Bioplyn je směs plynů vznikající při mikrobiálním rozkladu organické hmoty v nepřítomnosti kyslíku. Jde o nejznámější produkt tohoto rozkladu. Na bioplyn se dají v bioplynových stanicích přeměnit čistírenské kaly, kejda, veškerý organický odpad z rostlinné i živočišné výroby. V současné době představuje nejefektivnější využití bioplynu pohon
spalovacích motorů spojených s agregátem na výrobu elektrické energie, tzv. kogenerační výroba elektrické energie. Odpadní teplo z chlazení motoru a spalin se využívá k ohřevu anaerobních reaktorů či k výrobě teplé vody, vytápění, sušení a podobně. V některých evropských městech jezdí na bioplyn městská doprava a ve Švédsku dokonce i vlak.
Anaerobní mikroorganismy, podílející se rozhodující měrou na výše zmíněném rozkladu, patří mezi nejstarší živé organismy na Zemi. Se vzrůstající koncentraci kyslíku v atmosféře se mikroorganismy lokalizovaly do prostředí bez kyslíku, které jim umožňovalo přežívat. V dnešní době je tak v přírodě nacházíme v bažinách (bahenní plyn), termitištích, rýžových polích, v zažívacím traktu živočichů (intestinální fermentace) a podobně.
Historie, současnost
a budoucnost
Nejstarší zmínka o bioplynu je zaznamenaná na hliněné destičce z Asýrie z 10. století před naším letopočtem.
První bioplynová stanice v moderním pojetí byla postavena v leprosariu v indické Bombaji v roce 1859.
Pokusy Pasteurova žáka s fermentací hnoje měly natolik příznivé výsledky, že sám Louis Pasteur považoval za možné využít bioplyn ke svícení a topení. Projekty na osvětlení Paříže bioplynem z pouličních „koňských koblížků“, představené deníkem Le Figaro se ale realizace nedočkaly. První provozní zemědělské zařízení na produkci bioplynu postavili v roce 1938 v Alžírsku.
Pro rozmach výroby a využití bioplynu byl rozhodující rozvoj čištění odpadních vod začátkem minulého století v Anglii a Německu, kde se začal vznikající bioplyn používat k ohřevu technologie a ke svícení (plynové lampy) na čistírnách odpadních vod.
Druhým obdobím rozvoje „bioplynových technologií“ byla 2. světová válka. Nedostatek paliv v Evropě stimuloval budování provozních bioplynových stanic, například ve Francii nebo v Německu.
Nejmohutnější rozvoj této technologie nastal v druhé polovině minulého století v souvislosti se vzrůstající cenou a nejistotou v dodávkách fosilních paliv. Proces navíc podpořila nutnost environmentálně příznivého zpracovávaní obrovského množství produkovaných organických odpadů.
V současnosti existují po celém světě desítky milionů bioplynových stanic různé technické úrovně, zpracovávající celou škálu organických surovin, hlavně odpadů. Největší počet bioplynových stanic (a to několik milionů) je v Číně a Indii. Jedná se o jednoduché malé domovní stanice produkující několik kubíků (m3) bioplynu denně. Ten je pak využíván hlavně ke svícení a vaření.
Ve vyspělých zemích světa je lídrem v této technologii hlavně Evropa, konkrétně Německo, Rakousko, Dánsko a Švédsko. V méně rozvinutých zemích se očekává další rozšíření technicky nenáročných bioplynových stanic s výkony několik kilowattů.
V Evropě, USA a Kanadě má zelenou výstavba technicky složitějších zařízení o elektrickém výkonu stovek kilowattů až megawattů elektrického výkonu.
Největší počet bioplynových stanic, několik tisíc, je v současnosti v Německu. V SRN evidují i nejvyšší meziroční nárůst jejich počtu.
Evropské státy, které v minulosti investovaly do bioplynových technologií se snaží svoje technologie exportovat, hlavně do Číny, Japonska a USA.
I Česká republika má dlouholetou tradici ve výzkumu, vývoji a provozování bioplynových stanic. Ještě před deseti lety patřila v této technologii ke špičce. Ukazuje se, že současná legislativa spojená s finančními stimuly (investiční dotace, výkupní cena elektrické energie z bioplynu) pozitivně ovlivní další rozmach bioplynové technologie u nás.
Základy anaerobních procesů
Anaerobní (bez přístupu vzduchu) metanová fermentace organických materiálů - metanizace - je souborem procesů při nichž směsná kultura mikroorganismů postupně rozkládá biologicky rozložitelnou organickou hmotu. Produkt jedné skupiny mikroorganismů se stává substrátem - zdrojem pro skupinu následující. Konečnými produkty rozkladu původní organické hmoty jsou:
Bioplyn – směs plynů (CH4, CO2, H2, N2, H2S) - pro mikroorganismy odpad, ale pro uživatele to nejdůležitější,
Nerozložený zbytek původní organické hmoty. To, co mikroorganismy nestihly, nebo nemohly vzhledem k podmínkám, hlavně době fermentace rozložit. Nerozložený zbytek obsahuje prakticky všechny minerální látky obsažené v původní hmotě a navíc je výrazně redukován zápach a počet patogenních mikroorganismů.
Hlavní předností anaerobní fermentace je tak transformace a zušlechťování organických látek, včetně odpadních do energeticky bohatého bioplynu. Z bilance rozkladu vyplývá:
90 % energie obsažené v původní biomase je transformováno do bioplynu, 5 až 7 % je spotřebováno na růst mikroorganismů a 3 až 5 % se ztrácí ve formě reakčního tepla.
Z rozložené hmoty přechází 95 % uhlíku do bioplynu a 5 % do biomasy mikroorganismů.
Bioplynové stanice
Udržování vhodných podmínek anaerobní fermentace v reaktorech – bioplynových stanicích (BPS) - umožňuje v porovnání s přírodními systémy a skládkami odpadů podstatně rychlejší rozklad organické hmoty a tím vyšší a rychlejší produkci bioplynu.
Cílem řízení procesu anaerobní fermentace je zabezpečení kontinuální optimalizace průběhu vlastní fermentace s cílem vyrovnané a maximální možné produkce bioplynu s co možná nejvyšší koncentrací metanu, která je však primárně daná složením zpracovávaného substrátu. Z praktického hlediska je možné proces ovlivnit, kromě dostatečného míchání, zabezpečení optimální teploty a pH hlavně regulací množství a kvality zpracovávané suroviny. Vzhledem k velkým objemům a relativně malé rychlosti průběhu anaerobní fermentace není proces náročný na rychlost „zásahu“.
Při dobře vedené fermentaci je proces z hlediska časového poměrně stabilní. Například v případě Zemědělské bioplynové stanice v Třeboni proces běží bez přerušení již 32 let.
Základním prvkem BPS je reaktor (fermentor, vyhnívací nádrž). V praxi to nejčastěji bývá betonová nebo kovová nádoba válcovitého tvaru, vybavená míchacím zařízením, ohřevem suspenze a zařízením na kontinuální odběr bioplynu. Objem reaktorů se pohybuje od několika desítek do několika tisíc m3 (až 6000 m3 ). Dle složení zpracovávaného odpadu a kultivačních podmínek se denní produkce bioplynu pohybuje v rozmezí jeden až tři m3 bioplynu na m3 reaktorového objemu.
Reaktor může být samotný, nebo může jít o více reaktorů zapojených do série nebo paralelně. Vznikající bioplyn je jímán v plynojemu, který slouží jako zásobník k vyrovnávání denních fluktuací v produkci a spotřebě bioplynu.
Horizontální průtočný reaktor
Horizontální průtočný reaktor (Darmstadt systém) je ocelová nebo plastová, tepelně izolovaná válcová nádrž v průměru zpravidla dva až tři metry, délky dle potřebné kapacity reaktoru. Nádrž je uložena na podstavcích tak, aby její sklon byl 3 až 5 %.
Promíchávání obsahu reaktoru a pohyb směsi směrem k druhému níže položenému konci, je zabezpečen lopatkami umístěnými na hřídeli procházející horizontální osou reaktoru. Rychlost míchání je pomalá, jedna až tři otáčky za minutu.
Vznikající bioplyn se hromadí v horní části reaktoru, odkud je odváděn do plynojemu. Ve spodní části, v nejnižším bodě reaktoru, je jeden nebo více odkalovacích ventilů. Vytápění je řešeno rozvodem trubek uvnitř reaktoru. Běžné je i umístění ve dvojité stěně reaktoru, nebo je vytápění integrováno s mícháním, umístěním v duté hřídeli míchadla.
Obr. 1 - Horizontální průtočný reaktor
Vertikální reaktory
Daleko rozšířenější jsou vertikální reaktory. Jejich konstrukce vychází ze standardních, ocelových nebo betonových uskladňovacích nádrží na kejdu, případně obilí
K zabezpečení plynotěsnosti stačí kvalitní betonová konstrukce nádrže a střechy, případně doplněná plynotěsnou fólií. K tepelné izolaci se používají běžné izolační materiály jako je polystyrén, nebo skelná vata. V některých případech jsou celé nádrže, nebo jejích část umístěny pod úrovní terénu.
Nádrže jsou vyráběny sériově, což se projevuje v nižší ceně za jednotku objemu. Nejčastěji používané objemy se pohybují v rozmezí 250 až 3000 m3. Výška reaktorů bývá 3 až 8 metrů a průměr 8 až 30 metrů.
Obr. 2 - Vertikální reaktor
Vzhledem k vysoké provozní spolehlivosti se k uskladnění bioplynu téměř výlučně používají jedno- nebo dvoumembránové nízkotlaké plynojemy. Plynojem je v mnoha případech součástí reaktoru jako zastřešení.
Centralizované
bioplynové stanice
Centralizované bioplynové stanice v zemědělství narozdíl od malých bioplynových stanic zpracovávají odpad z několika samostatných zemědělských farem. Z důvodu srovnatelnosti co do množství zpracovaného odpadu, technologie zpracování, postfermentační úpravy, využití bioplynu atd. je vhodné k centralizovaným stanicím řadit i bioplynové stanice vybudované při velkochovech hospodářských zvířat ve státech střední a východní Evropy. Výhodou centralizovaných bioplynových stanic jsou:
nižší jednotkové ceny investic,
efektivnější využití investic (cisterny, dopravní prostředky atd.),
kvalifikovanější obsluha bioplynové stanice,
vzhledem k větší produkci bioplynu možnost komplexnějšího uplatnění přebytků tepla, elektrické energie (dodávky do elektrické sítě a sítě centrálního vytápění),
vyrovnanější kvalita anaerobně stabilizovaného odpadu,
menší potřeba stavebních pozemků a
lepší možnosti získání úvěrů a dotací.
I když několik většinou demonstračních centralizovaných bioplynových stanic bylo od osmdesátých let postaveno ve více státech západní Evropy, největšího rozmachu dosáhlo Dánsko. Výraznou roli tam sehrává stát svojí skutečně environmentální politikou. Stát poskytuje dotace na výstavbu nových stanic, dotuje ceny energií získaných z obnovitelných zdrojů a zatěžuje tzv. ekologickou daní fosilní paliva (topné oleje, uhlí).
Na základě dánských zkušeností se již další státy začínají intenzivněji zabývat anaerobní stabilizací zemědělských odpadů v centralizovaných bioplynových stanicích. Jako příklad lze uvést centralizovanou bioplynovou stanici ve Studsgaardu, kde zpracovávají kejdu a chlévskou mrvu z okolních farem, organické odpady z potravinářského průmyslu a organickou frakci tuhého domovního odpadu. Při anaerobní stabilizaci jsou tyto odpady konvertovány (ročně) na: 4,2 milionu m3 bioplynu, 129 000 tun kapalného hnojiva pro zemědělství, 1000 tun tuhého anaerobního zbytku pro skládky a 700 tun spalitelného odpadu. Tuhý anaerobní zbytek je kompostu podobný materiál, který však může ještě obsahovat kousky plastů a jiných příměsí. Tento materiál může být použit na zakrytí skládek, nebo po smíchání s dřevními štěpky spalován. Sušina organické frakce tuhého domovního odpadu přechází při anaerobní stabilizaci z 50 % na bioplyn, 32 % na kapalné hnojivo, 8 % na kompost a 10 % zůstává jako nerozložitelný zbytek.
Bioplyn je prodáván městu Herning vlastnící kogenerační jednotku na bioplyn a zemní plyn. Z bioplynu se tak vyprodukuje ročně 10 500 MWh elektrické energie, prodávané do sítě a 13 500 MWh tepelné energie je dodáváno do sítě centrálního vytápění.
Suroviny do reaktoru
Anaerobní fermentaci je obecně možné zpracovávat všechny biologicky rozložitelné suroviny (odpady), které neobsahují látky potlačující vlastní mikrobiální rozklad (antibiotika, těžké kovy atd.). Produkce bioplynu vznikajícího jejích rozkladem závisí pak jenom na době rozkladu, teplotě fermentace a složení samotné suroviny. Je logické, že čím má surovina jednodušší složení tím je snáze rozložitelná (tuky, jednoduché cukry a bílkoviny) versus celulóza, hemicelulóza atd. Výhodou fermentace je, že můžeme míchat různé suroviny tzv. kofermentace. Spíše z pohledu člověka než vlastních mikroorganismů, a často právě kvůli kofermentaci toto dělení nemusí být vždy jednoznačné, je možno dle zpracovávané suroviny dělit BPS na:
zemědělské – zpracovávající převážně zemědělské suroviny (exkrementy hospodářských zvířat, zbytky z rostlinné výroby, cíleně pěstovanou biomasu),
průmyslové – zpracovávající odpad z průmyslové výroby, hlavně potravinářského průmyslu (pivovarské, cukrovarnické a mlékárenské odpady, odpady z výroby celulózy, jateční odpady atd.),
komunální bioplynové stanice - při čistírnách komunálních odpadních vod - (zpracovávající hlavně čistírenské kaly) a bioplynové stanice zpracovávající komunální biologicky rozložitelný odpad,
centralizované bioplynové stanice – rozšířené hlavně v Dánsku, velké bioplynové stanice zpracovávající různé druhy odpadů z okolí. Výhodou je komplexní využití bioplynu k výrobě elektrické energie a centrálnímu vytápění,
skládky - speciální kategorie zařízení využívajících anaerobní fermentaci tuhých odpadů.
Graf 1 - Produkce bioplynu z 1 t různých substrátů v čerstvém stavu
Využití bioplynu
Složení produkovaného bioplynu závisí v první řadě na druhu rozkládaného substrátu a dále na parametrech vlastní fermentace (doby zdržení substrátu ve fermentoru, teplotě atd.). V případě dobře vedené fermentace tvoří obsah metanu vždy přes 50 % objemových obsahu bioplynu. Na obsahu metanu závisí výhřevnost bioplynu. Druhou významnou složkou je oxid uhličitý. Ostatní plynné součástí – minoritní složky tvoří maximálně několik objemových procent.
Tabulka 1 – obsah metanu v různých substrátech
Bioplyn Obsah metanu (obj. %)
Čištění odpadních vod (ČOV) 60 až 70
Zemědělské odpady 55 až 75
Průmyslové odpady 60 až 80
Skládky 35 až 55
Minoritní složky bioplynu hrají bezvýznamnou roli v jeho výhřevnosti, ale výrazně ovlivňují další využití bioplynu, hlavně při spalování v kogeneračních jednotkách za účelem výroby elektrické energia a tepla. V tomto případě hraje důležitou roli obsah sulfanu (H2S). V současnosti však existují poměrně levné, běžně používané technologie na jeho odstraňování.
Bioplyn, resp. metan v něm obsažený je z hlediska ekonomického nejdůležitějším výstupem anaerobní fermentace v bioplynových stanicích. Vysoký obsah metanu a tím i vysoká výhřevnost (14 až 27 MJ/m3) řadí bioplyn mezi ušlechtilé zdroje energie. Bioplyn se z reaktorů odvádí do nízkotlakého plynojemu (objemu na asi 0,5 denní produkci bioplynu) a odtud se rozvádí k dalšímu využití. V současné době jsou realizovány následující způsoby využívání bioplynu:
Spalování - technicky nejjednodušší způsob využití bioplynu. Teplo z bioplynu však není dotováno.
Výroba elektrické energie a tepla – technicky a investičně náročnější způsob. Výhodou je, že takto vyráběná elektřina je vykupována za dotované ceny. K výrobě elektrické energie je možno použít tzv. kogenerační jednotky (zatím nejpoužívanější), turbíny, mikroturbíny, palivové články. Nevýhodou jsou většinou problémy s využitím tepla v letním období.
Úprava bioplynu na kvalitu zemního plynu – znamená odstranění oxidu uhličitého, sulfanu, a dalších příměsí a nečistot. Takto upravený bioplyn je teoreticky následně možné dodávat do sítí zemního plynu resp. čerpacích stanic na pohon motorových vozidel. Náklady na úpravu jsou relativně vysoké, ale zase je zabezpečeno 100 % využití produkovaného bioplynu. V České republice není dosud legislativní rámec na toto využití. V některých zemích jsou již provozní zkušenosti s dodávkou upraveného bioplynu do sítí zemního plynu (Německo, Rakousko, Švédsko). Ve Švédsku je již dokonce několik čerpacích stanic na upravený bioplyn pro pohon automobilů.
Ekonomika BPS
Relativně vysoké investiční náklady znamenají prakticky jedinou nevýhodu bioplynových stanic. Vzhledem k tomu, že pro příjem bioplynové stanice využívající bioplyn k výrobě elektrické energie a tepla je z hlediska příjmů absolutně nejdůležitější prodej vyrobené elektrické energie, se běžně udávají investiční náklady na jednotku instalovaného elektrického výkonu kogenerace.
U stanic s výkonem kolem 100 kW je cena kolem 4200 eur u stanic kolem jednoho MW 2 500 až 3000 eur na kW instalovaného elektrického výkonu. Cena by měla zahrnovat kompletní stanici, kterou představují příjmová jímka, reaktor, plynové a elektrické rozvody, plynojem, kogenerační jednotka a uskladnění fermentačního zbytku na dobu zhruba 4 až 6 měsíců.
Jak je patrné z grafu 2, největší finanční položky představuje fermentor, kogenerační jednotka a uskladňovací nádrž.
Provozní náklady jsou poměrně nízké a představují kolem 5 % investičních nákladů. Moderní bioplynové stanice vybavené měřící a regulační technikou vyžadují kolem 3 až 5 hodin práce jednoho člověka denně.
Pro výpočet příjmu z prodeje elektrické energie je rozhodující účinnost kogenerační jednotky. U dnešní soustrojí se běžně pohybuje v rozmezí 35 až 40 % z dodané energie v bioplynu. Tepelná účinnost (voda teplá 90 oC) je v rozmezí 45 až 55 %. Provoz kogenerace se počítá pro 8000 až 8300 motohodin ročně. Jazýčkem na vážkách bývá stupeň využití – prodeje tepla v průběhu roku.
U zpracování biologicky rozložitelných komunálních (BRKO) a průmyslových odpadů (BRPO) je možno počítat se ziskem za jejich zpracování. Příjmy za prodej fermentačního zbytku bývají značně problematické.
Legislativa
Z hlediska rozvoje bioplynových stanic i všech obnovitelných zdrojů energie má klíčovou pozici Zákon o podpoře výroby elektřiny z obnovitelných zdrojů energie č. 180/2005 Sb., kterým se stanovuje povinnost výkupu elektrické energie z obnovitelných zdrojů po dobu 15 let od uvedení stanice do provozu.
Dalším důležitým dokumentem jsou cenová rozhodnutí Energetického regulačního úřadu (www.eru.cz), kde se každoročně stanovují výkupní ceny elektrické energie z obnovitelných zdrojů. Pro letošek platí rozhodnutí č. 10/2005, a výkupní cena elektrické energie z bioplynu je 2,98 Kč/kWh .
Bioplyn z odpadů
živočišné výroby
Největší podíl odpadů vznikajících při živočišné výrobě představují exkrementy hospodářských zvířat. Nejstarší a technicky nejjednodušší formou nakládáni s těmito “odpady” je jejich přímá aplikace na půdu. V případě správného agrotechnického postupu, kdy jde o maximální využití hnojivých účinků jde bezesporu o způsob, který má své opodstatnění. Praxe však ukazuje, že často z důvodu lokálních přebytků odpadů není nejdůležitější využití jejich hnojivých účinků, ale prostá likvidace.
Řízená anaerobní fermentace organické hmoty, proces využívaný v bioplynových stanicích, umožňuje při zachování hnojivých účinků vstupní suroviny, využít část energie vázané v organické hmotě ( odpadu ) k produkci bioplynu (s obsahem 50 až 75% metanu), využitelného k výrobě tepelné a elektrické energie. V porovnání s přímou aplikací uvedených odpadů na pole přináší anaerobní fermentace další výhody :
zvýšenou využitelnost živin. Anaerobní stabilizace zvyšuje kvalitu hnojiva jeho homogenizací a transformací některých látek na látky s vyšším hnojivým účinkem.
snížení zápachu. Anaerobně stabilizovaná kejda má výrazně nižší zápach než kejda surová.
kofermentací kejdy s jinými organickými odpady se dosáhne brilantní recyklace odpadů. Ekologický aspekt zahrnuje i sanitární efekt stabilizace a účinné využití takto zpracovaných odpadů ke hnojení.
snížení obsahů zvířecích patogenů a semen plevelů,
pokles emisí skleníkových plynů v průběhu sladování a aplikace.
Faktory ovlivňující
ekonomiku BPS
I při výstavbě jednoduché bioplynové stanice, je nutné si uvědomit, že její součástí jsou vyhrazená zařízení. Vztahuje se na ní v plném rozsahu ČSN 756415 Plynové hospodářství ČOV a doprovodné plynařské normy (ČSN 386405, 20, 25) se zvýšenými požadavky na bezpečnostní opatření a kvalitu obsluhy. Zařízení splňující předepsané požadavky má tržní cenu, kterou investor nemůže výrazně ovlivnit.
Ekonomiku provozu BPS může provozovatel ovlivnit kvalitním provozováním, maximálním využitím přebytku elektrické energie a tepla a kvalitou vstupní suroviny. Z hlediska ekonomiky BPS je mimořádně důležitá právě kvalita vstupní suroviny.
Kejda a slamnatý hnůj obsahují 70 až 85 % organických látek v sušině. V provozních podmínkách lze metanizací rozložit největší podíl organických látek u trusu drůbeže (asi 65 %) a u exkrementů prasat (asi 50 %). U kejdy skotu je to kolem 25 až 40 %. U slamnatého hnoje rozložitelnost vlivem pomalé hydrolýzy slámy klesá na 20 až 25 %.
Tabulka 2 - Množství odpadu, produkce bioplynu a reaktorový prostor pro jednotlivé druhy hospodářských zvířat
Hmotnost
(kg ) Odpad
(kg/den) Objem reaktoru
(m3) Produkce bioplynu
(m3/den)
Nosnice 1,5 0,2 0,015 0,015
Brojler 0,8 0,15 0,01 0,012
Sele 20 1,8 0,03 0,04
Prase výkrm 50 až 110 7 0,14 0,14
Prasnice 160 12 0,25 0,2
Tele 120 7 0,1 0,08
Jalovice 120 až 300 20 0,4 0,39
Jalovice 300 až 500 38 1,3 0,85
Dojnice 500 až 600 50 2 1,2
podestýlka sláma 1,0 - 0,08 0,2
Uvedené hodnoty množství odpadu a následné produkce bioplynu nejsou neměnné a závisí na koncentraci sušiny resp. organických látek v odpadu. Což je dáno skutečností, že bioplyn vzniká jenom z organických látek. Voda se do kejdy dostává hlavně při mytí stájí z nedokonale seřízených napájecích systémů a netěsností kanalizačního systému na farmách Obzvláště u reprodukčních chovů je v důsledku zooveterinárních požadavků spojených s vyšší spotřebou mycí vody, množství kejdy vyšší. Dosahované koncentrace se tak často pohybují v rozmezí 2 až 3 % sušiny v kejdě.
Nižší koncentrace sušiny nepříznivě ovlivní ekonomiku bioplynové stanice v několika směrech : zvýší se náklady na dovoz kejdy a odvoz anaerobně stabilizovaného produktu, v stoupají náklady na ohřev balastní vody, zvětšuje se potřebný objem reaktoru, je nižší produkce bioplynu z m3 odpadu.
Zpracovávání jatečních odpadů
Jateční odpad představuje, podle druhu zvířete, přibližně 30 až 50 % celkové porážkové hmotnosti. Část tohoto odpadu se dále využívá jako surovina při výrobě krmiv pro zvířata, ve farmaceutickém průmyslu, kosmetice, nebo má jiné technické využití. Nezanedbatelná část je zpracovávaná na masokostní moučku a tuk.
Součastná legislativa značně omezuje možnosti smysluplného využití jatečních odpadů. Přitom se jedná o odpady s vysokým obsahem organických látek a minerálních živin.
Vysoký obsah tuků a bílkovin dělají jateční odpady zajímavým substrátem pro anaerobní fermentaci. Je potřeba vzít v úvahu, že vyšší obsah bílkovin a následně vysoké koncentrace amoniaku, působí na vlastní proces fermentace inhibičně. Inhibiční efekt amoniaku je však možno snížit přidáváním nízkoproteinových substrátu – odpadů.
Tabulka 3 - Průměrné množství a složení odpadu z porážky skotu
Skot (kg/kus) Hmotnost Sušina Dusík Fosfor
Bachor, žaludek, obsah zažívacího traktu 92 10 0,2 0,07
Nízkorizikový odpad bez krve 116 39 3,3 0,52
SRM 38 15 1,1 0,18
Krev 19 3 0,5 0,01
Vysoce rizikový odpad 5 1 0,2 0,02
Celkem 270 68 5,3 0,80
Tabulka 4 - Průměrné množství a složení odpadu z porážky prasat
Prase (kg/kus) Hmotnost Sušina Dusík Fosfor
Bachor, žaludek, obsah zažívacího traktu 7 0,7 0,02 0,015
Nízkorizikový odpad bez krve 17 5,2 0,47 0,079
Krev 3 0,6 0,08 0,001
Vysoce rizikový odpad 1 0,3 0,03 0,005
Celkem 28 6,9 0,60 0,100
Laboratorní pokusy a provozní výsledky ukazují, že při vhodné předchozí úpravě je možno získat až 225 m3 metanu z tuny odpadu.
Tabulka 5 - Vypočtená produkce metanu pro jednotlivé druhy jatečních odpadů
Obsah zažívacího traktu Nízkorizikový odpad SRM Krev Vysocerizikový odpad Celkem
% % % % % MJ/kus
Skot 9 62 21 5 3 1300
Prasata 6 82 - 8 4 140
Dobře propracovaný systém zpracování jatečních odpadů je ve Švédsku. V minulém desetiletí švédská vláda podporovala formou dotací a daňovou politikou výstavbu bioplynových stanic. Ve Švédsku je v současnosti 13 bioplynových stanic zpracovávajících tuhý odpad a z toho sedm bioplynových stanic oprávněných zpracovávat jateční odpad.
Švédskou specialitou je využití vznikajícího bioplynu k pohonu motorových vozidel. Celkově se ročně v těchto stanicích zpracovává přes 200 000 m3 odpadů a z toho téměř 100 000 m3 právě jatečních odpadů. Ostatní je tříděný organický domovní odpad, odpad z restaurací, kejda hospodářských zvířat atd.
Ing. Miroslav Kajan,
R. A. B., spol. s r. o., Třeboň
