využití bioplynu v dopravě

VYUŽITÍ BIOPLYNU V DOPRAVĚ
Smyslem tohoto materiálu je přiblížit technické, ekonomické
a právní aspekty využití bioplynu resp. biometanu v dopravě
a na několika zajímavých příkladech ze zahraničí demonstrovat,
že lze tím na komunální úrovni dosáhnout energetické
soběstačnosti například autobusové hromadné dopravy –
přitom ekologicky šetrně a za ekonomicky přijatelných nákladů.
VYUŽITÍ BIOPLYNU V DOPRAVĚ
V užívá jako obnovitelné palivo pro
současnosti se u nás bioplyn po-
výrobu elektřiny a tepla v kogeneračních jednotkách umístěných v blízkosti bioplynových stanic. Důvodem
je primárně zavedená veřejná podpora
instalacím využívajícím obnovitelné zdroje energie pro výrobu elektřiny formou garantovaných výkupních cen respektive „zelených“ bonusů majících
charakter příplatku za environmentálně šetrnou výrobu el. energie.
Nevýhodou takovýchto instalací je nedostatečné využití tepla z kogenerace, zvláště v letním období. V zahraničí se proto v poslední době
objevuje řada instalací s úpravou bioplynu na biometan, který je pak
plnohodnotnou náhradou zemního plynu využitelného mj. i jako motorové palivo v dopravě. A to buď přímým zásobováním blízkoležících
plnících stanic na stlačený (zemní) plyn – CNG (z angl. "Compressed
Natural Gas"), nebo vtláčením do distribuční sítě zemního plynu, jejímž
prostřednictvím lze pak biometan dodávat (virtuálně) mnohem širšímu
okruhu dalších možných zájemců.
Výhody úpravy bioplynu na biometan
Dát "zelenou" takovémuto využívání bioplynu má smysl z několika důvodů. Úpravou na biometan lze efektivně využít větší část primární energie
obsažené v bioplynu, než je dnes obvyklé. Zatímco bioplynová stanice
zpravidla zhodnotí 40 – 50 % energie v bioplynu ve formě elektřiny příp.
i tepla (mimo vlastní spotřebu), při úpravě na biometan a jeho dodávce
do plynovodní sítě roste tento potenciál i na více než 60 %.
Jako motorové palivo je dále biometan šetrnější k životnímu prostředí,
a to nejen ve srovnání s běžnou naftou či benzinem, ale i jejich obnovitelnými substituty - biodieselem a bioetanolem vyráběnými u nás z tradičních plodin. Zatímco při výrobě bioetanolu z obilí či biodieselu (resp.
metylesteru řepkového oleje) z řepky olejné lze v našich podmínkách
získat reálný hektarový energetický zisk mezi 20 až 50 GJ, v případě bioplynu to může být 120 ale i víc GJ v podobě finálního paliva, jsou-li pro
jeho produkci vhodné plodiny, jako je např. kukuřice.
Často diskutovaná bilance energetických vstupů a výstupů při výrobě
a užívání biopaliv je pro bioplyn jednoznačně pozitivní. V případě výroby
bioplynu z kukuřice jsou energetické vstupy, jež je nutné vložit do vypěstování kukuřice, v porovnání s výnosem v podobě dále využitelné zelené
hmoty asi v poměru 1:3. Po odpočtu vlastní technologické spotřeby bioplynové stanice (v závislosti na použité technologii anaerobní fermentace
představuje zpravidla 15 – 20 % energie obsažené ve vyráběném bioplynu) tento poměr klesá na přibližně 1:2,5 a po odpočtu vlastní spotřeby
případného čištění bioplynu na kvalitu zemního plynu (opět ve výši 15
– 20 % v závislosti na typu technologie a finální tlakové úrovni plynu při
konečném využití) pak na výsledných asi 1:2.
Zdrojem pro výrobu bioplynu resp. biometanu mohou být ale i nejrůznější organické materiály, které mají povahu odpadu. Například z jedné tuny
kuchyňského bioodpadu může být vyrobeno tolik biometanu, že s ním
autobus nebo svozový vůz ujede vzdálenost 200 i více kilometrů. Chytrou
koncepcí odpadového hospodářství lze tak z biodpadů "pohánět" např.
CNG autobusy městské hromadné dopravy, odpadářské vozy apod.
která by negativně ovlivňovala další proces obohacování.
Postupy oddělování metanu a oxidu uhličitého (a příp. dalších nežádoucích složek) lze rozdělit do čtyř hlavních skupin, jež se liší principem
činnosti a de facto i technologickým řešením:
✖ adsorpce – technologie PSA
✖ absorbce – fyzikální (tlaková) vypírka
– chemická vypírka
✖ membránová separace
✖ nízkoteplotní rektifikace – kryotechnologie
Největšího uplatnění v reálném provozu doposud doznaly s jistými modifikacemi v zásadě dvě technologie: proces tlakové adsorpce označovaný jako „PSA“ (z angl. Pressure Swing Adsorption) nebo fyzikální
či chemická absorbce vodou či jiným roztokem (v angl. nazýván jako
„scrubbing“ či „washing“); slibnou technologií z pohledu energetických
i prostorových nároků je pak i membránová separace, která má již první komerční nasazení. Za podobně perspektivní je považováno i využití
kryogenní metody separace, její praktické uplatnění pro úpravu bioplynu
je však zatím ve stádiu vývoje a ověřování. Podrobněji jsou jednotlivé
technologie představeny níže.
Technologie PSA
Pro separaci oxidu uhličitého využívá tzv. Van der Waalsových sil, které
vážou molekuly CO2 na povrch vysoce porézní pevné látky (zpravidla
jím je aktivní uhlí). Adsorpce probíhá za zvýšeného tlaku a desorpce –
regenerace adsorbentu při sníženém tlaku (vakuu). V adsorbéru se tak
opakovaně mění tlakové podmínky podle čehož se proces v podstatě
nazývá. Aby produkce biometanu byla nepřerušovaná, bývá instalováno
vždy několik adsorbérů, které pak pracují paralelně a pokaždé se nacházejí v jiné fázi procesu (typický počet je 4). Vyšší produkční kapacita je
docilována instalací dalších sad.
Procesní schéma znázorňuje obrázek níže. Bioplyn zbavený síry se stlačuje na cca 0,4 – 0,7 MPa a zchladí na teplotu 10 až 20 °C, a odloučí se
zkondenzovaná voda. Takto vyčištěný plyn se přivádí zespodu do adsorbéru, který obsahuje tzv. molekulární síto tvořené velmi jemně rozemletým uhlíkem v extrudované podobě. Na tomto adsorbentu se zachycuje CO2 a zbytkový obsah H2O a H2S a rovněž malé množství metanu;
z horní části filtru vychází metan o koncentraci 95 – 98 %. Po nasycení
adsorbéru se přítok vstupního bioplynu přepne na druhou sadu regenerovaných filtrů.
Procesní schéma
úpravy bioplynu
technologií PSA
H 2O
Biometan
Adsorbér
(molekulární síto)
Kompresor
Bioplyn
Vakuová pumpa
CO2
Technologie úpravy bioplynu na biometan
Existuje celá řada technologií umožňujících zvýšit v produkovaném
bioplynu podíl energeticky hodnotného metanu, tj. oddělit z něj nežádoucí příměsi. Zejména se jedná o odstranění oxidu uhličitého tj. CO2
(v bioplynu je zastoupen v rozmezí 25 – 55 %), a dále vodní páry (H2O),
sulfanu (H2S), čpavku (NH3), vodíku a vzduchu (tj. dusíku, kyslíku),
které jsou v bioplynu obsaženy v malých množstvích. U kalového nebo
skládkového plynu se pak rovněž vyskytují nežádoucí příměsi na bázi halogenovaných sloučenin nebo organických sloučenin křemíku.
Jednotlivé technologie se liší v principu separace, komplexnosti (některé
odstraňují jen některé nežádoucí složky v bioplynu) a robustnosti (kapacitních schopnostech). Před vlastním oddělováním CO2 obvykle předchází vyčištění surového bioplynu od stopových látek, především síry,
V klasickém uspořádání procesu PSA zajišťuje střídání sad filtrů řídicí
jednotka pomocí elektromagnetických ventilů (např. zařízení společnosti
CarboTech Engineering GmbH nebo Cirmac International BV). Jinou alternativou je přepínání jednotlivých cyklů pomocí systému rotujících ventilů, díky čemuž je doba cyklů kratší a zařízení kompaktnější
(technologii vyvinula společnost QuestAir Technologies Inc., nyní součástí skupiny XEBEC Inc.).
Tlaková vypírka
Technologie využívá odlišné rozpustnosti nežádoucích složek bioplynu –
konkrétně oxidu uhličitého, sulfanu a čpavku – oproti metanu při různé
teplotě a tlaku (při tlaku 1 bar a teplotě 25 °C má CO2 25 krát větší rozpustnost než metan, H2S téměř 80 krát a NH3 dokonce více než 20 tis.
VYUŽITÍ BIOPLYNU V DOPRAVĚ
násobně). A tak zatímco je při průchodu pracovním prostředím za zvýšeného tlaku jimi "nasycena" procesní kapalina, metan prochází a zvyšuje
svůj podíl na výstupním plynu.
Nejčastěji je jako pracovní médium – rozpouštědlo využívána voda (pak
je tento proces nazýván v angl. jako "water scrubbing" či v něm. „Druckwasser Wäsche“). Procesní schéma tlakové vypírky vodou ukazuje obrázek
níže. Surový bioplyn je dvoustupňově stlačen s mezichlazením a při teplotě cca 15 °C a tlaku 0,3 – 0,7 MPa vstupuje do spodku absorpční kolony.
Do její horní části je vstřikována voda, která v protiproudové sprše zachytí jmenované nežádoucí plyny a výsledný biometan odchází s obsahem
95 – 98% CH4. (Tento proces neodstraní zbytkový obsah vzduchu, tj. N2
a O2.) Pro vyšší účinnost procesu je kolona uvnitř vyplněna vysoce porézním materiálem s velkou vnitřní plochou. Voda ze spodní části kolony
se čerpá do expanzní nádoby a odtud po uvolnění na atmosférický tlak
do desorpční kolony, kde se rozpuštěné plyny uvolní za pomoci protiproudu vzduchu a spolu s ním odcházejí do atmosféry. Regenerovaná voda je
zpravidla čerpána zpět do absorbéru. Plyn uvolněný v expandéru je recirkulován zpět do sání druhého stupně komprese.
Biometan
Procesní schéma úpravy
bioplynu tlakovou
vypírkou vodou
H 2O
Absorpce
CO2 + H2S
Desorpce
tění probíhá při tlaku 0,7 – 0,9 MPa
a dociluje se až 97 – 98 % obsahu
CH4 ve výsledném plynu. Vyšší míry
vyčištění (a menších ztrát metanu)
umožňuje dvoustupňová separace.
Membránovou technologii nabízí
např. opět firma Cirmac International BV či také Axiom Angewandte
Processtechnik GmbH.
Bioplyn
membrána
Biometan
Permeát
bohatý na CO2
Nízkoteplotní rektifikace
Oxid uhličitý a metan mají dosti rozdílné body varu (CO2 -78 °C; CH4
-161 °C). Této skutečnosti lze tak využít a kryogenní cestou, tj. ochlazením bioplynu na velmi nízkou teplotu (min. -80 °C), oddělit CO2 a příp.
další nežádoucí složky od metanu jejich zkapalněním příp. rovnou desublimací. Výhodou tohoto postupu je velmi vysoká čistota výsledného
plynu (více než 99 % CH4) a také možnost dále zhodnotit zkapalněný
CO2. Při ještě nižších teplotách pak může být zkapalněn i biometan,
čímž se pak může stát náhradou za LNG. Zatím však uplatnění této
technologie nedoznalo v této oblasti komerčního uplatnění, zejména
z důvodu vysoké kapitálové a energetické náročnosti.
Kompresor
Bioplyn
Podmínky pro využití biometanu
Cirkulační čerpadlo
Z důvodu lepších absorpčních vlastností pak bývají namísto vody rovněž
využívána organická rozpouštědla – nejčastěji jím je Genosorb® nebo
Selexol®, což jsou obchodní značky chemického roztoku na bázi polyetylen glykolu od různých výrobců.
Chemická vypírka
(v ČR v porovnání se zahraničím)
V České republice si zatím bioplyn cestu do dopravy nenašel. Co všechno
musí být splněno, aby se u nás podobně jako v zahraničí mohl na plnících
CNG stanicích objevit namísto (stlačeného) zemního plynu na biometan? Jaké technické, legislativní a ekonomické podmínky k tomu musí
být splněny?
Požadavky na kvalitu
Absorpční technologii k obohacování bioplynu nabízí řada firem. Tlakovou vypírku vodou např. společnosti Malmberg Water AB a Flotech
Group, na bázi organického rozpouštědla Genosorb® pak např. Haase
Energietechnik AG. Absorpci chemickou cestou pak využívá řešení firmy MT-Biomethan GmbH či Cirmac International BV.
Prvním dobrým krokem bylo přijetí změny technických pravidel TPG
902 02 upravujících požadavky na kvalitu plynů bohatých na metan,
která jsou dodávána prostřednictvím plynárenských sítí. S platností
od 1. 3. 2009 byly nově upraveny požadavky na biometan (viz tabulka na
další straně). Definované parametry jsou nicméně jen doporučením, provozovatel příslušné distribuční sítě zemního plynu může při sjednávání
připopojení výroben biometanu do místní plynárenské sítě požadovat
i jiné (přísnější) hodnoty.
Stěžejní parametry (jako např. obsah metanu, vody, kyslíku, síry ad.) by
přitom měly být sledovány kontinuálně měřícím zařízením předepsaným
distributorem.
Obdobné požadavky na kvalitu jsou pak již v českých technických předpisech definovány i pro přímé využití bioplynu resp. biometanu v motorových vozidlech (tj. bez jeho dopravy veřejnou plynárenskou sítí). Stalo
se tak přijetím normy ČSN 65 6514 (v platnosti od 1. 1. 2008), která je
v zásadě českým překladem švédského standardu SS 15 54 38. Z důvodu absence infrastruktury výroby biometanu však v praxi zatím žádné
z motorových vozidel u nás na "bio CNG" ještě nejezdí (v minulosti však
kupodivu ano).
Membránová separace
Majetko-právní vztahy
Oddělování nežádoucích příměsí, přítomných v bioplynu, od metanu je
možné docílit i chemickou absorpcí. Výhodou oproti fyzikální vypírce je
vyšší selektivita a rozpustnost nežádoucích plynů, a to i při atmosférickém tlaku. Nejčastějším sorbentem je monoetanolamin, odtud označení
MEA. Procesní schéma chemické vypírky je velmi podobné, liší se však
způsobem absorpce a pracovními podmínkami. Vstupní surový bioplyn
je stlačován pouze na cca 50 kPa (k překonání odporu vodní sprchy) a vychlazen na teplotu cca 10 °C. Sorbent je ředěn vodou na koncentraci cca
10 – 20 % a na rozdíl od fyzikální vypírky váže nežádoucí plyny chemicky.
Obohacený biometan odchází s koncentrací 96 – 99 %. Regenerace sorbentu se provádí opět v desorpční koloně po zahřátí roztoku, v její spodní
třetině až na teplotu přes 100 °C. Část vody se při tom odpaří.
Membránová separace využívá rozdílné průchodnosti jednotlivých složek
ve směsi bioplynu tenkou membránou. Materiálem pro konstrukci membránových sít jsou nejčastěji polymery. Skrze membránu prochází snáze
CO2 (a též zbytkový obsah H2S a vodní páry) jako tzv. permeát, zatímco
většina metanu zůstává před membránou a odchází na tlakové straně jako
tzv. retenát. Podíl metanu v retenátu závisí na použitém materiálu membrány, jejím stáří a také tlakové úrovni. Za optimálních podmínek proces čiš-
Jistou bariérou vzniku prvních zařízení na výrobu biometanu (pro jeho
dodávku do plynovodní sítě ZP) jsou však v české legislativě zatím nevyjasněné vlastnické vztahy k zařízení připojovacího místa a financování
nákladů na jeho instalaci a provoz. Připojovacím místem se rozumí ta
část strojního a technické vybavení, která po úpravě bioplynu monitoruje
a na finální tlakové ad. parametery upravuje výsledný biometan pro možné dodání do sítě. Součástí připojovacího místa bývá obchodní měření
VYUŽITÍ BIOPLYNU V DOPRAVĚ
zajišťující zpravidla současně i měření kvality (tvoří jej pak procesní
chromatograf, průtokoměr a přepočítávač), dále odorizační jednotka,
kompresor pro úpravu tlakové úrovně biometanu dle požadavků místní
sítě a také telekomunikační zařízení pro dálkový přenost dat a možné
dálkové řízení stanice. Někdy pak bývá součástí i zařízení na přidávání
propanu pro zvýšení spalného tepla biometanu (v ČR však nebude, zdá
se, vyžadováno). Stávající praxe v Německu například rozděluje investiční náklady připojovacího místa rovnoměrně mezi výrobce biometanu
a místního dstributora, a to včetně případného potrubního přívodu biometanu až do délky 10 kilometrů. Provozní náklady plně hradí provozovatel distribuční sítě. V ČR by tyto otázky měly být vyjasněny v průběhu
roku 2010, kdy se očekává změna prováděcích předpisů k energetickému
zákonu (458/2000 Sb.).
Požadavky na kvalitu biometanu pro možnost jeho
dodávky do plynárenských sítí v ČR dle TPG 902 02
Parametr
Obsah metanu
Hodnota
min. 95,0 % mol.
Obsah vody
vyjádřený jako teplota rosného bodu vody
max. –10°C
při předávacím tlaku
Obsah kyslíku
Obsah oxidu uhličitého
Obsah dusíku
Obsah vodíku
Celkový obsah síry (bez odorantů)
Obsah merkaptanové síry (bez odorantů)
Obsah sulfanu (bez odorantů)
Obsah amoniaku
Halogenované sloučeniny
Organické sloučeniny křemíku
Mlha, prach, kondenzáty
max. 0,5 % mol.
max. 5,0 % mol.
max. 2,0 % mol.
max. 0,2 % mol.
max. 30 mg.m–3
max. 5 mg.m–3
max. 7 mg.m–3
nepřítomen
max. 1,5 mg(Cl+F).m–3
max. 6 mg(Si).m–3
nepřítomny
Tím by se celková cena biometanu na vstupu do plynárenské sítě nebo
CNG stanice reálně pohybovala mezi 1,5 až 2 Kč/kWh, tedy sice min.
2krát více než je cena zemního plynu jako komodity (tj. bez nákladů
distribuce), ale stále méně, než je současná maloobchodní cena benzinu
či nafty vč. spotřební daně (při průměrné ceně 23 Kč/l bez DPH činí
v přepočtu 2,3 – 2,4 Kč/kWh).
V zahraničí se proto prosazuje přístup podpořit formou financování
části investice výrobní zařízení a tím přiblížit cenu na úroveň blízkou
zemnímu plynu. Díky tomu pak bývá případná cena 100 % biometanu
na plnících stanicích stejná, za jakou je nabízen běžný zemní plyn (např.
v Rakousku je prodáván pod obch. značkou „methaPUR“). K této formě
podpory se lze přiklonit i v našich podmínkách – alespoň v případě prvních několika instalací.
Významný vliv na cenu bioplynu resp. biometanu však má jeho současné
obvyklé využití jako palivo pro (kombinovanou) výrobu elektřiny a tepla.
Podpora výroby elektřiny z bioplynu jakožto obnovitelného zdroje dnes
v tuzemsku provozovatelům bioplynových stanic využívajících pěstované
suroviny umožňuje hrubý výnos ve výši cca 2 Kč za každou užitečně využitou kilowatthodinu plynu (výrobou a prodejem elektřiny a příp. části
tepla v kogenerační jednotce). Navíc, s cílem zvýšit míru využití primární
energie by v ČR mělo být od roku 2010 po vzoru Německa možné získat
příplatek za výrobu „zelené“ elektřiny v jakékoliv kogenerační jednotce
na zemní plyn, pokud výrobce prokáže, že na trhu nakoupil odpovídající
množství biometanu. To dále rozšíří zájem o toto perspektivní biopalivo
a přispěje ke vzniku prvních instalací na výrobu a dodávku biometanu
do veřejné plynárenské sítě, ať už pro jakékoliv konečné využití.
Příklady ze zahraničí
Biometan je jako motorové palivo dnes využíván v několika evropských
velkoměstech – příkladem může být švédský Stockholm, francouzské
Lille nebo švýcarský Bern. Na biometan zde jezdí desítky autobusů
městské hromadné dopravy. Limitované kapacity čistírenských provozů a rostoucí počet motorových vozidel jezdících na stlačený (zemní)
plyn nicméně vedou k využívání dalších vhodných surovin pro výrobu biometanu jako jsou nejrůznější bioodpady či i záměrně pěstované suroviny. Takto jsou řešeny nedávno dokončené projekty na využití
bioplynu v dopravě v německém Berlíně, španělském Madridu či raPoznámka: Způsoby a rozsah měření jednotlivých parametrů závisí na dohodě mezi pro- kouském Margarethen am Moos. Že nejen autobusy, ale dokonce i movozovatelem příslušné distribuční soustavy resp. přepravní soustavy a výrobcem plynu.
torový vlak může jezdit na bioplyn pak dokazuje švédský Linköping.
Všechny výše uvedené projekty vznikly hlavně s cílem snížit negativní
Ekonomické aspekty
vlivy autobusové hromadné dopravy ale i dalších dopravních prostředPoslední neznámou v českých podmínkách by pak zůstala cena biometanu, ků na životní prostředí. Staly se však současně názorným příkladem,
za kterou by jej bylo možné na trhu získávat, a případná veřejná podpora jak lze automobilovou dopravu učinit nejen ekologicky šetrnější, ale
jeho výroby a využití v dopravě. Dle zkušeností ze zahraničí by úprava i nezávislou na konvenčních motorových palivech; přitom však trvale
bioplynu na kvalitu zemního plynu "zatížila" cenu energie ve výsledném udržitelně a za přijatelných ekonomických nákladů. Proto si zaslouží
biometanu asi 2 – 3 EURct/kWh výhř. plynu (méně při větší velikosti za- bližší představení – třeba jako zajímavá inspirace pro některé z českých
řízení, to znamená o kapacitě 200 a více m3/hod vstupního plynu).
a moravských měst.
Partneři projektu
Publikace byla vydána společností SEVEn, o.p.s. (www.svn.cz) v rámci mezinárodního projektu MADEGASCAR, jehož cílem je různými
informačními a vzdělávacími aktivitami podpořit ve vybraných zemích Evropské unie zavádění vozidel na stlačený (zemní) plyn a bioplyn. Přípravu publikace stejně jako další aktivity uvedeného projektu spolufinancuje Evropská komise prostřednictvím programu Intelligent Energy
– Europe. Výhradní zodpovědnost za obsah tohoto materiálu leží plně na jeho autorech. Informace v něm obsažené nutně nemusí odpovídat
oficiálním názorům orgánů Evropské unie a Evropská komise nenese odpovědnost za jejich jakékoliv možné použití. Vybrané fotografie uveřejněny s laskavým svolením: Biogas Syd (Švédsko) a ALENSYS Alternative Energiesysteme AG (Německo). Vydáno: Praha 2009.
www.svn.cz
Výroba biometanu
pro CNG stanice města Berlín
V Berlíně se již od počátku devadesátých let zabývají
problematikou snižování emisí škodlivin (oxidů dusíku, prachových částic atd.) z dopravy. V rámci aktivní
komunální politiky podpory ekologicky šetrnějších
vozidel tak proto mj. vznikl projekt 1000 vozů taxi
na (stlačený) zemní plyn, který byl financován z části
německým ministerstvem životního prostředí.
K rozvoji využití zemního plynu v dopravě významně přispívá i společnost GASAG, dříve městský, nyní plně soukromý integrovaný dodavatel zemního plynu na území hl. města (plyn prodává a spravuje
i infrastrukturu). A to nejen postupným rozšiřováním plnících stanic
na stlačený plyn (ze 14 veřejných plnících stanic, které jsou dnes
v Berlíně, jich vlastní a provozuje 13), ale i nově strategickým záměrem dále zlepšit postavení zemního plynu v dopravě redukcí emisní
zátěže CO2 využitím bioplynu.
Na jaře roku 2009 tak byla uvedena do provozu první bioplynová
stanice, která by měla sloužit k výrobě plynu obdobných vlastností,
jako je zemní plyn (tj. v zásadě „biometanu“), za účelem jeho dodávky do plynárenské sítě. A to s cílem „ozelenit“ zemní plyn dodávaný
na čerpacích stanicích ve městě.
Strategickým záměrem firmy je přitom zvýšit do roku 2020 podíl biometanu na 10 % celkové spotřeby zemního plynu v Berlíně, k čemuž by
mělo pomoci celkem 15 dalších obdobných zařízení. Prostě úctyhodný záměr, který nemá mezi evropskými velkoměsty zatím srovnání.
Výroba bioplynu
První takto koncipovanou bioplynovou stanicí je zařízení ve městě Rathenow, které se nachází zhruba 70 km západně od Berlína.
Stanice byla uvedena do provozu v létě 2009 a jejím investorem se
za minoritní účasti dceřinné firmy GASAGu stala privátní společnost ALENSYS. Zařízení hodlá zpracovávat více než 40 tis. tun organické hmoty ročně. Hlavní surovinou bude kukuřičná siláž, dále
budou přidávány obiloviny a rovněž i exkrementy blízkých chovů
prasat a skotu (viz tabulka 1).
Zvolené složení vstupů ma za cíl zrovnoměrnit výrobu bioplynu
v čase (každý typ substrátu má jinou intenzitu vývinu bioplynu)
a spolu se zvolenou „mokrou“ technologií anerobní fermentace
(ve fermentorech je udržován 8 – 9 % podíl sušiny) zajistit produkci
cca 10 mil. Nm3 surového bioplynu ročně o průměrném obsah metanu 52 % (tj. asi 52 tis. MWh/rok).
Z velké části (asi 44 tis. MWh/rok) bude vyráběný bioplyn dodáván po úpravě do lokální distribuční sítě zemního plynu, zbývající
část bude využita v místě stanice pro krytí vlastní potřeby tepla při
současné výrobě elektřiny, která bude dodávána do el. rozvodné sítě
k dalšímu využití. Kogenerační jednotka o výkonu cca 350 kWe by
měla ročně vyrobit více než 2 tis. MWh elektřiny.
1
Na dodávku potřebných surovin
byly s místními farmáři uzavřeny
dlouhodobé smlouvy. Získávány
budou z okruhu asi 20 kilometrů,
a to s využitím cca 1 tis. hektarů
zemědělské plochy a místních
chovů skotu a prasat. Pro pěstování by přitom měla být využita zemědělská půda nepotřebná pro produkci potravin.
Vedlejším produktem výroby bioplynu je produkce substrátu využitelného jako hnojivo – bude jím více než 30 tis. tun kapalné složky
a asi 5,5 tis. odvodněného tuhého zbytku.
Tab. 1.: Skladba vstupních surovin v bioplynové stanici Rathenow
Množství
substrátu [tun/ rok]
Obsah sušiny
v substrátu [% substrátu]
Obsah organické složky [% sušiny]
Kukuřičná siláž
24 000
32
92
Žito
4 500
87
95
Silážované žito
8 000
30
80,6
Kejda od prasat
2 200
6
80
Kejda od skotu
2 200
8
80
Voda
3 700
–
–
Surovina
Úprava bioplynu na biometan
Převážná část produkce bioplynu je určena k dodávce do místní plynárenské sítě zemního plynu. Kvalitativní parametry bioplynu si však
vyžadují jeho předchozí úpravu tak, aby obsahoval v zásadě minimálně 96 % metanu a přítomnost ostatních příměsí (kyslíku, dusíku, síry,
vody ad.) nepřekračovala předepsanou mez.
Ve stanici Rathenow byla zvolena vícestupňová technologie čištění. V prvním kroku je u bioplynu biologickou metodou redukována přítomnost H2S a poté je přiveden do kolony, v níž dochází
k oddělování CO2. Technologie využívá fyzikální metodu absorpce
oxidu uhličitého, nikoliv však vodou, ale organickým rozpouštědlem
na bázi polyetylen glykolu, jenž nese obchodní název Genosorb®.
Výhodou použití tohoto organického rozpouštědla je jeho lepší absorpční schopnost a také skutečnost, že absorbuje rovněž vodu. Výstupní plyn tak už pak není potřeba dosušovat (splňuje-li stanovené
požadavky na rosný bod vody).
Technologie pracuje při obdobných tlakových poměrech, jako při tlakovém promývání vodou (7 až 10 bar), a dosahuje požadované míry podílu
metanu ve výstupním plynu. Zbývající množství CH4 je spolu s odloučeným CO2 přivedeno do oxidační jednotky, která zajistí termické zneškodnění metanu jakožto mnohem silnějšího skleníkového plynu.
Kapacita úpravny bioplynu je 1000 Nm3/hod při produkci asi
520 Nm3/hod biometanu. Dodavatelem technologie byla společnost
HAASE Energietechnik AG.
Výroba biometanu
pro CNG stanice města Berlín
Využití v dopravě
Vyčištěný bioplyn – biometan je po průchodu měřením kvality, energetického obahu a objemového množství přiváděn do kompresní stanice a odtud po stlačení na požadovaný tlak (v souč. 11 bar) dodáván
více než dva kilometry dlouhým propojovacím potrubím do veřejné
plynárenské sítě místního distributora společnosti Netzgesellschaft
Berlin-Brandenburg GmbH (NBB).
Faktickým odběratelem je nicméně společnost Erdgas Mark Brandenburg GmbH (EMB), s níž má výrobce biometanu uzavřen
dlouhodobý smluvní vztah. Tato organizace je dceřinnou společností koncernu GASAG a část produkce právě svému mateřskému
koncernu přeprodává pro uvedené využití v dopravě. Zbývající část
pak EMB aktuálně nabízí zákazníkům jako palivo pro výrobu zelené
elektřiny (německá legislativa dnes tento model oddělené výroby bioplynu a elektřiny z něj umožňuje).
Více než polovina celkové produkce biometanu ze stanice Rathenow, cca 23 tis. MWh ročně, má za cíl ozelenit prodeje stlačeného
(zemního) plynu prodávaného na CNG tanicích koncernu GASAG
v Berlíně.
Toto množství reprezentuje přibližně třetinu současné celkové spotřeby CNG a podle propočtů Berlínské energetické agentury, která
s koncerem GASAG na přípravě tohoto záměru v rámci projektu
MADEGASCAR spolupracovala, by tento podíl snížil emisní faktor CO2 u prodávaného stlačeného plynu o téměř 10 %. Při 50 % podílu by se emisní faktor CO2 snížil o více než 25 % a při plné substituci o více než 50 %. Vozidlo spotřebovávající 6 kg CNG na sto
kilomterů by pak mohlo jezdit s reálnými emisemi CO2 nižšími než
100 g/km. Ve výpočtu je přitom zohledněn celý produkční řetězec
výroby biometanu včetně energetických vstupů potřebných na stavbu
stanice i pěstování surovin.
Jiné využití biometanu
Zbylá část z produkce bioplynu, resp. biometanu, je EMB prodávána
ostatním zákazníkům pro výrobu zelené elektřiny – například společnosti Gasag-Wärmeservice či Stadtwerke Premnitz. V budoucnu
by odběratelem také měla být společnost Stadtwerke Hennigsdorf,
která plánuje biometan použít pro výrobu KVET v plánovaném Biokampusu.
Ekonomika projektu
Celkové investiční náklady na výstavbu bioplynové stanice a stanice
úpravy bioplynu činily cca 9 mil. EUR. Vlastní technologie čištění
bioplynu představovala asi 1,2 mil. EUR, zbývající technologie a infrastuktura zajišťující finální úpravu a dodávku biometanu do sítě
(měření kvality, kompresorová jednotka, odorizační stanice a propo-
2
jovací plynovod) pak dosahovaly
dalších asi 1 mil. EUR (z toho
z poloviny byly tyto náklady
hrazeny místním distributorem
v souladu s platnými zákonnými
předpisy). Část investice byla rovněž kryta nevratným finančním příspěvkem Spolkové země Brandenbursko.
Získané zkušenosti
S ohledem na skutečnost, že výrobní zařízení v německém Rathenow
bylo uvedeno v polovině roku 2009, je pro jakékoliv hodnocení zatím příliš krátká doba. Stanice nicméně zatím pracuje bez vážnějších
technických potíží a kontinuelně dodává biometan v požadované
kvalitě do místní plynárenské sítě. Běžného provozu s plnou výrobní
kapacitou by zařízení mělo dosáhnout od roku 2010.
Příprava dalších obdobných výroben biometanu s dodávkou do sítě
pro využití v dopravě však nabírá zdá se určitého zpoždění (oznámeným záměrem GASAGu bylo každý rok iniciovat stavbu dalšího zařízení). Příčinou je prodlužující se přípravná fáze započatých
projektů a pravděpodobně i také vyšší cena biometanu než zemního
plynu, kterou odběratel resp. konečný prodejce plynu konečným zákazníkům nemůže – zatím – refundovat podobným režimem veřejné
podpory, jaká je dnes zavedena v případě využití biometanu pro kogenerační výrobu elektřiny a tepla.
Dovětek
Vedle společnosti GASAG se na rozvoji využití bioplynu v dopravě
v Berlíně aktivně podílí i městský provozovatel systému nakládání
s odpady společnost BSR (Berliner Stadtreinigungsbetriebe).
Již dnes v rámci vozového parku společnosti jezdí část vozů na stlačený zemní plyn a v souladu se záměrem zajistit pro ně vlastní palivo
z produkovaných bioodpadů – tedy biometan – by se v budoucnu měl
jejich počet dále rozšiřovat (v plánu je pořízení dalších 100 CNG
svozových vozidel a dvou dalších plnících stanic).
Biometan by byl získáván z jedné či dvou bioplynových stanic zpracovávajících různé komunální bioodpady, které jsou dnes převážně
využívány pouze materiálově kompostováním. Kapacita zařízení je
projektována na 60 tis. tun bioodpadů ročně, čemuž by dle konkrétního složení vstupů mohla odpovídat produkce i více než 12 mil. m3
bioplynu ročně o energetickém obsahu přes 70 tis. MWh. Část této
výrobní kapacity by měla být využita k produkci motorového paliva pro potřeby vozového parku BSR (předpokládá se, že nahradí
spotřebu až 1,9 mil. litrů nafty ročně), zbytek pak bude využit pro
kombinovanou výrobu elektřiny a tepla případně opět jako motorové
palivo jinými odběrateli. I přes potíže s povolováním stavby by první
ze zařízení mělo být uvedeno do provozu snad již v roce 2010.
Bioplynová stanice Rathenow
Rok výstavby
Produkce bioplynu
Vstupní suroviny
2009
10 mil. Nm3/r, tj. asi 52 000 MWh/r
kukuřičná siláž, obiloviny a hospodářská
mrva, celkem cca 40 000 t/r
Výroba biometanu
V provozu od
7/2009
Použitá technologie
tlaková vypírka s organickým rozpouštědlem
Kapacita výroby biometanu 44 000 MWh/r
vtláčení do sítě zemního plynu,
Způsob distribuce a využití určen primárně pro veřejné plnící stanice
na CNG v Berlíně, z menší části pak pro KVET
Kontaktní údaje
www.alensys.de, www.gasag.de
VYUŽITÍ BIOPLYNU VE MĚSTĚ BERN
Švýcarské hlavní město je příkladem metropo-
le, kde se myšlenka přechodu autobusové hromadné
dopravy nejprve na stlačený zemní plyn (CNG) a pak
biometan stává postupně skutečností.
Díky účasti v evropském projektu BIOGASMAX
se Bern spolu s několika dalšími významnými městy
Evropy (např. Stockholm, Řím, Lille ad.) stal místem, v kterém je
za podpory Evropské komise ze 6. rámcového programu tento koncept od roku 2007 v praktické realizaci.
Projekt vznikl na základě dlouhodobé spolupráce uzavřené mezi
třemi městskými organizacemi – integrovaným dodavatelem energie a vody společností ewb (Energie Wasser Bern), provozovatelem
místní ČOV společností Ara Region Bern AG a operátorem městské hromadné dopravy BERNMOBIL.
Výroba bioplynu
Zdrojem bioplynu je místní čistírna odpadních vod,
která se nachází na severním předměstí Bernu (čtvrť
Neubrück) podél toku řeky Aare. Čistírna byla uvedena do provozu v roce 1967 a zpracovává odpadní vody
od asi 190 000 domácností. Ročně to reprezentuje
více než 30 mil. m3. Produkovaný kal je hygienizován
v anaerobních podmínkách při výrobě bioplynu.
Jelikož stávající produkce bioplynu byla využívána
pro výrobu elektřiny a tepla, bylo v souvislosti se
záměrem využívat bioplyn jako motorové palivo
rozhodnuto o rozšíření zpracovatelské kapacity a zahájení kofermentace čistírenských kalů s bioodpadem z místního potravinářského průmyslu, ze stravovacích provozů a z domácností. V roce
2008 již bylo zpracováno na cca 30 tis. m3 různého bioodpadu.
Díky tomu se mezi lety 2006 až 2008 zvýšila výroba bioplynu o více
než 20 % a přesáhla poprvé hranici 50 GWh. Rostoucí množství
zpracovávaného kuchyňského bioodpadu si přitom zřejmě vynutí
rozšíření fermentační kapacity výstavbou dalšího reaktoru.
Od konce roku 2007 je část vyráběného bioplynu upravována na kvalitu zemního plynu pro možné použití jako motorového paliva v dopravě.
PW]
Úprava bioplynu na biometan
Výroba biometanu byla na ČOV zahájena na základě dlouhodobého
smluvního vztahu uzavřeného mezi provozovatelem čistírny společností Ara Region Bern AG a odběratelem plynu společností ewb.
Smlouva zavázala provozovatele čistírny zajistit výrobu dostatečného
množství biometanu pro možný provoz autobusů MHD a společnost ewb zafinancovat z části výstavbu zařízení na úpravu bioplynu
a nakupovat celou jeho produkční kapacitu (až 13 mil. kWh/rok)
za cenu zohledňující část nákladů vynaložených již na stavbu.
Zařízení na úpravu bioplynu na kvalitu zemního plynu bylo uvedeno do provozu v říjnu 2007 a využívá technologii tlakově proměnné
adsorbce PSA.
1
V roce 2008 bylo vyrobeno cca
1,5 mil. Nm3 biometanu, což odpovídá asi 10,3 GWh. To reprezentuje asi 25 % celkové produkce
bioplynu na čistírně.
Plyn splňuje požadavky přílušných technických předpisů (standard SVGW G 13) pro možnou
dodávku do místní plynárenské sítě zemního plynu.
Využití v dopravě
Vyráběný biometan je v současnosti primárně využíván pro potřeby
CNG autobusů místního operátora MHD společnosti BERNMOBIL. První busy na stlačený plyn byly uvedeny do provozu v roce
2006, a to právě v souvislosti s účastí v projektu BIOGASMAX.
V rámci dlouhodobé smlouvy uzavřené se splečností ewb byl sjednán závazek postupně do roku 2010
obnovit vozový park koupí celkem 70 autobusů
na CNG. Společnost ewb se zavázala, že vybuduje
potřebnou infrastrukturu na plnění vozidel a zajistí dodávku potřebného množství paliva – zemního
plynu resp. bioplynu. A také, že ze zvláštního firemního ekofondu zafinancuje vícenáklady na pořízení
vozidel.
A tak v průběhu roku 2006 bylo nakoupeno prvních
32 busů a v roce 2007 pak dalších 13. Další třicítka
vozidel má přibýt do roku 2010, čímž celkový počet dosáhne 70. Končeným cílem je, aby celý vozový park operátora
MHD, což je 100 autobusů, jezdilo na stlačený plyn.
V hlavním depu dopravního podniku byla vybudována více než čtyřicítka míst pro pomalé plnění a také dostatečná skladovací zásoba plynu.
Společnost si obnovu parku ve prospěch vozidel na stlačený plyn nechala ověřit odbornou studií, dle níž právě biometan byl vyhodnocen jako
ekologicky nejvýhodnější alternativa, která zajistí nejen redukci emisí
běžných škodlivin, jako jsou tuhé látky, CO, NOx, ale také i CO2.
Využití biometanu v dopravě je propagováno jak na vozidlech MHD,
tak i v rámci marketingových aktivit partnerů. Díky tomu se rychle ve městě začal zvyšovat i počet osobních vozidel na stlačný plyn
(mezi lety 2006 až 2008 se téměř ztrojnásobil – z cca 330 na 950).
Napomáhá tomu i rostoucí počet plnících stanic, který je dnes
ve městě dnes více než 10 z toho 8 veřejných (do roku 2011 jich má
být ale veřejných již 11).
Jiné využití bioplynu
Z celkové produkce bioplynu na ČOV je stále takřka 75 % využíváno pro výrobu elektřiny a tepla. V areálu čistírny se nachází energocentrála, jejíž součástí je kogenerační jednotka o výkonu 600 kWe
a 670 kWt a dva plynové kotle o celkovém tepelném výkonu
2,2 MWt.
Spalováním (neupravovaného) bioplynu v kogeneraci se ročně vyrobí
přes 4,5 GWh elektřiny, což reprezentuje asi 30 % celkové spotřeby
BERN
VYUŽITÍ BIOPLYNU VE MĚSTĚ BERN
vé aktivity (např. slevy na vybrané
modely osobních vozidel na CNG)
významně zvyšují zájem veřejnosti
o vozidla na stlačený plyn – a velmi
tomu napomáhá právě dostupnost biometanu, s nímž je možné
jezdit opravdu ekologicky. Doprovodný cíl zvýšit za dobu trvání projektu BIOGASMAX (2006–2010) i počet osobních vozidel jezdících
na CNG ve městě tak byl už na konci roku 2008 překročen více než 6tinásobně. Bern tím patří v konsorciu tohoto projektu k nejúspěšnějším.
Biometan vyráběný v čistírně arabern dokonce získal na začátku
roku 2009 zvláštní ekoznačku – jako potvrzení jeho výborných environmentálních parametrů. Každá kilowatthodina plynu dodaného
do sítě tak bude podložena certifikátem původu a může být obchodována podobně jako certifikáty pro zelenou elektřinu, které jsou
ve Švýcarsku velmi poptávané jak institucemi, tak i veřejností.
Výrobna bioplynu ČOV Ara Region Bern AG
čistírenského provozu. Teplo z kombinované výroby slouží pro krytí
potřeby tepla fermentačního procesu, vytápění provozních budov a také
z části pro sušení vyhnilého kalu. Právě na sušení vyhnilého kalu je dnes
spotřebováváno více než 20 % produkovaného bioplynu (celkem asi
11 GWh/rok). Hlavní potřebu tepla kryjí instalované plynové kotle.
Vysušený kal je pak dodáván jako palivo do cementářské výroby a také
do centrálního zdroje tepla městského systému dálkového vytápění.
Získané zkušenosti
Projekt po necelých třech letech své realizace je hodnocen jako velmi
úspěšný. Vyskytly se sice některé technické problémy (např. časté malé
provozní poruchy s CNG autobusy, které však neměly spojitost s plynovým zařízením), daří se je ale odstraňovat. Doprovodné marketingo-
Rok výstavby
Produkce bioplynu
1967
> 50 000 MWh/rok
čistírenské kaly, bioodpad z kuchyní
a domácností
Vstupní suroviny
Výroba biometanu
V provozu od
2008
Použitá technologie
PSA
Kapacita výroby biometanu 13 000 MWh/rok (odpovídá cca 200 Nm3/hod)
vtláčení do sítě zemního plynu,
Způsob distribuce a využití určen primárně jako palivo pro busy MHD,
z menší části pro ostatní vozidla na CNG
www.biogasmax.eu, www.ewb.ch,
Kontaktní údaje
www.ara-bern.ch, www.bernmobil.ch,
www.novaenergie.ch
Fotografie poskytnuty s laskavým svolením: Arthur Wellinger, Nova Energie GmbH
2
BERN
VYUŽITÍ BIOPLYNU VE MĚSTĚ LILLE
Communauté urbaine de Lille (CUDL) je
metropolitní oblast severofrancouzského regionu
Nord-Pas de Calais. Tvoří ji svazek více než osmi
desítek měst a obcí majících dohromady více než
milion obyvatel. Téměř pětina z nich přitom žije
v hlavní metropoli – městu Lille.
Záměr využít bioplynu jako motorového paliva v dopravě zde vznikl na počátku 90. let minulého století. Prvotním impulsem k němu
byl růst produkce bioplynu na městské čistírně odpadních vod
Marquette, který již nemohl být smysluplně využit v instalovaných
kogeneračních jednotkách a musel být mařen na fléře.
S cílem uskutečnit současně ekologizaci městské hromadné autobusové dopravy tak vznikl pilotní projekt, jehož podstatou bylo získávat
z přebytků bioplynu, produkovaných na městské čistírně, dostatek
paliva v podobě biometanu pro několik autobusů MHD. V roce
1994 se tak ve městě objevilo prvních devět busů s pohonem na stlačený (zemní) plyn a o rok později již jejich potřeby paliva začaly být
částečně kryty biometanem.
Získané zkušernosti vedly v roce 1999 k politickému rozhodnutí,
převést postupně celý autobusový vozový park provozovatele veřejné
dopravy ve městě i jeho okolí společnosti Syndicat mixte des transports (SMT) na stlačený (zemní) plyn a zajistit pro něj v budoucnu
dostatek paliva v podobě biometanu.
Mezi lety 2000 až 2007 tak SMT i za pomoci evropského projektu TRENDSETTER postupně navýšilo počet autobusů jezdících
na CNG na více než dvě stovky (více než polovina vozového parku)
a současně začala být intenzivně řešena otázka zajištění dalších zdrojů bioplynu resp. biometanu pro tyto autobusy.
Centrum pro nakládání s bioodpady Sequedin
Zařízení zpracovává organické odpady získávané v rámci separovaných sběrů z domácností, stravovacích provozů, z údržby veřejné
zeleně a potravinářského průmyslu z města i jeho blízkého okolí.
Ročně se v něm prostřednictvím anaerobní fermentace zpracuje až
100 tis. tun bioodpadu při výrobě cca 35 tis. tun dále využitelného kompostu a více než 5 mil. Nm3 bioplynu o proměnném obsahu
metanu 55 – 65 %.
Výroba bioplynu a jeho úprava na biometan
Surový bioplyn je poté zbavován oxidu uhličitého a dalších nežádoucích příměsí. Podobně jako u ČOV Marquette byla k tomu zvolena
technologie tlakové vypírky vodou (jmen. kapacita 2 x 600 Nm3/hod.
surového bioplynu). Technologie tlakové vypírky vodou a doprovodná zařízení zajišťují vyčištění plynu na kvalitu potřebnou pro bezpečné využití ve spalovacích motorech (obsah CH4 > 95 %, CO2 < 2 %,
rosný bod vody -20 °C při 250 barech).
Výstupem je biometan, jenž je dodáván podzemním potrubím
do blízkoležícího depa. V součanosti dosahuje produkce biometanu asi 3,6 mil. Nm3/rok, což je dostačující pro roční provoz asi sta
CNG busů. V budoucnu by nicméně výroba bioplynu resp. biometanu měla krýt potřeby celého autobusového depa v Sequedin (tj. celkem
150 autobusů).
ČOV Marquette
Nová ČOV Wattrelos – Grimonpont
Tím se nakonec na základě odborné studie stalo centrum pro nakládání s bioodpady Sequedin, které bioodpady, jež byly získávány
ze separovaných sběrů od firem i občanů, původně využívalo pouze
materiálově (kompostováním).
Rozhodnutí o zhodnocení bioodpadů i po energetické stránce padlo
v roce 2004 a o tři roky později již první biometan začal proudit
do nedalekého autobusového depa, které bylo v blízkosti odpadového centra pro autobusy na CNG vybudováno.
Čistírna odpadních vod Marquette zahájila výrobu biometanu v roce
1995. Důvodem k tomu byl nadbytek bioplynu, který musel být do té
doby díky limitovaným kapacitám kogenerčních jednotek bezúčelně
mařen. Instalována zde byla absorpční technologie tlakové vypírky vodou a zajištovala zpracování asi 3 tis. Nm3 surového bioplynu
(obsah metanu 60 – 65 %) denně při produkci cca 1200 Nm3 upraveného bioplynu (obsah metanu 95 %). Rostoucí pop­távka po biometanu vedla v roce 2004 k rozšíření výrobní kapacity na dvojnásobek,
tj. asi 100 Nm3/hod biometanu, a to díky zavedení kofermentace
1
čistírenského kalu s bioodpadem.
Vyráběný biometan je komprimován na tlak 250 bar a uskladněn v zásobníku o objemu 4 m3
odkud je dle potřeby distribuován
k plnící stanici, která se nachází
v blízkosti čistírny. Stanice je duální a a při nedostatku biometanu
dodává do vozidel (stlačený) zemní plyn. Výrobní kapacita biometanu postačuje pro provoz více než desítky busů MHD.
V roce 2005 byla na severovýchodním předměstí Lille resp. blízkoležícího města Roubaix ve čtvrti Wattrelos uvedena do provozu nová
čistírna odpadních vod Grimonpont, která má sloužit pro celkem 15
komunit departmentu Nord (asi 350 tis. ekviv. obyvatel).
I ona bude sloužit pro výrobu bioplynu resp. biometanu a měla by
zajišťovat podobně jako zařízení v Sequedin dostatek bioplynu – bio­
metanu pro celé jedno depo čítající 150 autobusů na CNG, které
bylo v roce 2008 v blízkosti čistírny vybudováno. Stát by se tak mělo
nejpozději do roku 2013.
VYUŽITÍ BIOPLYNU VE MĚSTĚ LILLE
Využití v dopravě
Již od svého počátku je vyráběný biometan využíván autobusy MHD.
V první fázi byla produkce biometanu na čistírně v Marquette dosta­
čující jen pro několik autobusů. Velkým zlomem byl rok 1999, kdy
padlo rozhodnutí významně rozšířit vozový park autobusy na CNG
a navýšit výrobní kapacity bioplynu resp. biometanu. Díky němu
došlo k postupnému navyšování počtu autobusů na stlačený (zem­
ní) plyn tak, že na konci roku 2008 bylo v provozu již téměř tři sta
vozidel, z nichž minimálně 30 – 40 % skutečně jezdilo pouze na bio­
metan.
Autobusy na plyn resp. CNG jsou dnes garážovány ve třech depech.
Nejstarším je Villeneuve d ’Ascq, v jehož areálu je 120 autobusů
na CNG obsluhovaných plnící stanicí o kapacitě 2000 Nm3/hod (zá­
sobována však jen zemním plynem).
Od roku 2006 je pak v provozu také depo ve čtvrti Sequedin se 150
autobusy na CNG, z nichž více než 2/3 jsou již zásobovány biome­
tanem z blízkoležícího stejnojmenného centra na organické biood­
pady (kapacita plnění je zde až 1500 Nm3/hod).
Zatím poslední autobusová garáž na CNG busy byla uvedena
do provozu v roce 2008 nedaleko nové ČOV ve Wattrelos – opět by
měla postupně sloužit až pro 150 autobusů, které by měly být záso­
bovány plně biometanem prostřednictvím plnící stanice o kapacitě
až 8 tis. Nm3/hod.
Cílem SMT je přitom provozovat v budoucnu jen autobusy na stlačený (zemní) plyn – to by při očekávaném dalším rozvoji mělo zna­
menat asi 400 vozidel – s tím, že by byly z velké části či zcela byly
zásobovány pouze biometanem.
Biometan by v blízkém budoucnu měla ale také využívat svozová vozidla na odpad. Provozovatel městského systému nakládání s odpa­
dy ESTERRA již úspěšně otestoval jejich možné nasazení a plánuje
do roku 2013 rozšířit jejich počet až na 70 kusů.
Další vozidla na CNG resp. biometan by měla rovněž přibýt v sou­
vislosti se závazkem samosprávy města ekologizovat třetinu služebních vozidel tvořených dnes osobními automobily na konvenční
paliva (benzin nebo diesel).
Jiné využití biometanu
Kromě současného využití bioplynu resp. biometanu pro přímé zá­
sobování autobusových dep s autobusy na CNG je záměrem dodávat
vyráběný biometan i do distribuční sítě zemního plynu. Díky tomu
by pak biometan mohl být využíván širším okruhem zákazníků.
Na realizaci tohoto záměru se podílí společnost Gaz de France, bliž­
ší informace však zatím nebyly uveřejněny.
2
Ekonomika a financování
Jelikož město Lille je jakýmsi
evropským průkopníkem vyu­
žití bio­plynu v dopravě, veškeré
doposud uskutečněné aktivity
vznikly kombinovaným financo­
váním z vlastních prostředků města či městských organizací a z růz­
ných evropských, národních i regionálních podpůrných programů.
Výstavba zařízení na výrobu biometanu na ČOV Marquette a poří­
zení několika autobusů na CNG si vyžádalo celkem několik milionů
EUR a bylo z části podpořeno programem EU pro vědu a výzkum
Thermie, francouzskou národní energetickou agenturou ADEME
a Regionálním koncilem North Pas du Calais.
Investiční náklady na výstavbu odpadového centra vč. bioplyno­
vé stanice a garážového depa v oblasti Sequedin činily pak celkem
90 mil. EUR (výstavba centra stála 70 mil. EUR, depa pak 20 mil.
EUR) a část nákladů byla financována projektem TRENDSETTER, do nějž se město zapojilo a který byl podpořen z 5. rámcového
programu EU pro vědu a výzkum.
Zatím poslední fáze, tj. rozšíření počtu autobusů na stlačený (zemní)
plyn a výstavba další potřebné infrastruktury pro výrobu biometanu
na ČOV Wattreloss a jeho plnění do autobusů v místě si vyžádá další
významné investice, na jejichž částečném financování se bude podí­
let tentokrát projekt BIOGASMAX, kterého se město v současnosti
účastní a který byl podpořen ze 6. rámcového programu EU.
Financování a provoz výroben biometanu je přitom ideově koncipo­
ván tak, aby provozovateli autobusové MHD byl biometan dodáván
ve stejné ceně, za jakou musí jinak nakupovat zemní plyn (aktuálně
okolo 0,025 EUR/kWh).
Získané zkušenosti
Zkušenosti, které byly od počátku až do současnosti získány, jsou
v případě Lille mimořádné. Ať už po technické stránce výroby bio­
metanu a jeho dodávky do vozidel, tak i po stránce organizační
a ekonomické. Zapojení do evropských podpůrných programů se
ukázalo jako klíčový prostředek pro definici jasné strategie rozvoje
a pro získání partnerů, se kterými bylo možné celý záměr realizovat.
Propojení veřejných služeb v oblasti čištění odpadních vod, naklá­
dání s (bio)odpady a veřejné dopravy přináší nakonec obyvatelům
města čistší prostředí ve městě a méně hluku. V rozsahu a způsobem,
který je zatím v Evropě výjmečným. Město chce však jít dál a hodlá
v budoucnosti pro bioplyn respektive biometan hledat i další mož­
nosti využití než jen v dopravě.
Bioplynová stanice
ČOV Marquette
BPS Sequedin
Rok výstavby
Produkce bioplynu
< 2007
750 Nm3/h
kaly ČOV za přídavku
bioodpadů
2007
700 Nm3/h
komunální bioodpady
(100 tis. tun/rok)
Vstupní suroviny
Výroba biometanu
V provozu od
Použitá technologie
Kapacita výroby biometanu
Způsob distribuce a využití
Kontaktní údaje
2007
2007
tlaková vypírka vodou tlaková vypírka vodou
100 Nm3/h
480 Nm3/h
přímé zásobování plnících stanic, využito
primárně autobusy MHD, v budoucnu i jinými
typy vozidel na CNG (odpadářské vozy,
osobní automobily)
www.cudl-lille.fr, www.biogasmax.eu
VYUŽITÍ BIOPLYNU VE MĚSTĚ LINKÖPING
Linköping je hlavním městem stejnojmenné
samosprávné oblasti (tzv. Linköpings kommun)
regionu Östergötland. Nachází se v jihovýchodní
části země a se svými cca 100 tis. obyvateli je pátým největším městem Švédského králoství.
Využívání bioplynu jako paliva v dopravě má
v Linköpingu již více než 15letou historii, jednu
z nejstarších v zemi. Způsobem svého vzniku a inovativním přístupem se přitom stalo inspirací pro řadu dalších.
Vše přitom začalo v roce 1990, kdy snaha města omezit negativní vlivy dopravy ekologizací vozového parku autobusové MHD přechodem na CNG narazila na nečekané problémy se zajištěním paliva
díky potížím s výstavbou sítí zemního plynu v regionu.
Zemědělský charakter regionu však pomohl nalézt řešení – ve spolupráci s místním družstevním podnikem provozujícím masnou výrobu
a asociacemi sdružujícími místní zemědělce začaly postupně (v letech
1992, 1997 a 2002) v místě vznikat výrobní kapacity na vlastní palivo
– biometan, který je dnes využíván více než tisícovkou nejrůznějších
vozidel – od všech autobusů městské hromadné dopravy, přes svozové vozy na odpad až po lehká užitková a osobní vozidla.
Prozíravé rozhodnutí města dalo současně vzniknout úspěšně se rozvíjející komunální společnosti Svensk Biogas i Linköping (dále jen
„Svensk Biogas“). Ta dnes spravuje celou potřebnou infrastrukturu
výroby a dodávky biometanu a ve spolupráci se společností Swedish
Biogas International nabízí své cenné zkušenosti dokonce i v zahraničí. Ale zpět na začátek.
Výroba bioplynu
V roce 2005 se v zařízení zpracovalo asi 45 tis. tun surovin při
výrobě cca 7,7 mil. m3 bioplynu,
čemuž díky vyššímu podílu biometanu (nad 60 %) odpovídalo
téměř 48 tis. MWh tepla v palivu.
Kapacita stanice stejně jako výrobní kapacity biometanu však umožňují množství zpracovaného bioodpadu a výrobu bioplynu v budoucnu dále zvyšovat (reálně na dvojnásobek i více).
Stručný popis celého procesu fermentace: Jateční odpad bohatý
na proteiny a energii je míchán s hospodářskou mrvou a ostatním
bioodpadem v homogenizačních nádržích. Pak je po dobu 1 hodiny pasterizován při teplotě 70 °C ohřevem párou. Směs je zchlazena
a čerpána do fermentační nádrží, kde je neustále míchána. Teplota
směsi je udržována na 38 °C.
Ve výrobně jsou instalovány dvě standardní digestační nádrže o objemu 3 800 m3 zajišťující průměrnou dobu zdržení substrátu asi 30
dní. Digestát je z nádrží kontinuálně odebírán a chlazen na 20 °C.
Je skladován ve výrobně a postupně dodáván zemědělcům jako tekuté biohnojivo – cca do 17 farem převážně v blízkém okolí. Roční
produkce hnojiva je kolem 52 000 tun (obsah sušiny 4,5 %, obsah
dusíku 7 kg/m3). Hnojivo je produkováno dle certifikátu SPCR120
Švédského certifikačního systému a tím schváleno k recyklaci do zemědělské půdy.
Úprava bioplynu na biometan
První stanice na úpravu bioplynu na biometan byla v Linköpingu
uvedena do provozu v roce 1992. Zařízení bylo instalováno na zmiňované městské ČOV a využívalo technologii PSA (tlakově proměnné adsorpce). Kapacita provozu činila nejvýše 150 Nm3/hod.
surového bioplynu, čemuž odpovídala hodinová produkce asi 70 Nm3
biometanu.
Nová úpravna bioplynu o kapacitě 500 Nm3/h byla uvedena do provozu společně s bioplynovou stanicí v roce 1997. Zařízení pro separaci CO2 využívá technologii tlakové vodní vypírky a vyráběný
biometan je veden podzemním plynovodem do několik kilometrů
vzdáleného autobusového depa.
V roce 2002 pak došlo k zatím poslednímu rozšíření a k oběma stávajícím jednotkám přibyla ještě třetí, opět s technologií vodní vypírky,
o zatím největší kapacitě, a to 1 400 Nm3/hod surového bioplynu.
Při započtení produkce bioplynu na ČOV tak celková produkční kapacita biometanu v současnosti dosahuje více než 65 tis. MWh.
Obě nové stanice používají technologii vodní tlakové vypírky od firmy Flotech Group nesoucí obchodní název Greenlane.
První výrobní kapacitou bioplynu potažmo biometanu se v roce
1992 stala městská čistírna odpadních vod nacházející se na severním okraji města (Åby Västergård). Produkovaný výsledný biometan
postačoval pro provoz prvních pěti CNG autobusů MHD.
Prvním velkým milníkem se však stal rok 1997, kdy poblíž uvedené
čistírny byla uvedena do provozu samostatná „komunální“ bioplynová stanice pro zpracování bioodpadů zejména z místních potravinářských výrob.
Umístění stanice je velmi výhodné, protože je jednak blízko hlavnímu zdroji vstupních surovin – jatkám, a také hlavnímu odběrateli
výsledného biometanu – autobusovému depu. S oběma zařízeními
je bioplynová stanice propojena podzemním produktovodem resp.
plynovodem.
Druhým významným vstupem jsou pak různé bioodpady z výroby
potravin, stravovacích provozů, údržby zeleně a v menším množství
rovněž exkrementy hospodářských zvířat a bioodpad z kuchyní.
1
LINKÖPING
VYUŽITÍ BIOPLYNU VE MĚSTĚ LINKÖPING
Využití bioplynu v dopravě
Hlavním odběratelem vyráběného biometanu je regionální poskytovatel veřejné dopravy – ÖstgötaTrafiken. Společnost v současnosti
provozuje v městké dopravě Linköpingu šedesát autobusů jezdících na biometan a v budoucnu by se bio-CNG busy měly objevit
i na regionálních trasách. Autobusy jsou garážovány v depu vzdáleném několik kilometrů od výroben biometanu a palivo je tak k nim
dopravováno podzemním plynovodem (dopravní tlak okolo 4 bar).
V areálu depa se nachází čerpací stanice, v níže je bioplyn stlačen
na potřebnou tlakovou úroveň (250 bar) a dodáván do tlakových nádob autobusů.
Společnost v letošním roce hodlala bez výběrového řízení se Svensk
Biogas uzavřít dlouhodobý kontrakt na odběr biopaliva, z důvodu
nevypsání veřejné soutěže však byl Úřadem pro ochranu hospodářské
soutěže zrušen.
Nentí tedy divu, že v roce 2007
dosáhly celkové prodeje biometanu ve městě již více než 7 mil. m3,
což reprezentovalo asi 6 % veškerých prodaných pohonných hmot.
Je to asi pravděpodobně nejvyšší
podíl bioplynu v dopravě ze všech měst Evropy, které jej dnes využívají. Prodeje biometanu díky novým a novým CNG vozům nepochybně dále porostou.
Město má ambiciozní cíl snížit mezi lety 2000 a 2010 celkovou spotřebu fosilních paliv v dopravě o 25 %. A využívání bioplynu může
k tomu významně napomoci.
Biometan je dokonce využíván i v železniční dopravě. Od roku 2005
obsluhuje trať mezi městy Linköping a Västervik první motorový
vlak na bioplyn na světě s dojezdem 600 (!) km. Původní dieselový
vlak byl upraven na spalování bioplynu instalováním nového motoru a nádrží na skladování stlačeného bioplynu o kapacitě 530 Nm3.
Úprava vlaku byla mnohem levnější alternativou k elektrifikaci celé
trati, kterou by bylo nutno provést pro snížení emisí. Nový motor
splňuje emisní limity Euro 5 (původní dieselový motor byl ve třídě
Euro 1). Produkce skleníkových plynů byla snížena na nulu.
Ekonomika a financování
Na výstavbu celé infrastruktury výroby bioplynu a jeho úpravy
na bio­metan vč. distribuční infrastruktury bylo dosud vynaloženo
zhruba 130 mil. SEK (tj. cca 14 mil. EUR). Většina nákladů byla financována ze soukromých zdrojů, část některých výdajů byla uhrazena dotacemi z národních podpůrných programů. Další náklady jsou
spojeny s výstavbou plnících stanic a samozřejmě s pořízením CNG
vozidel. Ty však již nelze chápat jako vícenáklad proti případnému
využití zemního plynu.
Získané zkušenosti
Biometan je však dnes rovněž dodáván na celkem dvanáct veřejných
plnících stanic rozmístěných po městě. Některé jsou stejně jako stanice v autobusovém depu přímo napojeny na potrubní rozvod biometanu, k jiným je biometan dovážen v tlakových zásobnících.
Využívají je hojně svozová vozidla na komunální odpad, majitelé
soukromých i firemních automobilů, provozovatelé taxi atd. Celkový počet vozidel jezdících ve městě na biometan je dnes odhadován
na více než 1 tisíc a stále rychle roste (jen v roce 2008 přibylo 280
nových zákazníků).
Bioplyn dnes v Linköpingu nahrazuje obdivuhodných 6 % spotřeby
pohonných hmot a poslední vývoj ukazuje, že to v budoucnu může
být ještě více. Jeho využití přispívá k významnému snížení všech
škodlivin (prach, oxidy dusíku ad.) a zejména ostře sledovaného oxidu uhličitého.
Město vnímá vynaložené náklady na rozvoj infrastruktury výroby
a dodávky bioplynu k využití v dopravě jako dobrou investici, která se v dlouhodobé perspektivě vyplatí. Již dnes se prostřednictvím
městské společnosti Svensk Biogas ekonomicky zhodnocují nabyté
znalosti při technické asistenci jiným municipalitám doma i v zahraničí. A v čase jejich hodnota zjevně stále více poroste.
Výrobna bioplynu
ČOV
Rok výstavby
Produkce bioplynu
Vstupní suroviny
< 1990
Nová BPS
1997
65 000 MWh/r
kaly z ČOV
jateční odpad ad.
Výroba biometanu
V provozu od
Použitá technologie
Kapacita výroby biometanu
[Nm3/h]
Roční produkce biometanu
1992
PSA
1997, 2002
tlaková vodní vypírka
150
500 + 1400
7 mil. Nm /r (2007), tj. cca 66 000 MWh/r
přímé zásobování plnících stanic na CNG,
Způsob distribuce a využití
využíván autobusy i ost. motorovými vozidly
Kontaktní údaje
www.svenskbiogas.se, www.ostgotatrafiken.se
2
3
LINKÖPING
Víceúčelové energetické centrum
v Margarethen am Moos
Obec Margarethen am Moos, která leží asi 15 kilometrů jihovýchodně od hlavního města Vídně, se stala zajímavým příkladem, jak je
možné dát dlouhodobou stabilitu a prespektivu místnímu zemědělství
prostřednictvím započetí pěstování plodin pro energetické účely.
V roce 2004 zde skupina patnácti místních farmářů založila družstvo
„Energieversorgung Margarethen“ – EVM. Jejich společným cílem se
stalo vybudovat bioplynovou stanici, v které by byl nalezen dlouhodobý odběratel pěstovaných surovin. Přípravné práce vyvrcholily v roce
2006, kdy stanice byla slavnostně uvedena do provozu.
Vyráběný bioplyn začal být využíván pro kogenerační výrobu el. energie a tepla. Elektřina je prodávána za zvýhodněný tarif (garantovanou
cenu) do místní elektrorozvodné soustavy a pro teplo pak bylo nalezeno využití výstavbou více než dva kilometrů dlouhé teplovodní sítě
v obci, kterou družstvo rovněž financovalo a nyní provozuje.
Dalším milníkem byl rok 2008, kdy v areálu stanice bylo instalováno
zařízení, které zajišťuje úpravu části bioplynu na kvalitu zemního plynu. Vyrobený biometan je dodáván do nedaleké veřejné plnící stanice,
která jej nabízí namísto zemního plynu pro vozidla na CNG. Čerpací
stanici opět provozuje družstvo EVM, čímž se z bioplynové stanice
stalo de facto víceúčelové energetické centrum zajišťující výrobu
elektřiny, tepla i motorového paliva z místních zdrojů.
Záměr využít bioplynu i v dopravě nalezl podporu u dolnorakouské
vlády a uskupení „Energiesysteme der Zukunft“ a zařízení se stalo
prvním svého druhu v Rakousku, které 100 % obnovitelné motorové
palivo pod značkou „MethaPur“ začalo nabízet.
cca 50 % metanu) pro kogenerační jednotku činí cca 250 Nm3/h.
Jednotka na úpravu bioplynu má
zpracovatelskou kapacitu dalších
asi 70 Nm3/hod bioplynu.
Pro provoz stanice je třeba dodávat cca 10 000 tun rostlinných surovin ročně, což odpovídá obhospodařování asi 200 ha polností. Kvůli relativně suchému podnebí mezi
pěstovanými plodinami pro bioplynovou stanici převládají speciální
traviny (čirok, súdánská tráva), dále žito, vojtěška, jetel. Vstupní surovinou je rovněž prasečí kejda (cca 3000 m3/r). Zbytky po fermentaci jsou ve formě hnojiva rozváženy do místních polí.
Úprava bioplynu na biometan
Pro úpravu bioplynu na biometan byla v bioplynové stanici instalována technologie využívající pro separaci CO2 ad. příměsí speciál­
ních membrán. Technologie vznikla na základě spolupráce mezi
Technickou univerzitou ve Vídni a rakouskou společností Axiom
Angewandte Processtechnik GmbH a poprvé byla ověřena v pilotním projektu v Markt St. Martin a následně uvedena do komerčního
provozu v Bruck an der Leitha, který je od Margarethen vzdálen
pouhých několik kilometrů.
Samotná separace CO2 na jednotce v Margarethen je jednostupňová,
může však být řešena i jako dvoustupňová, což pak umožňuje docílit
vyšší čistoty výsledného biometanu i menšího podílu metanu v odpadním plynu.
Technologie v současnosti dosahuje míry vyčištění na úrovni 96 – 97 %
(obsahu metanu ve výsledném plynu) tak, aby byly plněny požadavky
platných technických předpisů (normy ÖVGW G31/G33). Kvalita
plynu však může být úpravou tlakových poměrů vyšší. Poměr obsahu
metanu a CO2 ve výsledném produktu je kontinuálně měřen a zaznamenáván se zpětnou vazbou do procesu.
Produkční kapacita zařízení činí mezi 30 – 35 Nm3 biometanu za hodinu. Vyčištěný biometan je dodáván do blízkoležící CNG plnící stanice.
Odpadní plyn vzniklý při obohacování bioplynu, který obsahuje malé
zbytkové množství metanu, je veden na kogenerační jednotku, kde se
využívá k výrobě elektřiny a tepla. Tím jsou sníženy ztráty tepelného
obsahu bioplynu v procesu úpravy téměř na nulu.
Proces čištění na principu membrán má, jak se ukazuje, oproti jiným principům dvě veliké přednosti: Je velmi kompaktní a vyžaduje
si na stejnou zpracovatelskou/produkční kapacitu mnohem menší
prostor. Druhou výhodou je poměrně nízká energetická náročnost:
ke zpracování 1 m3 surového bioplynu si zařízení v Margarethen
(zatím) vyžaduje méně než 0,2 kWh elektřiny, což je při vyjádření
této spotřeby přepočtem na primární energii, která by byla na výrobu
tohoto množství el. energie potřeba, asi 10 % energetického obsahu
bioplynu vstupujícího do procesu.
Využití v dopravě
Výroba bioplynu
V bioplynové stanici jsou instalovány celkem tři fermentační nádrže strukturované do dvou stupňů s mezofilním způsobem vyhnívání
(první stupeň tvoří dvě menší nádrže o bjemu 2200 m3 každá, druhý
pak společný post-fermentor o objemu 4500 m3, ve kterém je současně skladován produkovaný bioplyn). Zbytky po fermentaci jsou
odváděny do nekrytého skladovacího zásobníku o objemu 5500 m3.
Generálním dodavatelem technologie bioplynové stanice byla společnost AKR MODULGAS.
Produkce bioplynu je rozdělena mezi kogenerační jednotku a jednotku pro úpravu bioplynu. Potřeba surového bioplynu (s obsahem
1
Biometan je z bioplynové stanice dopravován asi 200 m dlouhým
podzemním plynovodem do blízkoležící plnící „bio CNG“ stanice.
Stanice byla uvedena do provozu v prosinci 2007 a je lokalizována u křižovatky obecní komunikace a odbočky k bioplynové stanici.
Přiváděný biometan je na stanici nejprve komprimován na 300 bar
a poté uskladněn v tlakových nádobách (20 ks).
Produkční kapacita výrobny biometanu reprezentuje cca 25 kg/hod, což
je dostatečné množství paliva pro 2 – 3 osobní vozidla k načerpání plné
nádrže. Díky zásobníkům je však obslužná hodinová kapacita větší.
Využít služeb plnící stanice však nemůže každý, nejprve se totiž musí
zájemce u družstva EVM zaregistrovat. Stanice je samoobslužná
a tak si zaregistrovaný zákazník může po identifikaci čipovou kartou
MARGARETHEN AM MOOS
Víceúčelové energetické centrum
v Margarethen am Moos
palivo doplnit kdykoliv. Úhrada za odebrané palivo se provádí pla­
tební kartou přes terminál, jenž je situován v blízkosti výdejního sto­
janu (je pouze jeden).
Biometan je na stanici nabízen pod registrovanou obchodní značkou
„MethaPur“, a to za cenu, která je na stejné úrovni, jaká je u stlačené­
ho zemního plynu na běžných CNG stanicích v zemi. Tato obchod­
ní strategie, kterou si družstvo mohlo dovolit díky získání podpory
na úhradu části investice, by měla zajistit dostatek zákazníků.
V současné době má čerpací stanice cca 20 zaregistrovaných uživate­
lů nicméně se předpokládá, že se jejich počet (zejména z řad obyvatel
obce a blízkého okolí) bude rychle zvyšovat. Při plném využití kapa­
city bude stanice schopna nabídnout až 150 tis. kilogramů biome­
tanu za rok, což je takové množství paliva, které by postačovalo pro
200 osobních vozidel s průměrnou spotřebou 5 kg/100 km a ročním
projezdem 15 tis. kilometrů. Nižší náklady na palivo tak mají zákaz­
níkům vynahradit případné vyšší pořizovací ceny vozů na CNG.
Parametry paliva „MethaPur“ dle laboratorních zkoušek (2008)
Kyslík a dusík (celkem)
0,34 obj. %
Metan
96,64 obj. %
Oxid uhličitý
Etan
2,91 obj. %
<0,001 obj. %
Propan
<0,001 obj. %
Obsah sumy butanů
<0,001 obj. %
Obsah sumy pentanů a vyšších
uhlovodíků
<0,001 obj. %
Spalné teplo
10,68 kWh/Nm3 / 38,48 MJ/Nm3
Výhřevnost
9,62 kWh/Nm3 / 34,68 MJ/Nm3
Wobbeho index
13,96 kWh/Nm3 / 0,30 MJ/Nm3
Objemová hmotnost
Relativní hustota
Získané zkušenosti
Víceúčelové energetické centrum
v Margarethen am Moos je výbor­
ným příkladem, jak lze v malém
měřítku s využitím místních zdro­
jů krýt významnou část energetic­
kých potřeb, ať už se jedná o elektřinu, teplo či dokonce motorová
paliva.
Projekt malé výrobny a lokálního prodeje bioplynu ve standardu
Metha­Pur místním motoristům je natolik atraktivní, že by se jím
podle posledních zpráv v Rakousku rádo inspirovalo dalších 25 bio­
plynových stanic.
K hlavním výhodám tohoto modelu patří, že zdrojem energie je
místní zemědělská výroba (tj. přínosy z pohledu energetické bezpeč­
nosti a ekonomické prosperity regionu). Z technologického pohledu
je nesporným pozitivem, že zařízení pro úpravu bioplynu může být
spuštěno jen, když je poptávka po upraveném bioplynu. Po zbytek
času může být výroba biometanu odstavena a surový bioplyn před­
nostně využit pro kombinovanou výrobu elektřiny a tepla.
A navíc, jelikož je biometan vyráběn a prodáván bez jakékoli potřeby
napojení na distribuční síť, lze podobný systém prakticky použít pro
jakoukoliv bioplynovou stanici, bude-li pro motorové palivo nalezen
v místě dostatečný odběr.
0,7568 kg/Nm3
0,585
Jiné využití bioplynu
Hlavním zdrojem příjmů družstva EVM je však v současnosti využi­
tí většiny bioplynu pro kogenerační výrobu elektřiny a tepla. V areálu
bioplynové stanice se nachází kogenerační jednotka o el. výkonu 500
kWe, jejíž výkon však byl po určitých úpravách navýšen až na součas­
ných 625 kWe a 780 kWt (odpovídá tep. příkonu v palivu 1,5 MW).
Vyráběná elektřina je dodávána do místní rozvodné sítě za zvýhod­
něných výkupní tarif a teplo pak do obce cca 3,5 km dlouhou teplo­
vodní sítí, která v souvislosti s projektem byla vybudována. Na sys­
tém CZT je v současnosti napojena místní školka, zámek, kostel,
restaurace a obecní obytný komplex. Cílem je však postupně připojit
další odběratele (potenciál je odhadován až na 1,1 MWt).
Pro krytí odběrových špiček či při odstávkách motorgenerátoru
byl současně jako doplňkový zdroj tepla instalován kotel o výkonu
900 kW. Kotel je vybaven jak hořákem na bioplyn tak na bionaftu.
Kombinací kogenerační jednotky a kotle je možné dodat špičkový
tepelný výkon až 1,6 MW.
Ekonomika a financování
Náklady na výstavbu bioplynové stanice a kogenerační jednotky či­
nily cca 2 mil. EUR, na teplovodní síť cca 0,7 mil. EUR. Celkové
náklady na realizaci výrobní jednotky na biometan a na plnící stanice
včetně propojovacího plynovodu činily asi 440 tis. EUR.
Projekt byl financován kombinací vlastních prostředků družstva
a bankovním úvěrem, část investice byla hrazena dotací dolnora­
kouské vlády.
2
Systém využívající bioplyn z bioplynové stanice jak v kogenerační
jednotce, tak v jednotce pro úpravu bioplynu je velice variabilní. Po­
měr bioplynu dodávaného kogenerační jednotce resp. jednotce úpra­
vy bioplynu může být měněn. Lze tedy efektivně reagovat na situaci
na trhu a optimalizovat ekonomiku provozu.
Výrobna bioplynu: Bioplynová stanice v Margarethen am Moos
Rok výstavby
Produkce bioplynu
Vstupní suroviny
2006
320 Nm3/h, tj. asi 14 000 MWh/r
pěstované plodiny (trávy, žito) 10 000 t/r,
kejda 3000 t/r
Výroba biometanu
V provozu od
2008
Použitá technologie
membránová separace
Kapacita výroby biometanu cca 35 Nm3/h
přímé zásobování blízkoležící plnící stanice
Způsob distribuce a využití
využívané osobními vozidly na CNG
Energieversorgung Margarethen a/M, GmbH
Obmann Friedrich Schwarz
Kontaktní údaje
Leithastraße 12, 2433 Margarethen am Moos
http://www.methapur.com
MARGARETHEN AM MOOS
VYUŽITÍ BIOPLYNU VE MĚSTĚ MADRID
Město Madrid jako španělská metropole se snaží
jít příkladem v plnění národních cílů v oblasti snižování emisí skleníkových plynů a zvyšování energetické
efektivnosti, ke kterým je země vázána Kjótským protokolem a legislativou Evropské unie. Jedním z konkrétních opatření je i zavedení komplexního systému
nakládání s odpady, které klade důraz na co nejvyšší
materiálovou recyklaci a využití zbytkové energie v nich.
Srdcem odpadového hospodářství města je technologický park Valdemingómez, který se dělí na čtyři technologické celky (Las Lomas,
La Paloma, Las Dehesas a La Galiana) zahrnující tři zařízení na mechanicko-biologickou úpravu odpadů, tři kompostovací provozy, dvě
spalovny (na směsné a rovněž nebezpečné odpady) a rovněž i dvě
skládky pro ukládání materiálově ani energeticky dále nevyužitelných zbytkových složek. V roce 2009 k těmto zařízením nově přibyly
dvě bioplynové stanice (v centrech Las Dehesas a La Paloma) a také
úpravna bioplynu na kvalitu zemního plynu (v centru La Paloma)
s cílem využít biometan pro pohon motorových vozidel. Celý tento
komplex výroby bioplynu resp. biometanu je v současnosti největším
na světě.
Las Dehesas
Třídění
Dotřídění
Kompostování
218 000 t/rok
110 542 t/rok
Metanizace
Bioplyn
161 000 t/rok
20 300 000 Nm3/rok
Úprava bioplynu
Plynovod
34 000 000 Nm /rok 19 081 632 Nm3/rok
3
Metanizace
Bioplyn
108 175 t/rok
13 700 000 Nm3/rok
La Paloma
Třídění
Dotřídění
Kompostování
151 000 t/rok
77 500 t/rok
Obrázek 1: Integrace bioplynových stanic ve stávajícím technologickém parku.
Výroba bioplynu
Jak již bylo zmíněno výše, výroba bioplynu probíhá ve dvou bioplynových stanicích dodaných společností Valorga (FR) a umístěných
v centrech Las Dehesas a La Paloma. První ze zařízení bude zpracovávat ročně více než 160 tis. tun vytříděného bioodpadu při produkci
přes 20 mil. Nm3 bioplynu ročně, druhé pak bez mála 110 tis. tun/rok
při výrobě 13,7 mil. Nm3 bioplynu. Doprovodným produktem
bude digestát určený ke kompostování v celkovém množství
cca 190 tis. tun/rok. Obě stanice tak patří k největším v Evropě.
Bioplynové stanice jsou integrovány ve stávajících technologických
centrech, jak je vidět na obrázku výše. Surovinou pro fermentační
proces je organický materiál vytříděný z komunálního odpadu na automatických třídicích linkách. Dále organický materiál prochází dotříďovací linkou, kde je vybrána vhodná frakce a jsou odseparovány
kovy a inertní materiály. Poté je v míchací nádobě naředěn recirkulovanou vodou (z odvodnění digestátu), smíchán s určitou částí
recirkulovaného digestátu (pro dodání potřebných mikroorganismů)
a ohřán párou, která je vyrobena spálením části vyrobeného bioplynu.
Takto připravený substrát je dávkován do fermentorů.
Jedná se o suchou fermentaci (obsah sušiny 30 %) a jednostupňovou
mezofilní technologii (teplota ve fermentačních věžích je 35 – 38 °C).
Doba zdržení substrátu ve fermentačním procesu je přibližně 21 dní.
Bioplynové stanice se skládají z 9 fermentorů o vnitřním průměru
16,5 m a výšce 22 m, ve kterých je míchání substrátu zajištěno recirkulací části vyrobeného bioplynu 400 injektory ve dně fermentoru.
1
Digestát (substrát po výrobě bioplynu) je na lisu odvodněn a dále
putuje do kompostovacího zařízení. Voda z odvodnění substrátu je zbavena zbývajícího tuhého
podílu na jednom vibračním sítu
a v centrifuze. Část vody je dávkována zpět do míchací nádoby k zředění substrátu a část je vedena do čistírny odpadních vod. Po kompostaci je digestát využíván v zemědělství. Bioplyn je veden do plynojemu a dále do společného zařízení pro úpravu bioplynu, které se
nachází v centru La Paloma.
Úprava bioplynu na biometan
Bioplyn je upravován technologií vodní tlakové vypírky od firmy Flotech Group nesoucí obchodní název Greenlane. Instalované zařízení čištění plynu se skládá ze dvou jednotek o výkonu 2x 2000 m3/h.
Surový bioplyn z bioplynových stanic je nejdříve stlačen na 6 – 9 barů
a veden do absorpční sprchovací věže, kde se CO2, ale i další nežádoucí příměsi (H2S a rovněž i siloxany) absorbují do vody, zatímco
metan pokračuje dále do reaktoru, kde je zbaven vlhkosti (viz obrázky 2 a 3). Voda pokračuje to tzv. flash reaktoru, kde je rekuperován metan, který se absorboval do vody a který je dále veden zpět
na vstup do procesu. Voda nasycená CO2 a nečistotami pokračuje
do stripovací kolony, kde je (za snížení tlaku) zbavena CO2 a nečistot
a znovu použita v absorpční části technologie. Část vody je vedena
k čištění reverzní osmózou. Odváděný zbytkový plyn před vypuštěním volně do atmosféry prochází sprchovací kolonou a biologickým
filtrem za účelem snížení nežádoucích složek (H2S, zbývající množství metanu) pod požadované limitní hodnoty.
Výhodou technologie této společnosti je odstraňování H2S a siloxanů spolu s CO2. Její nasazení tedy v jediném procesu odstraňuje hned
tři nežádoucí složky. Další výhodou jsou opatření snižující energetickou náročnost (např.: pracovní kapalina vystupující z pračky prochází
turbínou při výrobě el. energie, proces odstraňování příměsí je kontinuálně řízen a optimalizován dle monitorovaných parametrů).
Dále je metan analyzován, komprimován (na 72 barů) a vtláčen
do místní plynárenské sítě společnosti ENAGAS. Plyn má obsah
metanu (CH4) 98 %, obsah síry pod 0,1 ppm a je prostý siloxanů.
Ročně by v zařízení mělo být na kvalitu zemního plynu upraveno
na 34 mil. m3 bio­plynu při výrobě cca 19 mil. m3 biometanu.
Obrázek 2: Celkový pohled na zařízení úpravy bioplynu.
Využití v dopravě
Vyráběný biometan primárně slouží jako obnovitelné palivo v dopravě, přesněji pro autobusy MHD. Ve městě je již nějaký čas v provozu
jedna z největších flotil autobusů na stlačený zemní plyn v Evropě
– celkem 250 (tj. asi 20 % celkového vozového parku), které by měly
využívat asi 60 % (11,5 mil. Nm3/rok) celkové produkce biometanu.
Vozový park na CNG v Madridu je zajímavý i zázemím – autobu-
MADRID
VYUŽITÍ BIOPLYNU VE MĚSTĚ MADRID
Sprchovací kolona
Odvod vzduchu
Stripovací kolona
Sušení plynu
Flash reaktor
Surový bioplyn
Biometan ke kompresi
a do sítě
Kompresor
Obrázek 3: Schéma technologie Greenlane.
sové depo je vybaveno unikátní plnící stanicí pro doplňování paliva,
která patří k nejrychlejším na světě. V depu je celkem šest otevře­
ných plnících míst v nichž autobusy mohou být naplněny i za méně
než 3 minuty. Kapacita každého místa přitom činí až 3 000 m3/hod,
což umožňuje obsluhu i více než deseti autobusů za hodinu. Pro pl­
nění jsou používány dvě tlakové úrovně – 220 a 260 bar.
(tj. asi 2 mld. Kč) přičemž cca 40 % investice byla kryta z podpůrných
programů Evropské unie. Tento grant významně pomůže dále zlepšit
ekonomiku provozu a snížit výrobní náklady biometanu na hodnoty
blízké zemnímu plynu. Celý komplex současně přispívá k vyšší úrovni
celého systému odpadového hospodářství města a zlepšuje jeho sou­
hrnnou ekonomickou a energetickou bilanci.
Získané zkušenosti
Technologický park Valdemingómez je konkrétním příkladem od­
vážné, ale úspěšné aplikace bioplynových stanic na organický mate­
riál vytříděný z komunálního odpadu a jeho následného čištění
a vtláčení do plynárenské sítě. Jedná se o největší biometanizační
komplex v Evropě a první projekt vtláčení bioplynu do sítí zem­
ního plynu ve Španělsku. Ročně zajistí zpracování až 370 tis. tun
organického odpadu a vyrobí z něj 19 miliónů m3 biometanu, jenž
pokryje energetické potřeby 250 autobusů na stlačený (zemní) plyn
a navíc umožní kogenerační výrobu „zelené“ elektřiny odpovídající
roční spotřebě téměř osmi tisíc domácností. Realizace celého pro­
jektu sníží emise CO2 do atmosféry o 300 000 t/r a nemalou měrou
přispěje při naplňování závazků Španělska pramenících z podpisu
Kjótského protokolu.
Bioplynové stanice La Paloma a Las Dehesas
Rok výstavby
Produkce bioplynu
Jiné využití biometanu
Vstupní suroviny
Zbývající část produkce biometanu, tj. asi 7,5 mil m3/rok, bude vy­
užívána pro kombinovanou výrobu elektřiny a tepla. Spalováním
bioplynu v kogeneračních jednotkách o instalovaném el. výkonu
více než 3 MW se ročně vyrobí okolo 25 GWh elektřiny a více než
30 GWh tepla, což v případě elektřiny odpovídá v průměru energe­
tickým potřebám asi 7,8 tis. madridských domácností.
Výroba biometanu
Ekonomika a financování
Další informace
Celkové náklady na výstavbu obou bioplynových stanicích a zařízení
na úpravu bioplynu na biometan činily celkem téměř 80 mil. EUR
2
V provozu od
Použitá technologie
Kapacita výroby biometanu
Způsob distribuce a využití
Kontaktní údaje
2009
celkem cca 34. mil Nm3/r
tříděný komunální odpad cca 370 000 t/r,
tj. asi 200 000 MWh/r
7 / 2009
tlaková vypírka vodou
cca 19 mil. Nm3/r
vtláčení do sítě, provoz autobusů MHD a KVET
Parque Tecnológico de Valdemingómez
http://www.gnv2009madrid.com/en/
component/content/article/79.html
http://www.flotech.com/greenlane.htm
MADRID
VYUŽITÍ BIOPLYNU VE MĚSTĚ STOCKHOLM
Město Stockholm si vytyčilo ambiciozní cíl –
stát se do roku 2050 městem, které nebude závislé
na fosilních palivech. Dotýkat se to má i dopravy
a právě úspěšně nastartované využívání bioplynu
jako motorového paliva je dobrou ukázkou, že
tento velký sen se může nakonec stát skutečností.
Na biometan dnes ve městě jezdí téměř čtyři tisíce vozidel – od autobusů městské hromadné dopravy přes nákladní
automobily na svoz odpadu a čištění ulic až po osobní vozidla. Současné výrobní kapacity bioplynu resp. biometanu již proto přestávají
stačit a hledají se nové zdroje.
Výroba bioplynu
Poptávku po bioplynu kryjí v současnosti dvě výrobny – čistírny
odpadních vod Bromma a Henriksdal. Obě zařízení dříve bioplyn
používala pro vytápění provozních budov, výrobu elektřiny případně
jej dodávala do blízkého okolí (jelikož ve městě není vybudována síť
zemního plynu), dnes jej z velké části upravují na potřebnou kvalitu
k možnému využití jako motorové palivo.
Ročně se v obou čistírnách při anaerobní stabilizaci čistírenského
kalu vyprodukuje dnes více než 85 000 MWh bioplynu, z toho více
než 60 % je využíváno pro výrobu biometanu pro dopravu.
Prvním zařízením, které takto začalo bioplyn využívat, byla ČOV
Bromma. Čistírna byla uvedena do provozu v roce 1936 a v současnosti
zpracovává 130 000 m3 odpadních vod za den. Kal vznikající v procesu
čištění (cca 12 tis. tun suš. za rok) je anaerobně stabilizován za produkce bioplynu. Roční výroba bioplynu dosahuje asi 21 000 MWh.
Kal je fermentován za mezofilních podmínek, doba zdržení je asi 20
dnů. Kapacita vyhnívacích reaktorů je 12 000 m3, v souvislosti s plánem koefermentovat spolu s kalem i jiné bioodpady však má být brzy
rozšířena o dalších 6 000 m3 fermentační kapacity.
Druhé zařízení, ČOV Henriksdal, je vybudována podzemí a patří
k největším svého druhu na světě. Čistírna je vybavena anaerobní
kalovou koncovkou s mohutnou reaktorovou kapacitou (7 reaktorů
o celkovém objemu téměř 40 tis. m3). Vedle kalu, kterého proces čištění generuje asi 27 tis. tun/rok (suš.), rovněž zpracovává jiné substráty – tuky z lapačů tuků (cca 25 tis. tun/rok) a malé množství
bioodpadu z obchodů a restaurací (cca 2 tis. tun/rok). Díky nízkému
obsahu sušiny činí nicméně podíl kalu v sázce 80 – 85 %. Kofermentací kalů s jinými bioodpady je dosahováno vysoké produkce bioplynu – v ročním souhrnu 65 000 MWh.
Vyhnilý kal je po odvodnění využíván materiálově – v případě ČOV
Bromma je míchán s popílkem a ukládán jako skrývka na uzavřenou
nedalekou skládku, zfermentovaný zbytek z ČOV Henriksdal pak
pro rekultivaci bývalých dolů.
Cílem je u obou zařízení optimalizací procesu fermentace a přidáváním dalších organických materiálů výrobu bioplynu dále zvyšovat.
časnosti nicméně také nepracuje
na stoprocentní výkon.
Bioplyn resp. biometan by navíc
v budoucnu měly vyrábět další
dva čistírenské provozy (Lidingö
– Käppala a Södertälje) společnosti Stockholm Vatten, která se ve městě stará o provoz vodohospodářské infrastruktury.
A také nová bioplynová stanice na zemědělské suroviny a bioodpad
z potravinářských výrob, která má být vybudována společností Stockholm Gas AB u městské skládky v Huddinge. Stanice by do Stockholmu měla dodávat až 100 000 MWh bioplynu resp. biometanu
prostřednictvím obnovené distribuční plynárenské sítě, kterou v minulosti proudil svítiplyn.
Využití v dopravě
Vyráběný biometan se ke konečným zákazníkům dostává několika
způsoby. Ve městě je dnes v současnosti více než desítka veřejných
plnících stanic, které jsou resp. do nedávna byly zásobovány jen
biometanem. Dvě plnící stanice jsou přímým potrubním spojením
spojeny s výrobnami biometanu, ke zbývajícím se pak biometan dostává kontejnerovou dopravou. Zajišťuje ji společnost Aga Gas, která
denně z obou čistíren na plnící stanice ve městě dodává několik kontejnerů naplněných biometanem.
Kvalita biometanu přitom musí splňovat požadavky definované normou SS 15 54 38 (viz tabulka).
Výtah z požadavků na kvalitu bioplynu pro použití jako motorové
palivo dle normy SS 15 54 38
Parameter
Jednotka
Bioplyn
typ LH
Bioplyn
typ H
Wobbeho číslo
MJ/Nm³
44,7 – 46,4
43,9 – 47,3
Obsah metanu
Vol – %
96 – 98
96 – 99
Rosný bod vody
°C
t – 5
t – 5
Obsah vody (max.)
mg/Nm³
32
32
Celkový obsah CO2, N2, O2 (max.)
Vol – %
4
5
Obsah O2 (max.)
Vol – %
1
1
Celkový obsah síry (max.)
mg/Nm³
23
23
Celkový obsah dusíkatých nečistot,
max. (kromě N2) jako NH3
mg/Nm³
20
20
μm
1
1
Maximální velikost
pevných částic
Poznámka: Bioplyn typ LH je bioplyn s obsahem methanu 96–98% a bioplyn typ H je
bioplyn s obsahem methanu 95–99%
Úprava bioplynu
Výroba biometanu z bioplynu byla na ČOV Bromma zahájena v roce
1996, kdy zde byla instalována pilotní jednotka zajišťující dostatek
paliva pro několik prvních vozů na stlačený plyn. Po úspěšném začátku bylo rozhodnuto o výstavbě velkého provozu, který by byl schopen
využít velkou část produkovaného bioplynu. Uveden byl do provozu
v roce 2001 a pro úpravu bioplynu na biometan využívá technologii
PSA. Kapacita zařízení činí 30 000 MWh zpracovaného bioplynu
ročně (odpovídá asi 600 Nm3/hod) a zatím je využívána asi ze 2/3.
Na čistírně Henriksdal byla výroba biometanu zahájena v roce 2003.
Instalována zde byla technologie tlakové vodní vypírky o max. kapacitě až 69 000 MWh/rok (tj. asi 1200 Nm3 bioplynu za hodinu),
čímž se řadí zatím k největším nejen ve Švédsku, ale i na světě. V sou-
1
STOCKHOLM
VYUŽITÍ BIOPLYNU VE MĚSTĚ STOCKHOLM
Z ČOV Henriksdal je navíc biometan dodáván asi 2 kilometry dlouhým plynovodem do nedalekého autobusového depa místního provozovatele MHD společnosti SL. Zde je stlačen na 350 bar a plněn
do autobusů. Společnost v roce 2008 provozovala asi padesátku busů
na stlačený plyn a plánem bylo jejich počet do konce roku 2009 rozšířit na 130. V případě ČOV Bromma je část biometanu dodávána přímým potrubím na veřejnou plnící stanici nacházející se přímo u vjezdu do areálu,
zbývající množství je pak komprimováno do plnících láhví a kontejnerovou dopravou dodáváno na další plnící stanice ve městě.
Na biometan nicméně také dnes ve městě jezdí šedesát svozových
vozů odpadu a asi čtyři tisícovky různých užitkových vozů a osobních vozidel. Mezi nimi jsou jak vozy městských organizací, tak
i různých firem a samozřejmě i fyzických osob. Autobusy na biometan dnes jezdí v centru města či také na letišti. Na biometan se
podařilo nalákat i vozidla taxislužby. V budoucnu by na biometan
měla možná jezdit i lodní doprava ve městě.
Rostoucí počet vozidel na stlačený plyn tak v posledních dvou letech
způsobil potíže se zásobováním stanic biometanem. Část biometanu tak musela být dodávána z jiných výrobních zařízení v regionu
a na některých plnících stanicích musel být nedostatek paliva zachraňován i zemním plynem.
Zatímco se v roce 2005 prodalo asi 2,2 mil. Nm3 biometanu, v roce
2007 to již bylo přes 6 mil. Nm3. V roce 2010 by objem prodaného
biometanu na stanicích měl již přesáhnout hranici 10 mil. Nm3.
hmot jako jsou společnosti Shell,
Statoil, OK. Nákup vozidel
na stlačený plyn je motivován
úlevou na daních a tím, že biometan prodávaný na stanicích není
zatížen spotřební daní čímž je asi
o 10 % levnější než motorová nafta či benzín (v roce 2008 prodáván
za průměrnou cenu asi 1,2 EUR/ Nm3). Vozidla na stlačený plyn jsou
(stejně jako vozidla na jiná biopaliva nebo alternativní pohon) pak
při provozu dále zvýhodněna v rámci mýtného systému, který byl
ve Stockholmu zaveden v roce 2005. A také možností bezplatného
parkování v centru města.
Dlouhodobou vizí je zvýšit výrobní kapacity bioplynu resp. biometanu až na více než 50 mil Nm3/rok a rozšířit vozový park na více
než 300 autobusů, 200 svozových vozů na odpad a 20 tis. osobních
a malých automobilů.
komplikace s dopravou neupraveného bioplynu plynovody, odstraněny byly až zavedením úpravy bioplynu na kvalitu dle předmětné
normy.
Zkušenosti Stockholmu jsou tak velmi cenné – jak po stránce technické, tak i organizační. I proto se toto město rovněž zapojilo do projektu BIOGASMAX a patří v něm k jedním z nejúspěšnějších.
Jiné využití biometanu
Biometan si však nachází cestu i pro jiné využití. V současnosti je
malá čast upraveného bioplynu z jedné z čistíren dodávána asi 1 tis.
domácností na předměstí Hammarby, které jej využívají pro vaření, díky započaté obnově plynárenské sítě, jež v minulosti dodávala
svítiplyn, však v brzkém budoucnu bude spolu se zemním plynem
biometan dostupný pro mnohem vyšší počet zákazníků.
Ekonomika a financování
Celkové náklady na stavbu úpraven bioplynu na ČOV Bromma
a Henriksdal dosahovaly výše 134 mil. SEK, což je v přepočtu asi
335 mil. Kč. Většina investice byla kryta provozovatelem čistíren
společností Stockholm Vatten, asi 20 % nákladů byla nicméně hrazena grantem poskytnutým z podpůrného programu LIP.
Plnící stanice pak byly vybudovány místními prodejci pohonných
Získané zkušenosti
Rozvoj využívání bioplynu v dopravě ve Stockholmu přinesl řadu
zajímavých zkušeností. Ukázal, že úspěch je podmíněn spoluúčastí
všech klíčových subjektů – od výrobce bioplynu, přes distributora až
po konečné spotřebitele. Orgány města přitom hrají rozhodující roli
– jako zpravidla (spolu)vlastníci těchto organizací mohou napomoci
projekt prosadit a vytvořit mu posléze dobré podmínky pro další rozvoj. Zásadní je dobře definovaná dlouhodobá strategie.
Realizace úpraven na bioplyn proběhla dle naplánovaného harmonogramu, náklady však byly vyšší, než se původně předpokládalo. Další problémy se zpočátku vyskytly s plněním parametrů upraveného
bioplynu, podařilo se je ale postupně odstranit. Dříve byly rovněž
Výrobna bioplynu
ČOV Henriksdal
Rok výstavby
Produkce bioplynu
Vstupní suroviny
1934
1941
21 000 MWh/r
65 000 MWh/r
kaly z ČOV, tuky, potravinové odpady
ČOV Bromma
Výroba biometanu
ČOV Henriksdal
V provozu od
Použitá technologie
Kapacita výroby biometanu
1996, 2000
2002
PSA
tlaková vypírka vodou
30 000 MWh/r
69 000 MWh/r
přímé zásobování plnících stanic na CNG,
využíván autobusy i ost. motorovými vozidly
www.stockholmvatten.se,
www.miljo.stockholm.se, www.aga.se
Způsob distribuce a využití
Kontaktní údaje
ČOV Bromma
Fotografie poskytnuty s laskavým svolením: Björn Hugosson, Municipality of Stockholm a Lars Hammarlo, Scandinavian GtS AB
2
STOCKHOLM