Biogazownia rolnicza

Biogazownia rolnicza to jeden z rodzajów energii odnawialnej. Jest to instalacja, złożona z kilku elementów służących magazynowaniu i wstępnemu przetwarzaniu odpadów, fermentacji metanowej, zagospodarowaniu powstałego biogazu rolniczego oraz wytworzonego pofermentu.

Budowa biogazowni

Biogazownia zasilana jest odpowiednimi substratami podlegającymi procesowi fermentacji. Konieczne jest zgromadzenie ich zapasu, aby na bieżąco podtrzymywać pracę biogazowni. Rozwiązaniem pozwalającym na czasowe przetrzymywanie surowców mogą być m.in. miejsca ma placu czy w hali, wydzielone silosy, czy wszelkiego rodzaju zbiorniki na surowce w formie stałej, jak i ciekłej.

Najważniejszym elementem biogazowni jest zbiornik fermentacyjny, tzw. komora fermentacyjna. Tu trafiają substraty, tu odbywa się proces fermentacji metanowej i wytwarza się biogaz. Dzieje się to za sprawą bakterii oraz utrzymania wewnątrz odpowiedniej dla ich bytowania temperatury. Korzystając ze składników pokarmowych dostępnych w substratach bakterie systematycznie rozkładają materię organiczną. Komory wyposażone są w systemy do mieszania, przyspieszając procesy fermentacji.

Ubytek sfermentowanych substratów jest sukcesywnie uzupełniany, a poferment trafia do odpowiedniej komory instalacji.

Każda instalacja może mieć kilka komór fermentacyjnych o różnym przeznaczeniu – do produkcji wstępnej czy wtórnej.

Powstała w wyniku fermentacji masa wymaga zagospodarowania zgodnie z wymogami ochrony środowiska. Najczęściej w tym celu stosuje się zamknięte zbiorniki na poferment, choć występują też tzw. laguny, czyli otwarte zbiorniki. Poferment jest zagospodarowywany na terenach uprawnych.

W trakcie fermentacji powstaje gaz, który musi być przetworzony na energię. Odbywa się to w agregacie kogeneracyjnym, a wynikiem procesu jest energia elektryczna oraz ciepło. Zainstalowanie dodatkowych urządzeń pozwala na oczyszczenie biogazu do biometanu.

Substraty używane w biogazowni

Przeprowadzenie skutecznego procesu fermentacji, pozwalającego uzyskać biogaz jest możliwe dzięki użyciu odpowiednich substratów. Nie bez znaczenia jest także ilość dostarczanego wsadu – zbyt mała wpłynie na niską produkcję gazu, z kolei zbyt duża dawka substratów może doprowadzić do przeciążenia komory i nawet zatrzymania procesu fermentacji metanowej.

Dostarczane substraty muszą być bogate w materię organiczną oraz podatne na rozkład w warunkach beztlenowych.

Jako wsad do biogazowni stosuje się kiszonkę z roślin energetycznych (kukurydzy, trwa, żyta), gnojowicę, obornik, odpady i produkty uboczne z przemysłu rolno spożywczego takie jak odpady poubojowe, wywar gorzelniany, popsute owoce i warzywa, wysłodki browarniane, czy odpady z przemysłu mleczarskiego.

Surowce pozyskiwane są z lokalnych zakładów produkcyjnych i przetwórczych oraz z gospodarstw rolnych.

Rodzaje biogazowni

Ze względu na miejsce powstawania gazu wyróżnia się:

• biogazownie rolnicze
• biogazownie przetwarzające odpady komunalne
• biogazownie na oczyszczalniach ścieków oraz instalacje do odgazowywania składowisk odpadów.

Biorąc pod uwagę zawartość suchej masy w komorze, wyróżnia się technologie fermentacji:

• mokra (substraty w komorze fermentacyjnej są suche, a wartości suchej pozostałości są poniżej 15%)
• sucha (substraty stałe z wysoką zawartością suchej pozostałości).

Przyjmując za kryterium temperaturę prowadzenia procesu, rozróżnia się technologie:

• psychrofilne (15-25°C)
• mezofilne mezofilna (32-42°C)
• termofilowe (50-57°C).

Korzyści z instalacji biogazowni rolniczej

Celem biogazowni jest wytworzenie ekologicznej energii, która może być dostarczona do okolicznych gospodarstw domowych i lokalnych przedsiębiorstw.

Instalacja biogazowni stanowi także element budowania wizerunku nowoczesnej, zielonej gminy.

Istnienie biogazowni pozwala na nawiązanie współpracy z lokalnymi rolnikami i przedsiębiorcami, dostarczającymi biomasę z lokalnego rolnictwa, hodowli oraz przetwórstwa.

Powstały w biogazowni poferment zawiera wysoką zawartość składników odżywczych, dlatego stanowić może znakomity zamiennik dla nawozów sztucznych, wykorzystywanych w rolnictwie.

Koszt biogazowni rolniczej

Koszt biogazowni zależeć będzie od jej mocy.

Jeśli biogazownia ma powstać przy dużym gospodarstwie rolnym, odpowiednia będzie instalacja o mocy od 0,5 MW. W przypadku mniejszych upraw i hodowli wystarczy biogazownia o mocy około 10 kWe.

Mała biogazownia rolnicza to inwestycja, która zwraca się dłużej, ale nadal może być bardzo opłacalna, jeżeli gospodarstwo posiada wystarczająco duży dostęp do substratu niezbędnego w produkcji biogazu. W praktyce koszt małej biogazowni rolniczej może zamknąć się w kwocie kilkuset tysięcy złotych.

Przyszłość biogazu

Biogaz jest paliwem powszechnie wykorzystywanym w krajach europejskich. Polska ciągle nie jest liderem w zakresie instalacji biogazowych. Budowa biogazowni zajmuje ważne miejsce w strategii inwestycyjnej Grupy Orlen – do 2030 roku Orlen planuje produkować ponad 1 mld sześcienny biogazu na rok.

Polska ma bardzo duży potencjał dla rozwoju biogazu ze względu na wysoki udział użytków rolnych i lasów w powierzchni kraju, co przekłada się na możliwości pozyskiwania biomasy.

Wykorzystanie biogazu umożliwi Polsce uzyskanie większej niezależności energetycznej, zwiększając jednocześnie poziom bezpieczeństwa energetycznego kraju.

Fot. globenergia.pl