Stratégie a koncepcie
Jan ŠTAMBASKÝ*
Bioplyn v zemích střední Evropy
E
vropská unie zcela jasně definovala
svůj postoj k obnovitelným zdrojům
ve vztahu k energetické a environmentál­
ní politice. V oblasti energií preferuje udr­
žitelnost, stabilitu energetických zdrojů,
jistotu a bezpečnost zásobování ener­
giemi a konečně zohlednění budoucích
energetických potřeb rozvojových ze­
mí. Důraz je kladen na efektivní využívání
energií, na upřednostňování obnovitel­
ných zdrojů (OZE) a na hledání potenciá­
lů jaderných technologií. Za efektivním
využíváním energií se skrývá podstatné
zvýšení účinnosti spotřeby energií při za­
jišťování energetických potřeb v domác­
nostech, průmyslu a v dopravě.
EU již nyní pokrývá 50 % svých energe­
tických potřeb importem. Očekává se, že
v důsledku vyčerpání většiny domácích
zásob ropy a plynu se tato závislost do ro­
ku 2030 zvýší až na 70 %. Jedná se zejmé­
na o dodávky ropy a plynu ze zemí s velmi
nejistou geopolitickou situací. Souběžný
nárůst poptávky po energii v zemích jako
Indie a Čína a zmenšující se zásoby fosil­
ních paliv zvyšují mezinárodní konkuren­
ci v oblasti energetiky. Evropská doprava
je z 97 % závislá na ropě, kterou je nutno
dovážet. Nejen z bezpečnostního a eko­
nomického hlediska je nutné hledat tako­
vé alternativní zdroje a technologie, které
zaručí Evropě energetickou nezávislost a
přitom ochrání životní prostředí.
V Evropské unii je současný podíl vy­
užívání OZE při výrobě elektrické energie
asi 12,9 %. Dne 23. dubna 2009 byla vy­
dána Směrnice Evropského parlamentu
a Rady 2009/28/ES o podpoře využívání
energie z obnovitelných zdrojů a o změně
a následném zrušení směrnic 2001/77/ES
a 2003/30/ES. Tato směrnice je součás­
tí opatření, která jsou potřeba ke snižo­
vání emisí skleníkových plynů a ke splně­
ní Kjótského protokolu k Rámcové úmlu­
3 / 2012
vě OSN o změně klimatu a dalších závaz­
ků Společenství a mezinárodních závazků
týkajících se snižování emisí skleníkových
plynů po roce 2012. Směrnice se věnuje
především tématům, jako jsou kontrola
spotřeby energie v Evropě a větší využí­
vání energie z OZE spolu s úsporami ener­
gie a zvýšením energetické účinnosti.
Obecným cílem této směrnice je dosa­
žení 20 % podílu energie z OZE na hrubé
konečné spotřebě energie na úrovni Spo­
lečenství a 10 % podílu energie z OZE na
spotřebě energie v dopravě v každém
členském státě do roku 2020. Každý člen­
ský stát musí zajistit, aby se v roce 2020
podíl energie z OZE na hrubé konečné
spotřebě energie rovnal alespoň jeho cel­
kovému národnímu cíli pro podíl energie
z obnovitelných zdrojů. Tyto závazné ná­
rodní cíle jsou v souladu s cílem nejméně
20 % podílu energie z OZE na hrubé ko­
nečné spotřebě energie ve Společenství
v roce 2020.
vod (ČOV), kde se jedná o nerozšířeněj­
ší metodu stabilizace čistírenských kalů.
Během metanizace také dochází ke sníže­
ní množství vyprodukovaného kalu, který
je většinou (kvůli vyššímu obsahu těžkých
kovů) nutno skládkovat. Velké ČOV mo­
hou získat po zavedení anaerobní techno­
logie energetickou nezávislost.
Dalšími producenty bioplynu jsou ze­
mědělské bioplynové stanice, na kterých
je zpracovávána cíleně pěstovaná rostlin­
ná biomasa (kukuřice, tráva, víceleté pícni­
ny, atp.) a/nebo vedlejší produkty živočiš­
né výroby (kejda - hnojovnica (pozn. red.),
hnůj, atp.). Stabilizovaný fermentační zby­
tek, tzv. digestát, je pak možno využít ja­
ko hodnotné organominerální hnojivo.
Speciální skupinu tvoří průmyslové bio­
plynové stanice, které často vznikají u vel­
kých potravinářských závodů, např. u cuk­
rovarů, lihovarů, pivovarů, atd. V neposled­
ní řadě je třeba zmínit stanice zpracováva­
jící biologicky rozložitelné odpady (BRO).
Bioplyn
Využití bioplynu
Bioplyn patří mezi podporované obnovi­
telné zdroje energie. Je to bezbarvý plyn
skládající se hlavně z metanu a oxidu uhli­
čitého, může ovšem obsahovat ještě ma­
lá množství dusíku, sulfanu, amoniaku,
vodní páry, etanu a nižších uhlovodíků.
Jeho výhřevnost se pohybuje mezi 18 až
25 MJ/m3.
V současné době je většinou bioplyn spa­
lován v místě vzniku na kogeneračních
jednotkách v kombinované výrobě elek­
trické energie a tepla (KVET). Výhodou to­
hoto způsobu jeho využití jsou především
nízké investiční a provozní náklady, a vy­
soká účinnost procesu přeměny energie.
Celková efektivita tohoto způsobu výro­
by energie je však v praxi ovlivněna mož­
ností využití vyrobeného tepla v místě je­
ho produkce (např. v procesech sušení,
v drůbežárnách, vytápění přilehlých bu­
dov, atp.) Ve většině bioplynových stanic
(BPS), které využívají bioplyn v kogene­
račních zařízeních, dochází ke ztrátám až
dvou třetin v něm obsažené energie tím,
že po značnou část roku je nezbytně vzni­
kající teplo nevyužito. Úpravy bioplynu,
odstraňující zejména oxid uhličitý, umož­
ňují jeho uplatnění jako pohonné látky
vozidel a jako topného plynu v síti zem­
ního plynu. Jako pohonná hmota je takto
upravený čistírenský bioplyn využíván ve
velké míře například ve Švédsku. Využitím
takto vyrobeného biometanu se dosahu­
je trvale vysoké energetické efektivity na
straně spotřeby bioplynu.
Výroba bioplynu
Biomasa je definována jako hmota orga­
nického původu. V chemických vazbách
organických sloučenin je uložena ener­
gie slunečního záření a při jejich vzni­
ku dochází ke spotřebě vzdušného oxi­
du uhličitého. Výroba bioplynu patří mezi
bio­chemické metody zpracování bioma­
sy, při kterých vzniká působením složité­
ho konsorcia mikroorganismů rozkladem
organických látek za nepřístupu kyslíku
(ana­erobní fermentace/digesce).
Anaerobně lze zpracovávat rozmanité
substráty, separovanou organickou frak­
ci komunálního odpadu, odpady a vedlej­
ší produkty živočišné výroby nebo potra­
vinářského průmyslu, odpady z restaura­
cí a jídelen, kaly, atd. Podle místa vzniku
rozlišujeme několik základních producen­
tů bio­plynu. Bioplyn (tzv. skládkový plyn)
vzniká v tělesech komunálních skládek
anaerobním rozkladem organické frakce
odpadu. Anaerobních technologií je také
hojně využíváno na čistírnách odpadních
Situace průmyslu výroby bioplynu
ve vybraných zemích střední Evropy
Česká republika
Výroba bioplynu má v České republice
11
Stratégie a koncepcie
dlouhou tradici. První bioplynové stanice
vznikaly už v 60. letech minulého století
především na čistírnách odpadních vod
a také u velkých zemědělských podniků.
Na ČOV se využívá anaerobní fermentace
především ke snížení množství a ke sta­
bilizaci produkovaných kalů, zemědělské
bioplynové stanice se uplatňovaly (a do­
dnes uplatňují) při zpracování odpadů ži­
vočišné výroby, u drůbežáren, velkocho­
vů prasat a hovězího dobytka. V obou pří­
padech byl vyrobený bioplyn využíván
především pro ohřev procesu (ČOV) nebo
pro vytápění výrobních/zemědělských
areálů (zemědělské BPS). Ke kombinova­
né výrobě elektrické energie a tepla do­
cházelo pouze v ojedinělých případech.
Dalším důležitým mezníkem v historii
výroby bioplynu v České republice bylo
vydání zákona č. 180/2005 Sb. o podpoře
výroby elektřiny z obnovitelných zdrojů
energie a o změně některých zákonů (zá­
kon o podpoře využívání obnovitelných
zdrojů). Tato právní úprava podporuje vy­
užívání energie z obnovitelných zdrojů
za účelem naplnění cílů národní i evrop­
ské energetické politiky. Podpora výroby
bio­plynu jak na zemědělských BPS, tak na
ČOV a skládkách je tedy zakotvena v le­
gislativě České republiky. Vzhledem k to­
mu, že kalový bioplyn je vázán na čistírny
odpadních vod, k největšímu rozvoji do­
šlo v oblasti zemědělských bioplynových
stanic a využití skládkového plynu.
Na počátku roku 2007 začaly vznikat
první „klasické“ zemědělské bioplynové
stanice. Přívlastkem „klasické“ jsou myšle­
ny takové, na kterých jsou spolu s vedlejší­
mi produkty živočišné výroby zpracovává­
ny ještě cíleně pěstované energetické plo­
diny. Od té doby dochází k rychlému roz­
voji zemědělských bioplynových stanic. V
letech 2008 a 2009 jich každým rokem při­
bylo asi 40.
V lednu 2010 bylo v České republice 91
zemědělských BPS, které využívaly bio­plyn
v KVET, s celkovým instalovaným výkonem
54 MWel. Na konci roku 2009 začínaly pře­
važovat bioplynové stanice zpracováva­
jící pouze energetické plodiny. Tento no­
vý trend byl primárně založen na nízkých
ekonomických výstupech živočišné výro­
by, díky tomu také dochází každoročně k
poklesu množství chovaných užitkových
zvířat. Novela zákona o obnovitelných
zdrojích energie, která však díky vetu pre­
zidenta zatím nevešla v platnost, se snaží
situaci řešit zavedením podmínky využi­
tí vedlejších živočišných produktů pro zís­
kání vyšší výkupní ceny energie. Tato no­
vela se také zabývá podporou bio­metanu.
Výroba kalového plynu je technicky
vázána k čistírnám odpadních vod. Zákon
180/2005 Sb. má vliv na využívání kalové­
ho plynu a podporuje využívání anaerob­
ní stabilizace na ČOV. Poté, co nabyl účin­
nosti, došlo především k optimalizaci pro­
cesu využívání kalového plynu. Kombino­
vaná výroba energie a tepla dostala před­
nost před pouze tepelným využitím. Na
konci ledna 2010 bylo v České republice
57 ČOV s KVET z kalového plynu a celko­
vý instalovaný výkon dosahoval 18 MWel.
V České republice je většina komunál­
ního odpadu ukládána na skládkách, pro­
tože téměř nedochází k separaci biologic­
ky rozložitelné frakce. Na skládkách se hro­
madí velké množství organického materiá­
lu, který podléhá samovolnému rozkladu.
Hlavním důvodem odplynění skládek je
snížení emisí metanu do ovzduší. Veškerý
skládkový plyn je využíván v KVET. Jímání
a využívání skládkového plynu rychle do­
sáhlo hranice svých možností. Většina vel­
kých skládek je touto technologií vybave­
na, ty menší také pomalu naplňují limity tr­
hu. V současnosti je v České republice ta­
to technologie využívána na 63 skládkách
komunálního odpadu a celkový instalova­
ný výkon dosahuje 23 MWel.
V současné době patří Česká republika
mezi 10 největších producentů bioplynu
v Evropě, funguje zde 327 bioplynových
stanic a celkový instalovaný výkon dosa­
huje 224,17 MWel. Veškerý vyrobený bio­
plyn je využíván v KVET, v České republice
zatím neexistuje stanice na úpravu bioply­
nu na biometan. V národním akčním plánu
pro energii z obnovitelných zdrojů si Česká
republika stanovila za cíl zvýšit podíl OZE
na hrubé konečné spotřebě v roce 2020 na
13,5 %. Podíl výroby elektřiny z obnovitel­
ných zdrojů na hrubé tuzemské spotřebě
elektřiny v roce 2012 dosáhl 10,55 %. Podíl
bioplynu na OZE dosahuje 11,1 %.
Polsko
Sektor výroby a využití bioplynu se v
Polsku stále nachází ve své rané fázi, a to
i přes ohromný potenciál, kterým dispo­
nuje. Polsko je totiž třetím největším pro­
ducentem biomasy vhodné k anaerobní­
mu zpracování v Evropě, má 10 700 000 ha
orné půdy a potenciál celkové instalované
elektrické energie vyrobené z bioplynu je
odhadován na 20 000 MWel. V současnosti
se v Polsku nachází 18 zemědělských bio­
plynových stanic s celkovou instalovanou
kapacitou 18,27 MWel.
Mezi hlavní překážky rozvoje výroby
bioplynu patří především nízké výkup­
ní ceny (0,11 až 0,13 eura za 1 kWh). Ce­
ny energie v Polsku (a v Pobaltských stá­
tech) jsou výrazně nižší než ve zbytku EU.
Polsko také podporuje těžbu břidlicové­
ho plynu na svém území a dále plánuje
využívat jadernou energii. Vydávané ze­
lené certifikáty nezaručují investorům fi­
nanční návratnost. Pro zemědělce je ob­
tížné připravit odpovídající návrhy pro­
jektů, splnit veškerá kritéria a získat do­
statek finančních prostředků. Mezi poten­
cionálními producenty bioplynu a deve­
lopery (investory) bioplynových projek­
tů existuje zatím určitá propast. Zeměděl­
ci často naráží na právní a administrativ­
ní překážky, které jim v mnoha případech
znemožní pokračovat v projektu, či je od
něj odradí.
Pro podporu sektoru bioplynu je tře­
ba vytvořit ucelený plán jeho rozvoje,
případně „průvodce“, který by usnadnil
orien­taci v povolovacím řízení. V Polsku
také chybí dlouhodobý politický rámec
pro využívání bioplynu. Stát by měl na­
bídnout kontinuální, cílenou, promyšle­
nou a dobře naplánovanou podporu, kte­
rá poskytne jistoty investorům a zároveň
zajistí udržitelný rozvoj tohoto odvětví.
Rakousko
Bioplynová stanice
- ilustrační
fotografie
12
V osmdesátých letech bylo v Rakousku
jen pár bioplynových stanic. Jejich po­
čet začal narůstat až v 90. letech, kdy do­
šlo k redukci zemědělských dotací z EU.
Slovgas
Stratégie a koncepcie
Ra­kouští farmáři se začali více zajímat o
možnosti energetického využití hnoje
a dalších vedlejších zemědělských pro­
duktů. Stavěly se většinou malé bioply­
nové stanice u drůbežáren, které potře­
bovaly hodně energie a měly problémy
s rostoucími cenami energie po energe­
tické krizi. Před rokem 1999 neexistovala
žádná legislativa upravující problematiku
bioplynových stanic. V tomto roce však
vznikl první zákon, který měl za cíl zvýšit
produkci energie z obnovitelných zdrojů.
Všechny spolkové země si dle tohoto zá­
kona musely vytvořit vlastní zákon o pod­
poře, vzniklo tedy devět různých zákonů
a výkupní ceny energie se mezi jednotli­
vými spolkovými zeměmi lišily.
V roce 2002 vyšel první zákon vyda­
ný spolkovou vládou o výrobě energie
z OZE, „Ökostromgeseetz”/„Green Electri­
city Act“. Výkupní ceny byly také stanove­
ny spolkovou vládou. Jedná se o první zá­
kon v Evropě, který stanovoval výkupní ce­
ny i pro zemědělské energetické suroviny.
V období mezi lety 2002 a 2005 nastal nej­
větší „boom“ bioplynových stanic. Na kon­
ci roku 2002 jich bylo v zemi 97 a jejich po­
čet se do konce roku 2005 více než ztrojná­
sobil. V roce 2005 byla také v zemi posta­
vena první bioplynová stanice s úpravou
bioplynu na biometan, který je vtláčen do
distribuční sítě zemního plynu.
Po roce 2005 došlo k poklesu rychlosti
růstu počtu bioplynových stanic, a to pře­
devším díky četným změnám ve znění výše
uvedeného zákona o výrobě energie z OZE.
Na konci roku 2008 bylo v Rakousku 344
bioplynových stanic a celkový instalova­
ný elektrický výkon dosahoval 92,07 MWel.
V roce 2007 byla v Rakousku postave­
na prv­ní bioplynová stanice s technologií
úpravy bioplynu a s čerpací stanicí na bio­
metan. V roce 2009 odstartoval první pro­
jekt biorafinerie na bioplynové stanici.
Pro výrobu bioplynu jsou mnohem
vhodnější roviny než horské alpské ob­
lasti, proto je většina BPS v Rakousku si­
tuována do zemědělských regionů v Hor­
ních Rakousech (29,9 %), Dolních Rakou­
sech (23,3 %), na jihu a východu Štýrska
(13,4 %) a ve Vorarlbersku (9,9 %).
Slovensko
Slovensko je zemí s velmi omezený­
mi zásobami fosilních paliv. Zásoby ro­
py pokrývají potřebu pouze z 1 až 2 %,
zemní plyn z 3 až 4 %. Těžba hnědého uh­
lí představuje asi 7,3% domácí potřeby.
Černé uhlí a jádro se dováží v celém roz­
sahu. Spalováním fosilních paliv se Slo­
vensko podílí na světové roční produkci
emisí cca 40 miliony tun, a to především
CO2, CO, SO2 a NOx. Slovensko se zaváza­
lo, že do roku 2020 zvýší podíl energie
z OZE na 14 % celkové hrubé spotřeby.
Dne 1. 9. 2009 byl přijat zákon č. 309/2009
o podpoře obnovitelných zdrojů energie.
Do měsíce od jeho vydání vznikly první
projekty. Na rostoucím slovenském trhu
s OZE se začaly prosazovat i investice do
bioplynových stanic. Investoři čekali na
povinný výkup elektřiny a na po dobu 15
let garantované výkupní ceny. Vláda Slo­
venské republiky podporuje i biometan.
Biometan je zde považován za plnohod­
notnou náhradu zemního plynu.
O výstavbu bioplynových stanic je na
Slovensku velký zájem. Jen v roce 2011
předložilo na posouzení státním orgá­
nem svůj investiční záměr šest společ­
ností. Nové zemědělské bioplynové sta­
nice by měly vyrůst např. v Humenném,
v Hlohovci, v obci Kamenica nad Ciro­
chou, u Rimavskej Soboty, v Medzilabor­
ciach. U Moldavy nad Bodvou staví BPS
Občanské sdružení Separe.
V současné době funguje na Slovensku
57 bioplynových stanic s celkovým insta­
lovaným elektrickým výkonem 39 MWel, z
toho je 34 zemědělských BPS (31,6 MWel),
10 na ČOV (3,5 MWel), 4 průmyslové BPS
(1,9 MWel) a 9 na skládkách komunálního
odpadu (2 MWel).
V rámci propagace výroby a využití
bio­plynu a podpory zemí, ve kterých do­
chází k růstu tohoto odvětví, uspořádála
letos Evropská bioplynová asociace svou
první mezinárodní konferenci o bioplynu.
Jako hostitelská země byla vybrána právě
Slovenská republika, a to především pro­
to, že zde v posledních letech, mimo ji­
né i díky podpoře obnovitelných zdrojů
ze strany státu (legislativa, výkupní ceny,
atp.), došlo k výraznému nárůstu počtu
bioplynových stanic.
* Dr. Jan Štambaský,
Česká bioplynová asociace
[email protected]
Dr. Jan Štambaský
je absolventom Vysokej školy chemic­
ko-technologickej v Prahe. Po krátkom
pôsobení v Ústave organickej chémie
a biochémie ČAV v Prahe nastúpil na
univerzitu v Glasgowe vo Veľkej Britá­
nii, kde získal v roku 2008 doktorát.
Svoju kariéru zameral potom na
podnikanie v rodnej krajine, kde zalo­
žil firmu NovaEnergo, ktorá sa orien­
tuje na vývoj a využívanie pokročilých
biochemických prístupov zvyšujúcich
výťažnosť a efektivitu zariadení na vý­
robu bioplynu a procesov výroby bio­
metánu. V roku 2009 bol menovaný za
člena výkonnej rady Európskej bioply­
novej asociácie.
V otázkach energetickej bezpečnosti je Česká republika
pre Slovensko kľúčovým partnerom
bo slovensko-rakúske ropovodné prepojenie, ktoré prepája zá­
padnú a východnú ropovodnú infraštruktúru.
(MHSR)
V súvislosti so 7. zasadnutím Európskeho jadrového fóra
v Bratislave sa 15. mája 2012 uskutočnilo pracovné stretnutie
ministra hospodárstva SR Tomáša Malatinského a ministra prie­
myslu a obchodu ČR Martina Kubu.
Prioritnou témou rokovania bola spolupráca v energetike.
K otázke ďalšieho smerovania SR v oblasti energetiky minister
Tomáš Malatinský prezentoval jeho základnú líniu a zámer opä­
tovne prehodnotiť stratégiu energetiky a vytvoriť na ďalšie ob­
dobie novú. Hovoril o význame energetickej bezpečnosti v kon­
texte nielen regiónu SR, strednej Európy, ale aj v kontexte celej
Európy a o hlavných opatreniach na zvýšenie energetickej, vrá­
tane jadrovej, bezpečnosti.
Ministri ďalej hovorili o úzkej spolupráci v rámci konkrétnych
projektov prepojenia energetických sietí. Či už ide o plynáren­
ský projekt severojužného koridoru, ktorý spája LNG terminály
v Poľsku a Chorvátsku a prechádza cez všetky krajiny V4, klaster
elektrizačných prepojení medzi Slovenskom a Maďarskom ale­
Projekt slovensko-maďarského plynovodného
prepojenia zaznamenal významný pokrok
3 / 2012
Slovenský prevádzkovateľ prepravnej siete Eustream a jeho
maďarský partner Magyar gaz Tranzit (MGT) podpísali v druhej
polovici mája t. r. Dohodu o spoločnom postupe (Joint Develop­
ment Agreement). Projekt plynovodného prepojenia medzi Slo­
venskom a Maďarskom tak zaznamenal kľúčový pokrok na ceste
k jeho realizácii. Obe spoločnosti sa v dokumente zaviazali pri­
viesť projekt k úspešnému koncu a dohodli sa na zásadných pra­
vidlách ďalšieho postupu. Dohoda o spoločnom postupe stano­
vuje konkrétne podmienky, ktorými sa budú strany riadiť pri bu­
dovaní slovensko-maďarského prepojenia.
Obaja partneri projektu - spoločnosť Eustream na slovenskej
strane a OVIT na maďarskej strane - sa dohodli, že nové prepoje­
nie začne komerčnú prevádzku 1. januára 2015.
(TS Eustream)
13
Download

Bioplyn v zemích střední Evropy