Oto niemiecka recepta na bioodpady

Berlińskie Przedsiębiorstwo Komunalne (BSR) 5 lat temu zostało wytypowane przez urząd miasta jako jeden z pierwszych podmiotów, który ma sprostać unijnej polityce klimatycznej stawiającej na OZE. W efekcie w 2013 r. powstała instalacja do produkcji biogazu, która zagospodarowuje bioodpady komunalne, a wyprodukowany gaz oczyszczony do jakości biometanu zatłacza do sieci gazowej. Z korzyścią dla mieszkańców i środowiska.

Jolanta Kamińska

Niemcy z ponad 10 tys. instalacjami biogazowymi są europejskim liderem branży biogazowej. O ile jednak dotychczasowy kierunek inwestycji w biogazownie zagospodarowujące odpady rolnicze mocno wyhamował, o tyle nowy niemiecki trend stawiający na budowę instalacji do wzbogacania biogazu przy składowiskach lub firmach odbierających odpady komunalne jest bardzo interesującym zjawiskiem. Przede wszystkim ze względu na skalę problemu, jakim są odpady w świetle coraz bardziej restrykcyjnych przepisów UE, nakazujących ich utylizację i recykling.

– Uruchomiona w stolicy Niemiec instalacja to wzorcowy przykład funkcjonowania gospodarki obiegu zamkniętego. Wsadem do biogazowni są bioodpady z gospodarstw domowych, stołówek i restauracji oraz tzw. biomasa zielona: trawa, zrębki drzew i krzewów oraz liście. Łącznie 60 tys. t substratu rocznie. Odpady kuchenne, ogrodowe i z koszenia trawników zbierane są razem w jednym pojemniku (co ogranicza koszty zbiórki) i odbierane od mieszkańców co najmniej raz w tygodniu. W procesie fermentacji wytwarzają biogaz, natomiast poferment przerabiany jest na kompost – mówi Jacek Chrząstek z firmy Strabag Umwelttechnik, odpowiedzialnej za realizację inwestycji.

– Biogaz oczyszczony do jakości biometanu jako paliwo bioCNG zasila flotę 160 śmieciarek „Biogut”, które odbierają wspomniane wyżej bioodpady z całego miasta – dodaje Jacek Chrząstek. – Pojazdy te stacjonują w trzech firmowych bazach, wyposażonych w stacje ładowania sprężonego biometanu. Oznacza to, że aż połowa śmieciarek jeżdżących po Berlinie jest neutralna pod względem emisji CO2 – podkreśla.

160 śmieciarek „Biogut” jeżdżących po Berlinie pozwala rocznie zaoszczędzić 2,5 mln l oleju napędowego.

Instalacja kompleksowa

Inwestorem instalacji w dzielnicy Spandau-Ruhleben była spółka komunalna BSR. Pieniądze, 30 mln euro, otrzymała z budżetu miejskiego.

– Za budową biogazowni stała de facto polityka i konieczność sprostania unijnym wymogom środowiskowym. Nie tylko zagospodarowujemy tysiące ton bioodpadów i przerabiamy je na biogaz, ograniczamy emisję CO2 o 9 tys. t rocznie, ale i przyczyniamy się do redukcji poziomu hałasu w Berlinie, ponieważ śmieciarki zasilane bioCNG są wyraźnie cichsze niż auta napędzane olejem napędowym – mówi Wilhelm Winkelmann, dyrektor zarządzający instalacją. – Ponadto jesteśmy bardziej odporni na huśtawki cen, jakie mają miejsce na rynku paliwowym – dodaje.

3,6 mln m3 biometanu rocznie wyprodukowane w biogazowni BSR jest zatłaczane do sieci gazowej, której stacja odbiorcza znajduje się przy instalacji. Przyłącze zostało wybudowane przez krajowego operatora gazowego, do czego obliguje niemieckie prawo. Pozwala to uniknąć sytuacji, w której właściciel instalacji po wyprodukowaniu biometanu ma problem z wtłoczeniem gazu do sieci lub musi na własny koszt poprowadzić przyłącze do krajowej sieci gazowej.

Schemat biogazowni

Instalacja BSR pracuje od 5 lat, 365 dni w roku, bez przerw technologicznych. Umożliwiają to zastosowane rozwiązania techniczne, jak np. stała praca mieszadeł czy ciśnieniowy system opróżniania komór fermentacyjnych, dzięki czemu nie ma ani pomp, ani żadnych ruchomych części, które mogą się zepsuć.

– Przy typowych biogazowniach przestoje technologiczne zajmują ok. 2 tygodni w roku. Wąskie gardło to z reguły mieszadła, które często ulegają awariom. Dzięki zastosowaniu zaawansowanych rozwiązań technologicznych taka sytuacja w Berlinie nie miała miejsca, również doświadczenia eksploatacyjne z innych instalacji wykonanych w tej technologii udowadniają już ponad 20-letnią żywotność naszych instalacji – mówi Jacek Chrząstek ze Strabag Umwelttechnik.

Przed wejściem do hali przyjęcia bioodpadów codziennie (poza weekendami) ustawia się kolejka śmieciarek, które po kolei zrzucają zebrane z terenu miasta odpady. Te następnie kierowane są do automatycznej linii przygotowania substratu, gdzie na sicie rozdzielane są na dwie frakcje powyżej i poniżej 50 mm. Frakcja drobna kierowana jest do fermentorów, frakcja gruba jako materiał strukturalny do kompostowania pofermentu lub po rozdrobnieniu zawracana na sito.

– Na tym etapie jesteśmy w stanie również wyłapać odpady, które nie nadają się do dalszego procesu: folie, szkło, aluminium, tekstylia itp. Nie jest tego zbyt dużo, ponieważ system recyklingu odpadów w Berlinie jest na dobrym poziomie – mówi Thomas Wegner, główny technolog ze Strabag Umwelttechnik wspierający zakład BSR w optymalizacji produkcji biogazu.

Substrat poddawany jest procesowi fermentacji suchej ciągłej w temperaturze 53-55°C z higienizacją realizowaną w komorze fermentacji (nie ma potrzeby higienizacji w zewnętrznym reaktorze). Wyprodukowany biogaz, którego parametry można na bieżąco sprawdzać w kontenerze technicznym, kierowany jest do wstępnego oczyszczania. Stamtąd trafia do zbiornika magazynowego, a na końcu poddawany jest procesowi wzbogacania.

– W zakładzie zastosowana jest technologia płuczki aminowej, której działanie opiera się na zastosowaniu procesu absorbcji z odzyskiem ciepła i zamkniętym obiegiem płuczki. Dzięki temu, przy niskich kosztach eksploatacyjnych, otrzymujemy biometan z udziałem metanu powyżej 98 proc. – tłumaczy Thomas Wegner.

Z kolei otrzymany w procesie fermentacji poferment rozdzielany jest na substrat suchy i mokry. Suchy, odpowiednio napowietrzany, dojrzewa w hermetyzowanych boksach kompostowych. Mokry, przechowywany w odpowiednich zbiornikach, jest odbierany z terenu zakładu przez okolicznych rolników do celów nawozowych.

Powierzchnia zakładu to 2,7 ha. Uwagę zwracają przede wszystkim dwa charakterystyczne prostokątne fermentory z systemem ośmiu mieszadeł każdy, pracujące w sposób naprzemienny przez cały czas, by zapewnić odpowiednie wymieszanie gęstego wsadu o zawartości suchej masy 33 proc. Obie komory karmione są co pół godziny, dobowo trafia do nich ok. 160 t bioodpadów. Powietrze z całego zakładu jest ujmowane i oczyszczane w dwustopniowym systemie – płuczka kwaśna i zakryty biofiltr. Parametry emisji odorów są w sposób ciągły mierzone i kontrolowane.

– Cały proces jest w pełni zautomatyzowany, biogazownia pracuje w nocy, w weekendy i dni ustawowo wolne od pracy – podkreśla Jacek Chrząstek.

Przy udziale społeczeństwa

Idea budowy biogazowni przetwarzającej odpady komunalne to przykład inwestycji pokazującej, jak procentuje długofalowe myślenie o problemie śmieci. Spółka BSR utylizuje kłopotliwe bioodpady, wykazuje odpowiedni udział energii odnawialnej w procesie produkcji, przyczynia się do redukcji emisji CO2. Instalacja wybudowana jest w dzielnicy Spandau, w pobliżu mieszkań i normalnej miejskiej infrastruktury.

– Planując budowę biometanowni, napotkaliśmy duży opór społeczny. Obawiano się problemów zapachowych i natężenia hałasu. Podjęliśmy duży wysiłek przy prowadzeniu kampanii informacyjno-edukacyjnej, co przyniosło dobre efekty – tłumaczy Wilhelm Winkelmann.

Hasło „Jeździmy na Twoich śmieciach” zamieszczone na pojazdach komunalnych BSR, podkreśla rolę, jaką w całym procesie przetwarzania odpadów odgrywają mieszkańcy i prawidłowy recykling.

– W całej Europie zrealizowaliśmy do tej pory kilkadziesiąt podobnych inwestycji. Obecnie realizujemy równolegle kilkanaście. Także dla prywatnych inwestorów. Biorąc pod uwagę opublikowane przez UE w lipcu tego roku konkluzje BAT i nowe standardy emisyjne dla wszystkich zakładów przetwarzających odpady, berliński model może być dobrym przykładem dla polskich samorządów, walczących z rosnącym problemem zagospodarowania i składowania śmieci – puentuje Jacek Chrząstek.

Podstawowe dane instalacji BSR:

  • wsad: 60 tys. t rocznie
  • powierzchnia zakładu: 2,7 ha
  • produkcja biogazu rocznie: ok. 6 mln m3
  • produkcja biometanu: ok, 3,6 mln m3
  • produkcja energii netto: 29 mln kWh
  • substytucja ON: 2,5 mln l.