Arkadiusz Mędrzak
Ważną zaletą biogazowni jest możliwość fermentacji dowolnych odpadów powstałych w produkcji rolniczej. Dowiedz się więcej o sposobie jej działania, innych zaletach oraz wadach.
Odpady rolnicze i odchody zwierząt należy traktować w rolnictwie jako zasób. Ich fermentacja może być sposobem na dostarczenie energii dla całego gospodarstwa. Takie korzyści może przynieść biogazownia rolnicza. Przeczytaj więcej o biogazie jako źródle czystej energii.
Co to jest biogazownia rolnicza?
Jasną rzeczą jest, że procesy gnilne odpadów z owoców i warzyw generują gaz. Prosty eksperyment z zapomnianym workiem na śmieci ze skoszoną trawą czy innymi odpadami pozwoli przekonać się o tym najbardziej dobitnie. Jak sugeruje nazwa, biogazownia to obiekt pozyskujący gazy powstające w trakcie procesów biologicznych. Dzięki kontroli nad nimi i stworzeniu optymalnych warunków można pozyskać pełnowartościowy gaz.
Jak konstruktywnie wykorzystać odpady biologiczne?
Gazy powstałe w procesach gnilnych zawierają ogromne ilości metanu. W zależności od tego, jakie materiały organiczne otrzymuje biogazownia, może to być od 40 do nawet 75% zawartości. To zasób, który w kompostowniach jest marnowany i wypuszczany w powietrze. Także wielu rolników wywożących odpady poprodukcyjne lub nawóz na pola i łąki nie zdaje sobie sprawy z innych możliwości zagospodarowania tego zasobu. Mała biogazownia rolnicza jest w stanie nie tylko przetworzyć odpady, lecz także ograniczyć nieprzyjemny fetor roznoszący się w okolicy wspomnianych łąk.
Co można przetwarzać w biogazowni?
Wewnątrz konstrukcji będzie można zatem fermentować:
- gnojowicę;
- bezklasowe owoce;
- liście buraków cukrowych, pędy kukurydzy i inne odpady po roślinach uprawnych.
Biogazownia umieszczona w pobliżu zakładów przetwórstwa mlecznego może fermentować serwatkę. W tego typu instalacjach przetwarzane bywają również kiszonki powstałe w zakładach przetwórstwa oraz specjalne rośliny energetyczne.
Jak działa biogazownia? Fermentacja w zbiorniku
Schemat działania biogazowni jest stosunkowo prosty i z pewnością intuicyjnie nietrudno go zrozumieć. Podstawą całego procesu jest zbiornik, do którego trafiają wspomniane odpady rolnicze. Fermentacja beztlenowa przebiega właśnie w zamkniętym i szczelnym pojemniku. Jest to zjawisko całkowicie naturalne i nieszkodliwe dla środowiska, a nawet przynoszące pewne korzyści. Procesy zachodzące wewnątrz zbiornika są podobne do tych z układu pokarmowego krowy. Dlatego często betonowa mała biogazownia rolnicza nazywana jest betonową krową.
Co można uzyskać dzięki biogazowni?
Jak działa biogazownia kolejnych etapach? W następnym kroku przetwarza pozyskany gaz. Najczęściej wykorzystuje się go do zasilania agregatów kogeneracyjnych, przetwarzających go na prąd elektryczny. W tym procesie powstaje także energia cieplna, którą można wykorzystać do ogrzewania domu lub obiektów gospodarskich. Produktem ubocznym jest masa lub płyn (nazywany pofermentem), który po okresie przechowywania i zakończenia fermentacji może być wykorzystywany jako nawóz.
Biogazownia jako źródło energii
Szacuje się, że niewielka biogazownia rolnicza przydomowa jest w stanie wytwarzać stale około 10 kW energii. To pozwala na zaspokojenie potrzeb kilkuosobowej rodziny i średniej wielkości gospodarstwa. Do tego, by biogazownia mogła generować energię, potrzebny jest jednak stały dopływ odpadów. Do zasilania takiego niewielkiego generatora wystarczą odpady z kilku hektarów pola uprawnego i kilku zwierząt hodowlanych. Szacuje się także, że biogazownia o podobnych rozmiarach może być zasilana gnojowicą ze stada bydła o liczebności kilkudziesięciu sztuk.
Główne zalety biogazowni
Opisując, jak działają biogazownie, zostało zasygnalizowanych kilka najważniejszych zalet tego typu instalacji. Przede wszystkim udaje się w niej przetwarzać odpady, które zawsze są uciążliwe dla rolników czy hodowców. Ponadto procesy są całkowicie naturalne i do ich powstawanie nie są wykorzystywane żadne dodatkowe substancje. Nie trzeba już nawet wspominać o korzyściach związanych z oszczędnością na ogrzewaniu domu czy wody, jakie wiążą się z działaniem biogazowni.
Brak emisji nieprzyjemnych zapachów
Wśród innych zalet należy wymienić między innymi brak emisji nieprzyjemnych zapachów. Wiele osób rozważających instalację biogazowni obawia się o przykre zapachy kojarzone głównie z kompostownią. Tymczasem fermentacja beztlenowa nie emituje do atmosfery żadnych zapachów. Jedynie poferment, który jest traktowany jako bardzo wartościowy nawóz, może emitować nieco nieprzyjemny zapach. Jest to jednak cechą charakterystyczną dla każdego typu nawozu.
Jakie są koszty i formalności?
Dzięki korzystnym przepisom prawa dotyczącym OZE budowa biogazowni nie wymaga specjalnych pozwoleń na sprzedaż lub wytwarzanie energii. Traktowana jest podobnie do fotowoltaiki czy pomp ciepła. Na instalację możesz uzyskać dofinansowanie z budżetu Unii Europejskiej, dzięki czemu koszty budowy małej biogazowni rolniczej będą znacznie niższe.
Regularność pozyskiwania energii
Z punktu widzenia zasobów odnawialnych biogazownia jest nadzwyczaj regularną metodą pozyskiwania energii. Można prowadzić w niej fermentację niemal przez cały rok, dlatego energia jest wytwarzana bez przerw. Przy dobrej organizacji pozyskiwania zasobów da się zapewnić stałą moc generatorów na określonym poziomie. Trudno znaleźć inne OZE, które dają gwarancję takiej regularności.
Biogazownia rolnicza i jej perspektywy na świecie
Pozyskiwanie gazu z fermentacji do tworzenia elektryczności nie jest metodą nowatorską. Pierwsza biogazownia działająca na takich zasadach powstała już w latach 20. ubiegłego wieku w Danii. Jednak rozwiązania technologiczne i koncepcyjne sprawiły, że dopiero pod koniec XX wieku opracowano technologię pozwalającą na efektywne wykorzystywanie tego zasobu. Od kilkunastu lat notujemy stały wzrost inwestycji w tej dziedzinie i coraz większą ilość energii uzyskaną za pośrednictwem biogazowni.
Rozwój biogazowni europejskich
Największym zainteresowaniem biogazownie cieszą się w Europie. Widać ich znaczny rozwój szczególnie w ostatnich trzech latach. Wiele krajów przyjęło rozwiązania systemowe, mające na celu wykorzystywanie substratów takich jak odpady rolnicze i gnojowica. Dzięki temu produkcja energii z poziomu 11 000 MW (na początku 2018 roku) wzrosła niemal dwukrotnie.
Popularność biogazowni w Danii
Liderem w pozyskiwaniu biogazów na skalę światową jest Dania. Warto korzystać z rozwiązań systemowych wprowadzonych w tym kraju, ponieważ przynoszą one wymierne efekty dla całej społeczności. Typowa duńska biogazownia obejmuje od kilku do kilkunastu gospodarstw rolnych, z których odpady są przetwarzane na energię wykorzystywaną na potrzeby własne. Prawie połowa gnojowicy powstałej w hodowli trzody chlewnej używana jest do produkcji biogazu, a powstały w ten sposób produkt stanowi około 10% zużycia całego gazu w kraju.
Niemcy jako lider w liczbie biogazowni
Najwięcej biogazowni rolniczych znajduje się na terenie Niemiec. Dzięki pakietowi wspomagającemu OZE w tym kraju funkcjonuje już ponad 10 tysięcy biogazowni. Prawie 15% gazu wykorzystywanego do konsumpcji pochodzi właśnie z tych instalacji. Do liderów na europejskim rynku zaliczane są także Francja, Wielka Brytania i Włochy, czyli kraje o długich tradycjach rolniczych.
Ile biogazowni jest w Polsce?
W naszym kraju pod koniec 2020 roku było niespełna 120 zarejestrowanych biogazowni rolniczych. Taką nazwę noszą instalacje, które są w stanie wygenerować moc powyżej 500 kW. Łącznie produkują one energię o łącznej mocy nieco ponad 100 MW. Około pół tysiąca to konstrukcje określane jako mała biogazownia rolnicza. Moc mniejszych biogazowni mieści się w przedziale od 50 do 500 kW. Do tego warto dodać mikroinstalacje, jednak ich obecność jest na tyle skromna, że w niewielkim stopniu wpływa to udział biogazów w produkcji energii w naszym kraju.
Biogazownia, czyli (nadal) technologia przyszłości
Nie ma rozwiązań, które byłby bez żadnych wad. Biogazownia także nie jest w stanie ich uniknąć, choć wiążą się one głównie ze specyfiką technologii. Na nikłą popularność tej metody wpływa z pewnością jej koszt. Nawet najmniejsza konstrukcja przydomowa o mocy 10kW może kosztować około miliona złotych. Dlatego metan powstały w czasie fermentacji wciąż jeszcze można uznać za paliwo przyszłości.
