Magazyn Biomasa Aktualności Sieć zagrodowych mikrobiogazowni – to działa!

Sieć zagrodowych mikrobiogazowni – to działa!

Przez

15 maja 2019

Wiedza o korzyściach wynikających z wykorzystania biogazowni w sektorze rolniczym jest już w tzw. „kręgach osób zainteresowanych” dość powszechna. Znany jest też ogromny, nominalny potencjał biogazowy w Polsce, który znacząco przewyższa realną dostępność substratów w Niemczech.

Uświadomiono nam również, że maksimum korzyści możemy osiągnąć nie przerywając łańcucha żywieniowego, co oznacza, że miejsce kiszonek służących skarmianiu inwentarza powinny zastąpić odpady produkcji rolnej i/lub uprawy nieużytków. Na tą świadomość nałożył się postępujący wzrost cen energii, większa dostępność kapitałów, taryfy FIT/FIP oraz perspektywa dookreślenia cen sprzedaży energii poprzez „raczkujący” mechanizm aukcji OZE. W efekcie możemy w Polsce zaobserwować kolejną falę wzrostu zainteresowania budową nowych biogazowni rolniczych, zwłaszcza o mocach do 0,5 lub 1 MW_e. W perspektywie 2 lat „Rejestr wytwórców biogazu rolniczego” zostanie prawdopodobnie podwojony.

Reklama

W tym samym czasie zachodzi w Polsce drugi proces, który jest równie ważny dla rozwoju rynku biogazu. Polega on na przejściu od etapu prototypów i testów pierwszych mikrobiogazowni rolniczych (o mocach do 50 kW_e) do fazy budowy sieci tego typu instalacji. Rok 2018 przyniósł pod tym względem istotny przełom: ilość pracujących w Polsce mikrobiogazowni uległa zwielokrotnieniu. Jest to bardzo korzystne zjawisko, bowiem pozytywne rezultaty funkcjonowania np. kilkunastu rozproszonych terytorialnie mikrobiogazowni są znacząco wyższe, niż pojedynczej biogazowni o porównywalnej mocy.

NATURALNA ENERGIA.plus Sp. z o.o. jako wyłączny przedstawiciel BIOLECTRIC NV dostarczyła, zmontowała, przyłączyła do sieci, a następnie uruchomiła 19 instalacji mikrobiogazowych w Polsce. Łączna moc instalacji mikrobiogazowych, dla których NATURALNA ENERGIA.plus jest operatorem odpowiedzialnym za sterowanie i serwisowanie przekracza 500 kW_e. To początek procesu budowy sieci mikro i małych instalacji biogazowych o mocach od 11 do 100 kW_e.

Przykłady wykonanych instalacji o mocy 33 kW_e i 22 kW_e

Tą sieć tworzą zagrodowe instalacje, pracujące przy i na rzecz średniej wielkości gospodarstw hodowlanych bydła mlecznego i trzody chlewnej. Opierają się one na jednorodnym substracie jakim jest gnojowica zwierząt hodowanych w gospodarstwie, bez potrzeby dodawania jakichkolwiek kosubstratów. W efekcie powstaje szereg ekologicznych i finansowych korzyści, których powielenie w szerokiej skali może zmienić obraz polskiej wsi.

Efektywna gospodarka odpadami

Poddanie odpadów hodowlanych procesowi fermentacji metanowej w miejscu ich powstawania eliminuje negatywny wpływ gnojowicy na środowisko. Redukuje emisję metanu i stopień zaazotowania gleb, zapewniając gospodarstwu pełnowartościowy, naturalny nawóz w postaci pofermentu. Jest on wysoce płynną, homogeniczną materią o zawartości SM poniżej 4%, co ułatwia pompowanie i rozprowadzanie go na polu. Nie ulega przy tym zmianie zawartość N P K. Składniki węglowe w dalszym ciągu trafiają do gleby, a azot występuje w formie przyswajalnego azotanu amonu.

Uniknięcie kosztów obowiązywania dyrektywy azotanowej

Konsekwencje wprowadzonych regulacji w ramach „Programu działań mających na celu zmniejszenie zanieczyszczenia wód azotanami pochodzącymi ze źródeł rolniczych oraz zapobieganie dalszemu zanieczyszczeniu” są dla wielu gospodarstw bardzo kosztowne. Znaczące skrócenie czasu wywozu m.in. gnojowicy na pola powoduje konieczność budowy nowych zbiorników i dezorganizuje harmonogramy prac polowych. Zgodnie z dyrektywami i stosowaną już praktyką, to ograniczenie nie dotyczy wywozu pofermentu, co oznacza, że może on być aplikowany do gleby przez większą cześć roku, gdy gleba nie jest zamarznięta do głębokości 30 cm, pokryta okrywą śnieżną lub zalana.

Przygotowanie do wdrożenia dyrektywy metanowej

Emisja CH₄ do atmosfery jest 28 razy bardziej szkodliwa dla środowiska niż emisja CO₂, a jednym z głównych emitentów metanu jest wielkotowarowa hodowla. Z tej przyczyny coraz częściej można usłyszeć o planach opracowania nowej dyrektywy metanowej, ograniczającej emisji CH₄ w rolnictwie. Narzędziem regulacyjnym miały by być, podobne jak w przemyśle, płatne prawa do emisji CH₄ powiązane z ilością zwierząt i tonażem powstających odchodów. W rozważaniach wskazuje się, że opłata za prawa do emisji może być znacząco zredukowana w przypadku zastosowania w gospodarstwie rolnym biogazowni przetwarzających metan w energię elektryczną i/lub ciepło. Alternatywnym rozwiązaniem zmniejszającym opłaty jest redukcja pogłowia stada zwierząt w gospodarstwie.

Samowystarczalność energetyczna gospodarstwa

Już hodowla 60 sztuk krów dojonych lub 300 tuczników zapewnia zasilenie mikrobiogazowni o mocy 11 kWe i wytworzenie energii pokrywającej potrzeby własne użytkownika ora wygenerowanie nadwyżek skierowanych do innych odbiorców. Biorąc pod uwagę ilość funkcjonujących w kraju gospodarstw o podobnej i większej skali oraz plany dalszej liberalizacji sprzedaży i dystrybucji energii, hasło o samowystarczalności energetycznej polskiej wsi staje się możliwe do urzeczywistnienia.

Gospodarka obiegu zamkniętego

Każda instalacja mikrobiogazowni rolniczej, używająca w procesie fermentacji metanowej wyłącznie odpady powstające w gospodarstwie rolnym, realizuje w sposób praktyczny ideę dopełnienia cyklu produkcji żywności z poszanowaniem środowiska naturalnego. Mikrobiogazownia zintegrowana z obiektami hodowlanymi jest niejako wpięta w cykl technologiczny gospodarstwa. Mikrobiogazownia utylizuje i sanityzuje gnojowicę w miejscu jej powstawania, wytwarzając jednocześnie energię elektryczną i cieplną, które z nadwyżką pokrywają potrzeby energetyczne gospodarstwa hodowlanego. Otrzymywany poferment zwiększa z kolei bezpieczeństwo i skuteczność nawożenia bez negatywnego wpływu na glebę i wody. Rezultat to zwiększe plony przy mniejszym zużyciu wapna nawozowego i podstawa pod dalszy, zrównoważony rozwój. Czy tak zorganizowana gospodarka nie stanowi podniesienia polskich gospodarstw hodowlanych na najwyższy, europejski poziom?

Zrealizowanie tych korzyści jest możliwe poprzez zastosowanie kompaktowych, mobilnych urządzeń mikrobiogazowych, których wstępna specyfikacja zawarta jest w załączonej tabeli:

	Moc Elektryczna [kW_e]	11 kW	22 kW	33 kW	44 kW
	Moc cieplna [kW_th]	25,9	45,7	64,8	74,0
	Roczna produkcja Energii Elektrycznej [kWh]	88 000	176 000	264 000	352 000
Wymagana obsada krów mlecznych	Podłoga pełna [sztuki]	60	120	180	240
	Podłoga z rusztem [sztuki]	100	200	300	400
	Cena netto urządzenia typ S [€]	120 000	175 000	215 000	245 000
Wymagana obsada trzody chlewnej	Podłoga z rusztem ilość w DJP [sztuki]	100	200	300	400
Wymagana obsada trzody chlewnej	Cena netto urządzenia typ H [€]	135 000	195 000	240 000	285 000
	Wymagana powierzchnia zabudowy dla typ S i H [m x m	18 x 10	21 x 13	23 x 15	26 x 18
	Koszt dostawy, posadowienia montażu i przyłączy	5 -15 % nakładu na urządzenie: ustalany każdorazowo dla konkretnego przypadku, w zależności od wielkości urządzenia i jego usytuowania w gospodarstwie
	OPEX: średni, roczny koszt utrzymania i eksploatacji	4 do 6% wartości nakładu inwestycyjnego CAPEX
Okres zwrotu nakładów przy aktualnych cenach energii: bez dotacji; zużycie własne; sprzedaż nadwyżek według taryfy FIT [lata]		od 10,9 do 12,3	od 8,6 do 9,5	od 7,5 do 8,4	od 6,5 do 7,3

Rozwój sieci mikrobiogazowni w Polsce wspierany jest aktualnie kilkoma instrumentami finansowymi. W wybranych województwach istnieje możliwość wykorzystania dotacji bezpośredniej do nakładu inwestycyjnego lub zastosowanie (bez ograniczenia terytorialnego) taryfy FIT, stanowiącej 90% tzw. ceny referencyjnej. Z kolei przewidywalny okres zwrotu z inwestycji oraz mobilny charakter zastosowanego urządzenia umożliwił bankom zaproponowanie finansowania inwestycji w formie leasingu lub kredytu bankowego.

Wszystkie instytucje finansowe widzą także wzrost długoterminowego bezpieczeństwa gospodarstw, które w swój proces produkcyjny włączyły mikro lub małe biogazownie dopasowane do ich potrzeb energetycznych. Najbardziej przedsiębiorczy inwestorzy, w biogazowni znaleźli też źródła zwiększenia wydajności swojej produkcji. Duże ilości ciepła, latem niemal nie wykorzystywane, chcą oni wykorzystać do wytworzenia chłodu i skutecznego przewentylowania obór. Podniesienie dobrostanu zwierząt i unikniecie udarów termicznych to, co najmniej kilku procentowy wzrost wydajności.

Tworzenie na bazie sieci mikro i małych biogazowni rolniczych spółdzielni energetycznych to kolejny element budowania wspólnych korzyści.