SlideShare una empresa de Scribd logo
1 de 27
Descargar para leer sin conexión
Przegląd surowców oraz potencjał
  biomasy w produkcji biogazu




                Warszawa
             październik 2011      1
Definicje prawne

    biogaz rolniczy – „to paliwo otrzymywane w procesie fermentacji metanowej surowców rolniczych, produktów ubocznych
    rolnictwa, płynnych lub stałych odchodów zwierzęcych, produktów ubocznych lub pozostałości z przetwórstwa produktów
    pochodzenia rolniczego lub biomasy leśnej, z wyłączeniem gazu pozyskiwanego z surowców pochodzących z oczyszczalni
    ścieków oraz składowisk odpadów „(1)




      biomasa – stałe lub ciekłe substancje pochodzenia roślinnego lub zwierzęcego, które ulegają biodegradacji, pochodzące z
      produktów, odpadów i pozostałości z produkcji rolnej oraz leśnej, a także przemysłu przetwarzającego ich produkty, a także
      części pozostałych odpadów, które ulegają biodegradacji, oraz ziarna zbóż niespełniające wymagao jakościowych dla zbóż w
      zakupie interwencyjnym określonych w art. 4 rozporządzenia Komisji (WE) nr 687/2008 z dnia 18 lipca 2008 r.
      ustanawiającego procedury przejęcia zbóż przez agencje płatnicze lub agencje interwencyjne oraz metody analizy do
      oznaczania jakości zbóż (dz. Urz. UE L 192 z 19.07.2008, str. 20) i ziarna zbóż, które nie podlegają zakupowi interwencyjnemu
      (2)




1) Dz. U z 19 sierpnia 2011 r. nr 205, poz. 1208 o zmianie ustawy – Prawo energetyczne oraz niektórych innych ustaw
2) Dz. U z 23 lutego 2010 r. nr 34, poz. 182 zmieniające rozporządzenie w sprawie szczegółowego zakresu obowiązków uzyskania i przedstawienia do
   umorzenia świadectw pochodzenia, uiszczenia opłaty zastępczej, zakupu energii elektrycznej i ciepła wytworzonego w odnawialnych źródłach energii oraz   2
   obowiązku potwierdzenia danych dotyczących ilości energii elektrycznej wytworzonej w odnawialnym źródle energii
Dla prawidłowego działania biogazowni niezbędne
jest odpowiednie skonfigurowanie wszystkich etapów
                                   Uproszczony schemat działania typowej biogazowni
                                               Na tym etapie następuje zmieszanie i ujednolicenie
                                               substratów. W przypadku niektórych substratów              Płynna częśd pofermentacyjna jest
 • Odpady                                                                                                 sładowana w szczelnych pojemnikach
                                               konieczna jest też ich uprzednia higienizacja
   z produkcji rolnej                                                                                     z tworzyw sztucznych, dzięki czemu nie
 • Kiszonki z roślin
                                                         Przygotowanie i                                  występuje uciążliwośd zapachowa
   energetycznych                                     dozowanie substratów
                                                                                                      Zbiornik na PP
 • Pozostałości z
   przetwórstwa
   produktów                                                                                Częśd płynna: około 90 %          Częśd stała: około 10 %
   pochodzenia
   rolniczego                                                                                        Separacja osadu           Po separacji
                                                        Proces fermentacji                                                     substancja
                                                                                                    pofermentacyjnego          pofermentacyjna
    Częśd wyprodukowanego w                                                                                                    może byd stosowana
    kogeneracji ciepła i energii                                                                                               jako środek
    elektrycznej jest zużywana                                                                                                 poprawiający jakośd
                                     6%        20 %
    na potrzeby procesowe                                                           Dzięki napowietrzeniu biogazu              gleby
                                                                                    usuwany jest siarkowodór (który
                                                      Oczyszczanie biogazu          może powodowad korozję urządzeo).
         Substrat                                                                   Biogaz jest też odwadniany                Wyprodukowana
         Biogaz                                                                                                               energia elektryczna
                                                                                                                              i ciepło poprzez sieci
         Energia elektryczna
                                                                                                                              elektryczną
         Ciepło                                                                                                               i ciepłowniczą zostają
         Poferment                                    Spalanie w kogeneracji                                                  dostarczone do
                                                                                                                              odbiorców koocowych
                                                                                                          94 %
Źródło: Opracowanie własne         Generator kogeneracyjny wytwarza energię elektryczną
Bio Alians                         w procesie spalania biogazu. „Produktem ubocznym” jest ciepło          80 %
Jednym z ważniejszych etapów jest dobór
odpowiednich substratów do biogazowni
                                   Uproszczony schemat działania typowej biogazowni
          !
                                               Na tym etapie następuje zmieszanie i ujednolicenie
                                               substratów. W przypadku niektórych substratów              Płynna częśd pofermentacyjna jest
 • Odpady                                                                                                 sładowana w szczelnych pojemnikach
                                               konieczna jest też ich uprzednia higienizacja
   z produkcji rolnej                                                                                     z tworzyw sztucznych, dzięki czemu nie
 • Kiszonki z roślin
                                                         Przygotowanie i                                  występuje uciążliwośd zapachowa
   energetycznych                                     dozowanie substratów
                                                                                                      Zbiornik na PP
 • Pozostałości z
   przetwórstwa
   produktów                                                                                Częśd płynna: około 90 %          Częśd stała: około 10 %
   pochodzenia
   rolniczego                                                                                        Separacja osadu           Po separacji
                                                        Proces fermentacji                                                     substancja
                                                                                                    pofermentacyjnego          pofermentacyjna
    Częśd wyprodukowanego w                                                                                                    może byd stosowana
    kogeneracji ciepła i energii                                                                                               jako środek
    elektrycznej jest zużywana                                                                                                 poprawiający jakośd
                                     6%        20 %
    na potrzeby procesowe                                                           Dzięki napowietrzeniu biogazu              gleby
                                                                                    usuwany jest siarkowodór (który
                                                      Oczyszczanie biogazu          może powodowad korozję urządzeo).
         Substrat                                                                   Biogaz jest też odwadniany                Wyprodukowana
         Biogaz                                                                                                               energia elektryczna
                                                                                                                              i ciepło poprzez sieci
         Energia elektryczna
                                                                                                                              elektryczną
         Ciepło                                                                                                               i ciepłowniczą zostają
         Poferment                                    Spalanie w kogeneracji                                                  dostarczone do
                                                                                                                              odbiorców koocowych
                                                                                                          94 %
Źródło: Opracowanie własne         Generator kogeneracyjny wytwarza energię elektryczną
Bio Alians                         w procesie spalania biogazu. „Produktem ubocznym” jest ciepło          80 %
Potencjał biomasy na biogaz w Polsce




                                 5
Polska charakteryzuje się bardzo dużym
   potencjałem produkcji biomasy na cele energetyczne
          Struktura użytków rolnych w 2009 r. *%+                          Powierzchnia użytków rolnych w 2009 r. *tyś ha+
                                                  Grunty orne
                                                                                     Grunty orne           11869
                 2% 4%                            Trwałe użytki zielone
                                                  Sady
                                                  Pozostałe użytki rolne         Trwałe użytki zielone     3180
           20%
                                                                                         Sady               337

                                     74%                                        Pozostałe użytki rolne      700



                                           Struktura udziałowa produkcji zwierzęcej *w DJP+

                                                         1%          5%
                                                                4%

                                                                                          Bydło
                                                                                          Trzoda chlewna
                                                      30%
                                                                                          Owce, kozy
                                                                              60%         Konie
                                                                                          Drób




Źródło: opracowanie własne Bio Alians na podstawie danych GUS                                                            6
Substraty do produkcji biogazu rolniczego można
   podzielid na trzy główne grupy
                       Podział surowców możliwych do zastosowania w biogazowniach (przykłady)

                                                                                                   Pozostałości z przetwórstwa
                      Produkcja roślinna                        Produkcja zwierzęca
                                                                                                produktów pochodzenia rolniczego
                    Kiszonki z kukurdzy (wysoki
                                                           Odchody zwierzęce „solid” (obornik               Gliceryna
                             plon, GPS)
                                                                byczy, indyczy, kurzy)
                          Kiszonka z traw                                                                Serwatka kwaśna
                                                              Odchody zwierzęce „liquid”
                 Kiszonka z innych roślin zielonych             (gnojowica, gnojówka)                    Wywar z gorzelni
                       (topinambur, sorgo)




           1)    Produkcja dedykowana na              1)      Zagospodarowanie                     1)   Zagospodarowanie
                 potrzeby instalacji                          dostępnych odchodów                       odpadów stanowiących
           2)    Wykorzystywanie istniejącego                 zwierzęcych                               problem dla producentów
                 zasobu masy zielonej w okolicy       2)      Zmniejszenie ilości lokalnych        2)   Obniżenie kosztów
           3)    Często wysokie koszty                        protestów                                 utylizacji odpadów
                 pozyskania                           3)      Niskie koszty pozyskania                  zwierzęcych (II i III
                                                                                                        kategoria – wysokiego i
                                                                                                        niskiego ryzyka)




Źródło: opracowanie własne Bio Alians                                                                                              7
Najczęściej stosowanym substratem do
   biogazowni rolniczych jest kiszonka z kukurydzy
       Powierzchnia upraw kukurydzy na kiszonkę                          Powierzchnia upraw kukurydzy na kiszonkę
                     w 2009 r. [%]                                                w 2008 r. i 2009 r. [ha]
                                                                      90000
                                                                      80000
                           3                                          70000
                                               5
             3                                                        60000
                                                           15         50000
                               10
                                                                      40000                                                          2008 r.

                      20                       19                     30000                                                          2009 r.
                                                                      20000
         2
                                    7                       6         10000
                                                                          0
                  2




                                                                              warmiosko-mazurskie

                                                                               zachodniopomorskie
                                                                                           lubuskie
                                                                                             łódzkie

                                                                                      mazowieckie
                                                                                          lubelskie




                                                                                           opolskie

                                                                                         podlaskie
                                                                                        pomorskie
                                                                                              śląskie
                                                                                      dolnośląskie




                                                                                       małopolskie




                                                                                     wielkopolskie
                                                                               kujawsko-pomorskie




                                                                                     podkarpackie




                                                                                    świętokrzyskie
                                               1
                           3        2
                                           1           1

      min                                                       max


             Kiszonka to idealny substrat do biogazowni – tlenowa stabilnośd kiszonki oraz wykorzystanie produktów fermentacji
             mlekowej przez bakterie do produkcji biogazu o dużej zawartości biometanu przy jednoczesnym zmniejszaniu ilości kwasu
             mlekowego i zwiększaniu ilości kwasu octowego, propionowego i innych lotnych niskocząsteczkowych kwasów
             tłuszczowych powodują, że kiszonki z zielonek to idealny substrat do biogazowni
Źródło: opracowanie własne Bio Alians na podstawie danych GUS                                                                         8
Przygotowanie substratu stanowi jeden z najistotniejszych
   elementów instalacji (na przykładzie kiszonki z kukurydzy)

                                        Dobór odmian i siew

                Odpowiednie FAO                    Najbardziej optymalny sposób siewu




                      Zbiór i odpowiednie przygotowanie sieczki
                                                   6
             Zbiór w odpowiednim terminie          Zastosowanie odpowiednich środków
          (zawartośd sm na poziomie 28-32%)             wspomagających zakiszanie
                                                             (inokulantów)




                                         Magazynowanie
             Minimalizacja strat w procesie         Rozsądne rozłożenie w przestrzeni
          zakiszania (odpowiednie ugniecenie        magazynowej (straty na otwartych
                   sieczki, przykrycie)                        pryzmach)



Źródło: opracowanie własne Bio Alians                                                   9
Łąki i pastwiska – źródło niedocenionego
substratu dla biogazowni
                Powierzchnia trwałych użytków zielonych* tyś. ha+                                       Cechy charakterystyczne
                                                     Powierzchnia w latach                                   łąk i pastwisk
   Wyszczególnienie
                                                                                                        • duże rozdrobnienie
                              2005         2006           2007        2008          2009
                                                                                                        • zróżnicowanie siedliskowe
                                                                                                        wynikające z różnorodności i
   łąki                      2529,2        2390,2        2497,4      2450,3        2463,1
                                                                                                        mozaikowatości gleb, stopnia
                                                                                                        uwilgotnienia i konfiguracji terenu
   pastwiska                 858,3         825,2          773,8       734,1         716,6

   Razem                     3387,5        3215,7        3271,2      3184,4        3179,7


                Rodzaje użytków zielonych [%]                                                       Plony z łąk *t/ha+
                    5%
                                                                                 2009                                              Łąki I pokos
                                                                                 2008                                              Łąki II pokos
          30%
                                                      trawy                      2007                                              Łąki III pokos
                                     65%              rośliny dwuliścienne       2006
                                                      rośliny motylkowate        2005
                                                                                        0     1     2     3     4      5     6


                                                                   Mimo zmniejszającej się liczby łąk można nadal pozyskad znaczne ilości
                                                                   biomasy. Szacuje się, iż wypas prowadzony jest na ok. 70% łąk i
                                                                   pastwisk, stąd na potrzeby biogazu szacuje się iż można przeznaczyd 215
Źródło: Opracowanie własne Bio Alians na podstawie                 tyś. ha
wyników ITEP                                                                                                                          10
Łąki i pastwiska – źródło niedocenionego
substratu dla biogazowni cd.
Możliwa produkcja biogazu z użytków zielonych *mln m 3] Zalecane odmiany traw do uprawy
                                                           Ilośd                     •Rajgras wyniosły (Arrhenatherum elatius )
            Rodzaj biomasy                                                           •Wyczyniec łąkowy (Alopecurus pratensis)
                                           1   Wariant
                                                             2       Wariant         •Tymotka łąkowa (Pheleum pratense )
                                             ekstensywny           intensywny        •Życica wielokwiatowa (Lolium multiflorum )
                                                                                     •Życica trwała(Lolium perenne )
   Ruo łąkowa                                   480-930            880-1700
                                                                                     •Stokłosa bezostna (Bromus inermis )
                                                                                     •Kostrzewa łąkowa (Festuca pratensis Huds. )
   Ruo pastwiskowa                              210-410             210-410
                                                                                     •Mietlica biała (Agrostis alba)
                                                                                     •Mieszaniec międzygatunkowy (Festuca pratensis Huds.)
   Niedojady (po pastwiskowym                   60-120               60-120
   wypasie)                                          6
                                                                                     Optymalny termin przypada na fazę wykształcenia
                                                                                     wiech przez trawy wysokie. W tej fazie zielonka zawiera
                                                                                     17-22% suchej masy. Najlepsze efekty uzyskuje się
                                                                                     poprzez podsuszenie do 30-40%. Większa s.m. sprawia
                                                                                     trudności z utłoczeniem. Długośd sieczki ok. 4-8 mm.




                                                                   Szczególnie zalecana jest uprawa życicy wielokwiatowej, która pod koniec
                                                                   kwietnia może osiągnąd plon 4,5 t suchej masy z ha

Źródło: Opracowanie własne Bio Alians na podstawie
wyników ITEP                                                                                                                           11
Inne „zielone” przykłady
       Topinambur (słonecznik bulwiasty)
           • Może byd wykorzystywany jako słoma do bezpośredniego spalania, poddawany fermentacji
             alkoholowej lub przerabiany na biogaz. Jest to roślina wieloletnia, więc koszt założenia
             plantacji jest ponoszony raz na kilkanaście lat.
           • Podczas produkcji zielonki na cele energetyczne, pozyskiwanej w technologii z trzykrotnym
             koszeniem podczas sezonu wegetacyjnego, uzyskiwane plony mogą dochodzid do 200t/ha.
           • Przy plonie zielonej masy ~39t/ha produkcja biogazu może osiągnąd 20865 m3/ha



       Sorgo
           • Sorgo to gatunek wielu odmian tropikalnych traw występujących w regionach suchych oraz
           pół-pustynnych. Hybryda ta została dostosowana do kwitnienia w warunkach europejskich.
                                                    6
           Odmiana H133 rośnie do wysokości 4-4,5 metra. W przeciwieostwie do kukurydzy, miskanta
           chioskiego, prosa rózgowego czy innych roślin energetycznych, hybryda sorgo nie wymaga
           nawadniania oraz potrzebuje znacznie mniej nawozów sztucznych. Wydajnośd nowej odmiany
           sorgo wynosi pomiędzy 30 a 40 ton suchej materii biomasy na hekatar.
           • Mimo wielu zalet, w warunkach polskich roślinna ta jest podatna na stres co powoduje
           osiąganie gorszych parametrów zielonki

      Turzyce
           • Charakteryzują się odmiennym składem gatunkowym oraz inną produktywnością z jednostki
           powierzchni. Najbardziej produktywne są zbiorowiska nadbrzeżne, okresowo zalewane, w
           których dominuje trzcina. Plon suchej masy może wahad się w przedziale od 3,0 do 5,0 t/ha.
           • Zbiorowiska położone na terenach wyniesionych, w których pojawiają się rośliny
           dwuliścienne, charakteryzują się plonem rzędu 1,5-2,0 t/ha. Dla traw koszonych w czerwcu i
           lipcu zawartośd suchej masy jest na poziomie 20%. Trawy wykłoszone, które koszone są
           późnym latem będą miały zawartośd suchej masy na poziomie 25-35%.
Źródło: Opracowanie własne Bio Alians na podstawie badao IHAR                                            12
Województwa mazowieckie, podlaskie i wielkopolskie
   charakteryzują się największą koncentracją bydła w Polsce
           Koncentracja bydła w 2009 r. *%+                        Ilośd bydła (w tym krów) w 2009 r. *tys. sztuk+
                                                                 zachodniopomorskie
                            3                                          wielkopolskie
                                             8                  warmiosko-mazurskie
               2                                        16            świętokrzyskie
                                8                                               śląskie
                                                                          pomorskie
                       15                    17
                                                                           podlaskie
           1                                                           podkarpackie
                                    8                                        opolskie
                                                         6              mazowieckie
                   2                                     6               małopolskie
                                             3
                            2       2                                          łódzkie
                                                                             lubuskie
                                         3          3                       lubelskie
                                                                 kujawsko-pomorskie
                                                                        dolnośląskie
                                                                                          0   200   400   600   800   1000   1200
     min                                                  max

            Obornik i gnojowica bydlęca – ze względu na plany wdrożeo dyrektyw odorowych w UE co w znaczący sposób ukróci
            możliwośd rozwożenia po polach obornika i gnojowicy, substraty te w sposób naturalny wpisują się w działalnośd
            biogazowni


Źródło: opracowanie własne Bio Alians na podstawie danych GUS                                                                13
Odchody zwierzęce

                     obornik                                         gnojowica                      gnojówka
           Nawóz naturalny składający                           Płynna mieszanina kału i       Głównie mocz
           się z moczu, kału                                    moczu, z bezściółkowego        zwierzęcy, nawóz



    +
           zwierzęcego i ściółki

          • zawartośd suchej masy                     +
                                                                chowu zwierząt

                                                           • najbardziej popularny
                                                           substrat uzupełniający
                                                                                           +   pozbawiony fosforu
                                                                                               • łatwy w transporcie
                                                                                               • łatwośd pozyskania
          na wysokim poziomie
          • łatwośd                                        • łatwy transport
          przechowywania                                   • dobra flora bakteryjna
          • najpełniejszy skład NPK                      6 • możliwośd
          (azot, fosfor, potas)                            przeprowadzenie
                                                           separacji

                                                                                           -   • b. niska zawartośd

                                                      -         • niska zawartośd              suchej masy


    -     • koniecznośd
          przygotowania
                                                                suchej masy (niski
                                                                poziom uzyskanego
                                                                biogazu)
                                                                                               • ubogi w fosfor
                                                                                               • koniecznośd
                                                                                               magazynowania w
                                                                                               zbiornikach do tego celu
          wcześniej ściółki na                                  • wymagany
          potrzeby biogazu                                      specjalistyczny sprzęt         przystosowanych
          •najwyższa cena                                       do rozwożenia po
          pozyskania                                            polach
Źródło: opracowanie własne Bio Alians na podstawie danych GUS                                                             14
W porównaniu do gnojowicy osad pofermentacyjny
charakteryzuje się wieloma zaletami i korzyściami
                                            Zawartośd składników mineralnych w osadzie
                                                                                   N             P2O5      K2 O     Teoretyczna wartośd
     Projekt                        Główne substraty                                                                    pofermentu
                                                                                             - kg/t -                      -zł/t -
          A            Wywar pszeniczny, gnojowica bydlęca                             3,8        1,1        2,1                      92 zł
                       Gnojowica bydlęca,
          B                                                                            5,4        2,1        6,7                     192 zł
                       kiszonki z trawy i kukurydzy
          C            Pomiot kurzy, kiszonka z kukurydzy                              6,5        2,7        3,5                     163 zł
      Średnia                                                                          5,2        2,0        4,1                     149 zł
                       Cena składnika - zł/kg -                                  13,50 zł      8,13 zł   15,17 zł             -

                  Zalety osadu pofermentacyjnego
+    Składniki łatwiejsze do wykorzystania przez rośliny
+    Osad jest zhigienizowany (brak patogenów)
+    W procesie fermentacji niszczone są nasiona chwastów
+    W czasie fermentacji maleje zawartośd związków organicznych, a rośnie zawartośd składników mineralnych
+    Zmiejszona uciążliwośd zapachowa – w trakcie fermentacji rozłożone zostają związki odorotwórcze
+    Osad pofermentacyjny zawiera ponad 90% amonu azotowego (gnojowica około 48%), który jest łatwiej przyswajalny
     przez rośliny i trudniej wymywalny. Poferment
     nie ma więc tak dużego wpływu na eutrofizację
                                                                      Główną wadą substancji pofermentacyjnej jest jej
     wód powierzchniowych i gruntowych, jak gnojowica
                                                                                          wysokie uwodnienie (najczęściej powyżej 90 %)
Źródło: Opracowanie własne Bio Alians na podstawie prezentacji
                                                                                         Dlatego korzystnym dla biogazowni zabiegiem jest
„Zagospodarowanie pozostałości pofermentacyjnej” dr inż. Aliny Kowalczyk-Juśko          zagęszczenie pofermentu i separacja azotu i fosforu
i artykułu „Jak rozliczyd obornik” (TopAgrar 08.2010)
Województwa wielkopolskie i mazowieckie
   charakteryzują się najwyższą produkcją drobiu w Polsce
         Koncentracja ferm kurzych w 2009 r. [%]                          Ilośd drobiu 2009 r. [tys. sztuk]

                                                                   zachodniopomorskie
                          4                                              wielkopolskie
                                           2                      warmiosko-mazurskie
             5                                        4                 świętokrzyskie
                              5                                                   śląskie
                                                                            pomorskie
                     23                    15
                                                                             podlaskie
         3                                                               podkarpackie
                                  9                                            opolskie
                                                          6               mazowieckie
                 4                                        5                małopolskie
                                           3
                          3       6                                              łódzkie
                                                                               lubuskie
                                       5          5                           lubelskie
                                                                   kujawsko-pomorskie
                                                                          dolnośląskie
                                                                                            0   5000   10000   15000   20000   25000   30000
   min                                                    max

             Obornik kurzy – ze względu na dużą zawartośd azotu nie może stanowid podstawowego substratu biogazowni. Jest
             natomiast doskonały uzupełnieniem do podstawowego zestawu surowców. Nadaje się zarówno z brojlera (obornik ze
             słomą) bądź z niosek (bez słomy). Substrat tego typu często wymaga dodatkowych przygotowao (wcześniej rozdrobniona
             słoma, odpowiednie przechowywanie ze względu na odór)
Źródło: opracowanie własne Bio Alians na podstawie danych GUS                                                                          16
Produkcja biogazu zależy od rodzaju
substratu i zawartości suchej masy organicznej
                                     Produkcja energii elektrycznej   Ilośd substratów potrzebna
                                        z wybranych substratów          do osiągnięcia 1 MWe (2)
                                                - kWhe/t masy (1) -           - tys. ton -

     Odpady                                                                              18,2
   z produkcji                                                                           34,8
   zwierzęcej                                                                           118,1
                                                                                        256,4

                                                                                              6,6
                                                                                              9,8
   Uprawy
                                                                                             19,0
 energetyczne
                                                                                             19,7
                                                                                             19,8
                                                                                             31,0

                                                                                          5,0
   Pozostałości z
   przetwórstwa                                                                           5,0
    produktów                                                                            18,0
   pochodzenia                                                                           24,7
     rolniczego                                                                          25,8
                                                                                        113,8

Źródło: Opracowanie własne Bio Alians
Uwagi: (1) Sprawnośd elektryczna: 40 %
       (2) średni czas pracy biogazowni: 8000 h/rok
Prawidłowe obciążenie komory fermentacyjnej
   gwarantuje maksymalizację produkcji biogazu
    1
        Prawidłowy przebieg fermentacji metanowej uzyskuje się przez
        odpowiednie obciążenie komory fermentacyjnej. Określą się to
        ilością substancji organicznej wprowadzanej dziennie w kg/m3
         objętości komory. Optymalne obciążenie powinno mieścid się
                      w granicach od 3 do 5 kg SSO*/m3/d


    2
           Kolejnym wskaźnikiem prawidłowego obciążenia komory                                             Objętośd komory 900m3
        fermentacyjnej jest stosunek węgla do azotu (C:N) substratów.   Dane                          Gnojowica                Kiszonka z
        Prawidłowe określenie proporcji gwarantuje optymalne wyniki                                                            kukurydzy
                              w produkcji biogazu    6
                                                                           Ilośd dziennej                22m3                       6t
                                                                               dawki
                                                                         Zawartośd suchej
    3                                                                       masy [%]                       7                        30
         Istotnym elementem procesu jest odpowiedni poziom PH w          Zawartośd suchej
        reaktorze. Współczynnik ten wpływa na odpowiedni przebieg        masy organicznej                  85                       95
                           procesu fermentacji                                 [%]
                                                                                    Obciążenie komory                              3,36
                                                                        (22x0,07x0,85=1,31 tony; 6x0,30x0,95=1,71 tony; 1,31+1,71 = 3,02 tony/900 =
                                                                        3,36)



Źródło: opracowanie własne Bio Alians
*SSO – sucha substancja organiczna                                                                                                          18
Bio Alians dysponuje bazą ponad 130 substratów
   najczęściej stosowanych w biogazowniach
                                        Bio Alians operuje profesjonalnymi
                                        narzędziami biogazowymi, współpracuje z
                                        laboratorium zdolnym do badania
                                        poszczególnych substratów oraz miksów
                                        różnych surowców

                                              Bio Alians przeprowadziło szereg
                                              projektów naukowych w
                                              poszukiwaniu najlepszych rozwiązao
                                              dla przemysłu biogazowego




Źródło: opracowanie własne Bio Alians                                              19
Przegląd wykorzystywanych substratów w
 biogazowniach krajowych i zagranicznych




                                     20
Biogaz rolniczy jest wytwarzany w 17 instalacjach




Źródło: Opracowanie własne Bio Alians
Województwa zachodnio-pomorskie
                            i pomorskie
     Koczała (Poldanor S.A.)                  Skrzatusz (Biogaz Zeneris   Grzmiąca (Eko Energia-   Płaszczyca (Poldanor S.A.)
     Moc: 2,126 MWe i 2,206 MWt               Sp. z o.o.)                 Grzmiąca Sp. z o.o.)     Moc: 0,625 MWe i 0,692 MWt
     Substraty: gnojowica, kiszonka z         Moc: 0,526 MWe              Moc: 1,6 MWe i 1,6 MWt   Substraty: gnojowica, kiszonka
     kukurydzy, gliceryna                     i 0,505 MWt                 Substraty: kiszonka z    z kukurydzy, odpady z przetwórstwa
                                              Substraty: odpady           kukurydzy (80%), traw,   roślinnego
                                              z przemysłu                 zbóż, gnojowica
     Uniechówek (Poldanor S.A.)               przetwórczego, wywar                                 Kujanki (Poldanor S.A.)
     Moc: 1,063 MWe i 1,081 MWt               z gorzelni, odpady                                   Moc: 0,350 MWe
     Substraty: gnojowica świoska, kiszonka   poubojowe                                            Substraty: gnojowica świoska
     z kukurydzy


     Świetlino (Poldanor S.A.)
     Moc: 0,625 MWe i 0,686 MWt
     Substraty: gnojowica świoska, kiszonka
     z kukurydzy, gliceryna


     Nacław (Poldanor S.A.)
     Moc: 0,625 MWe i 0,680 MWt
     Substraty: gnojowica, kiszonka                                                                Pawłówko (Poldanor S.A.)
     z kukurydzy, gliceryna                                                                        Moc: 0,725 MWe i 1,075 MWt
                                                                                                   Substraty: gnojowica, kiszonka
                                                                                                   z kukurydzy, odpady poubojowe,
                                                                                                   gliceryna




Źródło: opracowanie własne Bio Alians                                                                                               22
Województwa lubuskie, dolnośląskie,
                         śląskie
      Kalsk (Spółka rolna Kalsk Sp. z .o.o.)                                                                              Łany Wielkie (BIO-BUT Sp. z o.o.)
      Moc: elektryczna 1,5 MWe                                                                                            Moc: 0,526 MWe i 0,540 MWt
      Substraty: gnojowica bydła i kiszonki z                                                                             Substraty: obornik , kiszonka z
      kukurydzy i sorgo.                                                                                                  kukurydzy, wywar z gorzelni


                                                                                                                          Kostkowice (Zakłąd Doświadczalny
      Niedoradz (Biogaz Agri Sp. z o.o.)                                                                                  Instytutu Zootechniki, Paostwowy
      Moc: 0,252 MWe i 0,291MWt                                                                                           Instytut Badawczy)
      Substraty: kiszonka z kukurydzy,                                                                                    Moc: 0,6 MWe
      gnojowica świoska                                                                                                   Substraty: gnojowica obornik,
                                                                                                                          resztki poubojowe, resztki gliceryny




           Świdnica(Bio –Wat Sp. z o.o.)
           Moc: 0,9 MWe i 1,1 MWt
           Substraty: kiszonka z kukurydzy

                                                      Studzionka (1)
                                                      (gospodarstwo rolne
                                                      paostwa Pojdów)
                                                      Moc: 0,03 MWe
                                                      Substraty: pomiot kurzy
                                                      i gnojowica świoska




Źródło: Opracowanie własne Bio Alians   Uwagi: (1) Mała biogazownia wytwarzająca prąd i ciepło na potrzeby gospodarstwa                               23
Województwa wielkopolskie, kujawsko-
                             pomorskie, lubelskie




                                                   Liszkowo (Enea S.A.)
                                                   Moc: 2,128 MWe i 1,198
                                                   MWt
                                                   Substraty: odpady z
                                                   przemysłu spożywczego,
                                                   wywar gorzelniany
    Skrzatusz (Biogaz Zeneris Sp. z o.o.)
    Moc: 0,526 MWe i 0,505 MWt
    Substraty: odpady z przemysłu przetwórczego,                       Uchnin (Bioelektrownia
    wywar z gorzelni, odpady poubojowe                                 Sp. z o.o.)
                                                                       Moc: 1,27 MWe
                                                                       Substraty: kiszonka z
                                                                       kukurydzy, traw, wywar,
                                                                       wycierka ziemniaczana



Źródło: opracowanie własne Bio Alians                                                            24
Najczęściej wykorzystywane substraty
 w biogazowniach europejskich (przykłady)
            Nazwa                      Kraj                     Lokalizacja             Moc elekrtryczna             Substraty
                                                                                                              obornik kurzy; kiszonka z
            Wolfring                 Niemcy                       Bawaria                   526 KW         kukurydzy; trawa; kiszonki całych
                                                                                                                         roślin
                                                                                                               pozostałości z żywności,
                                                                                                              kiszonka, kiszonka z trawy,
            Gehrung                  Niemcy                Baden - Wurteemburerg            100 KW
                                                                                                           gnojowica bydlęca, pozostałości z
                                                                                                                    gospodarstwa
                                                                                                           przeterminowana żywność, woda,
       Biowerk Hamburg               Niemcy                       Hamburg                   1021 KW
                                                                                                             oleje i tłuszcze, różne odpady,
                                                                                                           gnojowica, kiszonka z kukurydzy,
             Engert                  Niemcy                       Hessen                    324 KW
                                                                                                                żyto, przenica, rzepa

                                                    6                                                       obornik krowi, kiszonka z traw,
            Geveke                   Niemcy                    Dolna Saksonia               537 KW          kiszonka z kukurydzy, kiszone
                                                                                                               kolby kukurydzy z liśćmi

           Formigara                 Włochy                      Lombardia                  1490 KW         gnojowica świńska, kiszonka z
                                                                                                           kukurydzy, przenżyto, milk serum
                                                                                                            kiszonki z kukurydzy, z sorgo, z
   Azienda Agricola Castello         Włochy                        Veneto                   330 KW
                                                                                                               żyta, z kiszonki kukurydzy
  Azienda Agricola La baita del                                                                             gnojowica bydlęca, kiszonka z
                                     Włochy                        Veneto                   999 KW
            Latee                                                                                                    kukurydzy
                                                                                                             gnojowica świńska, odpady
             Biogen               Wielka Brytania             Wschodnia Anglia              1290 KW
                                                                                                                    żywnościowe

                                                                                                            gnojowica bydlęca, kiszonka z
           Lowbrook               Wielka Brytania       Południowo - Zachodnia Anglia       370 KW
                                                                                                             kukurydzy, obornik indyczy,
                                                                                                             kiszonka z kukurydzy i traw
                                                                                                              gnojowica świńska, osad z
          Porgaporcs                Hiszpania                     Katalonia                 191 KW          oczyszczalni ścieków, zepsute
                                                                                                                    jedzenie, olej

Źródło: Instytut Agroenergetyki                                                                                                   25
Bio Alians jest współwydawcą specjalistycznej książki
o doborze substratów do biogazowni

                        •   Głównymi autorami książki są
                               • prof. zw. dr hab. inż. Witold Podkówka
                               • dr hab. inż. Zbigniew Podkówka
                        •   Autorzy są specjalistami w zakresie nowoczesnych metod
                            konserwowania pasz i wykorzystania odnawialnych źródeł
                            biomasy do pozyskania biopaliw w rolnictwie
                        •   Specjaliści Bio Alians są autorami następujących rozdziałów
                               • „Uwarunkowania formalno-prawne przy projektowaniu i
                                  budowie biogazowni rolniczej”
                               • „Substancja pofermentacyjna”
                               • „Biogazownia jako przedsięwzięcie gospodarcze”
                        •   Książka dostarcza szerokie spektrum danych, analiz i zestawieo
                            przydatnych przy projektowaniu i analizowaniu doboru
                            substratów do biogazowni
                        •   Książkę można zamówid kontaktując się z Bio Alians poprzez
                            dane kontaktowe na www.bioalians.pl




                                                                                      26
Dziękujemy za uwagę

                                           ®




    Grupa Bio Alians Sp. z o. o.
    Orco Tower, Al. Jerozolimskie 81 X.p
    02-001 Warszawa
    Tel.: +48 22 201 90 39
    Fax: +48 22 242 86 79
    bioalians@bioalians.pl
    www.bioalians.pl

Más contenido relacionado

Destacado

Trends In Paid Search: Navigating The Digital Landscape In 2024
Trends In Paid Search: Navigating The Digital Landscape In 2024Trends In Paid Search: Navigating The Digital Landscape In 2024
Trends In Paid Search: Navigating The Digital Landscape In 2024Search Engine Journal
 
5 Public speaking tips from TED - Visualized summary
5 Public speaking tips from TED - Visualized summary5 Public speaking tips from TED - Visualized summary
5 Public speaking tips from TED - Visualized summarySpeakerHub
 
ChatGPT and the Future of Work - Clark Boyd
ChatGPT and the Future of Work - Clark Boyd ChatGPT and the Future of Work - Clark Boyd
ChatGPT and the Future of Work - Clark Boyd Clark Boyd
 
Getting into the tech field. what next
Getting into the tech field. what next Getting into the tech field. what next
Getting into the tech field. what next Tessa Mero
 
Google's Just Not That Into You: Understanding Core Updates & Search Intent
Google's Just Not That Into You: Understanding Core Updates & Search IntentGoogle's Just Not That Into You: Understanding Core Updates & Search Intent
Google's Just Not That Into You: Understanding Core Updates & Search IntentLily Ray
 
Time Management & Productivity - Best Practices
Time Management & Productivity -  Best PracticesTime Management & Productivity -  Best Practices
Time Management & Productivity - Best PracticesVit Horky
 
The six step guide to practical project management
The six step guide to practical project managementThe six step guide to practical project management
The six step guide to practical project managementMindGenius
 
Beginners Guide to TikTok for Search - Rachel Pearson - We are Tilt __ Bright...
Beginners Guide to TikTok for Search - Rachel Pearson - We are Tilt __ Bright...Beginners Guide to TikTok for Search - Rachel Pearson - We are Tilt __ Bright...
Beginners Guide to TikTok for Search - Rachel Pearson - We are Tilt __ Bright...RachelPearson36
 
Unlocking the Power of ChatGPT and AI in Testing - A Real-World Look, present...
Unlocking the Power of ChatGPT and AI in Testing - A Real-World Look, present...Unlocking the Power of ChatGPT and AI in Testing - A Real-World Look, present...
Unlocking the Power of ChatGPT and AI in Testing - A Real-World Look, present...Applitools
 
12 Ways to Increase Your Influence at Work
12 Ways to Increase Your Influence at Work12 Ways to Increase Your Influence at Work
12 Ways to Increase Your Influence at WorkGetSmarter
 
Ride the Storm: Navigating Through Unstable Periods / Katerina Rudko (Belka G...
Ride the Storm: Navigating Through Unstable Periods / Katerina Rudko (Belka G...Ride the Storm: Navigating Through Unstable Periods / Katerina Rudko (Belka G...
Ride the Storm: Navigating Through Unstable Periods / Katerina Rudko (Belka G...DevGAMM Conference
 
Barbie - Brand Strategy Presentation
Barbie - Brand Strategy PresentationBarbie - Brand Strategy Presentation
Barbie - Brand Strategy PresentationErica Santiago
 
Good Stuff Happens in 1:1 Meetings: Why you need them and how to do them well
Good Stuff Happens in 1:1 Meetings: Why you need them and how to do them wellGood Stuff Happens in 1:1 Meetings: Why you need them and how to do them well
Good Stuff Happens in 1:1 Meetings: Why you need them and how to do them wellSaba Software
 
Introduction to C Programming Language
Introduction to C Programming LanguageIntroduction to C Programming Language
Introduction to C Programming LanguageSimplilearn
 
The Pixar Way: 37 Quotes on Developing and Maintaining a Creative Company (fr...
The Pixar Way: 37 Quotes on Developing and Maintaining a Creative Company (fr...The Pixar Way: 37 Quotes on Developing and Maintaining a Creative Company (fr...
The Pixar Way: 37 Quotes on Developing and Maintaining a Creative Company (fr...Palo Alto Software
 
9 Tips for a Work-free Vacation
9 Tips for a Work-free Vacation9 Tips for a Work-free Vacation
9 Tips for a Work-free VacationWeekdone.com
 

Destacado (20)

Trends In Paid Search: Navigating The Digital Landscape In 2024
Trends In Paid Search: Navigating The Digital Landscape In 2024Trends In Paid Search: Navigating The Digital Landscape In 2024
Trends In Paid Search: Navigating The Digital Landscape In 2024
 
5 Public speaking tips from TED - Visualized summary
5 Public speaking tips from TED - Visualized summary5 Public speaking tips from TED - Visualized summary
5 Public speaking tips from TED - Visualized summary
 
ChatGPT and the Future of Work - Clark Boyd
ChatGPT and the Future of Work - Clark Boyd ChatGPT and the Future of Work - Clark Boyd
ChatGPT and the Future of Work - Clark Boyd
 
Getting into the tech field. what next
Getting into the tech field. what next Getting into the tech field. what next
Getting into the tech field. what next
 
Google's Just Not That Into You: Understanding Core Updates & Search Intent
Google's Just Not That Into You: Understanding Core Updates & Search IntentGoogle's Just Not That Into You: Understanding Core Updates & Search Intent
Google's Just Not That Into You: Understanding Core Updates & Search Intent
 
How to have difficult conversations
How to have difficult conversations How to have difficult conversations
How to have difficult conversations
 
Introduction to Data Science
Introduction to Data ScienceIntroduction to Data Science
Introduction to Data Science
 
Time Management & Productivity - Best Practices
Time Management & Productivity -  Best PracticesTime Management & Productivity -  Best Practices
Time Management & Productivity - Best Practices
 
The six step guide to practical project management
The six step guide to practical project managementThe six step guide to practical project management
The six step guide to practical project management
 
Beginners Guide to TikTok for Search - Rachel Pearson - We are Tilt __ Bright...
Beginners Guide to TikTok for Search - Rachel Pearson - We are Tilt __ Bright...Beginners Guide to TikTok for Search - Rachel Pearson - We are Tilt __ Bright...
Beginners Guide to TikTok for Search - Rachel Pearson - We are Tilt __ Bright...
 
Unlocking the Power of ChatGPT and AI in Testing - A Real-World Look, present...
Unlocking the Power of ChatGPT and AI in Testing - A Real-World Look, present...Unlocking the Power of ChatGPT and AI in Testing - A Real-World Look, present...
Unlocking the Power of ChatGPT and AI in Testing - A Real-World Look, present...
 
12 Ways to Increase Your Influence at Work
12 Ways to Increase Your Influence at Work12 Ways to Increase Your Influence at Work
12 Ways to Increase Your Influence at Work
 
ChatGPT webinar slides
ChatGPT webinar slidesChatGPT webinar slides
ChatGPT webinar slides
 
More than Just Lines on a Map: Best Practices for U.S Bike Routes
More than Just Lines on a Map: Best Practices for U.S Bike RoutesMore than Just Lines on a Map: Best Practices for U.S Bike Routes
More than Just Lines on a Map: Best Practices for U.S Bike Routes
 
Ride the Storm: Navigating Through Unstable Periods / Katerina Rudko (Belka G...
Ride the Storm: Navigating Through Unstable Periods / Katerina Rudko (Belka G...Ride the Storm: Navigating Through Unstable Periods / Katerina Rudko (Belka G...
Ride the Storm: Navigating Through Unstable Periods / Katerina Rudko (Belka G...
 
Barbie - Brand Strategy Presentation
Barbie - Brand Strategy PresentationBarbie - Brand Strategy Presentation
Barbie - Brand Strategy Presentation
 
Good Stuff Happens in 1:1 Meetings: Why you need them and how to do them well
Good Stuff Happens in 1:1 Meetings: Why you need them and how to do them wellGood Stuff Happens in 1:1 Meetings: Why you need them and how to do them well
Good Stuff Happens in 1:1 Meetings: Why you need them and how to do them well
 
Introduction to C Programming Language
Introduction to C Programming LanguageIntroduction to C Programming Language
Introduction to C Programming Language
 
The Pixar Way: 37 Quotes on Developing and Maintaining a Creative Company (fr...
The Pixar Way: 37 Quotes on Developing and Maintaining a Creative Company (fr...The Pixar Way: 37 Quotes on Developing and Maintaining a Creative Company (fr...
The Pixar Way: 37 Quotes on Developing and Maintaining a Creative Company (fr...
 
9 Tips for a Work-free Vacation
9 Tips for a Work-free Vacation9 Tips for a Work-free Vacation
9 Tips for a Work-free Vacation
 

Surowce i biomasa - Marek Biedrzycki

  • 1. Przegląd surowców oraz potencjał biomasy w produkcji biogazu Warszawa październik 2011 1
  • 2. Definicje prawne biogaz rolniczy – „to paliwo otrzymywane w procesie fermentacji metanowej surowców rolniczych, produktów ubocznych rolnictwa, płynnych lub stałych odchodów zwierzęcych, produktów ubocznych lub pozostałości z przetwórstwa produktów pochodzenia rolniczego lub biomasy leśnej, z wyłączeniem gazu pozyskiwanego z surowców pochodzących z oczyszczalni ścieków oraz składowisk odpadów „(1) biomasa – stałe lub ciekłe substancje pochodzenia roślinnego lub zwierzęcego, które ulegają biodegradacji, pochodzące z produktów, odpadów i pozostałości z produkcji rolnej oraz leśnej, a także przemysłu przetwarzającego ich produkty, a także części pozostałych odpadów, które ulegają biodegradacji, oraz ziarna zbóż niespełniające wymagao jakościowych dla zbóż w zakupie interwencyjnym określonych w art. 4 rozporządzenia Komisji (WE) nr 687/2008 z dnia 18 lipca 2008 r. ustanawiającego procedury przejęcia zbóż przez agencje płatnicze lub agencje interwencyjne oraz metody analizy do oznaczania jakości zbóż (dz. Urz. UE L 192 z 19.07.2008, str. 20) i ziarna zbóż, które nie podlegają zakupowi interwencyjnemu (2) 1) Dz. U z 19 sierpnia 2011 r. nr 205, poz. 1208 o zmianie ustawy – Prawo energetyczne oraz niektórych innych ustaw 2) Dz. U z 23 lutego 2010 r. nr 34, poz. 182 zmieniające rozporządzenie w sprawie szczegółowego zakresu obowiązków uzyskania i przedstawienia do umorzenia świadectw pochodzenia, uiszczenia opłaty zastępczej, zakupu energii elektrycznej i ciepła wytworzonego w odnawialnych źródłach energii oraz 2 obowiązku potwierdzenia danych dotyczących ilości energii elektrycznej wytworzonej w odnawialnym źródle energii
  • 3. Dla prawidłowego działania biogazowni niezbędne jest odpowiednie skonfigurowanie wszystkich etapów Uproszczony schemat działania typowej biogazowni Na tym etapie następuje zmieszanie i ujednolicenie substratów. W przypadku niektórych substratów Płynna częśd pofermentacyjna jest • Odpady sładowana w szczelnych pojemnikach konieczna jest też ich uprzednia higienizacja z produkcji rolnej z tworzyw sztucznych, dzięki czemu nie • Kiszonki z roślin Przygotowanie i występuje uciążliwośd zapachowa energetycznych dozowanie substratów Zbiornik na PP • Pozostałości z przetwórstwa produktów Częśd płynna: około 90 % Częśd stała: około 10 % pochodzenia rolniczego Separacja osadu Po separacji Proces fermentacji substancja pofermentacyjnego pofermentacyjna Częśd wyprodukowanego w może byd stosowana kogeneracji ciepła i energii jako środek elektrycznej jest zużywana poprawiający jakośd 6% 20 % na potrzeby procesowe Dzięki napowietrzeniu biogazu gleby usuwany jest siarkowodór (który Oczyszczanie biogazu może powodowad korozję urządzeo). Substrat Biogaz jest też odwadniany Wyprodukowana Biogaz energia elektryczna i ciepło poprzez sieci Energia elektryczna elektryczną Ciepło i ciepłowniczą zostają Poferment Spalanie w kogeneracji dostarczone do odbiorców koocowych 94 % Źródło: Opracowanie własne Generator kogeneracyjny wytwarza energię elektryczną Bio Alians w procesie spalania biogazu. „Produktem ubocznym” jest ciepło 80 %
  • 4. Jednym z ważniejszych etapów jest dobór odpowiednich substratów do biogazowni Uproszczony schemat działania typowej biogazowni ! Na tym etapie następuje zmieszanie i ujednolicenie substratów. W przypadku niektórych substratów Płynna częśd pofermentacyjna jest • Odpady sładowana w szczelnych pojemnikach konieczna jest też ich uprzednia higienizacja z produkcji rolnej z tworzyw sztucznych, dzięki czemu nie • Kiszonki z roślin Przygotowanie i występuje uciążliwośd zapachowa energetycznych dozowanie substratów Zbiornik na PP • Pozostałości z przetwórstwa produktów Częśd płynna: około 90 % Częśd stała: około 10 % pochodzenia rolniczego Separacja osadu Po separacji Proces fermentacji substancja pofermentacyjnego pofermentacyjna Częśd wyprodukowanego w może byd stosowana kogeneracji ciepła i energii jako środek elektrycznej jest zużywana poprawiający jakośd 6% 20 % na potrzeby procesowe Dzięki napowietrzeniu biogazu gleby usuwany jest siarkowodór (który Oczyszczanie biogazu może powodowad korozję urządzeo). Substrat Biogaz jest też odwadniany Wyprodukowana Biogaz energia elektryczna i ciepło poprzez sieci Energia elektryczna elektryczną Ciepło i ciepłowniczą zostają Poferment Spalanie w kogeneracji dostarczone do odbiorców koocowych 94 % Źródło: Opracowanie własne Generator kogeneracyjny wytwarza energię elektryczną Bio Alians w procesie spalania biogazu. „Produktem ubocznym” jest ciepło 80 %
  • 5. Potencjał biomasy na biogaz w Polsce 5
  • 6. Polska charakteryzuje się bardzo dużym potencjałem produkcji biomasy na cele energetyczne Struktura użytków rolnych w 2009 r. *%+ Powierzchnia użytków rolnych w 2009 r. *tyś ha+ Grunty orne Grunty orne 11869 2% 4% Trwałe użytki zielone Sady Pozostałe użytki rolne Trwałe użytki zielone 3180 20% Sady 337 74% Pozostałe użytki rolne 700 Struktura udziałowa produkcji zwierzęcej *w DJP+ 1% 5% 4% Bydło Trzoda chlewna 30% Owce, kozy 60% Konie Drób Źródło: opracowanie własne Bio Alians na podstawie danych GUS 6
  • 7. Substraty do produkcji biogazu rolniczego można podzielid na trzy główne grupy Podział surowców możliwych do zastosowania w biogazowniach (przykłady) Pozostałości z przetwórstwa Produkcja roślinna Produkcja zwierzęca produktów pochodzenia rolniczego Kiszonki z kukurdzy (wysoki Odchody zwierzęce „solid” (obornik Gliceryna plon, GPS) byczy, indyczy, kurzy) Kiszonka z traw Serwatka kwaśna Odchody zwierzęce „liquid” Kiszonka z innych roślin zielonych (gnojowica, gnojówka) Wywar z gorzelni (topinambur, sorgo) 1) Produkcja dedykowana na 1) Zagospodarowanie 1) Zagospodarowanie potrzeby instalacji dostępnych odchodów odpadów stanowiących 2) Wykorzystywanie istniejącego zwierzęcych problem dla producentów zasobu masy zielonej w okolicy 2) Zmniejszenie ilości lokalnych 2) Obniżenie kosztów 3) Często wysokie koszty protestów utylizacji odpadów pozyskania 3) Niskie koszty pozyskania zwierzęcych (II i III kategoria – wysokiego i niskiego ryzyka) Źródło: opracowanie własne Bio Alians 7
  • 8. Najczęściej stosowanym substratem do biogazowni rolniczych jest kiszonka z kukurydzy Powierzchnia upraw kukurydzy na kiszonkę Powierzchnia upraw kukurydzy na kiszonkę w 2009 r. [%] w 2008 r. i 2009 r. [ha] 90000 80000 3 70000 5 3 60000 15 50000 10 40000 2008 r. 20 19 30000 2009 r. 20000 2 7 6 10000 0 2 warmiosko-mazurskie zachodniopomorskie lubuskie łódzkie mazowieckie lubelskie opolskie podlaskie pomorskie śląskie dolnośląskie małopolskie wielkopolskie kujawsko-pomorskie podkarpackie świętokrzyskie 1 3 2 1 1 min max Kiszonka to idealny substrat do biogazowni – tlenowa stabilnośd kiszonki oraz wykorzystanie produktów fermentacji mlekowej przez bakterie do produkcji biogazu o dużej zawartości biometanu przy jednoczesnym zmniejszaniu ilości kwasu mlekowego i zwiększaniu ilości kwasu octowego, propionowego i innych lotnych niskocząsteczkowych kwasów tłuszczowych powodują, że kiszonki z zielonek to idealny substrat do biogazowni Źródło: opracowanie własne Bio Alians na podstawie danych GUS 8
  • 9. Przygotowanie substratu stanowi jeden z najistotniejszych elementów instalacji (na przykładzie kiszonki z kukurydzy) Dobór odmian i siew Odpowiednie FAO Najbardziej optymalny sposób siewu Zbiór i odpowiednie przygotowanie sieczki 6 Zbiór w odpowiednim terminie Zastosowanie odpowiednich środków (zawartośd sm na poziomie 28-32%) wspomagających zakiszanie (inokulantów) Magazynowanie Minimalizacja strat w procesie Rozsądne rozłożenie w przestrzeni zakiszania (odpowiednie ugniecenie magazynowej (straty na otwartych sieczki, przykrycie) pryzmach) Źródło: opracowanie własne Bio Alians 9
  • 10. Łąki i pastwiska – źródło niedocenionego substratu dla biogazowni Powierzchnia trwałych użytków zielonych* tyś. ha+ Cechy charakterystyczne Powierzchnia w latach łąk i pastwisk Wyszczególnienie • duże rozdrobnienie 2005 2006 2007 2008 2009 • zróżnicowanie siedliskowe wynikające z różnorodności i łąki 2529,2 2390,2 2497,4 2450,3 2463,1 mozaikowatości gleb, stopnia uwilgotnienia i konfiguracji terenu pastwiska 858,3 825,2 773,8 734,1 716,6 Razem 3387,5 3215,7 3271,2 3184,4 3179,7 Rodzaje użytków zielonych [%] Plony z łąk *t/ha+ 5% 2009 Łąki I pokos 2008 Łąki II pokos 30% trawy 2007 Łąki III pokos 65% rośliny dwuliścienne 2006 rośliny motylkowate 2005 0 1 2 3 4 5 6 Mimo zmniejszającej się liczby łąk można nadal pozyskad znaczne ilości biomasy. Szacuje się, iż wypas prowadzony jest na ok. 70% łąk i pastwisk, stąd na potrzeby biogazu szacuje się iż można przeznaczyd 215 Źródło: Opracowanie własne Bio Alians na podstawie tyś. ha wyników ITEP 10
  • 11. Łąki i pastwiska – źródło niedocenionego substratu dla biogazowni cd. Możliwa produkcja biogazu z użytków zielonych *mln m 3] Zalecane odmiany traw do uprawy Ilośd •Rajgras wyniosły (Arrhenatherum elatius ) Rodzaj biomasy •Wyczyniec łąkowy (Alopecurus pratensis) 1 Wariant 2 Wariant •Tymotka łąkowa (Pheleum pratense ) ekstensywny intensywny •Życica wielokwiatowa (Lolium multiflorum ) •Życica trwała(Lolium perenne ) Ruo łąkowa 480-930 880-1700 •Stokłosa bezostna (Bromus inermis ) •Kostrzewa łąkowa (Festuca pratensis Huds. ) Ruo pastwiskowa 210-410 210-410 •Mietlica biała (Agrostis alba) •Mieszaniec międzygatunkowy (Festuca pratensis Huds.) Niedojady (po pastwiskowym 60-120 60-120 wypasie) 6 Optymalny termin przypada na fazę wykształcenia wiech przez trawy wysokie. W tej fazie zielonka zawiera 17-22% suchej masy. Najlepsze efekty uzyskuje się poprzez podsuszenie do 30-40%. Większa s.m. sprawia trudności z utłoczeniem. Długośd sieczki ok. 4-8 mm. Szczególnie zalecana jest uprawa życicy wielokwiatowej, która pod koniec kwietnia może osiągnąd plon 4,5 t suchej masy z ha Źródło: Opracowanie własne Bio Alians na podstawie wyników ITEP 11
  • 12. Inne „zielone” przykłady Topinambur (słonecznik bulwiasty) • Może byd wykorzystywany jako słoma do bezpośredniego spalania, poddawany fermentacji alkoholowej lub przerabiany na biogaz. Jest to roślina wieloletnia, więc koszt założenia plantacji jest ponoszony raz na kilkanaście lat. • Podczas produkcji zielonki na cele energetyczne, pozyskiwanej w technologii z trzykrotnym koszeniem podczas sezonu wegetacyjnego, uzyskiwane plony mogą dochodzid do 200t/ha. • Przy plonie zielonej masy ~39t/ha produkcja biogazu może osiągnąd 20865 m3/ha Sorgo • Sorgo to gatunek wielu odmian tropikalnych traw występujących w regionach suchych oraz pół-pustynnych. Hybryda ta została dostosowana do kwitnienia w warunkach europejskich. 6 Odmiana H133 rośnie do wysokości 4-4,5 metra. W przeciwieostwie do kukurydzy, miskanta chioskiego, prosa rózgowego czy innych roślin energetycznych, hybryda sorgo nie wymaga nawadniania oraz potrzebuje znacznie mniej nawozów sztucznych. Wydajnośd nowej odmiany sorgo wynosi pomiędzy 30 a 40 ton suchej materii biomasy na hekatar. • Mimo wielu zalet, w warunkach polskich roślinna ta jest podatna na stres co powoduje osiąganie gorszych parametrów zielonki Turzyce • Charakteryzują się odmiennym składem gatunkowym oraz inną produktywnością z jednostki powierzchni. Najbardziej produktywne są zbiorowiska nadbrzeżne, okresowo zalewane, w których dominuje trzcina. Plon suchej masy może wahad się w przedziale od 3,0 do 5,0 t/ha. • Zbiorowiska położone na terenach wyniesionych, w których pojawiają się rośliny dwuliścienne, charakteryzują się plonem rzędu 1,5-2,0 t/ha. Dla traw koszonych w czerwcu i lipcu zawartośd suchej masy jest na poziomie 20%. Trawy wykłoszone, które koszone są późnym latem będą miały zawartośd suchej masy na poziomie 25-35%. Źródło: Opracowanie własne Bio Alians na podstawie badao IHAR 12
  • 13. Województwa mazowieckie, podlaskie i wielkopolskie charakteryzują się największą koncentracją bydła w Polsce Koncentracja bydła w 2009 r. *%+ Ilośd bydła (w tym krów) w 2009 r. *tys. sztuk+ zachodniopomorskie 3 wielkopolskie 8 warmiosko-mazurskie 2 16 świętokrzyskie 8 śląskie pomorskie 15 17 podlaskie 1 podkarpackie 8 opolskie 6 mazowieckie 2 6 małopolskie 3 2 2 łódzkie lubuskie 3 3 lubelskie kujawsko-pomorskie dolnośląskie 0 200 400 600 800 1000 1200 min max Obornik i gnojowica bydlęca – ze względu na plany wdrożeo dyrektyw odorowych w UE co w znaczący sposób ukróci możliwośd rozwożenia po polach obornika i gnojowicy, substraty te w sposób naturalny wpisują się w działalnośd biogazowni Źródło: opracowanie własne Bio Alians na podstawie danych GUS 13
  • 14. Odchody zwierzęce obornik gnojowica gnojówka Nawóz naturalny składający Płynna mieszanina kału i Głównie mocz się z moczu, kału moczu, z bezściółkowego zwierzęcy, nawóz + zwierzęcego i ściółki • zawartośd suchej masy + chowu zwierząt • najbardziej popularny substrat uzupełniający + pozbawiony fosforu • łatwy w transporcie • łatwośd pozyskania na wysokim poziomie • łatwośd • łatwy transport przechowywania • dobra flora bakteryjna • najpełniejszy skład NPK 6 • możliwośd (azot, fosfor, potas) przeprowadzenie separacji - • b. niska zawartośd - • niska zawartośd suchej masy - • koniecznośd przygotowania suchej masy (niski poziom uzyskanego biogazu) • ubogi w fosfor • koniecznośd magazynowania w zbiornikach do tego celu wcześniej ściółki na • wymagany potrzeby biogazu specjalistyczny sprzęt przystosowanych •najwyższa cena do rozwożenia po pozyskania polach Źródło: opracowanie własne Bio Alians na podstawie danych GUS 14
  • 15. W porównaniu do gnojowicy osad pofermentacyjny charakteryzuje się wieloma zaletami i korzyściami Zawartośd składników mineralnych w osadzie N P2O5 K2 O Teoretyczna wartośd Projekt Główne substraty pofermentu - kg/t - -zł/t - A Wywar pszeniczny, gnojowica bydlęca 3,8 1,1 2,1 92 zł Gnojowica bydlęca, B 5,4 2,1 6,7 192 zł kiszonki z trawy i kukurydzy C Pomiot kurzy, kiszonka z kukurydzy 6,5 2,7 3,5 163 zł Średnia 5,2 2,0 4,1 149 zł Cena składnika - zł/kg - 13,50 zł 8,13 zł 15,17 zł - Zalety osadu pofermentacyjnego + Składniki łatwiejsze do wykorzystania przez rośliny + Osad jest zhigienizowany (brak patogenów) + W procesie fermentacji niszczone są nasiona chwastów + W czasie fermentacji maleje zawartośd związków organicznych, a rośnie zawartośd składników mineralnych + Zmiejszona uciążliwośd zapachowa – w trakcie fermentacji rozłożone zostają związki odorotwórcze + Osad pofermentacyjny zawiera ponad 90% amonu azotowego (gnojowica około 48%), który jest łatwiej przyswajalny przez rośliny i trudniej wymywalny. Poferment nie ma więc tak dużego wpływu na eutrofizację Główną wadą substancji pofermentacyjnej jest jej wód powierzchniowych i gruntowych, jak gnojowica wysokie uwodnienie (najczęściej powyżej 90 %) Źródło: Opracowanie własne Bio Alians na podstawie prezentacji Dlatego korzystnym dla biogazowni zabiegiem jest „Zagospodarowanie pozostałości pofermentacyjnej” dr inż. Aliny Kowalczyk-Juśko zagęszczenie pofermentu i separacja azotu i fosforu i artykułu „Jak rozliczyd obornik” (TopAgrar 08.2010)
  • 16. Województwa wielkopolskie i mazowieckie charakteryzują się najwyższą produkcją drobiu w Polsce Koncentracja ferm kurzych w 2009 r. [%] Ilośd drobiu 2009 r. [tys. sztuk] zachodniopomorskie 4 wielkopolskie 2 warmiosko-mazurskie 5 4 świętokrzyskie 5 śląskie pomorskie 23 15 podlaskie 3 podkarpackie 9 opolskie 6 mazowieckie 4 5 małopolskie 3 3 6 łódzkie lubuskie 5 5 lubelskie kujawsko-pomorskie dolnośląskie 0 5000 10000 15000 20000 25000 30000 min max Obornik kurzy – ze względu na dużą zawartośd azotu nie może stanowid podstawowego substratu biogazowni. Jest natomiast doskonały uzupełnieniem do podstawowego zestawu surowców. Nadaje się zarówno z brojlera (obornik ze słomą) bądź z niosek (bez słomy). Substrat tego typu często wymaga dodatkowych przygotowao (wcześniej rozdrobniona słoma, odpowiednie przechowywanie ze względu na odór) Źródło: opracowanie własne Bio Alians na podstawie danych GUS 16
  • 17. Produkcja biogazu zależy od rodzaju substratu i zawartości suchej masy organicznej Produkcja energii elektrycznej Ilośd substratów potrzebna z wybranych substratów do osiągnięcia 1 MWe (2) - kWhe/t masy (1) - - tys. ton - Odpady 18,2 z produkcji 34,8 zwierzęcej 118,1 256,4 6,6 9,8 Uprawy 19,0 energetyczne 19,7 19,8 31,0 5,0 Pozostałości z przetwórstwa 5,0 produktów 18,0 pochodzenia 24,7 rolniczego 25,8 113,8 Źródło: Opracowanie własne Bio Alians Uwagi: (1) Sprawnośd elektryczna: 40 % (2) średni czas pracy biogazowni: 8000 h/rok
  • 18. Prawidłowe obciążenie komory fermentacyjnej gwarantuje maksymalizację produkcji biogazu 1 Prawidłowy przebieg fermentacji metanowej uzyskuje się przez odpowiednie obciążenie komory fermentacyjnej. Określą się to ilością substancji organicznej wprowadzanej dziennie w kg/m3 objętości komory. Optymalne obciążenie powinno mieścid się w granicach od 3 do 5 kg SSO*/m3/d 2 Kolejnym wskaźnikiem prawidłowego obciążenia komory Objętośd komory 900m3 fermentacyjnej jest stosunek węgla do azotu (C:N) substratów. Dane Gnojowica Kiszonka z Prawidłowe określenie proporcji gwarantuje optymalne wyniki kukurydzy w produkcji biogazu 6 Ilośd dziennej 22m3 6t dawki Zawartośd suchej 3 masy [%] 7 30 Istotnym elementem procesu jest odpowiedni poziom PH w Zawartośd suchej reaktorze. Współczynnik ten wpływa na odpowiedni przebieg masy organicznej 85 95 procesu fermentacji [%] Obciążenie komory 3,36 (22x0,07x0,85=1,31 tony; 6x0,30x0,95=1,71 tony; 1,31+1,71 = 3,02 tony/900 = 3,36) Źródło: opracowanie własne Bio Alians *SSO – sucha substancja organiczna 18
  • 19. Bio Alians dysponuje bazą ponad 130 substratów najczęściej stosowanych w biogazowniach Bio Alians operuje profesjonalnymi narzędziami biogazowymi, współpracuje z laboratorium zdolnym do badania poszczególnych substratów oraz miksów różnych surowców Bio Alians przeprowadziło szereg projektów naukowych w poszukiwaniu najlepszych rozwiązao dla przemysłu biogazowego Źródło: opracowanie własne Bio Alians 19
  • 20. Przegląd wykorzystywanych substratów w biogazowniach krajowych i zagranicznych 20
  • 21. Biogaz rolniczy jest wytwarzany w 17 instalacjach Źródło: Opracowanie własne Bio Alians
  • 22. Województwa zachodnio-pomorskie i pomorskie Koczała (Poldanor S.A.) Skrzatusz (Biogaz Zeneris Grzmiąca (Eko Energia- Płaszczyca (Poldanor S.A.) Moc: 2,126 MWe i 2,206 MWt Sp. z o.o.) Grzmiąca Sp. z o.o.) Moc: 0,625 MWe i 0,692 MWt Substraty: gnojowica, kiszonka z Moc: 0,526 MWe Moc: 1,6 MWe i 1,6 MWt Substraty: gnojowica, kiszonka kukurydzy, gliceryna i 0,505 MWt Substraty: kiszonka z z kukurydzy, odpady z przetwórstwa Substraty: odpady kukurydzy (80%), traw, roślinnego z przemysłu zbóż, gnojowica Uniechówek (Poldanor S.A.) przetwórczego, wywar Kujanki (Poldanor S.A.) Moc: 1,063 MWe i 1,081 MWt z gorzelni, odpady Moc: 0,350 MWe Substraty: gnojowica świoska, kiszonka poubojowe Substraty: gnojowica świoska z kukurydzy Świetlino (Poldanor S.A.) Moc: 0,625 MWe i 0,686 MWt Substraty: gnojowica świoska, kiszonka z kukurydzy, gliceryna Nacław (Poldanor S.A.) Moc: 0,625 MWe i 0,680 MWt Substraty: gnojowica, kiszonka Pawłówko (Poldanor S.A.) z kukurydzy, gliceryna Moc: 0,725 MWe i 1,075 MWt Substraty: gnojowica, kiszonka z kukurydzy, odpady poubojowe, gliceryna Źródło: opracowanie własne Bio Alians 22
  • 23. Województwa lubuskie, dolnośląskie, śląskie Kalsk (Spółka rolna Kalsk Sp. z .o.o.) Łany Wielkie (BIO-BUT Sp. z o.o.) Moc: elektryczna 1,5 MWe Moc: 0,526 MWe i 0,540 MWt Substraty: gnojowica bydła i kiszonki z Substraty: obornik , kiszonka z kukurydzy i sorgo. kukurydzy, wywar z gorzelni Kostkowice (Zakłąd Doświadczalny Niedoradz (Biogaz Agri Sp. z o.o.) Instytutu Zootechniki, Paostwowy Moc: 0,252 MWe i 0,291MWt Instytut Badawczy) Substraty: kiszonka z kukurydzy, Moc: 0,6 MWe gnojowica świoska Substraty: gnojowica obornik, resztki poubojowe, resztki gliceryny Świdnica(Bio –Wat Sp. z o.o.) Moc: 0,9 MWe i 1,1 MWt Substraty: kiszonka z kukurydzy Studzionka (1) (gospodarstwo rolne paostwa Pojdów) Moc: 0,03 MWe Substraty: pomiot kurzy i gnojowica świoska Źródło: Opracowanie własne Bio Alians Uwagi: (1) Mała biogazownia wytwarzająca prąd i ciepło na potrzeby gospodarstwa 23
  • 24. Województwa wielkopolskie, kujawsko- pomorskie, lubelskie Liszkowo (Enea S.A.) Moc: 2,128 MWe i 1,198 MWt Substraty: odpady z przemysłu spożywczego, wywar gorzelniany Skrzatusz (Biogaz Zeneris Sp. z o.o.) Moc: 0,526 MWe i 0,505 MWt Substraty: odpady z przemysłu przetwórczego, Uchnin (Bioelektrownia wywar z gorzelni, odpady poubojowe Sp. z o.o.) Moc: 1,27 MWe Substraty: kiszonka z kukurydzy, traw, wywar, wycierka ziemniaczana Źródło: opracowanie własne Bio Alians 24
  • 25. Najczęściej wykorzystywane substraty w biogazowniach europejskich (przykłady) Nazwa Kraj Lokalizacja Moc elekrtryczna Substraty obornik kurzy; kiszonka z Wolfring Niemcy Bawaria 526 KW kukurydzy; trawa; kiszonki całych roślin pozostałości z żywności, kiszonka, kiszonka z trawy, Gehrung Niemcy Baden - Wurteemburerg 100 KW gnojowica bydlęca, pozostałości z gospodarstwa przeterminowana żywność, woda, Biowerk Hamburg Niemcy Hamburg 1021 KW oleje i tłuszcze, różne odpady, gnojowica, kiszonka z kukurydzy, Engert Niemcy Hessen 324 KW żyto, przenica, rzepa 6 obornik krowi, kiszonka z traw, Geveke Niemcy Dolna Saksonia 537 KW kiszonka z kukurydzy, kiszone kolby kukurydzy z liśćmi Formigara Włochy Lombardia 1490 KW gnojowica świńska, kiszonka z kukurydzy, przenżyto, milk serum kiszonki z kukurydzy, z sorgo, z Azienda Agricola Castello Włochy Veneto 330 KW żyta, z kiszonki kukurydzy Azienda Agricola La baita del gnojowica bydlęca, kiszonka z Włochy Veneto 999 KW Latee kukurydzy gnojowica świńska, odpady Biogen Wielka Brytania Wschodnia Anglia 1290 KW żywnościowe gnojowica bydlęca, kiszonka z Lowbrook Wielka Brytania Południowo - Zachodnia Anglia 370 KW kukurydzy, obornik indyczy, kiszonka z kukurydzy i traw gnojowica świńska, osad z Porgaporcs Hiszpania Katalonia 191 KW oczyszczalni ścieków, zepsute jedzenie, olej Źródło: Instytut Agroenergetyki 25
  • 26. Bio Alians jest współwydawcą specjalistycznej książki o doborze substratów do biogazowni • Głównymi autorami książki są • prof. zw. dr hab. inż. Witold Podkówka • dr hab. inż. Zbigniew Podkówka • Autorzy są specjalistami w zakresie nowoczesnych metod konserwowania pasz i wykorzystania odnawialnych źródeł biomasy do pozyskania biopaliw w rolnictwie • Specjaliści Bio Alians są autorami następujących rozdziałów • „Uwarunkowania formalno-prawne przy projektowaniu i budowie biogazowni rolniczej” • „Substancja pofermentacyjna” • „Biogazownia jako przedsięwzięcie gospodarcze” • Książka dostarcza szerokie spektrum danych, analiz i zestawieo przydatnych przy projektowaniu i analizowaniu doboru substratów do biogazowni • Książkę można zamówid kontaktując się z Bio Alians poprzez dane kontaktowe na www.bioalians.pl 26
  • 27. Dziękujemy za uwagę ® Grupa Bio Alians Sp. z o. o. Orco Tower, Al. Jerozolimskie 81 X.p 02-001 Warszawa Tel.: +48 22 201 90 39 Fax: +48 22 242 86 79 bioalians@bioalians.pl www.bioalians.pl