Optymalne rozwiązanie dla biznesu i środowiska

Decyzja o wyborze technologii w biogazowni zależy głównie od surowca. Biogazownie rolnicze, zasilane produktami rolnymi oraz odpadami z przetwórstwa rolnego, często borykają się z sezonowymi zmianami substratów, a także zmianami wynikającymi z odmiennej z roku na rok koniunktury na rynku. Istnieją też, choć nieliczne, biogazownie rolnicze, w których substrat nie zmienia się na przestrzeni lat – do takich instalacji należy biogazownia rolnicza przy fabryce Cargill w Bielanach Wrocławskich.

Wybudowana w połowie lat 90. fabryka Cargill w Bielanach Wrocławskich zajmuje się wysokowydajnym przetwórstwem pszenicy. Od samego początku funkcjonowania zakładu najważniejszym produktem były syropy glukozowo- fruktozowe, czyli półprodukty służące do słodzenia m.in. napojów i czekolady. Oprócz nich fabryka wytwarza również składniki pasz dla zwierząt, wysokiej jakości gluten pszenny oraz etanol (bioetanol). Wdrożona przez amerykański koncern technologia pozwoliła zagospodarować pszenicę w 100 proc. Koncern Cargill przywiązuje bardzo dużą wagę do bezpieczeństwa technicznego w swoich fabrykach oraz do jakości produktów. Jednym z priorytetów amerykańskiego producenta jest tworzenie miejsc pracy przyjaznych dla pracowników i otoczenia. Warunkiem podstawowym takiej polityki jest szczególna troska o środowisko naturalne i energooszczędność. Fabryka w Bielanach Wrocławskich od samego początku posiadała własną oczyszczalnię ścieków, która oczyszczała wodę zużytą na cele produkcji do jakości wody rzecznej. Pomimo stosunkowo niewielkich rozmiarów, zakładowa oczyszczalnia ścieków wykazuje dużą skuteczność w uzdatnianiu ścieków – przyczyna tego leży w stabilnym i jednorodnym strumieniu] ścieków, niosącym przez cały rok te same zanieczyszczenia – płynne resztki pszenne. Początkowo były one kierowane bezpośrednio do zakładowej oczyszczalni ścieków. Wraz z powiększaniem skali zakładu należało znaleźć bardziej efektywną metodę redukcji zanieczyszczeń w ściekach. Zdecydowano się na zastosowanie biogazowego reaktora SGBR (Static Granular Bed Reactor),  który umożliwia bardzo intensywny proces redukcji materii organicznej w wodzie (ok. 85 proc.) przy jednoczesnej produkcji biogazu o wysokich parametrach (metan na poziomie 74 proc.). Tego typu wysokowydajne rozwiązania są stosowane w zakładach Cargill na całym świecie jako efekt proekologicznej polityki prowadzonej przez koncern. Początki pracy reaktora biogazowego były bardzo obiecujące – produkcja biogazu przekroczyła 100 m3/h,  co uruchomiło starania w kierunku zagospodarowania biogazu na cele energetyczne. Szybko okazało się, że złoże bakteryjne w reaktorze, oprócz wytwarzania zasadniczych składników biogazu – metanu i dwutlenku węgla, wytwarza duże ilości siarkowodoru, który również wchodzi w skład biogazu. Pomiary wykonane na początku wskazywały na stężenia siarkowodoru rzędu 5000 ppm, co odpowiada 7,5 gH2S/m3.  Wysokie stężenia siarkowodoru i idące za tym ryzyko operacyjne na kilka lat wstrzymały dalszy rozwój biogazowni. Z perspektywy czasu można powiedzieć, że w latach 2008- 2011 nastąpił wewnętrzny impas, którego przełamanie było uzależnione od znalezienia skutecznej i pewnej technologii do oczyszczania biogazu z siarkowodoru. Skuteczną metodę do odsiarczenia biogazu zaproponował polski Zespół Innowacyjny PROMIS Sp. z o.o. Opracowana przez firmę metoda katalityczna BIOSULFEX ® pozwoliła na oczyszczenie biogazu do poziomu 2 ppm H2S, nawet w sytuacjach, gdy stężenie siarkowodoru w biogazie sięgało 20 tys. ppm (30 gH2S/m3). Oprócz wysokiej efektywności metody BIOSULFEX® firma PROMIS szczyci się minimalną ilością odpadu z odsiarczania – siarką elementarną w postaci pulpy. Siarka uzyskana metodą BIOSULFEX® może stanowić cenny surowiec przemysłowy lub składnik nawozowy, ponadto jest łatwa w przechowywaniu i nie jest niebezpieczna. Uruchomiona w maju 2012 r. biogazownia  Cargill cechuje się następującymi parametrami:

• nominalna moc elektryczna 0,526 MW,
• nominalna moc cieplna 0,581 MW,
• średnia roczna wydajność to 3,24 GWh energii i 3,58 GWh ciepła, co pozwala na spełnienie warunków wysokosprawnej kogeneracji.

Cechą charakterystyczną biogazowni przy zakładzie Cargill w Bielanach Wrocławskich jest to, że nie dowozi się do niej żadnego surowca z zewnątrz, gdyż jest ona częścią zamkniętego układu produkcyjnego. Dodatkowym atutem jest także fakt, że nie towarzyszą jej żadne przykre zapachy spotykane czasem w otoczeniu biogazowni rolniczych. Zasilana oczyszczonym biogazem jednostka kogeneracyjna Jenbacher firmy KWE-AB emituje bardzo czyste spaliny, a całkowita energia elektryczna i ciepło są kierowane na potrzeby fabryki. Biogazownia rolnicza Cargill została wpisana na listę Prezesa ARR. Pracownicy dobrze wspominają okres rejestracji i uruchomienia instalacji. Na każdym etapie inwestycji mogli liczyć na wsparcie zarówno władz lokalnych, jak i urzędów centralnych. Z  perspektywy lat można stwierdzić, iż biogazownia Cargill jest wzorcowym przykładem wykorzystania potencjału energii odnawialnej. Okres poświęcony na przygotowania projektu i technologii zaowocował optymalnym rozwiązaniem, które służy fabryce i środowisku. I chyba nie ma przesady w żartobliwym określeniu pracowników, iż wody oczyszczone w fabryce Cargill przyczyniają się do oczyszczania rzeczki Kasina, do której są odprowadzane. Wypada też wspomnieć o cenach zielonych certyfikatów, których spadek wpłynął na wszystkich wytwórców zielonej energii. Gdy powstawała biogazownia, cena zielonych certyfikatów wynosiła ok. 240 zł za MWh. Wysokosprawna kogeneracja też pozwalała na uzyskanie dodatkowych korzyści, które rekompensowały ryzyko zielonych inwestycji. Fluktuacje prawne i zapaść cen zielonych certyfikatów w ostatnich dwóch latach mocno zmroziły aktywność w tym obszarze. Miejmy nadzieję, że wchodzące w życie od lipca 2016 r. nowe uwarunkowania prawne będą korzystne zarówno dla biogazowni Cargill, jak i drobniejszych producentów i przetwórców biomasy.

Autorzy: Robert Janik, Maciej Nagięć

Artykuł został opublikowany we wrześniowym dodatku „Rynek Biogazu”

Zdjęcie: Magazyn Biomasa