravinářskákomora Českérepubliky

VACEKTomášPočernická9610803–PrahaTel.:+420296411181E-mail:vacek@foodnet.cz

Francie ANIAAssociationNationaledesIndustriesAlimentaires

GORGAFrançoise21,rueLeblanc,75015ParisTel.:+33153838617E-mail:fgorga@ania.net

Německo ClusterErnährungKompetenzzentrumfürErnährung

REITMEIERSimonHoferStr.20,95326KulmbachTel.:+4992214078252E-mail:simon.reitmeier@kern.bayern.de

Itálie FEDERALIMENTAREFederazioneItalianadell’IndustriaalimentareAssociazione

NOTARFONSOMaurizioVialePasteur1000144–RomeTel.:+39065903347E-mail:SPESadm@federalimentare.it

Polsko TechnickáuniverzitaLodzDepartmentŘízeníbiologickýchprocesů

KRZYSTEKLilianaUlicaZeromskiego11690924LodzTel.:+48426313737E-mail:krzystek@p.lodz.pl

Tabulka č. 2: Seznam národních kontaktních míst

věnovat důslednou pozornost studiímproveditelnostinazákladěpotvrzenýchskutečností a údajů. Čím důslednějšíbudetenazačátku,tímúspěšnějšíavý-nosnějšíVášpodnikbude.

Národní kontaktní mís-ta základní podpory

Vedle kalkulace FABbiogas byla proinformaci zřízena národní kontaktnímísta, která Vám zdarma poskytnouporadenské služby14. Poskytnou Vám

takéinformace,příp.adresyakontaktynaodborníky(viztabulkač.2).

Pokud hrubý odhad projektu na da-némmístěvykazujepozitivnívýsledek,doporučuje se dodržet několikafázovépostupyuvedenévprocesnímschéma-tu(obrázek13).

135.Základníevaluačníkritéria|

14http://www.fabbiogas.eu/en/advisory-services/

Příležitosti

Pevný odpad

PN továren produkujících významnémnožstvípevnéhoodpadunenímnoho.Nejčastějšímiznichjsoujatkaakafile-rie,rostlinnávýroba(čerstvá,konzervo-vanánebomražená)aprodukcebylinakoření.

Na trhu existuje několik speciálníchzařízení umožňujících vysoké zatížení(tj.množstvípřidanýchorganickýchlá-teknadenam3objemukvasnékádě),ale pevný nebo polopevný odpad sev takovém případě často pro účely di-gescedodávádozemědělskýchzávodů(obrázek8a14).

Odpadní vody

PN průmysl nejčastěji produkujeodpadní vody s vysokou koncentrací,s chemickou spotřebou kyslíku (COD)v rozsahu2.000až100.000gCOD/m3 nebo odpovídajícími hodnotami biolo-gické spotřeby kyslíku (BOD). Dle hru-béhozákladníhopravidlaplatí,žeBODvodpadníchvodáchPNprůmysluobvyklepředstavujepolovinuCOD.Vzhledemktomu,žeanaerobnímbakteriímsedařívevysokýchkoncentracíchorganickýchlátek,považujesezanejnižšíhodnotu2.000gCOD/m3(kapitola3).

Nejrozšířenější jsou AD stanice v následujících průmyslových od-větvích:

− Mlékárny: Mlékárenskýodpadječastovysocezředěný,aleobsa-hujehodnětukuabílkovin,sBOD0,05až1kg/m3,cožhoprovýrobubioplynudělázajímavým.Digescesyrovátkyjeskvěloualternativouvpřípadě,žesnínelzekrmitprasata.ProADjezajímavýipermeátpoodstraněnílaktózy.

− Cukrovarské podniky: Cukrovar-skétovárnyvyužívajícícukrovouřepuprodukujívýznamnémnožstvíodpadníchvodbohatýchnacukr,sCOD0,5až3kg/m3vody.Výběrsystémudigesceseodvíjíodsku-tečnosti,žesběrřepyjeomezennapodzimazimu.VícenežpůlrokutedyADstanicemusípřežítbezpřidanéhosubstrátu.

− Pivovary:Pivovaryprodukujíodpadnívody,kteréseperfektněhodíproAD.NejvětšípivovarskéspolečnostinasvětěvyužívajíADvmístěprodukce.HodnotyBODsepohybujímezi0,4až3,3kg/m3.

− Rostlinná produkce:Tatoproduk-cezahrnujeodpadnívodyzloupáníabělenírostlin.Vykazovanéhodno-tysepohybujíod20do50kgCOD/m3.

−Ovocné výrobky:Tatokategoriezahrnujeprodukciovocnýchšťáv,vodupoužitoupřipraníovoce,vodupoužitoupřičištění,továrnynavýrobuocta,sušenéovocenebopřírodníaromatickébylinyakoření.HodnotyCODsevýrazněliší(od20do50kgCOD/m3).

−Výroba škrobu (brambory): Množstvípracívodyjeobrovskéakoncentracejetedyomezená.Ipřestosejednáo10kg/m3.

Výzvy

Příprava substrátu

Předtím, než se pevný substrát doAD stanice přidá, je většinou nutnéhomechanicky nebo chemicky ošetřitpomocídodatečnéhotechnickéhozaří-zení, jako jedrtička,mixér,sterilizátoratd. Systémy předběžné úpravy musíbýt substrátu přizpůsobeny. Nečistotyjenutnéodstranitmechanicky.Vbiolo-gickémodpadu lzenajít sklo, kameny,dřevo, plastové elektronické součásti(baterie), kosti atd. Důsledná před-běžnáúpravanejenžezvětšujepovrchsubstrátu na podporu mikrobiálníhorozkladu,alezároveňzabraňuje,abysepotrubíneucpaloaneutvářelysevněmusazeninyapovlak.

Dálemůžebýtnutnéprovéststerili-zaci, homogenizaci, separacipevných/tekutýchlátekneboúpravupH-.Abysezabránilo nepříjemnému pachu suro-výchsubstrátů,mělobysesveškerýmisubstráty manipulovat uvnitř staniceaextrahovanývzduchbyměly vyčistitbiologickéfiltry.BochmannaMontgo-mery(2014)15uvádějíněkolikpředběž-ných kroků u organických materiálů,kterébysevedleanaerobníhnilobnostimělyvzítvúvahu.Tabulkač.3uvádípří-kladněkterýchmateriálů.

Vpřípaděpochybnostínebochybějí-cíchinformacísemusívypracovatdoda-tečnáanalýzaadoporučujeseprovésttestdigesce.Tozajistí,abybylsubstrátproADvyhovujícíanemělnadanýpro-ces nepříznivý vliv, např. nadměrnýmobsahem těžkých kovů nebo inhibito-rů, jako jsou detergenty a dezinfekčníprostředky. Inhibitory často způsobujírychlýrozpadprocesu,následovanýča-sověnáročnýmrestartovacímprocesemadoprovázenýnedostatečnouprodukcíbioplynu.Sprocesnímizávadamisepojífinančníztráty,sekterýmiprovozovate-lévětšinoudopředunepočítají.

6. PŘíLežITOSTI A VýzVY

Figure 14: Digestion of expired food from distributors and rendering waste (Bösch Brothers, Switzerland)

14 | 6.Příležitostiavýzvy

15www.iea-biogas.net/files/datenredaktion/download

Úprava vyváženosti živin

Promikroorganismyjenutnézajistitvyvážený příjem živin prostřednictvímvhodnédennínáplněsubstrátu.Obsahmakroprvků,jakojeuhlík,dusíkafosfor,určujekvantituakvalituvyprodukova-néhobioplynuarůstmikroorganismů.

Problémemmůžebýtzejménavyso-kýobsahamoniaku,kterýsevytvářípřirozkládání živin. To platí pro veškerájatkaakafilerie.V těchtovýjimečnýchpřípadech se musí amoniak odstranit,alelzehoopětovnězískatveforměsí-ranuamonného,který je cennýmhno-jivem.

Prorůstametabolismusmikroorga-nismů,resp.produkcibioplynu,jsouzá-sadnístopovéprvky.Metanogenyzávisípředevšímnastopovýchkovech,jakojekobalt,nikl,zinek,mangan,molybden,selen,wolframabor.

Vliv pH

Velkou výzvou je udržet stabilní pHvreaktorunatvorbumetanu.HodnotypHnižšínež7nebovyššínež8,5mohoumítnegativnídopadnamikrobiálnísys-tém.Výsledkemtohojsouprocesnípo-

ruchyanestabilita.Vnejhoršímpřípa-dějevážněohroženametanogeneze.

Úprava pH pomocí chemikálií je ze-jménau čističek odpadních vodněkdyspojenasdodatečnýmiprovozníminá-klady.

Vpřípaděnekontrolovanéacidifikacedigesceametanogenezemůžebýtnut-népředčištění.Mělabyseprotopoříditakumulačnínádržnebodvoufázovávy-hnívacíkomora.

Inhibitory a toxické látky

Jakjižbylouvedenovýše,inhibitoryatoxickélátkymohounegativněovliv-nit vyhnívací proces. Za inhibitory sepovažujenapř.amoniak,sulfid,tenzidynebofenolickýderivát.Je-litomožné,mělabybýtpřijatadodatečnápreven-tivníopatřenítak,abysezajistilavhod-nostvedlejšíchproduktůproúčelyAD.Jednouzmožnostíkesníženínadměr-néhonáložemůžebýtspecifickývýběrasměsicesubstrátů.

Napříkladpřiprůmyslovémvýrobnímprocesubysemělvždydeklarovatdruha složení detergentů a dezinfekčníchpřípravků. Malá změna čisticích pří-

pravků může radikálně změnit biolo-gickou rozložitelnost odpadních vod.Absolutní kyseliny nebo základy jsoumikrobiálně neškodné. Nadměrné po-užití kyseliny fosforečnémůževyvolatproces eliminace fosforu předtím, nežsetekutýodpadvypustí.Kyselinasírovázvyšujeprodukcisiřičitých látekaH2Spři anaerobních podmínkách. Roztokytenzidůmohoumítnegativnídopadnastabilituprocesu.

Před vyprojektováním a zprovozně-nímbioplynovéstanicebysetedymělodehrátživýdialogmeziprojektantemADstanice,výrobcidetergentůatech-nickýmmanagementemdanéhoodvět-ví.

Materiál Skvělé Dobré Slabé Poznámky

Prošlépotraviny + Nutnénákladnévybalování

Těsto,cukrářskýodpad + Nutnézkapalnění(rozpuštění)

Syrovátka + Nenípotřebapředběžnáúprava

Zbytkyzkonzervamraženépotraviny

+ Nutnénákladnévybalování

Zbytkyzprodukceovocnýchšťáv

+ Doporučenonasekat

Tabulka č. 3: Vyhodnocení vedlejších organických produktů pro využití v anaerobní digesci

156.Příležitostiavýzvy|

7. NeJLePší POSTUPY

Odpad z jatekSt. MartinHorní Rakousy Bioplynová stanice Grossfurtner

Tato bioplynová stanice ve vesniciSt. Martin je přímo integrovaná donejvětšíchjatekvRakousku.SpolečnostGroßfurtner porazí ročně 550.000prasat a 50.000 kusů dobytka. Je toprvní bioplynová stanice na světě,kterájakosubstrátprovýrobubioplynupoužívá výhradně odpad z jatek. Provýrobu3,6milionůkWhelektřinya3,6milionů tepla za rok se všehovšudyvyužije 10.000 tun krve, vnitřností,střevamateriálunaseparacimazu.

Cílem projektu bylo zlepšitekonomickouaekologickouvýkonnosttěchto jatek. Největšími náklady tétospolečnosti jsou energetické náklady(zemní plyn, elektřina) a náklady nalikvidaciodpaduzjatek.

Tím, že Großfurtner používá jakosubstrát pro výrobu bioplynu odpad zjatek,snižujenákladynalikvidaciadíkyobnovitelným energiím může pokrýtcca 33 % spotřeby elektřiny a 75 %spotřebytepla.

Technologie ve zkratce

• Výrobabioplynu:5.000m3/den

• Obsahmetanu:67%-69%

• Instalovanývýkon:525kWel, 525kWth

• Vyhnívacíkomory:1x600m3,2x1.000m3

• Substrát/rok:2.000m3krve, 1.000tvnitřností,3.000tstřev,4.000tmateriálunaseparacimazu

• Vloženýodpad/substrát: 170-230t/týden

• Předčištění:nepřetržitápasterizace

• Provoznídoba:8.400h/rok

Lihovarnický odpadSt. Laurent de CognacFranciBioplynová stanice

Bioplynová stanice v St. Laurent deCognac byla vybudována v roce 1970s cílem valorizovat lihovarnický odpadz produkce koňaku. Přibližně 300.000t/a vinných výpalků se použije naprodukci 20.000MWhbioplynu. Vinnévýpalky jsou mechanickou kompresíparzkoncentroványadojdekvysráženíkyseliny vinné společně s uhličitanemvápenatým.Vinnévýpalkyjdoupakdo4vyhnívacíchkomorsespodnícirkulací,které jsou nepřetržitě promíchávány.Doba retence je 3-4 týdny. Digestát(1.200-1.500 tun suché hmoty/a),mixovanýsodpademzpůdnírostlinnéhmoty, se dekantuje a použije sejako zemědělský kompost. H2S sevyeliminuje a plyn se dehydratujekondenzací na výměníku. Většinuškodlivin odstraní mobilní nádržobsahující aktivovaný uhlík. Plyn sepoté stlačí a valorizuje pomocí čtyřmikroturbín, každá s instalovanýmelektrickýmvýkonem200kW.Vyrobenáelektřinaseprodáatepelnáenergiesepoužijeprovlastníúčely.

Technologie ve zkratce

• Výrobabioplynu:20.000MWh(přeměněnona13.500MWh/atepelnéenergie+3.300MWh/aelektrickéenergie)

• Instalovanývýkon:až20.000m3/denkapacityprodukcebioplynu

• Typaobjemvyhnívacíkomory(m3):nepřetržitěpromíchávaná,sespodnírecirkulací,17.500m3

• Typpoužitéhoodpadu:zbytkykoňaku

• Množstvíodpadu/surovinpoužitýchjakosubstrát: 300.000t/a

16 | 7.Nejlepšípostupy

Odpadní kaly a průmyslový odpadRadeberg v SaskuNěmeckoFermentační závod

Závod v Radebergu demonstruje,že kombinovaná fermentace kalů,organického odpadu domácností aprůmyslového organického odpaduv anaerobní čističce odpadních kalůmá synergistické účinky. Jako součástrozšíření této čističky bylo vedleaerobníbiologicképurifikacezavedenokompletní čištění kalů. Ve dvouanaerobních vyhnívacích komorách seročněvyčistí41.000tunodpadníhokalua15.000tunorganickéhoodpadu.

Stanice disponuje samostatnýmilinkami na zpracování různýchodpadních frakcí kalů, tekutéhobiologickéhoodpadu(např.průmyslovétuky) apevnéhobiologickéhoodpadu.Stanicesetedymůžepřizpůsobitčastose měnící dostupnosti biologickéhoodpadu. Dvě kvasné kádě, každá oobjemu2.300m3,lzeříditsamostatně.Předčištění organického odpaduzahrnuje mokré zpracování pomocímlýnu,magnetickéhoseparátoru,drtičeabubnovétřídiče.Mechanickyvyčištěnýodpad pak podléhá jednohodinovéhydrolyzaciahygienizacipři70°C.

Stanice produkuje okolo 40 m3 bioplynuna tunuvstupníhomateriálu,který zásobuje dva plynové motory,každý s instalovaným elektrickýmvýkonem 360 kW. Vyrobená elektřinapokrývá více než celkovou spotřebustanice. Nadbytečná elektřina se tedyodvádídoveřejnésítě.Vyrobené teplo

pokrývá spotřebu čističky odpadu,servisní budovy a nedaleké školy.Odvodněný digestát se používá jakosekundární palivo v externí spalovacístanici.Pokudsebioodpadzpracovávásamostatně, může se digestát použítjakohnojivo.Svyššíhodnotouvstupníchtukůsevýrobabioplynuzdvojnásobíaobsahmetanuve vyrobenémbioplynusezvýšína65%.

Technologie ve zkratce

• InstalovanýelektrickývýkonCHP:2x380kW

• InstalovanýtepelnývýkonCHP:2,550kW

• Instalovanýtepelnývýkonohřívače:335kW

• Výrobabioplynu:40m3/tvstupníhomateriálu(směs)

• Zásobyplynu:780m3,dvojitámembrána

177.Nejlepšípostupy|

Větrný JeníkovČeská republika Bioplynová stanice ZEVAR

Bioplynová stanice ZEVAR ve VětrnémJeníkověvČeskérepublicedemonstrujedobře zvládnuté zavedení technologiedo potravinářského a nápojovéhoprůmyslu vyrábějícího alkohol. Doprovozubylauvedenavlistopadu2011.

Stanice zpracovává lihovarnický odpada zlepšuje efektivitu procesů výroby

alkoholu. Hlavní vstupní materiál seskládáztekutéholihovarnickéhoodpadudoplněného o odpad ze zpracovanýchbrambor a jiné druhy účelověvypěstované biomasy, pro což bylastanice taktéž vybudována. Vyrobenáelektřina a teplo se plně využívajíjako procesní elektřina nebo teplo.

Technologie ve zkratce

• Výrobabioplynu:7.920.000m3zarok:7.920.000

• Instalovanývýkon:1.998kWel

• Instalovanýtepelnývýkon: 2.128kWth

• Objemvyhnívacíkomory(hrubý/čistý):6.551m3/6.176m3

• Substráty:40.200t/rokrozpuštěnéodpadnívody3.700t/rokbramborovéhoodpadu1.000t/rokcereálníodpad

• Vyrobenáelektřinazarok:

hrubá:6-6,4GWhčistá:5,7-5,9GWh

• Vyrobenéteplozarok:

hrubáhodnota:6-6,5GWhčistá:6-6,5GWh

Finanční informace

Rokrealizace:2011Investičnínáklady:70milionůKč

18 | 7.Nejlepšípostupy

www.fabbiogas.eu