Energia produkowana bez zanieczyszczania środowiska, to wyzwanie czasów. EMEA Gateway specjalizuje się w kompleksowych rozwiązaniach układów automatyzacji procesów wytwarzania biogazu i przetwarzania go na energię elektryczną. Redundantne sterowniki programowalne TECOMAT TC700 najlepiej sprawdzają się w trudnych warunkach pracy w pobliżu reaktorów fermentacyjnych i generatorów wytwarzających energię elektryczną. Jako źródło paliwa mogą służyć zarówno gazy otrzymywane z kiszonki kukurydzy, jak i fermentacji ścieków pochodzących z przemysłowego chowu zwierząt. W związku z licznymi pytaniami dotyczącymi projektów biotechnologicznych, uruchomiliśmy specjalne konta biotec[at]emeagateway.pl i biogaz[at]emea.pl, na które prosimy kierować korespondencję związaną z zapytaniami dotyczącymi oferowanych rozwiązań. Zostaną one skierowane bezpośrednio do kompetentnych doradców.

Gazy energetyczne powstające w procesach fermentacji produktów organicznych zwracają uwagę specjalistów od wielu lat. Nacisk na wykorzystanie metanu ulatniającego się z pryzm obornika, kiszonek czy instalacji kompostowania odpadów jest spowodowany jego wpływem na powstawanie „dziury ozonowej” oraz bezpowrotną utratą jako surowca energetycznego, którego dalsze przetworzenie jest technologicznie prostym procesem.

Polska jest krajem o wysokim potencjale rozwoju instalacji wykorzystujących biogaz do produkcji energii elektrycznej i cieplej. Zalecenia i wytyczne budowy instalacji technologicznych wynikają wprost ze Strategii Rozwoju Energetyki Odnawialnej stanowiącej oficjalną wykładnię zadań gospodarczych przyjętych przez Rząd RP w 2000 roku jako dyrektywy działań bezpośrednich w perspektywie kolejnych 20 lat rozwoju gospodarczego kraju. Cele i szacowany potencjał, które zostały nakreślone w tym dokumencie jasno wskazują, iż Polska jest krajem, w którym wykorzystanie zdolności wytwarzania energii odnawialnej z biomasy jest zadaniem priorytetowym. Wskazane dane pozwalają na ukształtowanie poglądu, iż ilość energii możliwej do uzyskania z biomasy jest około 20-krotnie większa niż ilość energii możliwej do uzyskania z potencjału niesionego przez wodę i około 25-krotnie większa niż ilość energii możliwej do uzyskania z potencjału niesionego przez wiatr. Biogaz jest doskonałym paliwem odnawialnym i może być wykorzystywany na bardzo wiele sposobów, podobnie jak gaz ziemny. Jego wartość opałowa wynosi ok.6 kWh/m3 /wartość kaloryczna ok. 23 MJ/m³ ; 1J=0,278*10^-6kWh/, więc 1 m3 biogazu odpowiada 0,5 m3 gazu ziemnego. Jednocześnie, instalacje biogazowe są prawnie i konstrukcyjnie najłatwiejszymi obiektami do posadowienia i utrzymania. Ich wpływ na środowisko jest całkowicie pomijalny, czego nie można powiedzieć o wpływie progów wodnych na faunę rzek, bądź farm wiatrowych na trasy migracyjne i lęgowe ptaków, przy jednoczesnym zakłócaniu harmonii krajobrazu naturalnego. Zważywszy, że udział energii ze źródeł odnawialnych w całkowitym bilansie energetycznym powinien stale wzrastać dla osiągnięcia zakładanego scenariusza rozwoju kraju, należy liczyć się z potrzebą budowy kilkuset, a nawet kilku tysięcy instalacji wytwarzania energii elektrycznej z biogazu w przeciągu relatywnie krótkiego okresu najbliższej perspektywy czasowej.

EMEA Gateway oferuje wiedzę i doświadczenie w zakresie budowy, aplikacji i eksploatacji systemów automatyzacji i komputerowej kontroli instalacji przetwarzających surowce organiczne w procesie fermentacji do postaci czystej energii elektrycznej i cieplnej.

Do węzłów technologicznych instalacji przetwarzania biomasy należą:

- hala przyjęć i zbiorniki wstępne na biomasę
- system transportu i przygotowania substratów
- zbiorniki fermentacyjne
- zbiorniki pofermentacyjne i laguny z halą ekspedycji
- układ kogeneracyjny /silnik gazowy z generatorem elektrycznym/ do produkcji energii elektrycznej i cieplnej
- instalacje pomocnicze /sanitarne, zabezpieczające, sterownicze, pomiarowe...itp., integrujące system w jedną spójną instalację technologiczną/

Zasadniczym elementem zapewniającym sprawne funkcjonowanie instalacji, nadzór nad bezpieczeństwem procesów oraz zapewnienie harmonijnej współpracy i rytmizacji dostaw surowców i terminowego odbioru przetworzonego wsadu jest układ programowalny sterowania. Ze względu na walory funkcjonalne, systemy prowadzenia procesów technologicznych w instalacjach biogazowych realizowane są w oparciu o modułowe sterowniki PLC TECOMAT TC700.

Do zasadniczych zadań systemu automatyzacji należy organizacja w zakresie:
- magazynowania i zapotrzebowania surowca energetycznego /hala przyjęć, rodzaj i skład materiału wsadowego/
- koordynacji transportu surowca i jego zadawania /taśmociągi, przenośniki, pompy, mieszadła/
- określenia składu i zachowania proporcji zadawania surowca /zbiornik fermentacyjny; czas retencji 20-60 dni/
- opomiarowania ciągów technologicznych /przepływy, poziomy, wartość pH, ciśnienia, szczelność instalacji, gazometria/
- dogrzewania i utrzymania temperatury komory fermentacyjnej /fermentacja: psychrofilowa 10-25^oC,
mezofilowa 34-40^oC, termofilowa 52-55^oC/
- wentylacji, mycia, utrzymania instalacji w czystości
- kontroli szczelności komory fermentacyjnej, zachowania bezpieczeństwa
- opróżniania materiałów poprocesowych, ich składowania i ekspedycji
- odwadniania i uszlachetniania gazu /nadzór nad instalacją gazową/
- obsługi silnika wysokoprężnego /nadmuch powietrza do silnika, kontrola stężenia gazu w komorze turbogeneratora/
- obsługi generatora prądu /rozliczenie zużycia surowców i produkcji energii/
- współpracy z siecią energetyczną
- wizualizacji bezpośredniej
- obsługi meldunków i alarmów
- archiwizacji i raportowania pracy instalacji
- pracy ręcznej i automatycznej, przeglądów okresowych i remontów
- zapewnienia ciągłości pracy w przypadkach awarii /redundancja sprzętowa i programowa/
- zapewniania komunikacji alarmowej /np. SMS/ i telemetrycznej
- zdalnego sterowania instalacją /koordynacja z centrami dyspozycji mocy/
- stałego dostępu do informacji technologicznych przez internet


TECOMAT TC700 stanowi nowoczesną platformę systemów automatyzacji procesów technologicznych. Struktura systemu pozwala na budowę scentralizowanych jak i rozproszonych układów kontroli wykorzystujących szeroka gamę sieci komunikacyjnych. Bogata paleta możliwości integracyjnych protokołów masowej wymiany danych stanowi o wyjątkowej atrakcyjności rozwiązań bazujących na TECOMAT. W odróżnieniu od wielu rodzin sterowników PLC, których możliwości komunikacji z otoczeniem ograniczają gamę współpracujących komponentów, TECOMAT pozwala na dużą swobodę doboru urządzeń peryferyjnych. Zarówno projektanci jak i użytkownicy sterowników TECOMAT szybko zauważają korzyści płynące ze swobody wyboru aparatury kontrolno-pomiarowej czy urządzeń wykonawczych sprzężonych w jeden sprawnie zarządzany system, pomimo różnic w indywidualnych protokołach komunikacyjnych poszczególnych komponentów składowych.

Ważnym elementem struktury automatyzacji ciągu technologicznego biogazowni jest system wizualizacji, raportowania i archiwizacji przebiegu pracy urządzeń. System SCADA Reliance jest wysokosprawnym narzędziem gwarantującym zarówno łatwość obsługi operatorskiej, odpowiedzialną reakcję w stanach usterkowych jak i gromadzenie danych historycznych do celów statystycznych i rozliczeniowych.

Tak skonfigurowany układ sterowania procesem technologicznym biogazowni zapewnia zachowanie wysokiej sprawności instalacji przy jednoczesnym spełnieniu wymogów bezpieczeństwa. Zintegrowany Web Serwer sterowników TECOMAT stanowi o dodatkowej atrakcyjności funkcjonowania systemu. Łatwy dostęp do informacji technologicznych przez sieć WWW, który jest standardem oferowanym przez jednostki centralne, stanowi także jeden z powodów masowego stosowania rozwiązań systemów automatyzacji bazujących na rodzinie sterowników TECOMAT.

Najczęściej zadawane pytania:

Jakie urządzenia są stosowane do wytwarzania energii z biogazu?

Do produkcji energii z biogazu używane są kompletne agregaty kogeneracyjne z generatorem prądotwórczym i blokiem cieplnym napędzane silnikami wysokoprężnymi przystosowanymi do zasilania biogazem /50%-65% metanu/ np. prod. Z.M. PZL Wola S.A. w Warszawie. Moc elektryczna od 100kW /ok.135KM/, moc cieplna od 160kW. Agregat można porównać do zwykłego silnika samochodowego, który zamiast napędzać pojazd wytwarza energię elektryczną pełną swoją mocą /w tym przypadku 100kW/, a energia cieplna /w tym przypadku 160kW/ tracona w pojazdach bezpowrotnie jest odzyskiwana do celów grzewczych. Należy zwrócić uwagę na relatywnie wysoką sprawność biogazowni, która wynosi około 80-85%, czyli dwukrotnie więcej niż elektrowni węglowej nie wspominając już o generatorach wiatrowych. Energię z biogazu można wytwarzać także w turbinach wysokoobrotowych, o których więcej informacji znajduje w odpowiedzi na pytanie "Jaki kogenerator wybrać"?

Jakie jest zapotrzebowanie energetyczne gospodarstwa domowego?

Moc elektryczna szczytowa zapotrzebowana przez gospodarstwo domowe kształtuje się na poziomie około 5kW /oświetlenie+pralka+czajnik elektryczny+żelazko/ przy mocach zainstalowanych około 30kW /zmywarka, kuchenka elektryczna, piecyki, pompy ogrodowe, narzędzia elektryczne, piły, maszyny gospodarskie/.
Moc grzewczą obliczeniową dla nowych budynków mieszkalnych szacuje się na poziomie około 50W/m2, co przy zabudowie o powierzchni ogrzewanej 200m2 wymaga zabezpieczenia dostawy mocy cieplnej około 10kW. Zważywszy na coraz powszechniejsze stosowanie materiałów ociepleniowych i uzupełniających źródeł ciepła jak kominki czy piece kuchenne, można przyjąć, że moc grzewcza zapotrzebowana z bloku cieplnego przez jedno gospodarstwo domowe wynosi około 8-10kW /ok. 10 typowych kaloryferów 60x60x10cm/.
Można przyjąć, że agregat z generatorem prądotwórczym 100kW i blokiem cieplnym 160kW pokrywa jednoczesne zapotrzebowanie szczytowe około 20 gospodarstw domowych, przy czym rzeczywiste pokrycie zapotrzebowania energetycznego jest wielokrotnie większe, zwłaszcza w zakresie energii elektrycznej. Jest to zależne od charakteru obciążeń zainstalowanych w poszczególnych gospodarstwach /nie wszystkie gospodarstwa są bogato wyposażone w energochłonne urządzenia/, rozkładu poboru energii /np. nie wszyscy piorą w tym samym czasie/ i może być kalkulowane na poziomie dziesięcio-, a skrajnie nawet dwudziestokrotnie większym. Pokrycie zapotrzebowania wzrasta z mocą biogazowni z uwagi na korzystniejsze rozłożenie obciążenia. Przyjmuje się, że biogazownia rolnicza o mocy 1MW jest w stanie pokryć zapotrzebowanie na energię elektryczną nawet około 4 tysięcy gospodarstw domowych.

Dla kogo są biogazownie?

To przewrotne pytanie, na które można udzielić prostej odpowiedzi. Oczywiście, dla społeczności lokalnej, inwestora i państwa czerpiącego zyski z podatków. Z innego punktu widzenia, także dla ochrony środowiska, jasnego sposobu utylizacji odpadów /które czasami w sposób "nieznany" zalegają w lasach i rowach/, zapewnienia stabilności energetycznej i poprawy infrastruktury towarzyszącej /drogi, wodociągi, linie energetyczne, sieci ciepłownicze.../. W pierwszej kolejności głównymi inwestorami, którzy powinni być przekonani o potrzebie posadowienia takiego obiektu w bezpośredniej odległości powinny być zakłady przetwórstwa spożywczego, a w tym:
 - gorzelnie /wywar gorzelniany, wysłodziny browarniane/
 - cukrownie
 - zakłady mięsne i ubojnie
 - zakłady przetwórstwa mlecznego /serwatka, tłuszcze, odpady serowe/
 - piekarnie
 - zakłady skrobiowe i przetwórnie ziemniaków
 - wytwórnie soków i napojów
 - zakłady przetwórstwa rybnego
 - inne podobne /odpady z produkcji żelatyny, gliceryna, odpady paszowe, odpady stołówkowe../
Zakłady te wytwarzają odpady, których wartość energetyczna powinna być wykorzystana przy jednoczesnej racjonalizacji ich zagospodarowania jako produktów "niechcianych, kłopotliwych i śmierdzących".
Inną kategorią inwestorów są rolnicy prowadzący gospodarstwa hodowlane lub uprawne, takie jak:
 - hodowle trzody
 - hodowle bydła
 - fermy drobiu
 - areały siewne
 - szklarnie i sady
 - inne podobne
Ta grupa inwestorów może czerpać dodatkowe korzyści z łatwej produkcji nawozów, które mogą być bezpiecznie wykorzystywane do produkcji rolnej.
Kolejną kategorią inwestorów są zakłady komunalne zajmujące się składowaniem, segregowaniem i przetwarzaniem śmieci i odpadów oraz oczyszczaniem ścieków. W takich przypadkach nie mówimy już jednak o biogazowniach rolniczych, tylko o wysypiskowych, które mają swoją odmienną specyfikę.

Jakie są najważniejsze uwarunkowania budowy biogazowni rolniczej?

Projekt budowy biogazowni rolniczej powinien uwzględniać:
- dostępność substratów
- dostępność źródła wody
- dostępność sieci przesyłowych dla odbioru wyprodukowanej energii elektrycznej i cieplnej
- korzystny dojazd dla pojazdów dowożących substraty i odbierających materiał poprocesowy dla celów rolniczych
- dobór modelu biogazowni /wynikający ze składu substratów i zapotrzebowania własnego na energię do podtrzymania procesu fermentacyjnego/
- zachowanie odległości w celu uniknięcia uciążliwości zapachowej mogącej stanowić dyskomfort dla okolicznych mieszkańców.
- ocenę prawną z uwzględnieniem prawa ochrony środowiska, prawa energetycznego, warunków przyłączenia do sieci energetycznych i sprzedaży energii, prawa budowlanego, itp. aktów.
- wielkość produkcji wynikającą z możliwości uzyskania zezwolenia indywidualnego
- prawo budowy instalacji na działce o powierzchni minimalnej ok. 3ha


Jakie są wymagane pozwolenia na budowę biogazowni rolniczej?

Uzyskanie pozwoleń na budowę biogazowni jest zasadniczym etapem inwestycyjnym. Jego prawidłowy wynik rzutuje na możliwość uzyskania dotacji z UE jak i efekty kolejnych faz budowy instalacji. Należy pamiętać, że biogazownia rolnicza jest instalacją wytwarzającą energię elektryczną i cieplną w sposób ciągły z wykorzystaniem substratów podlegających procesom fermentacyjnym, zatem dokonanie wszelkich uzgodnień musi być zrealizowane ze szczególną starannością. Do zasadniczych dokumentów oraz formalności urzędowych należą:
- decyzje lokalizacyjne - komplet dokumentów potwierdzających możliwość posadowienia biogazowni na wskazanym terenie /mapy, wypisy i wyrysy ewidencyjne, wyciąg z miejscowego planu zagospodarowania lub decyzja o warunkach zabudowy i zagospodarowania terenu, plany tras przebiegu linii elektrycznych i ciepłowniczych, itp./
- decyzje związane z oddziaływaniem biogazowni na środowisko / dotyczy dróg dojazdowych, zewnętrznych przyłączy wodnych, kanalizacyjnych i elektrycznych, oceny wpływu na zanieczyszczenie środowiska, zgodność z wymogami Natura 200, itp./
- decyzje wodnoprawne związane z prawem do gospodarowania wodą i budową instalacji wodnych
- decyzje uzgodnienia przedłożonych projektów przez Zakład Uzgodnień Dokumentacji w celu zharmonizowania planowanej inwestycji i innymi systemami infrastruktury zewnętrznej
- decyzja o pozwoleniu na budowę - zasadniczy dokument, pozwalający na rozpoczęcie procesów realizacji inwestycji

Od czego zacząć?

Oczywiście trzeba rozpocząć od pomysłu biznesowego. Biogazownia, to przecież zakład przetwórczy i elektrociepłownia w jednym. A najważniejsze, aby inwestycja przynosiła zyski bez zakłócania równowagi środowiska.
A więc jak podejść do pomysłu:
- przeanalizować dostępność do substratów. Szczególną uwagę należy zwrócić na konieczność zapewnienia ciągłości dostaw.
- przeanalizować sposób transportu i magazynowania substratów tak, aby nie powodować uciążliwości dla środowiska i okolicznych mieszkańców. W zależności od składu substratów, ilość transportowanego wsadu może być różna i o bardzo różnym oddziaływaniu zapachowym na środowisko. Sam proces fermentacji nie generuje odorów, natomiast dowóz wsadu i jego magazynowanie mogą budzić negatywne emocje społeczne.
- przeanalizować oferowane technologie, w tym zwłaszcza w zakresie wykorzystania ciepła odpadowego dla uzyskania dodatkowych korzyści z produkcji /np. suszu nawozowego/ oraz w zakresie minimalizacji uciążliwości dla środowiska czy gwarancji jakości produktów uzyskiwanych z pofermentu. Tu należy bardzo dokładnie rozważyć oferty, gdyż mogą one znacznie różnić się nowoczesnością rozwiązań. Postęp w tym zakresie jest na tyle dynamiczny, że wzorowanie się na obiektach już istniejących lub ich kopiowanie może być niecelowe, a wręcz błędne i szkodliwe.
- warto jest pogrupować zalety i wady inwestycji w formie analizy SWOT, co da zwolennikom i sceptykom szybką odpowiedź na najtrudniejsze pytania
- przygotować biznesplan całego przedsięwzięcia. Im więcej szczegółów będzie obejmowała analiza zadaniowo-finansowa, tym większa będzie satysfakcja z realizacji inwestycji
- przedłożyć biznesplan właściwym organom jako załącznik pokazujący słuszność planowanego przedsięwzięcia. Ułatwi to pozyskanie pozytywnych decyzji w zakresie pozwoleń na rozpoczęcie budowy, przyłączenie do sieci energetycznej, wodociągu, kanalizacji, uzyskanie pozwoleń wodno-prawnych i dopuszczeń w zakresie transportu ciężarowego, itp.
- przeanalizować montaż finansowy inwestycji. Zawczasu należy uzyskać promesę bankową. Warto jest skorzystać z dobrodziejstwa dotacji UE oferowanych w ramach Programu Rozwoju Obszarów Wiejskich, Programów Operacyjnych Innowacyjna Gospodarka, Funduszu Life+, itp. Dobrym doradcą w tym zakresie jest Narodowy Fundusz Ochrony Środowiska i Gospodarki Wodnej. W tym zakresie dobrze jest skorzystać z pomocy oferowanej przez EMEA Gateway.
Przygotowanie powyższych informacji może bardzo ułatwić realizację inwestycji dla dobra inwestora i okolicznych mieszkańców.

Z czego produkuje się biogaz?

Głównymi substratami wykorzystywanymi do produkcji biogazu są:
- gnojowica świńska / z 1tony uzyskuje się do 20m3 biogazu/
- obornik bydlęcy / z 1 tony uzyskuje się do 40m3 biogazu/
- odchody ptasie / z 1 tony uzyskuje się do 160m3 biogazu/
- kiszonka kukurydzy /z 1 tony uzyskuje się do 180m3 biogazu/
- ziarno żyta / z 1 tony uzyskuje się do 600m3 biogazu/
Substraty muszą być poddane przygotowaniu wstępnemu dla uzyskania jednolitej masy płynnej.
W zależności od uwarunkowań lokalnych budowane są także biogazownie rolniczo-utylizacyjne, których proces technologiczny pozwala na przetwarzanie odpadów pubojowych i cateringowych.
Biogaz jest produktem fermentacji i częściowo gnicia substratów pochodzenia organicznego, a w tym gnojowicy świńskiej, obornika bydlęcego, odchodów ptasich, wysłodków, wytłoków, odpadów spożywczych, kiszonek masy zielonej, glonów, słomy, makuchów, celowych upraw energetycznych i tym podobnych materiałów biologicznych, w tym także pozostałości poubojowych. Warunkiem koniecznym jest rozdrobnienie i nawodnienie substratów dla uzyskania ich należytej pompowalności /nie więcej niż 12% suchej masy w substracie/. Z 1m3 biogazu można wyprodukować około 4,5 kWh energii, w tym elektrycznej około 2,1kWh (sprawność silnika diesla do około 45% agregatu kogeneracyjnego) i cieplnej około 2,4kWh (około 55%), co pozwala odzyskać około 80% energii zgromadzonej w biogazie – obliczeniowo około 5,5kWh/m3. Okres przetwarzania substratów w komorze fermentacyjnej wynosi przeciętnie 30-50 dni w zależności od ich składu i przyjętej technologii. Orientacyjnie można przyjąć, że najbardziej typowa biogazownia rolnicza o mocy 1MW , pracując ciągle przez cały rok z pełnym obciążeniem wytworzy energię 8GWh /8000MWh/ zużywając do jej produkcji około 20 tys. ton kiszonki kukurydzy /to konieczność dostarczenia codziennie około 60 ton kiszonki z około 500ha uprawy oraz wywiezienia adekwatnej ilości pofermentu/ lub podobnej ilości suchych odchodów kurzych, czy zielonki traw, buraków cukrowych albo resztek pasz. W przypadku łupin cebuli masa ta wynosi około 16 tys. ton, a przy wykorzystaniu ziarna żyta, poniżej 10 tys. ton. Dla zapewnienia ciągłości pracy takiej samej biogazowni zasilanej obornikiem bydlęcym, zagwarantować należy około 60 tys. ton surowca rocznie, a w przypadku gnojowicy świńskiej około 180 tys. ton. Podane wielkości mają jedynie charakter podglądowy i nie uwzględniają wpływu uwodnienia substratów.

W jakim celu buduje się biogazownie?

Głównym celem budowy biogazowni jest wypełnienie wymogów UE w zakresie redukcji emisji CO2 i tlenków azotu, których w procesie spalania biogazu powstaje mniej niż w podczas spalania paliw kopalnych. Biogazownie korzystnie wpływają na środowisko poprzez redukcję ilości frakcji płynnych świeżych odchodów zwierzęcych odprowadzanych bezpośrednio do gleby. W konsekwencji ograniczane jest zanieczyszczenie wód gruntowych i wynikający nadmierny rozwój flory zbiorników wodnych / tzw. kwitnienie / prowadzące do „przyduchy” niszczącej faunę rzek i jezior. Biogazownie korzystnie wpływają na poprawę kultury gleb zasilanych masą przefermentowaną czyli szlamem stanowiącym cenny nawóz naturalny skutecznie ograniczający nawożenie sztuczne. Należy jednak zwrócić należytą uwagę na czystość chemiczną substratów z uwagi na wykorzystanie rolnicze masy poprocesowej. Biogazownie rolnicze nie powinny w żadnym stopniu zastępować oczyszczalni ścieków ani nie powinny prowadzić procesów fermentacji osadów ściekowych z systemów kanalizacji komunalnej bądź przemysłowej. Uwzględnić trzeba także uciążliwość przepisów ograniczających możliwość produkcji energii przez gospodarstwa indywidualne. Tylko w niektórych krajach świata produkcja taka jest dozwolona bez ograniczeń. Zasadniczych zmian w Polsce należy oczekiwać w wyniku wdrożenia wytycznych Dyrektywy 3x20, co może wprowadzić korzystną poprawę w ulgach inwestycyjnych w podatku rolnym. Wytwarzanie energii i jej dystrybucja są przedmiotem kontroli państwa, umów politycznych i gospodarczych oraz interwencjonizmu cenowego. To państwo decyduje o kierunkach rozwoju energetyki bez względu na opłacalność przedsięwzięć i ich wpływ na poziom życia obywateli. Biogazownie stanowią niezależny od sytuacji politycznej potencjał energetyczny /cel: 802 MW w roku 2020/ porównywalny z połową mocy planowanej elektrowni atomowej /cel: 1600MW w roku 2020/, przy czym nie są obiektami zagrożonymi terroryzmem i nie wytwarzają odpadów niebezpiecznych dla środowiska, a ich rozproszenie zmniejsza koszty przesyłu energii do bezpośrednich konsumentów. Są one także znacznie bardziej stabilne od elektrowni wiatrowych, w których produkcja energii zależna jest od warunków atmosferycznych. Ich wydajność energetyczna jest 4 krotnie wyższa od elektrowni wiatrowych o identycznej mocy /szacuje się roczny uzysk sumaryczny około 1,7-2GWh energii z elektrowni wiatrowej i 7,5-8GWh z biogazowni rolniczej przy mocy siłowni 1MW/. Nie bez znaczenia jest fakt, że biogazownia produkuje jednocześnie energię cieplną /dla uproszczenia można przyjąć, że tyle samo co energii elektrycznej/, którą można wykorzystać do prowadzenia procesów technologicznych lub ogrzewania czy suszenia /sprzedaż ciepła może stanowić nawet około 20% przychodu biogazowni/. Dodatkowo udział energii z farm wiatrowych nie może stanowić więcej niż około 3% w całkowitym bilansie sieci energetycznej z uwagi na niebezpieczeństwo utraty stabilności systemu.

Jaka jest konfiguracja biogazowni?

Zasadnicze wyposażenie biogazowni stanowią elementy technologiczne takie jak: zbiornik na substraty wejściowe, zbiornik na masę poprocesową, komora fermentacyjna utrzymująca temperaturę około 34-40°C, zespół kogeneracyjny /agregat z generatorem prądotwórczym i blokiem cieplnym/, urządzenia mieszające i transportowe, wyposażenie sterownicze i zabezpieczające oraz urządzenia dodatkowe /np. higienizator w przypadku, gdy substraty zawierają odpady zwierzęce, pompy, odsiarczacz, separator, odstojnik gliceryny, zbiorniki gazowe, itp./ .
Zasadniczym komponentem określającym nowoczesność rozwiązania jest wyposażenie sterownicze pozwalające na precyzyjny nadzór nad wszystkimi etapami procesu technologicznego. Standardem są systemy automatyzacji bazujące na sterownikach TECOMAT.
Komputerowy system sterowania TECOMAT prowadzi pełen proces technologiczny wytwarzania energii od przyjęcia zapotrzebowanego surowca począwszy, aż po rozliczenie sprzedaży wyprodukowanej energii. Raportowane są wszystkie istotne parametry i zdarzenia występujące podczas pracy biogazowni. Sterowniki TECOMAT nadzorują stany awaryjne poszczególnych węzłów procesowych pozwalając na bezpieczne odstawienie lub całkowite zatrzymanie procesu przy zapewnieniu dostępu serwisowego do instalacji. Należy zwrócić szczególną uwagę na możliwość nadzorowania bardzo dużej ilości punktów pomiarowych i urządzeń wchodzących w skład profesjonalnej biogazowni. Sterowniki TECOMAT gwarantują prowadzenie procesów technologicznych w trudnych warunkach, w tym także w strukturze redundantnej z jednoczesnym nadzorem wszystkich elementów kontrolno-pomiarowych, wykonawczych i operatorskich. Zastosowanie nowoczesnych rozwiązań informatycznych pozwala na bezobsługową pracę urządzeń z wykorzystaniem funkcji zdalnego sterowania i wizualizacji przez Internet, raportowanie istotnych zdarzeń w formie komunikatów SMS i przekazywanie danych telemetrycznych w postaci pakietów GPRS. Sterowniki TECOMAT prowadzą ciągły nadzór składu atmosfery w budynkach biogazowni, a zwłaszcza w komorze agregatu kogeneracyjnego, gwarantując prawidłową wentylację pomieszczeń w przypadku wystąpienia zmian w jej składzie. Profesjonalny system wizualizacji SCADA Reliance pozwala na przejrzyste przedstawienie graficzne aktualnego stanu procesów technologicznych a także na zdalną interwencję operatora, w przypadku zaistnienia takiej potrzeby. System TECOMAT prowadzi także zestawienia bilansowe wyprodukowanej energii wspierając zebranymi danymi dalsze procesy finansowe. Przykładowy widok ekranu wizualizacyjnego przedstawia powyższy rysunek.

Ile kosztuje biogazownia?

Nakłady inwestycyjne na budowę biogazowni rolniczej szacowane są na poziomie około 3,5-4 mln Euro na jeden megawat mocy agregatu biogazowni. Koszt najbardziej popularnej małej biogazowni o mocy silnika układu kogeneracyjnego 500 kW kształtuje się na poziomie 1,5-2,0 mln Euro. Zużycie biogazu przez taki silnik kształtuje się na poziomie około 150-200Nm3 /w warunkach Normalnych = 1atm., 0^oC/ na godzinę, co daje sumaryczną wartość energetyczną paliwa około 7200MWh (150Nm3x24hx365dnix5,5kWh/m3). Uzysk roczny energii z takiej biogazowni kształtuje się na poziomie około 3250MWh (7200MWhx45%) energii elektrycznej i 3950MWh (7200MWhx55%)energii cieplnej. Podany przykład ma jedynie charakter poglądowy i w żadnym stopniu nie odzwierciedla konkretnych danych projektowych rzeczywistej biogazowni zwłaszcza, że nie uwzględnione zostały żadne dodatkowe czynniki mające wpływ na sprawność całego układu jak np. zapotrzebowanie własne lub przerwy konserwacyjne czy naprawcze. Nie uwzględniono także źródła pochodzenia jednostki kogeneracyjnej, która w zależności od producenta, może mieć różną wydajność i sprawność. Poniesione nakłady zwracane są w postaci przychodu ze sprzedaży energii elektrycznej /ok.200PLN/MWh/ i cieplnej /ok.150PLN/MWh/ oraz certyfikatów „zielonych” /ok.270PLN/MWh/ z tytułu produkcji energii ze źródeł odnawialnych i "czerwonych" /ok.20PLN/MWh/ lub "żółtych" (dla instalacji o małych mocach) /ok.105PLN/MWh/ z tytułu jednoczesnej produkcji energii elektrycznej i ciepła w procesie wysokosprawnej kogeneracji.

Jak sfinansować budowę biogazowni?

Jak wspomniano powyżej, biogazownia rolnicza o mocy elektrycznej 1MW, to wydatek około 4 mln Euro. Jest rzeczą oczywistą, ze wartość inwestycji zależy od wybranego procesu technologicznego i użytych podzespołów. Tym niemniej, problem sfinansowania przedsięwzięcia jest mocno związany z nowoczesnością zastosowanych rozwiązań. Nie ma większego błędu jak wybór procesu, który nie bilansuje się ekonomicznie lub nie przynosi spodziewanych zysków w relatywnie krótkim czasie. Właśnie z tym związane są także łatwiejsze lub bardziej kłopotliwe formy finansowania inwestycji. Bogaci inwestorzy mogą sobie zbudować biogazownię ze środków własnych nie zwracając szczególnej uwagi na stopę zwrotu wyłożonych nakładów. Ale takie rozwiązania należy pominąć. Najpopularniejszą formą jest finansowanie w formie kredytu inwestycyjnego udzielonego przez bank. Wybrana technologia ma tu oczywiście podstawowe znaczenie, gdyż zaciagnięte zobowiązania trzeba spłacać. Bardzo dobrą formą realizacji inwestycji jest finansowanie przez firmę leasingową, gdyż spłacane raty stanowią w całości koszt uzyskania przychodu a stosowane oprocentowanie kształtuje się na poziomie bankowych kredytów komercyjnych. Finansowanie biogazowni należy wesprzeć dotacjami oferowanymi przez UE, bo taka możliwość jest unikalna w skali historii i pozwala na relatywnie tanie podniesienie poziomu cywilizacyjnego opartego o racjonalizację zagospodarowania Odnawialnych Źródeł Energii. Należy mocno podkreślić, że prawidłowo zaprojektowana biogazownia może się zwrócić już po okresie 4-5 lat eksploatacji nawet w przypadku braku wsparcia zewnętrznymi dotacjami. Przyjęcie dobrze zaprojektowanego rozwiązania, które do maksimum wykorzystuje lokalne surowce energetyczne oraz jest prawidłowo dedykowane potrzebom lokalnego rynku, a jednocześnie mogące stanowić źródło dodatkowych przychodów, to najważniejszy etap budowy biogazowni i najskuteczniejszy element konstrukcji finansowania przedsięwzięcia. Wszystkich zainteresowanych uzyskaniem wsparcia w pozyskaniu kredytów inwestycyjnych, finansowania przez firmy leasingowe i dotacji UE zapraszamy do złożenia zapytania wygodnej formie w zakładkach Finansowanie lub Dotacje UE pozwalających na bezpośredni kontakt ze specjalistami.

 
Czy biogazownia "śmierdzi"?

To jedno z popularniejszych pytań. Odpowiedź brzmi TAK, ale tylko w przypadku zastosowania przestarzałych technologii, głupoty ludzkiej, błędów konstrukcyjnych, zachłanności inwestora, złej infrastruktury komunikacyjnej, zwykłego zaniedbania i ... awarii, ale te są praktycznie w takim zakresie niemożliwe. Ponieważ pytanie jest emocjonujące, to będzie o nim trochę dłużej.
Biogazownia, w dużym uproszczeniu, to zbiornik fermentacyjny, w którym powstaje biogaz i wykorzystujący ten biogaz silnik spalinowy. Zbiornik jest z założeń szczelny, więc nie przedostaje się z niego na zewnątrz nic. Silnik jest prawie jak zwykły "diesel", tyle że gazowy, wielkości jednego lub dwóch silników napędzających ciężarówkę typu TIR. Może być to także nowocześniejsza jednostka, czyli turbina gazowa, a tę można porównać do silnika odrzutowego, tyle że cichszego i emitującego znacznie mniej spalin od silnika diesla. Zatem samo "serce" biogazowni nie generuje odorów. Problem leży gdzie indziej. Dla zobrazowania analogia do kuchni węglowej lub węglowego pieca w kotłowni. Jeżeli palimy w tym piecu węglem, to nie śmierdzi, a jeżeli do pieca wrzucimy odpady komunalne, plastik, stare ubrania, opony i inne odpady, a oprócz tego zbudujemy magazyn na te różne śmieci do spalenia i za niski komin, który będzie emitował smród i spaliny po najbliższej okolicy, to narazimy się sąsiadom. Z biogazownią jest analogicznie. Jest to elektrownia i ciepłownia w jednym. Wymaga zapasu "paliwa", czyli substratów na okres około 3-5 dni. Jeżeli substraty będą różnego pochodzenia /obornik, gnojowica, wytłoki, wysłodki, serwatka, wywar gorzelniany, kiszonki, odpady poubojowe.../, to magazynowanie ich będzie wiązało sie z całym "bukietem" zapachów, a ich mieszanka może być piorunująca. Błędy projektowe lub oszczędności popełnione w zakresie zapewnienia prawidłowego posadowienia hali przyjęć, zbiorników wstępnych, urządzeń higienizacyjnych, itp oraz brak utrzymywania ciągłej czystości tych obiektów, zemszczą się szybko. Do tego może dojść zachłanność inwestora, z jednej strony powodowana minimalizacją kosztów, a z drugiej strony maksymalizacją zysków przez przyjmowanie do biogazowni substratów innych niż te, do których instalacja została zaprojektowana. Biogazownia najczęściej kojarzy się z instalacją do przetwarzania obornika /a więc substratu raczej o mniej drażniącym zapachu i bardziej kojarzącym się z sielskością polskiej wsi i czystą, naturalną produkcją, niż z uciążliwym smrodem/. Nie ma bardziej błędnego pojmowania przeznaczenia biogazowni. Obornik jest stosunkowo niskoenergetyczny /patrz pytanie powyżej "Z czego produkuje się biogaz?"/, objętościowo i wagowo bardzo absorbujący transport i przestrzeń magazynową oraz coraz skuteczniej eliminowany z chowu bydła. Przyjęcie technologii produkcji mięsa jak na linii produkcyjnej w fabryce skutkuje coraz większą ilością gnojowicy, szamba, płynnych "krowich placków" i innych niebezpiecznych mikrobiologicznie ścieków, które nie podlegają naturalnej fermentacji tak jak obornik, "za oborą" w pryzmach zmieszane ze słomą. A i odpadów biologicznych nadających się do fermentacji w biogazowniach jest coraz więcej /odpady poubojowe, padlina, pomiot ptasi, przeterminowana żywność.../, czyli takie komponenty, których przed laty, w innych warunkach życia i gospodarowania rolnego, prawie nie było. Tyle, że tamte czasy już nie wrócą. A więc, źle zorganizowana dostawa i magazynowanie substratów są źródłem odorów. Drugi problem, to magazynowanie odpadów pofermentacyjnych. Biogazownia "przerabia" różnorakie substraty doprowadzone do formy płynnej "pulpy", czyli substancji będącej gęstą cieczą. Po przefermentowaniu, substancja ta, jako biologicznie czysta /fermentacja skutecznie likwiduje komponenty biologiczne/, nadaje się do nawożenia pól przez rozlewanie z cystern podobnych w konstrukcji do wozów asenizacyjnych. Problem w tym, że pola nawozi się raz, może dwa razy w ciągu roku, zatem olbrzymie ilości płynnego pofermentu /niestety śmierdzącego w przypadku wyboru technologii przestarzałych lub bardzo oszczędnych/ trzeba magazynować np. przez zimę, czekając na wiosenne prace polowe. Laguny pofermentacyjne są oferowane często jako zwykłe doły w ziemi wyścielone foliami. Wprawdzie pulpa pofermentacyjna jest biologicznie nieczynna, lecz zachodzące szczątkowe reakcje chemiczne oraz zawarte w około 30-40% komponenty humusowe /próchnica/ uwalniają gazy resztkowe, które mogą być czasami uciążliwe dla okolicznych mieszkańców /ciepłe dni, zastoiska powietrzne, itp./. I tu wszystko zależy od zastosowanych rozwiązań, utrzymywania reżimu technologicznego przez inwestora i prawidłowych decyzji lokalizacyjnych. Skuteczną poprawę można uzyskać stosując substancje neutralizujące odory i redukujące poziom amoaniku nawet do 90% jak np. BAK 6 lub BIO BRX /opracowane przez Uniwersytet Przyrodniczy we Wrocławiu/, które w dużym stopniu niwelują uciążliwość zapachową. W nowoczesnych biogazowniach można całkowicie wyeliminować składowanie pulpy pofermentacyjnej przez separowanie pofermentu stałego od wody, jego suszenie i oferowanie jako wysokowartościowego nawozu naturalnego w fomie sypkiej lub zgranulowanej w extruderach. To kosztuje, ale zapewnia odzysk wody do ponownego procesu technologicznego oraz zysk ze sprzedaży produktów, które nie mają wpływu zapachowego na środowisko i nie podlegają kalendarzowemu cyklowi wykorzystania. Ale to już nowoczesność, o której wielu inwestorów zapomina. O skutkach stosowania technologii sprzed 20 laty lub nieudolnego czerpania z doświadczeń innych możemy się łatwo przekonać własnym nosem nawet w relatywnie dużych odległościach od samych biogazowni, a zwłaszcza po wylaniu pofermentu na pola uprawne. Wystarczy tylko pojechać na taką "wycieczkę" aby samemu stwierdzić, że laguny, a także pola nawożone pulpą pofermentacyjną mogą śmierdzieć bezlitośnie. Oczywiście, w nowoczesnych rozwiązaniach takie technologie są już skutecznie eliminowane.

Do czego służą homogenizator, higienizator i separator?

Wiele pytań dotyczy szczegółów procesu technologicznego biogazowni. Często dochodzi do niezrozumienia pojęć dotyczących przygotowania pulpy fermentacyjnej i jej obsługi po zakończeniu procesu odgazowania. A sprawa jest dość prosta:
- Homogenizator, to komora /najczęściej podziemna/, w której dokonywane jest ujednolicenie składu substratów składowych, rozdrobienie i prawidłowe nawodnienie celem uzyskania jednolitej substancji o założonej procesem technologicznym wartości energetycznej i odpowiedniej pompowalności. Innymi słowy, homogenizator, to urządzenie przygotowujące prawidłowy skład mieszanki substratów składowych, które zostaną wprowadzone do zbiornika fermentacyjnego.
- Higienizator, to urządzenie, które nie jest stosowane we wszytkich typach biogazowni, a jedynie w tych, które utylizują także odpady spożywcze, przeterminowaną żywność, padlinę czy resztki poubojowe. Dla zachowania należytej sterylności procesu fermentacji, substraty tego typu są "wygotowywane" w wyskoiej temperaturze celem pozbycia się wszelkich bakterii i innych drobnoustrojów chorobotwórczych. Dopiero po zakończeniu procesu higienizacji, wsad utylizacyjny kierowany jest do kolejnych etapów procesów technologicznych.
- Separator, to urządzenie, które jest stosowane w nowocześniejszych typach biogazowni. Urządzenie to, najczęściej w formie prasy lub wirówki, służy do finalnego oddzielenia masy suchej z retentatu otrzymanego w procesie odwróconej osmozy /mikrofiltracja memebranowa/ z pulpy pofermentacyjnej i odzyskania wody, która po doczyszczeniu może być ponownie skierowana do procesu technologicznego. Suchy poferment jest pełnowartościowym i bezpiecznym produktem, który może być pakowany i sprzedawany jako wysokowartościowy nawóz lub bezpośrednio wykorzystywany do rozsypywania na polach uprawnych. Urządzenie to eliminuje konieczność składowania dużych ilości pulpy pofermentacyjnej w lagunach lub innych zbiornikach celem okresowego wykorzystywania do rozlewania na okolicznych polach uprawnych. Wyposażenie biogazowni w węzeł separatora pozwala na całkowitą hermetyzację procesów technologicznych.

Jak zagospodarować ciepło produkowane przez biogazownię?

Temat nie jest taki prosty. Biogazownia produkuje prąd elektryczny i ciepło, które wykazuje sezonowość odbioru. Z grubsza, do rozważań można przyjąć, że wytwarzane jest tyle samo energii elektrycznej co energii cieplnej. Część energii cieplnej wykorzystywane jest do celów ogrzania zbiornika fermentacyjnego /ok.10-30%/ dla utrzymania stabilnych warunków procesu wytwarzania biogazu. Reszta energii cieplnej, to produkt, który należy zagospodarować. Jeżeli biogazownia jest zbudowana w bezpośredniej odległości od budynków mieszkalnych, ciepło można wykorzystać do celów grzewczych w sezonie zimowym. Inne formy zagospodarowania, to wykorzystanie ciepła do procesów technologicznych, jeżeli biogazownia jest np. elementem ciągów produkcji spożywczej lub stanowi węzeł technologiczny suszarni drewna lub produkcji suszu nawozowego. Na większy problem występuje latem. Nowoczesne biogazownie mogą także wykorzystywać energię cieplną do produkacji chłodu na potrzeby klimatyzacji budynków lub procesów technologicznych np. przechowywania produktów spożywczych w okresie letnim. W takim celu rozbudowuje się biogazownie o układy absorpcyjne /podobne w działaniu do lodówek absorpcyjnych, czyli takich "na grzałkę"/, pozwalające na kompleksowe wykorzystanie produkowanej energii w procesie tzw. trójgeneracji.

Czy biogazownie są bezpieczne?

W pierwszym przybliżeniu można powiedzieć, że biogazownia jest bezpieczna dokładnie tak samo jak samochód. W obu urządzeniach jest zbiornik z paliwem i silnik spalinowy. Biogazownia jest o tyle bezpieczniejsza, że nie porusza się, więc nie jest narażona na rozszczelnienie na skutek kolizji komunikacyjnych. Biogaz wytwarzany w fermentorze występuje w postaci gazowej o niskim stopniu sprężenia, zatem jego ewentualne ulotnienie nie jest nawet porównywalne do rozszczelnienia butli z gazem płynnym w samochodach. Dodatkowo, prawidłowo zaprojektowane i budowane biogazownie są zabezpieczone instalacjami piorunochronnymi oraz całą masą czujników pomiarowych analizujących najmniejsze nawet odstępstwa procesowe. Prawdopodobieństwo uderzenia pioruna w biogazownię jest zatem znacznie mniejsze niż uderzenia w samochód, bo biogazownia jest budowana w polu martwym wyznaczanym przez zwody ochronne. Dla porównania można także podać przykład stacji benzynowych, których lokalizacja nawet w gęsto zabudowanych osiedlach nie wzbudza emocji. Ilości paliw i gazów zgromadzonych na takich stacjach są wielokrotnie większe od tego, co produkuje biogazownia, a oprócz tego paliwa na stacji benzynowej mają stały kontakt z atmosferą podczas tankowania, więc ulatniających się oparów jest wiele. W biogazowni nie ma takiej możliwości. Stacje paliw oferujące LPG także nie wzbudzają już emocji. A przecież gazu w zbiornikach na takich stacjach jest także wielokrotnie więcej niż w fermentorze biogazowni, no i stan skupienia gazu w cysternach jest inny niż w biogazowni. Biogazu w fermentorze jest tylko tyle, że wystarcza go do aktualnego zasilania jednego silnika spalinowego. Biogaz nie jest gromadzony "na zapas", więc jego ilość jest rzeczywiście znikomo mała, przez co w żaden sposób nie zagraża otoczeniu. Biogazownie są zatem obiektami bardzo bezpiecznymi i wcale nie należy się obawiać ich budowy.

Jaki kogenerator wybrać?

Pytanie trochę upraszcza zagadnienie. Biogazownię można zbudować do wielu celów, w tym także do produkcji gazu, który będzie wspierał sieć miejską lub będzie sprężany i magazynowany w butlach. Pytanie o kogenerator sugeruje bezpośrednie wykorzystanie biogazu do produkcji energii elektrycznej i cieplnej. Do wyboru mamy dwa główne rozwiązania. Pierwsze, tradycyjne i znane od wielu lat, oparte o silnik spalinowy przystosowany do zasilania biogazem. Drugie, znacznie bardziej nowoczesne, wydajniejsze i bardziej ciche, czyli turbina wysokoobrotowa. O ile silniki spalinowe nie wymagają dodatkowych wyjaśnień co do istoty ich działania, o tyle turbiny nie są ciągle docenianą nowością na rynku, a warto na nie zwrócić szczególną uwagę. Rozwiązanie oparte o turbinę jest bardziej wydajne, bo zespół kogeneracyjny nie zawiera komponentów mechanicznych, które powodują dodatkową utratę energii wynikającą z tarcia elementów składowych /tłoki, korbowody, wały korbowe.../. Wał turbiny jest łożyskowany na poduszce powietrznej, przez co procesy naturalnego zużycia są wyjątkowo powolne, a brak elementów trących zwiększa sprawność urządzenia. Bardzo istotny jest skład spalin, który jest nieporównywalnie bardziej przyjazny środowisku niż emitowany przez silniki tłokowe. Spaliny z turbin są relatywnie czyste i bogate w tlen /ok.18%/ przy śladowej ilości tlenku węgla. Spaliny z turbiny można bezpośrednio wykorzystywać w szklarniach do wzbogacania powietrza w dwutlenek węgla w celu wspomagania wegetacji roślin. Turbiny korzystnie działają w zestawach równoległych, co daje zwiększone bezpieczeństwo eksploatacji i bezproblemowe odstawienie jednej z nich w przypadku konieczności dokonania przeglądu okresowego lub naprawy. Naprawa zespołu kogeneracyjnego opartego o silnik spalinowy jest w tym zakresie znacznie mniej komfortowa. A zatem, co wybrać?. Odpowiedź na takie pytanie wydaje się oczywista. Wybrać nowoczesność, postęp, bezpieczeństwo, wydajność i ochronę środowiska. Zyski z takiego wyboru są wyższe niż z eksploatacji rozwiązań znanych na rynku od pokoleń. Na tym polega rozwój i postęp w gospodarce.

Gdzie budować biogazownię?

To także jedno z najczęściej zadawanych pytań. Odpowiedż nie jest jednoznaczna. Zależy od typu biogazowni. Oczywiście, że wysypiskową na wysypisku, utylizacyjną na terenie zakładu produkującego lub przygotowującego odpady do utylizacji, a rolniczą ... i tu kilka zdań więcej. Biogazownia rolnicza przetwarza głównie komponenty biologiczne pozostające po produkcji rolniczej i hodowlanej. W mniejszym stopniu albo wcale nie powinna przyjmować do przerobu przeterminowanej żywności, padliny, odpadów produkcyjnych, itp. Problem w tym, że biogazownie oparte na samych czystych odpadach rolniczych nie są aż tak wydajne, czyli nie są tak opłacalne jak te, które oprócz fermentacji mas zielonych wykorzystywane są także do celów utylizacyjnych. Wystarczy przyjrzeć się na wartość energetyczną poszczególnych substratów, aby wyobrazić sobie, że do zasilenia agregatu prądotwórczego o mocy 1MW potrzeba około 400Nm³ biogazu na godzinę. Jest to równoznaczne z dostarczaniem co godzinę 20 ton gnojowicy świńskiej lub 10ton obornika bydlęcego, lub 2,5 ton odchodów ptasich, lub niecałe 2,3 tony kiszonki kukurydzy, lub zaledwie 700kg ziarna żyta i tylko 400kg tłuszczu. Należy zwrócić uwagę na fakt, iż substraty należy dowieźć, a także wywieźć po fermentacji w formie o powiększonej objętości z powodu ich uwodnienia do poziomu zapewniającego prawidłową pompowalność. Trzeba także wziąć pod uwagę fakt dużego natężenia ruchu pojazdów rozlewających pulpę pofermentacyjną w krótkim okresie nawożenia pól, oczywiście w przypadku biogazowni składującej pulpę w lagunie. Biogazownie, których produktem są nawozy w postaci suchego granulatu pozbawione są takiej uciążliwości.
A zatem, gdzie budować?
- Tam, gdzie będzie dobry dostęp do stałej dostawy surowców z jak najmniejszej odległości
- Tam, gdzie będzie można w najłatwiejszy i najtańszy sposób przesłać wyprodukowaną energię elektryczną do sieci Krajowego Systemu Energetycznego
- Tam, gdzie będzie można łatwo odebrać ciepłą wodę do celów grzewczych czy technologicznych /ten parametr determinuje bliskość osiedli mieszkaniowych/
- Tam, gdzie będzie można dopuścić ruch transportowy o natężeniu wynikającym z ilości i wartości energetycznej przetwarzanego wsadu oraz formy wykorzystania substratów pofermentacyjnych
- Tam, gdzie będzie zapewniony stały dostęp do wody i kanalizacji ściekowej
- Tam, gdzie nie będzie negatywnej uciążliwości zapachowej, która może jednak okresowo występować /w przypadkach opisanych powyżej/. Przyjmuje się, że 300mb odległości od osiedli mieszkaniowych to takie higieniczne minimum. Oczywiście należy uwzględnić kierunki występujących wiatrów.
- Tam, gdzie będzie to społecznie akceptowalne, gdyż nieprawidłowe posadowienie biogazowni może przynieść więcej złego w formie reakcji społecznej, niż dobrego w formie zysków energetycznych.
- Tam, gdzie będzie można zagospodarować energię cieplną do celów produkcyjnych /szklarnie, suszarnie drewna, produkcja granulatów nawozowych, itp./
- Tam, gdzie całą instalację będzie można otoczyć strefą zieleni, najlepiej także zimozielonej.

Na co zwrócić uwagę podczas planowania budowy biogazowni?

Jest rzeczą oczywistą, że pieniądze zainwestowane w biogazownię powinny przynosić korzyści, a instalacja nie powinna "spędzać snu z powiek właściciela". Aby tak było, należy zwrócić szczególną uwagę na urządzenia i procesy, które często wcale nie są omawiane z inwestorem, a wymagają zwiększonej uwagi, jakości wykonania, wykorzystania droższych materiałów czy opatentowanych rozwiązań. Na etapie budowy zapomina się o tym, że instalacje się zużywają, wymagają serwisowania, czyszczenia, wymiany czy choćby tylko przeglądów okresowych. O potencjalne trudności czy "niespodzianki" mogące wyniknąć w procesie eksploatacji, zwłaszcza po zakończeniu gwarancji, należy pytać na etapie wyboru projektu i firmy realizującej.
Główna uwaga inwestora powinna być skupiona na:
- Wyborze "wzorca" technologicznego. Tu należy unikać powielania rozwiązań sprzed 10 czy 20 lat, gdyż nie przystają one całkowicie do dzisiejszych możliwości projektowych i wykonawczych.
- Strukturze współpracy z podmiotami wykonawczymi, która powinna być jasna i przejrzysta w zakresie podziału kompetencji i odpowiedzialności. Najkorzystniejszym rozwiązaniem jest wybór wykonawcy, który realizuje projekt własny ponosząc tym samym pełną odpowiedzialność za efekt końcowy.
- Zagwarantowaniu wysokiej jakości usług serwisowych w całym cyklu pracy biogazowni
- Szczególnie precyzyjnym i jakościowym wykonaniu tych fragmentów instalacji, których usterka skutkuje potężnymi stratami finansowymi i uciążliwością zapachową. Tu należy zadbać aby zbiorniki fermentacyjne były posadowione bardzo stabilnie, wnętrze pokryte było warstwami specjalnego laminatu skutecznie separującego wsad od ścian betonowych, rury grzewcze wykonane były z wysokogatunkowej stali nierdzewnej, urządzenia systemu utrzymującego wsad w ciągłym ruchu były bezpieczne w eksploatacji /np. z napędem hydraulicznym/ i łatwe do serwisowania bez konieczności uwalniania biogazu do atmosfery lub przerywania procesu /specjalistyczne rozwiązania komór serwisowych/, elastyczna membrana dachowa była dwuwarstwowa od wewnątrz odporna na składniki ulatniane w procesie fermentacji a od zewnątrz odporna na waruki środowiska i promieniowanie UV
- Budowie konfiguracji zapewniającej ciągłą pracę biogazowni nawet podczas okresowych /7-10 lat/ przeglądów wymagających odstawienia poszczególnych urządzeń
- Wyborze jednostek kogeneracyjnych ułatwiających szybki rozruch instalacji /aby pierwszy raz uruchomić duży silnik należy "zbierać" biogaz nawet przez kilka miesięcy/ i łatwe serwisowanie /usterka kogeneratora wstrzymuje produkcję ciepła, a tym samym powoduje zatrzymanie procesu fermentacji!!!/ oraz brak konieczności dodawania paliw o wyższej jakości lub pędności /zespoły kogeneracyjne powinny być przystosowane do spalania ubogiego biopaliwa/
- Systemie magazynowania i dozowania wsadu, aby w jak najmniejszym stopniu obciążał środowisko uciążliwością transportową i zapachową oraz był odporny na zanieczyszczenia mechaniczne mogące wywołać usterki elementów ruchomych /kamienie, sznurek wiązalniczy, itp.../
- Zagospodarowaniu produktów biogazowni. Z prądem nie ma większych problemów. Kłopot jest z ciepłem /ok. 70% ciepła można wykorzystać do dalszych procesów technologicznych/ oraz z pofermentem, z którego można produkować wysokiej jakości susz nawozowy, a wodę odzyskiwać do prowadzenia reakcji w fermentorach.
Z pewnością należy zwrócić szczególną uwagę także na proponowane procedury wykonawcze obiektu, tak aby jego budowa nie była uciążliwa dla sąsiadującej infrastruktury. 
 

Czy są możliwości budowy biogazowni "przydomowej"?

To kolejne z serii emocjonujących pytań. Trudno na nie dać odpowiedź, bo dotyczy ono zagadnień związanych z polityką, w tym głównie międzynarodową /tak, tak!/, i do tego na dodatek w sferze finansowej. Wystarczy sobie uzmysłowić powagę sytuacji mnożąc kilka prostych liczb. Plany rządowe przewidują budowę "prawie" jednej biogazowni w każdej gminie. Przypuśćmy, że ma być to około 2500 obiektów. Każda z biogazowni, to kwota inwestycji kształtująca się na poziomie 4mln. Euro dla mocy 1MW. Pozostańmy przy tych wartościach. Proste mnożenie pokazuje szacunkową wartość inwestycji /UWAGA: to jest cena biogazowni, a nie cena infrastruktury związanej z pozyskaniem substratów, które trzeba dostarczać przecież w trybie ciągłym, czasami z miejsc odległych o kilkanaście, a nawet kilkadziesiąt kilometrów/ w wysokości 10mld Euro, co daje kwotę tak gigantyczną, że aż trudną do wyobrażenia. Nic dziwnego, że "łapki" wyciągają się do tej kwoty na każdym kroku. Problem główny polega na tym, iż pomimo, że biogazownia jest obiektem o bardzo prostej konstrukcji, to dostawcami są głównie firmy obce, czujące łatwy kąsek dający szybki dochód. Jakoś chyba oferta biogazowni dostarczanych przez tych, którzy już mają z nimi dużo doświadczeń, nie przypadła naszym inwestorom do gustu. Pomimo prawie 10 lat usilnych starań najprzeróżniejszych lobbystów czy akwizytorów, na początku roku 2012 mamy ich zaledwie około 20. To wymowna ocena zarówno oferty jak i celowości inwestowania w tego rodzaju źródła energii. A teraz o biogazowniach przydomowych. Są one znane od setek, jeżeli nie od tysięcy lat. W Indiach jest wiele milionów takich obiektów, króre pracują bez wytchnienia przerabiając wszystkie odpady z gospodarstw domowych. Wystarcza zwykla beczka lub balon z płachty PCV i to wszystko. Schemat działania takiej biogazowni zamieszczamy obok wyłącznie do celów edukacyjnych. Pochodzenie rysunków jest przypadkowe /z Internetu/ i nie ma na celu nic innego jak zobrazowanie budowy biogazowni przydomowej. Zbiornik takiej biogazowni służy do prowadzenia procesów fermentacji odpadów biologicznych typowych dla gospodarstwa domowego, zwłaszcza prowadzącego niewielką działalność rolniczą. W rzeczywistości obiekt przydomowy jest miniaturową wersją biogazowni "dużej". Wytwarzany biogaz może być przetwarzany w silnikach Stirlinga o "piko" mocy ~ 1-2-5-10-50 kW. Problem polega na tym, że aby eksploatować takie "piko biogazownie" i "spiąć" je do ogólnokrajowego systemu energetycznego, niezbędna jest wyższa niż w Indiach temperatura otoczenia pozwalająca na tanie podtrzymanie procesu fermentacji i legislacja prosumencka. Niestety, dotychczasowe akty prawne nie przewidują wprowadzenia mikroinstalacji CHP (Combined Heat and Power) oraz przyłączania ich do sieci, a i temperatura, pomimo ocieplenia klimatu nie sprzyja procesom wytwarzania biogazu. Energetyki prosumenckiej obejmującej biogazownie przydomowe nie będzie, jeśli nie będzie inteligentnych systemów dystrybucji energii, czyli inteligentnych sieci energetycznych /SMART Grid/. A budowa przydomowej biogazowni jest w rzeczywistości prosta, zwłaszcza że oferowane układy sterowania /np. TECOMAT/ są już przystosowane do prowadzenia takich zadań kontrolnych.

Które z rozwiązań biogazowni wybrać?

To chyba najtrudniejsze pytanie. Każdy wybiera według własnych potrzeb, umiejętności oceny wartości technicznych, zasobów finansowych i wszelkich innych uwarunkowań dodatkowych. Łatwiej jest odpowiedzieć na pytanie "Którego rozwiązania nie wybrać?". Otóż, z pewnością nie warto wybierać rozwiązania takiego, jakie już istnieje od wielu lat i "sprawdziło się w praktyce np. przez 5 czy 10 lat pracy". Należy wtedy szybko przekalkulować, co może to oznaczać. 5 czy 10 lat eksploatacji, rok lub więcej budowy, no i te kilka lat od pomysłu, do pozyskania terenu i uzyskania pozwoleń, opracowania operatów, raportów oddziaływania, przygotowania dokumentacji, uzyskania zgód, oddalenia protestów... daje pogląd na stan techniki istniejącego obiektu. To tak, jakby o inwestycjach w sieć internetową dyskutować na bazie prezentacji rozwiązań sprzed 10 - 15 lat, których w masowym zastosowaniu po prostu nie było. Z natury rzeczy jest więc to obiekt przestarzały, czyli z pewnością nie taki, jaki wymarzył sobie inwestor. Nie warto wybierać także rozwiązania, które nie jest zdefiniowane do końca dając możliwość dokonania zmian w trakcie budowy. Z reguły, takie zmiany będą realizowane wyłącznie dla osiągnięcia maksymalnego zysku dostawcy lub inwestora bez uwzględnienia potrzeb społecznych, których emocje opadną już w trakcie budowy. Nie warto wybierać rozwiązania, które jest prezentowane marketingowo w sposób "upudrowany", czyli pokazywane są same zalety i wspaniałości oferowanego rozwiązania. Z pewnością nie należy wybierać rozwiązań z ograniczonymi zasadami gwarancji zarówno na komponenty składowe, jak i na efekty działania instalacji. Co do efektów, to można łatwo się umówić z dostawcą zarówno w zakresie ekonomicznym, jak i trudniej mierzalnym - np. mówiących o poziomie generowanych zakłóceń, uciążliwościach zapachowych, hałasie, itp. I na koniec jedno zdanie o tym, które rozwiązanie wybrać. Otóż to, które w ofercie jest znacznie bardziej zaawansowane technologicznie od tych już zbudowanych mając na uwadze, że ma ono służyć lokalnej społeczności przez wiele lat, jest oparte o nowoczesne, ciche, wydajne i niskoemisyjne turbiny kogeneracyjne, pozwalające na wykorzystanie ciepła odpadowego do prowadzenia dodatkowych procesów technologicznych, a z pewnością takie, które jest "naszpikowane" nowoczesną automatyką, gdyż to właśnie automatyka jest gwarantem poprawności realizowanych procesów technologicznych. Takie rozwiązania dostarcza EMEA Gateway.

I co dalej?

Dalej, to już trzeba się spieszyć. Najpoważniejsze inwestycje w sektorze energetycznym były realizowane w Polsce w połowie lat 70tych poprzedniego stulecia. Niby niedawno, i wiele osób jeszcze pamięta pełną mobilizację społeczeństwa dla dokonania skoku cywilizacyjnego, a już tamte elektrownie zużyły się moralnie i prawnie. W latach zmiany ustroju i rozwoju demokracji, jakby zapomniano o inwestowaniu w sektor energetyczny. Począwszy od roku 2016 wyłączane będą najstarsze elektrownie. Nikt nie buduje nowych, które mogłyby je zastąpić. Nikt już chyba także nie wierzy w to, że kiedykolwiek powstanie elektrownia atomowa. Cena jej budowy jest wysoka, a cena jej zamknięcia jest dwukrotnie wyższa. Do tego cena składowania odpadów, rosnąca cena coraz mniej dostępnego uranu, protesty społeczne zataczające międzynarodowe kręgi, a do tego całkowity brak sieci przesyłowych, które byłyby w stanie doprowadzić wytworzoną energię do odbiorców. Czyli całkowita klapa. Urząd Regulacji Energetyki wprost informuje, że bezpieczeństwo dostaw prądu w naszym kraju już za kilka lat może być zagrożone, a po 2015 r. nie można wykluczyć przerw w dostawach prądu z powodu niedoboru mocy. Najprostsze jest to, co można wybudować prawie własnymi rękami, coś co jest niewielkie, coś co pozwala na pokrycie zapotrzebowania lokalnego, coś co nie wymaga budowy sieci dystrybucyjnych wysokich napięć, czyli coś, co jesteśmy w stanie zbudować w znanym Polakom trybie "pospolitego ruszenia". To coś, to budowa wszelkiego rodzaju przydomowych źródeł prądu generowanego przez niewielkie wiatraki, panele fotowoltaiczne i małe biogazownie. To jest właśnie energetyka prosumencka, która pozwala na instalowanie przez odbiorców energii niewielkich źródeł zasilających domy jednorodzinne i osiedla mieszkaniowe w trybie synchronizacji z siecią dystrybucyjną pracującą w systemie SMART Grid. Tylko, czy na takie pospolite ruszenie jesteśmy przygotowani, czy może z typowym dla Polaków sceptycznym narzekaniem będziemy czekali, aż jacyś "oni" to zrobią i to jeszcze za kolejne "nie nasze" gigantycznie wielkie pieniądze, czyli zabójcze kredyty, które już i tak rujnują nasz kraj. Tylko wtedy możemy obudzić się "z ręką w naczyniu nocnym" z typowym bólem głowy spowodowanym znanym skutkiem, że "Polak mądry po szkodzie". A dzisiaj mamy jeszcze szansę na dynamiczny rozwój pomysłowości własnej dającej możliwość zatrudnienia przy projektowaniu, budowie i uruchomieniu tysięcy lokalnych "pikoelektrowni" zamiast importować rozwiązania stare i nieprzystające do bieżącej sytuacji energetycznej kraju. EMEA Gateway pełnią sił swoich wspiera polską myśl techniczną dającą możliwość rozwoju setek małych przedsiębiorstw budujących lokalne źródła energii odnawialnej.