Korzystając z naszej strony internetowej, wyrażają Państwo zgodę na używanie cookies. Więcej informacjiClose
Kompleksowe badania i monitoring biotechnologiczny biogazowni firmy POLBIOTECH LABORATORIUM Sp. z o.o.
Zespoły kogeneracyjne zasilane paliwami gazowymi firmy Horus Energia

Opatentowane technologie instalacji biogazowych czekają na wdrożenie

a+a-    Powrót       16 października 2019       Energia   

Wytwarzanie biogazu i kompostu jest doskonałym remedium m.in. na problemy związane z intensywnym chowem zwierząt. Opatentowane przez Instytut Technologiczno-Przyrodniczy w Falentach rozwiązania czekają na wdrożenie. O sojuszu nauki z inwestorami mówi prof. dr hab. inż. Wacław Romaniuk.

prof. dr hab. inż. Wacław Romaniuk
Profesor zwyczajny w Zakładzie Systemów Infrastruktury Technicznej Wsi w Instytucie Technologiczno-Przyrodniczym w Falentach

Teraz Środowisko (TŚ): Biogazownie rolnicze działają w Polsce od 2011 r., co się zmieniło na przestrzeni lat w kwestii technologii, ale i w uwarunkowaniach prawno-gospodarczych?

Wacław Romaniuk (WR): Nad tematem biogazowni w Instytucie Technologiczno-Przyrodniczym zaczęliśmy intensywnie pracować zaraz po przemianach ustrojowych, początkowo w ramach programu ówczesnego Ministerstwa Rolnictwa i Gospodarki Żywnościowej. Sytuacja biogazowni zawsze była w dużym stopniu uzależniona od sytuacji ekonomicznej i energetycznej kraju, co było widoczne w dynamice rozwoju tego segmentu gospodarki. I tak, na początku roku 2000 było duże zainteresowanie energią odnawialną, a zwłaszcza biogazem, w efekcie czego w tym okresie powstało około 50 małych biogazowni, czyli takich, których komory fermentacyjne miały parametry w przedziale od 25 m sześc. do około 500 m sześc. Biogazownie były eksploatowane przez rolników indywidualnych i działały z dofinansowaniem Ministerstwa Rolnictwa. Powstawały one głównie na potrzeby energetyczne i sanitarne gospodarstw.

Aktualnie produkcja biogazu rolniczego jest prowadzona przez 91 podmiotów w 101 biogazowniach, a ostatnie lata są oceniane przez inwestorów jako trudne, z punktu widzenia uwarunkowań prawnych. Biorąc pod uwagę obecne wyzwania klimatyczno-środowiskowe, widać pewne światełko w tunelu dla rozwoju biogazowni, choć wciąż główną przeszkodą na drodze do szerokiego wprowadzenia instalacji biogazowych do praktyki jest stosunkowo wysoki koszt ich budowy i eksploatacji. Stąd zintensyfikowane w ostatnich latach prace badawcze ITP mają na celu obniżenie kosztów budowy i eksploatacji instalacji biogazowych. Poszukiwania idą m.in. w kierunku wykorzystywania odpadów rolniczych o wysokiej zawartości suchej pozostałości organicznej, co wiąże się z możliwością znacznego zwiększenia obciążenia komory oraz zwiększoną jednostkową produkcją biogazu.

TŚ: ITP wychodzi z innowacyjną ofertą, ale czy rolnicy są zainteresowani współpracą z Instytutem?

WR: Tak, widzimy to na wielu polach. Rolnicy zgłaszają się do nas z konkretnymi pomysłami na inwestycje, ale potrzebują wiedzy fachowej, jakiej technologii użyć i gdzie zdobyć finansowanie na przeprowadzenie inwestycji. Zgodnie z wytycznymi programu „Nauka w biznesie” Ministerstwa Rolnictwa, o granty unijne mogą ubiegać się jedynie rolnicy/przedsiębiorcy, którzy współpracują z instytutami badawczymi i uczelniami wyższymi. Przedsiębiorcy zyskują wiedzę, a Instytut opracowując konkretny wniosek grantowy, ma szansę na wdrożenie swoich technologii i patentów. Szczególnie, że w Polsce jest miejsce zarówno dla mikrobiogazowni rolniczych poniżej 100 kW zainstalowanej mocy, jak też dla obiektów wielokrotnie większych. ITP opracował propozycje rozwiązań instalacji biogazowych dla gospodarstw rodzinnych i farmerskich, łącznie z zagospodarowaniem substratu pofermentacyjnego. Ostateczna decyzja inwestycyjna musi być poprzedzona wszechstronną analizą indywidualnych możliwości i potrzeb.

TŚ: Co konkretnie proponujecie?

WR: Proponujemy np. rozwiązania instalacji dla biogazowni z komorą fermentacyjną żelbetową o pojemności 100 m sześc. przeznaczonych dla gospodarstw o obsadzie ok. 100 DJP i ich wielokrotność oraz dla gospodarstw o obsadzie 200 do 500 DJP odpowiednio do wielkości komory i mocy elektrycznej oraz instalacje do kompostowania i zagospodarowania substratów pofermantacyjnych. Opracowaliśmy metodę produkcji kompostu powstałego w wyniku zagospodarowania substratu pofermentacyjnego według schematu postępowania, w którym przefermentowana gnojowica poddawana jest dalszej obróbce poprzez wymieszanie jej z pociętą słomą pokombajnową, torfem i innymi odpadami rolniczymi. Masa kierowana jest do otwartej komory gnojowej, w której jest składowana około 3 miesięcy i przez cały okres fermentacji zraszana świeżą gnojowicą. W pierwszym etapie procesu kompostowania przebiegają głównie procesy beztlenowe w wyniku zaszczepienia bakteriami metanowymi z przetworzonej gnojowicy z biogazowni. Proces ten powoduje szybki rozkład cukrów złożonych, peptydów i lipidów do związków prostych i ich mineralizację. W następnym etapie kompostowana masa jest napowietrzana. W masie słomy rozpoczyna się proces fermentacji tlenowej, w czasie której temperatura osiąga 50-60 stopni C. Pod koniec tego procesu temperatura spada, wtedy należy powstałą masę wymieszać i ułożyć na płycie kompostowej i dodatkowo napowietrzać za pomocą dmuchawy. Kompostowana masa poddana intensywnemu napowietrzaniu, przechowywana jest przez okres jednego miesiąca.

TŚ: Jakie zalety ma kompost uzyskany w takim procesie?

WR: Finalny produkt kompostowania charakteryzuje się dużym stopniem biodegradacji (ok. 60 proc.) i higienizacji. Jest bezpieczny pod względem bakteriologicznym i chemicznym dla ludzi i środowiska. Masa organiczna po kompostowaniu ma wilgotność ponad 60 proc. Wilgotność całej masy należy sprowadzić do około 40 proc. Suszenie w sprzyjającej pogodzie wykonuje się w słońcu – przerzucając substrat rozłożony cienką warstwą na płycie betonowej. W okresie niesprzyjającym dosuszanie można prowadzić w suszarni podłogowej z nawiewem ciepłego powietrza. Wilgotność można sprawdzić metodą suszarkowo-wagową.

Wysuszoną masę należy przesiać w celu wyeliminowania zanieczyszczeń mechanicznych i poddać rozdrobnieniu. Tak przygotowana masa jest podstawowym składnikiem nawozu. Na tej bazie opracowano dwie mieszanki nawozowe. Pierwsza mieszanka (o odczynie pH=7,5) przeznaczona jest do nawożenia warzyw, upraw polowych, działkowych, w szklarniach i tunelach foliowych; druga zaś do zastosowania w uprawach roślin iglastych (pH=5,5).

TŚ: Opracowaliście Państwo dwa patenty do wypłukiwania obornika w formie płynnej masy organicznej, która jest łatwiejsza do przerobienia na produkcje biogazu. Co stanowi istotę tego wynalazku?

WR: Przedmiotem wynalazku jest wytwarzanie biogazu w wyniku pozyskania substratu pełnego z obornika, poprzez jego wypłukanie cieczą pochodzącą z produkcji zwierzęcej. Istotę wynalazku stanowi sposób wytwarzania biogazu polegający na tym, że zmagazynowany na gnojowni obornik ładuje się za pomocą ładowarki do kontenera, po czym wypełniony obornikiem kontener umieszcza się w wypłukująco-silosowej, zamykanej hermetycznie komorze, a odciekającą z obornika ciecz, zwaną organiczną frakcją, gromadzi się w zbiorniku. Płynną frakcję organiczną przepompowuje się do fermentacyjnej komory i podgrzewa się, okresowo mieszając i uzupełniając tak, aby zachować stały poziom frakcji organicznej. Proces fermentacji pobudza się i intensyfikuje poprzez zmagazynowanie w fermentacyjnej komorze bakterii metanowych oraz poprzez dodawanie substratu roślinnego z roślin energetycznych za pomocą ślimakowego przenośnika. Jest to na ogół rozdrobniona masa zielona kukurydzy lub traw. Wytworzony w wyniku fermentacji biogaz poddaje się odwodnieniu i odsiarczeniu, po czym przesyła się do kogeneracyjnego agregatu, przetwarzającego ten biogaz na energię cieplną i elektryczną. Niezbędnym elementem wyposażenia fermentacyjnej komory biogazowni jest kolektor słoneczny, zasilający grzałki zamontowane wewnątrz komory fermentacyjnej.

TŚ: A co robi się z nadmiarem ciekłego substratu?

WR: Część niewykorzystana do wypłukiwania obornika jest kierowana do magazynującego zbiornika, a następnie wykorzystywana do zasilania upraw roślinnych. Natomiast wytworzony biogaz z fermentacyjnej komory i z silosowo-wypłukującej komory po odwodnieniu i odsiarczeniu przesyła się rurociągiem do kogeneracyjnego agregatu produkującego z tego gazu energię cieplna i elektryczną. Z kolei wypłukany cieczą obornik, znajdujący się w kontenerach, przemieszcza się na pryzmę i zabezpiecza przed opadami. Wypłukany obornik z cieczy organicznej pozostaje do dyspozycji jako materiał na ściółkę lub jako komponent do produkcji kompostu. Resztki cieczy z obornika są odprowadzane do wstępnego zbiornika.

Takie przetwarzanie nawozów naturalnych, np. obornika lub gnojowicy, prowadzi do redukcji uciążliwych zapachów. Pozostałość pofermentacyjna jest mniej uciążliwa dla środowiska naturalnego niż nawóz naturalny, nieprzetworzony.

TŚ: Czy Państwa technologie znajdują zastosowanie także poza granicami Polski?

WR: Współpracujemy z wieloma krajami, a w temacie pozyskania i zagospodarowania biogazu szczególnie cenny jest kontakt z Litwą, Białorusią, Szwecja, Łotwą. Duża dynamika nastąpiła w ostatnim czasie na Ukrainie. Warto przypomnieć, że w ramach międzynarodowego projektu EUREKA prowadzonego z Węgrami i Szwedami opatentowaliśmy metodę produkcji bionawozu ekologicznego, który przez kilka lat był dostępny na polskim rynku. Proponujemy nowoczesne i innowacyjne rozwiązania technologiczne, które kładą akcent na wykorzystanie alternatywnych źródeł energii. Prowadzimy intensywne badania w kierunku zastosowania innowacyjnej metody transportu sprężonego biogazu pozyskanego w rolniczych biogazowniach z komorą np. 500-1000 m sześc., uzyskaliśmy patent na sprężanie biogazu i dystrybucję w małych ilościach do rolników indywidualnych.

Wszystkie te działania wynikają z głównego zadania Instytutu, jakim jest propagowanie wiedzy i inspirowanie do nowych rozwiązań. M.in. dlatego już od 25 lat organizujemy międzynarodową konferencję naukową poświęconą problematyce intensyfikacji produkcji zwierzęcej z uwzględnieniem ochrony środowiska, standardów UE i produkcji energii alternatywnej, w tym biogazu. Niestety trzeba przyznać, że naszym głównym ograniczeniem jest problem z finansowaniem nowatorskich pomysłów, które mogą zmienić oblicze polskiego rolnictwa, w tym możliwości pozyskania energii w postaci biogazu.

Katarzyna Zamorowska: Dziennikarz, prawnik

Polecamy inne artykuły o podobnej tematyce:

Spółdzielnie energetyczne – kolej na ruch biznesu (29 października 2019)Wod-kan poważnym udziałowcem rynku OZE? Duże szanse z pomocą biogazu (29 października 2019)Power to gaz: mariaż biogazu z energią wiatrową (29 października 2019)Gaz składowiskowy, czyli energia z oparów (28 października 2019)Monitoring biotechnologiczny biogazowni, czyli jak okiełznać procesy fermentacji (23 października 2019)
©Teraz Środowisko - Wszystkie prawa zastrzeżone.
Kopiowanie i publikacja tekstów, zdjęć, infografik i innych elementów strony bez zgody Wydawcy są zabronione.
▲  Do góry strony