Biogazownia przy oborze

Biogazownie, czyli instalacje służące do produkcji biogazu oraz do wytwarzania z niego prądu i ciepła, powstają na świecie już od wielu lat. W Polsce na skutek zmian w Prawie Energetycznym ich budowa i eksploatacja również zaczęła być opłacalna. Czym jednak jest „biogazownia"? To odnawialne źródło energii, instalacja, w której z różnego rodzaju biomasy wytwarzany jest biogaz, będący paliwem, z którego następnie produkowana jest energia elektryczna i ciepło. Substratem dla biogazowni mogą być odchody zwierzęce, opady z produkcji spożywczej lub kiszonki z roślin.

Odchody zwierzęce były pierwszym substratem, jaki został wykorzystany do produkcji biogazu. Wbrew pozorom, nie jest to jednak wsad idealny. Przede wszystkim wydajność produkcji biogazu nie jest zbyt wysoka. Aby można było ją porównać między różnymi substratami wykorzystuje się wskaźnik produkcji biogazu z 1 tony suchej masy organicznej. Z 1 tony s.m.o. gnojowicy można uzyskać ok. 270 m³ biogazu, podobnie z 1 tony s.m.o. obornika bydlęcego można uzyskać ok. 350 m³ biogazu. Porównując te wartości z 700 m³ biogazu z 1 tony s.m.o. kiszonki z kukurydzy widać, iż wydajność produkcji biogazu jest 2-3 razy mniejsza, a przecież trzeba jeszcze wziąć pod uwagę procentowy udział suchej masy organicznej w każdym z substratów.

Z powodu niewielkiej ilości biogazu produkowanego z 1 m³ gnojowicy (ok. 10-30 m³) jej transport z obory do biogazowi za pomocą beczkowozów w większości przypadków jest nieopłacalny. Jedynym rozsądnym rozwiązaniem jest budowa biogazowni w sąsiedztwie obory, tak, aby można było podawać gnojowicę poprzez rurociąg.

Niezaprzeczalnym jest jednak fakt, że odchody zwierzęce są substratem darmowym. Trzeba je i tak przechowywać między okresami nawożenia, zatem warto wykorzystać je w produkcji biogazu. Dobrym rozwiązaniem jest dodanie innych substratów o większej wydajności. Mogą to być kiszonki z roślin (choć ten substrat świetnie fermentuje również bez dodatku odchodów), odpady z przetwórstwa spożywczego, odpady poubojowe, gliceryna, tłuszcze... Wiele spośród wymienionych rodzajów wsadu wręcz nie może być wykorzystana do produkcji biogazu bez dodatku odchodów zwierzęcych.

Poniżej prezentujemy przykład zestawienia substratów do produkcji biogazu z wykorzystaniem odchodów bydlęcych.

• Substraty:
• Gnojowica bydlęca o zawartości 7% S.M., 10 000 m³/rok, co daje ok. 142000 m³ biogazu, o zawartości 60% metanu;
• Obornik bydlęcy - 22% S.M., 10 000 t/rok, 577 500 m³ biogazu, 60% CH₄, słoma w oborniku o długości źdźbła poniżej 5 cm;
• Odpady poubojowe miękkie, 3 kategoria - jelita, wnętrzności - 20% S.M., 1500 t/rok, 202 500 m³ biogazu, 60% CH₄
• Kiszonka z kukurydzy 30% S.M., 3200 t/rok, 632 000 m³ biogazu, 53% CH₄

Łączna ilość biogazu, jaka zostanie wyprodukowana wystarczy aby zapewnić paliwo dla modułu kogeneracyjnego o mocy elektrycznej 370 kW i o mocy cieplnej ok. 426 kW. Na potrzeby własne biogazownia zużyje ok. 7,5% wyprodukowanego prądu i ok. 15% ciepła.

• Przychody:
• Sprzedaż energii elektrycznej - 342 kW x 0,1288 zł x 8000 h = 352 000 zł
• Sprzedaż zielonych certyfikatów - 370 kW x 0,24 zł x 8000 h = 710 000 zł
• Sprzedaż ciepła - 362 kW x 0,10 zł x 8000 h = 290 000 zł
• Opłata za utylizację odpadów - 1 500 t x 300 zł = 450 000 zł
• Razem: 1 802 000 zł
  
  
• Koszty:
  
• Kiszonka z kukurydzy - 3 200 t x 80 zł = 256 000 zł
  
• Obsługa biogazowni - 2 osoby x 60 000 zł = 120 000 zł
  
• Przeglądy i remonty - 130 000 zł
  
• Koszty dodatkowe - 60 000 zł
  
• Koszt rozlania dodatkowej ilości nawozu (z kukurydzy i odpadów poubojowych) - 3 700 m³ x 10zł = 37 000 zł
  
• Razem: 603 000 zł
  
• Zysk: 1 802 000 zł - 603 000 zł = 1 199 000 zł/rok

Nakłady inwestycyjne na biogazownię zależą od szeregu czynników. Najistotniejszym jest rodzaj substratu, jaki ma być wykorzystany w biogazowni. Często jednak można obniżyć koszty poprzez wykorzystanie elementów istniejącej już infrastruktury, np. zbiorników, które mogą służyć do przechowywania nawozu pofermentacyjnego. Planując budowę biogazowni należy jak najpełniej wykorzystać produkowane w niej ciepło - na własne potrzeby lub na sprzedaż. Warto zaznaczyć w tym miejscu, że z ciepła można wyprodukować też chłód i w ten sposób zagospodarować nadmiar ciepła, zwłaszcza latem.

Nie ma dwóch identycznych biogazowni, każda powinna być dopasowana do potrzeb jej właściciela. Przedstawiony powyżej przykład to zaledwie zarys możliwości, jakie daje budowa biogazowni. Wielkość takiej instalacji może być różna - od kilkuset kilowatów mocy elektrycznej nawet do kilku megawatów. Zarówno koszt inwestycyjny jak i późniejsze koszty eksploatacyjne silnie zależą od rodzaju biomasy, jaka zostanie przeznaczona do produkcji biogazu. Również zyski mogą znacznie odbiegać od przedstawionych w przykładzie - istnieje szereg możliwości zwiększenia rentowności inwestycji. Dlatego dla każdego przypadku szczegółowa analiza opłacalności czy biznes plan będą wyglądały nieco inaczej. Firma CES chętnie udzieli wskazówek, pomoże w opracowaniu koncepcji, analiz i projektów oraz zrealizuje budowę biogazowni „pod klucz". Zachęcamy do kontaktu i złożenia zapytania ofertowego.

Mgr inż. Witold Płatek
Mgr Dorota Szczepanik
Centrum Elektroniki Stosowanej CES Sp. z o.o.