Decentralizácia bioplynových zariadení na spracovanie odpadovej biomasy

Ing. František Zacharda, CSc.

Obdobie budovania bioplynových staníc na Slovensku datujeme od prijatia zákona č. 309/2009 Z.z. o podpore obnoviteľných zdrojov energie a vysoko účinnej kombinovanej výroby a o zmene a doplnení niektorých zákonov. Zákon garantuje určité výhody pre investorov a prevádzkovateľov bioplynových staníc, čo v konečnom dôsledku zabezpečuje návratnosť investícií. Myšlienka  urýchlenia návratnosti investícií poznačila aj charakter budovaných bioplynových staníc, tieto boli vo väčšine prípadov zamerané na spracovanie kukuričnej siláže, ktorá najmä svojou výťažnosťou bioplynu je akousi garanciou dosahovania zisku z prevádzky BPS.

Súčasný stav BPS na Slovensku je charakterizovaný najmä vysokou hodnotou priemerného inštalovaného výkonu, ktorý dosahuje 960 kWe, pri celkovom počte 110 BPS. Hodnotou elektrického výkonu sme sa zaradili na čelné miesto medzi krajinami, ktoré prevádzkujú BPS. V Nemecku, ktoré je bioplynovou veľmocou,  je priemerný inštalovaný výkon BPS cca 495 kWe, pri celkovom počte 8005 BPS v roku 2015.

V procese novelizácie zákona o podpore OZE v uplynulých rokoch, nastali určité zmeny, ktoré čiastočne pribrzdili rozvoj budovania BPS. Uvediem len niektoré:

- Povinnosť využitia tepla  vyprodukovaného  v kogeneračnej jednotke uvedená v § 3, odst.11, zákona ktorý ukladá povinnosť prevádzkovateľovi BPS využiť min. 50 % vyprodukovaného tepla ( okrem tepla pre vlastnú spotrebu BPS), v opačnom prípade sa znižuje výkupná cena elektriny o 30 %.

- Znižovanie výkupnej ceny elektriny, podľa Výnosu URSO, kým pre rok 2010 bola stanovená výkupná cena elektriny z BPS do 1 MW na 148,72 euro/MWh, od 1.1.2016 je táto cena len 100,23 euro/MWh.

- Zvyšovanie nákupných cien kukuričnej siláže z 25.- euro/t KUKS v roku 2010 až na 40.- euro/t KUKS (i viac) v roku 2015. Zvyšovanie cien KUKS je dané zvyšovaním cien vstupov (osív, chemických prípravkov a hnojív) ale aj tým, že napriek deklarovaným výnosom jednotlivých odrôd kukurice 50 t/ha i viac, v zelenej hmote, tak skutočnosť vo výnosoch kukurice na siláž sa v posledných desiatich rokoch pohybovala v rozmedzí 23 – 32 t/ha, v roku 2015 bol výnos 23,71 t/ha silážnej kukurice.

- Zastavenie vydávania povolení na pripojenie do rozvodnej siete energetických závodov, ktorý trvá viac ako dva roky, je aj odrazom Energetickej politiky SR, v ktorej priority pri výrobe elektriny predstavuje jadrová energetika.

- Zmena v novele zákona č. 309/2009 Z.z. o podpore obnoviteľných zdrojov energie a vysoko účinnej kombinovanej výroby a o zmene a doplnení niektorých zákonov, v ktorej je uvedený  § 6, ods. (5): „ Podpora podľa § 3 ods. 1 písm. b) a c) sa neposkytuje, ak pri výstavbe, rekonštrukcii alebo modernizácii zariadenia na výrobu elektriny1) bola poskytnutá podpora z podporných programov financovaných z prostriedkov štátneho rozpočtu.“ Táto novela prakticky znemožňuje novýmžiadateľom o podporu pri energetickom využívaní biomasy alebo poberať finančné prostriedky z projektov štátneho rozpočtu alebo na druhej strane predávať elektrinu do siete za cenu stanovenú výnosom URSO.

Existujú ešte aj ďalšie zmeny v podmienkach využívania OZE, ktoré výrazným spôsobom negatívne ovplyvňujú ich využitie.

Odpadová biomasa

Negatívne dopady prevádzky BPS, ktoré využívajú kukuričnú siláž ako surovinu na produkciu bioplynu sú známe, ale predovšetkým je to hrozba  nedostatku kukuričnej siláže určenej na kŕmenie hovädzieho dobytka. V súčasnej dobe je podiel KUKS v kŕmnej dávke pre HD približne 6 kg/ks/deň, v roku 2012 to bolo asi 10 kg/ks/deň. Okrem týchto negatívnych dopadov sa do popredia záujmu odborných kruhov v poľnohospodárstve dostáva potrebariešenia manipulácie a skladovania odpadovej biomasy zo živočíšnej výroby, najmä z hľadiska požiadaviek EU na znižovanie emisií metánu a amoniaku. Jednoducho, je to potreba  riešenia hnojovej koncovky fariem živočíšnej výroby. Viaceré dokumenty udávajú, že celková produkcia hnoja, hnojovice a exkrementov zo živočíšnej výroby je okolo 10 mil. ton za rok.  Ich produkcia v jednotlivých regiónov Slovenska je rovnomerne rozložená, čo dáva predpoklad aj ich rovnomerného využívania [ 1 ], pozri graf č. 1.

Graf č. 1
Podiel produkcie biomasy živočíšneho pôvodu pripadajúci na kraj
Zdroj: TSÚP Rovinka
image002

Ďalším problémovým druhom biomasy je časť komunálneho odpadu a to je biologicky rozložiteľný komunálny odpad, ktorý sa produkuje v spojitosti s ľudskou činnosťou,  produkcia komunálneho odpadu na Slovensku je 1 744 428 t, z čoho je 1 181 475 t vytriedeného odpadu a z tohto množstva je 679 458 ton biologicky rozložiteľného odpadu.  Z celkového množstva komunálneho odpadu najväčšie množstvo odpadu sa spracováva skládkovaním 1 201 905 t, materiálovým zhodnotením 198 751 t, energetickým zhodnotením 173 600 t a iným spôsobom 112 257 ton. Tendencia Európy je „nulové skládkovanie“, podiel Slovenska je 69 % odpadu na skládky odpadov. Podmienkou znižovania negatívnych javov v súvislosti s odpadmi  je komplexná starostlivosť o odpady, hierarchia odpadového hospodárstva a intenzívna podpora triedenia odpadov.

Legislatívne podmienky pre problematiku živočíšnych vedľajších produktov určuje Nariadenie EP a Rady č. 1069/2009 z 21. októbra 2009  a pre problematiku odpadov je to v SR zákon č. 79/2015 Z.z. a pre nakladanie s biologicky rozložiteľným odpadom je to Vyhláška MŽP SR č. 371/2015 Z.z.. To znamená, že biomasou živočíšneho pôvodu a biologicky rozložiteľným odpadom,  sa budeme musieť  v budúcnosti oveľa vážnejšie zaoberať a to bez ohľadu na to aké výstupné produkty sa technológiou ich spracovania dosahujú. Pre oba druhy biomasy sa odporúčajú ako najvhodnejšie technológie na spracovanie a je to práve technológia anaeróbnej a technológia  aeróbnej fermentácie, to znamená výroba bioplynu a kompostu.

Špecifické znaky pre energetické využitie týchto druhov biomasy sú dané prostredím, kde  sa biomasa produkuje, a to:

-          množstvo, vlastnosti a garancia dlhodobej produkcie biomasy ( podľa druhu chovaných zvierat, koncentrácia zvierat, počet obyvateľov a druh biologicky rozložiteľného odpadu, iné druhy rastlinných odpadov a pod.)

-          posúdenie vhodnosti technológie s prihliadnutím na možnosti realizácie výstupných produktov (realizácia bioplynu na výrobu elektriny, tepla, príp. biometánu, odbyt kompostu a pod.)

-          veľkosť navrhnutého zariadenia má podľa zdrojov biomasy regionálny charakterso všetkými znakmi i benefitmi lokálneho využívania odpadovej biomasy.

Decentralizované systémy

Uvedené špecifické znaky pre energetické využitie týchto druhov biomasy naznačuje, že sa jedná o problematiku vyššieho rozvoja zdrojov miestneho, regionálneho významu, s krátkym logistickým prepojením zdrojov a technológie spracovania. V tejto súvislosti má veľký význam dokument Európskej komisie KOM/2011/0885 s názvom Plán postupu v energetike do roku 2050, ktorý popisuje predpokladaný vývoj v oblasti energetiky v krajinách EÚ. Podľa súčasného stavu ťažiskom energetiky v krajinách EÚ sú dve skupiny energetických zdrojov a to centralizované systémy, do ktorých radíme predovšetkým jadrové elektrárne, tepelné elektrárne a veľké vodné elektrárne. Centralizované systémy sú ťažiskové, vyznačujú sa vysokým a stabilným elektrickým výkonom, zvyčajne tvoria základné zdroje energetického systému väčšiny priemyselných krajín. Tepelné elektrárne na fosílne palivá sú veľkým znečisťovateľom ovzdušia (emisie CO2, CH4, vodná para a i.) a naopak jadrové elektrárne považujeme za nízkouhlíkové, tzv. čisté (ak neuvažujeme s vyhoretým jadrovým palivom, prípadne inými kontaminovanými odpadmi, ktorých bezpečné úložiská sú svetovým problémom).

Druhým sú tzv. decentralizované systémy, medzi ktoré radíme predovšetkým malé zariadenia na energetické využívanie obnoviteľných zdrojov energie. Výkon týchto zariadení sa pohybuje od najnižších (niekoľko desiatok kWe) až po MWe, ale napr. pre porovnanie uvedieme, že všetka fotovoltaika na Slovensku predstavuje len o čosi väčší výkon ako dostavba 1 bloku Mochoviec – 471 MWe). Budovaniu decentralizovaných systémov zariadení na energetické využívanie OZE venuje  Európska únia veľkú pozornosť.  Európsky hospodársky a sociálny výbor sa 14. februára 2013 rozhodol podľa článku 29 ods. 2 rokovacieho poriadku, vypracovať stanovisko z vlastnej iniciatívy na tému „Bezpečnosť potravín a bioenergia“[ 2 ], v ktorom sa píše:              „ Európsky hospodársky a sociálny výbor sa domnieva, že na podporu integrovaného rozvoja bioenergie na príslušnom území je potrebné vyvinúť model decentralizovanej výroby a krátkeho reťazca s malými zariadeniami na transformovanie lokálne vyrobenej biomasy, čo bude priaznivé pre životné prostredie a prinesie možnosť priameho zapojenia poľnohospodárov do reťazca“.

image004 image005

Zdroj: archív ABE

Problematikou decentralizácie systémov sa zaoberala aj Európska komisia, vo svojom oznámení [ 3 ] píše: „Decentralizácia energetického systému a výroby tepla sa zvyšuje z dôvodu vyššej výroby energie z obnoviteľných zdrojov. Ako však vyplýva zo scenárov, centralizované rozsiahle systémy, ako sú napríklad jadrové elektrárne, tepelné elektrárne na fosílne palivá alebo  na zemný plyn, a decentralizované systémy budú musieť vo zvýšenej miere spolupracovať. V novom energetickom systéme musí vzniknúť nová konfigurácia decentralizovaných a centralizovaných rozsiahlych systémov, ktoré budú závisieť jeden od druhého, napríklad keď miestne zdroje nie sú dostatočné, alebo sa menia v čase.“   O podmienkach realizácie oboch systémov sa v dokumente píše : „Voľby medzi centralizovaným alebo decentralizovaným kompostovaním, výrobou energie digesciou a rôznymi spôsobmi využívania vyrobenej energie – doprava, elektrina, výroba tepla budú závisieť od miestnych podmienok (energetický mix, možné synergie s ostatnými politikami) a mali by o nich rozhodovať členské štáty“.

O tom, či sa budú budovať decentralizované systémy zariadení na energetické využitie biomasy teda budú rozhodovať členské štáty samy. Podmienky na budovanie decentralizovaných systémov zariadení na energetické využívanie biomasy na Slovensku máme, sú to najmä výrobné odvetvia, charakterizované veľkým množstvom a dlhodobou garanciou produkovanej biomasy:

- V poľnohospodárstve, v odvetví živočíšnej vyroby, sa vyprodukuje na Slovensku do 10 mil. ton hnoja, hnojovice a exkrementov hospodárskych zvierat, ktoré je potrebné environmentálne vhodným spôsobom ošetriť, uskladniť a spracovať. Produkcia biomasy zo živočíšnej výroby je rovnomerne rozdelená po celom území Slovenskej republiky, podľa údajov poslednej inventarizácie fariem [ 5 ] v chove hovädzieho dobytka evidujeme 819 fariem spočtom zvierat nad 100 ks. Priemerný stav na jednu farmu je 420 ks zvierat. V chove ošípaných evidujeme až 160 fariem s počtom zvierat nad 500 ks, pričom priemerný stav zvierat na farmu je 3 125 ks ošípaných. V prípade riešenia hnojovej koncovky farmy, ktorou bude bioplynová stanica malého výkonu (do 250 kW), by sme mohli v krátkom čase vybudovať 400 až 500 malých decentralizovaných zariadení  na výrobu bioplynu. Tento môžeme následne energeticky využívať na výrobu elektriny alebo tepla.

- V komunálnej sfére máme na Slovensku okolo 100 obcí s počtom obyvateľstva v rozsahu od 5000 do 100 000, ktoré produkujú komunálny odpad a môžu využiť technológie na energetické spracovanie biologicky rozložiteľného odpadu či už termickým rozkladom alebo anaeróbnou fermentáciou. Priemerná produkcia komunálneho odpadu na Slovensku je okolo 315kg/osobu/rok. Časť týchto zariadení by mohla byť projektovaná na spracovanie komunálneho odpadu spolu s poľnohospodárskou biomasou. Osobitnú pozornosť si bude vyžadovať odpadová biomasa z reštaurácií a zariadení verejného stravovania, z výroby potravinárskych výrobkov, z veľkoskladov a veľkopredajní s potravinárskymi produktami, ktoré je potrebné hygienicky nezávadne spracovať, tzv. hygienizácia  odpadov. Na Slovensku sa vyprodukuje asi 156 kg/osobu /rok potravinárskeho odpadu.

- Nevyužitá poľnohospodárska pôda, jej plochu predstavuje rozdiel vo výmere poľnohospodárskej pôdy podľa katastra  a výmery pôdy, na ktorú sa poberajú dotácie na poľnohospodársky využívanú pôdu. Táto výmera predstavuje asi 500 tis. ha, z tejto výmery plochu asi 77 tis. ha predstavuje orná pôda a asi 350 tis ha plocha trvalých trávnych porastov. Z tejto plochy by sme dokázali vyprodukovať biomasu pre cca130 až 150 BPS malého výkonu.

Na realizáciu decentralizovaného systému však nestačí len vyprodukovať biomasu, ale je potrebné vytvoriť aj vhodné legislatívne prostredie, a to najmäzvýšením účinnosti podpory pre energetické využívanie odpadovej biomasy z poľnohospodárstva a komunálnej sféry, vypracovaním a zavedením koordinovaného riadenia centralizovaného a decentralizovaného systému zariadení na výrobu elektriny a zavedenim povinnosti výkupu elektriny vyrobenej z odpadových druhov biomasy (poľnohospodárskej i komunálnej ) technológiou anaeróbnej fermentácie.  Z realizácie decentralizovaného systému zariadení na energetické využitie odpadových druhov biomasy nehľadajme len prínos pre prevádzkovateľa zariadenia vo forme „ zisku z vyrobenej elektriny“, alenajdôležitejším a celospoločenským  prínosom je environmentálne spracovanie a využitie biologicky rozložiteľného odpadu.

Prínosy

Relizáciou decentralizovaného systému zariadení na energetické využitie odpadových druhov biomasy predpokladáme dosiahnuť najmä nasledovné prínosy:

1) Podporíme ciele k zvýšeniu sebestačnosti SR v produkcii živočíšnych výrobkov, v súlade s Koncepciou rozvoja poľnohospodárstva SR na roky 2013 až 2020. Podporíme snahu o udržanie prevádzky fariem živočíšnej výroby a k nárastu stavov chovaných hospodárskych zvierat. Podporíme snahu o zavádzanie moderných technologických postupov, najmä hnojovú koncovku fariem, čím prispejeme aj k ochrane životného prostredia, ochrane poľnohospodárskej pôdy a krajinotvorbe. Priamym nadviazaním hnojovej cesty medzi farmou a bioplynovou stanicou, teda vylúčením skládkovania,  zabránime tvorbe emisií  amoniaku  asi 6 300 ton za rok a minimálne rovnaké množstvo emisií metánu.

2) V komunálnej sfére umožníme dosiahnuť plánované ciele v znížení podielu skládkovania biologicky rozložiteľných odpadov a podporíme ich energetické využívanie, čím dosiahneme zníženie tvorby amoniakových a metánových emisií do ovzdušia. Lokálnym využívaním vyrobenej energie pomôžeme samosprávam pri riešení dosahovania  úspory energií vo vlastných podmienkach (verejné osvetlenie a spotreba elektriny v obecných objektoch, úspory tepla na vykurovanie a pod.) V konečnom štádiu sú to úspory rozpočtových nákladov obcí.

3) V sociálnej sfére môžeme zavedením systému vytvárať pracovné miesta spojené s výrobou energie z obnoviteľných zdrojov [ 4 ],energetickou efektívnosťou, odpadovým hospodárstvom a hospodárením s vodami, kvalitou ovzdušia, obnovou a zachovaním biologickej diverzity teda aj z odpadovej biomasy z poľnohospodárstva a komunálnej sféry a riešiť otázky zamestnanosti problémových, aj menej kvalifikovaných pracovných síl.  Realizáciou zariadení dosiahneme to, že výnosy z prevádzky zariadení zostávajú v danom regióne a prispievajú k jeho rozvoju.

Na záver: Energetické využívanie obnoviteľných zdrojov energie môže mať trvalo udržateľný charakter len vtedy, keď má trvalý ekonomický prínos, ak je ekologicky neškodné a celospoločensky akceptovateľné.

Literatúra:

[ 1 ]  Rusňák P., Pepich Š.: Koncepcia rozvoja poľnohospodárskych bioplynových stanícna

Slovensku, TSÚP Rovinka, máj 2013

[2] EUR-Lex 2013/C 341/04: Stanovisko Európskeho hospodárskeho a sociálneho výboru na         Téma: „Bezpečnosť potravín a bioenergetika“, stanovisko z vlastnej iniciatívy

[ 3 ] KOM/2011/0885: Oznámenie Komisie Európskemu parlamentu, Rade, Európskemu    hospodárskemu a sociálnemu výboru a výboru regiónov. Plán postupu v energetike do roku 2050

[ 4 ] KOM/2014/0446 : Oznámenie Komisie európskemu parlamentu, Rade, Európskemu       hospodárskemu a sociálnemu výboru a výboru regiónov. Iniciatíva na podporu zelených pracovných miest.Využitie potenciálu hospodárstva vytvárať pracovné miesta

[ 5 ] Štrukturálny cenzus fariem 2010 – komplexné výsledky, ŠÚ SR, číslo: 850-0070/2012,                        ISBN 978-80-8121-163-8

Tento obsah bol zaradený v Agrobioenerfia číslo 1/2016. Zálohujte si trvalý odkaz.

Komentáre sú uzavreté.