Energia z biogazu
Biogaz może powstawać w procesie fermentacji beztlenowej która jest złożonym procesem biochemicznym.
Substancje organiczne takie jak:
Rozkładają wilgotną biomasę przy zamkniętym dopływie powietrza w określonym zakresie temperatury na związki proste - głównie metan i dwutlenek węgla.
Możliwości pozyskiwania i wykorzystywania biogazu
W czasie procesu fermentacji beztlenowej w biogaz zamieniane jest do 60% substancji organicznej. Jego głównym składnikiem jest metan (CH4) - 55-70%, 32-37% CO2, 0,2-0,4% N2 oraz 6g/100m3 H2S przed odsiarczaniem i poniżej 0,01g/100m3 H2S po wykonaniu tego zabiegu. Tempo rozkładu zależy w głównej mierze od charakterystyki i masy surowca, temperatury oraz optymalnie dobranego czasu trwania procesu. Prawidłowa temperatura fermentacji wynosi 30-35 stopni Celsjusza dla bakterii mezofilnych i 50-60 stopni dla bakterii termofilnych. Na utrzymanie takich temperatur w komorach fermentacyjnych zużywa się od 20-50% uzyskanego biogazu.
Biogaz o dużej zawartości metanu (powyżej 40%) może być wykorzystany do celów użytkowych, głownie do celów energetycznych lub w innych procesach technologicznych. Typowe przykłady wykorzystania obejmują:
W lokalnej elektrociepłowni biogaz można przetwarzać na 3 różne sposoby: spalanie biogazu i uzyskanie tylko ciepła, spalanie biogazu w kogeneratorze (prąd elektryczny + ciepło) oraz uzdatnianie biogazu do postaci biometanu. Coraz bardziej powszechne staje się właśnie bezpośrednie wykorzystanie biogazu w istniejącej sieci gazowej, co wymaga uzdatniania pozyskanego biogazu do jakości gazu naturalnego.
Proces przekształcania substancji organicznych w biogaz obejmuje zasadniczo 4 fazy:
Typy biogazowni:
Schemat procesów zachodzących w biogazowni (fermentacja jednostopniowa)
MATERIAŁ | WYDAJNOŚĆ biogazu m3/kg SMO | Czas fermentacji dni |
słoma | 0,367 | 78 |
liście buraków | 0,501 | 14 |
łęty ziemniaczane | 0,606 | 53 |
łodygi kukurydzy | 0,514 | 52 |
koniczyna | 0,445 | 28 |
trawa | 0,557 | 25 |
Jak długo zwraca się inwestycja w budowę biogazowni?
Biogazownia na potrzeby rolnictwa jest inwestycją długoterminową . Przed podjęciem decyzji o budowie należy zatem sprawdzić , czy realizacja projektu jest rzeczywiście opłacalna. Rolę odgrywa tutaj nie tylko dostępny kapitał . Należy uwzględnić także dostępność miejsca do budowy biogazowni, pogłowie zwierząt i dostępny areał , a także siłę roboczą .
Budowa biogazowni wymaga spełnienia następujących warunków:
Aspekty ekonomiczne biogazowni są określone przez:
Przychody z eksploatacji biogazowni
Podstawowym składnikiem przychodu z eksploatacji biogazowni jest sprzedaż energii czarnej, wytwarzanej w procesie spalania biogazu. Lokalny operator energetyczny jest prawnie zobowiązany do zakupu energii elektrycznej wytworzonej z odnawialnych źródeł energii, przyłączonych do sieci znajdujących się w obszarze działania operatora, Zakup ten odbywa się po średniej cenie sprzedaży energii elektrycznej w poprzednim roku kalendarzowym określanej przez Towarową Giełdę Energii (podstawa prawna Rozporządzenie Ministra Gospodarki z dn. 19 grudnia 2005).
Dodatkowym przychodem jest sprzedaż praw majątkowych wynikających ze świadectw pochodzenia od wytwórców zielonej energii. Prawa majątkowe wynikające ze świadectwa pochodzenia są zbywalne i stanowią towar giełdowy. Rejestr świadectw pochodzenia i ich wycenę prowadzi Towarowa Giełda Energii SA. Wytwórcy energii z biogazowni mają możliwość sprzedaży zielonych certyfikatów, będących potwierdzeniem wyprodukowania energii elektrycznej w OZE. Ponadto po nowelizacji ustawy Prawo Energetyczne z dniem 01.03.2010 doszła również możliwość sprzedaży żółtych i czerwonych certyfikatów, będących potwierdzeniem wyprodukowania energii w wysokosprawnej kogeneracji. Ceny tychże certyfikatów podlegają obrotowi na Towarowej Giełdzie Energii.
Wielkość biogazowni | Energia czarna (średnia cena z TGE *) centy/kWh |
Zielony certyfikat (średnia cena z TGE *) centy/kWh |
Żółty certyfikat (średnia cena z TGE *) centy/kWh |
Czerwony certyfikat (średnia cena z TGE *) centy/kWh |
do 1000 kW | 5 | 6,8 | 3,2 | 0 |
powyżej 1000 kW | 5 | 6,8 | 0 | 0,6 |
*Towarowa Giełda Energii - stan za I kw. 2010
Dodatkowe bonusy
Rentowność instalacji biogazowej można poprawić w znaczący sposób poprzez zużycie na potrzeby własne bądź sprzedaż do sieci ciepłowniczej ciepła, które powstaje jako efekt uboczny spalania biogazu. Trzeba jednak pamiętać o konieczności zainwestowania w odpowiednią infrastrukturę przesyłu ciepła oraz znaleźć lokalnych odbiorców, chętnych kupować to ciepło.
Ważne jest również rozeznanie możliwości sprzedaży nawozu pofermentacyjnego do nawożenia gruntów rolnych. Natomiast należy bardzo poważnie przyjrzeć się możliwości uzyskiwania dodatkowych przychodów poprzez przyjmowanie do utylizacji odpadów z przemysłu rolno-spożywczego. Odpady takie nie tylko mogą zwiększyć wydajność produkcji biogazu, ale również mają swoją cenę na rynku za ich utylizację , co w pozytywny sposób wpływa na rentowność funkcjonowania instalacji biogazowej.
Źródła: http://www.ekologika.com, Europejskie Centrum Energii Odnawialnej, REHAU
Przywileje dla wytwórców biogazu
Od kilku lat Polska stara się promować biomasę i biogaz jako ekologiczną alternatywę dla konwencjonalnej energetyki. Te zwykle małe i rozproszone źródła energii mogłyby zaspokajać potrzeby energetyczne gospodarstw rolnych, zakładów i środowisk lokalnych. Zgodnie z programem rządowym Innowacyjna Energetyka ? Rolnictwo Energetyczne do 2020 r. w każdej gminie powinna działać średnio jedna biogazownia wykorzystująca biomasę pochodzenia rolniczego. Biogazownie mają uzyskać większe niż dotychczas wsparcie. Ministerstwo Gospodarki pracuje nad odrębną od ustawy ? Prawo energetyczne ustawą o odnawialnych źródłach energii. Przy tej okazji co jakiś czas pojawiają się nowe pomysły na przemodelowanie obecnego systemu wsparcia OZE, w szczególności likwidacja zielonych certyfikatów i zastąpienie ich stałą ceną za sprzedaż energii ze źródeł odnawialnych, zróżnicowaną w zależności od źródła (różne wartości za energię z wiatru, słońca, wody i biomasy). Wszyscy czekają na pojawienie się oficjalnego projektu ustawy, który byłby przekazany do konsultacji społecznych. Biogaz rolniczy i inwestycje w tym zakresie jednak już od 1 stycznia 2011 r. korzystają z wielu przywilejów wprowadzonych nowelą z 8 stycznia 2010 r. do ustawy z 10 kwietnia 1997 r. ? Prawo energetyczne (dalej ustawa).
Ułatwieniem dla wytwórców biogazu rolniczego jest zwolnienie z obowiązku uzyskania koncesji na wytwarzanie i sprzedaż energii (art. 32 ust. 1 ustawy) wymaganej dla odnawialnych źródeł energii, niezależnie od zainstalowanej mocy. W miejsce koncesji działalność gospodarcza w zakresie wytwarzania energii elektrycznej z biogazu rolniczego oraz wytwarzania biogazu rolniczego w celu wprowadzania go do sieci dystrybucyjnej gazowej wymaga jedynie wpisu do rejestru producentów biogazu prowadzonego przez prezesa Agencji Rynku Rolnego (art. 9p ustawy). Pozostaje więc także działalnością regulowaną, niemniej jednak znacznie mniej sformalizowaną. Wprowadzono pośrednią formę wsparcia biogazowni w postaci świadectw pochodzenia biogazu rolniczego (art. 9o ustawy) wydawanych przez prezesa Urzędu Regulacji Energetyki potwierdzających wytworzenie oraz wprowadzenie do sieci gazowej biogazu rolniczego. Do nowych certyfikatów, funkcjonujących obecnie obok certyfikatów zielonych, czerwonych, żółtych i fioletowych (świadectwa pochodzenia energii z OZE oraz wysokosprawnej kogeneracji), przypisano kolor brązowy. Podlegają one, analogicznie jak wyżej wymienione świadectwa, obrotowi na towarowej giełdzie energii.
W celu zagwarantowania możliwości sprzedaży biogazu nałożono na operatorów systemu dystrybucyjnego gazowego obowiązek zakupu biogazu rolniczego (art. 9c ust. 6a). Operator systemu dystrybucyjnego gazowego w obszarze swojego działania jest zobowiązany do odbioru biogazu rolniczego o parametrach jakościowych określonych w przepisach wykonawczych wytworzonego w instalacjach przyłączonych bezpośrednio do sieci tego operatora. Zadbano również o należytą jakość biogazu, który podlega obrotowi. Na przedsiębiorstwa energetyczne prowadzące biogazownie nałożono bowiem wymóg wykorzystywania surowców wskazanych w definicji biogazu rolniczego, wymóg prowadzenia dokumentacji dotyczącej m.in. ilości i rodzajów surowców wykorzystywanych do wytworzenia biogazu oraz ilości wytworzonego biogazu, a także obowiązek składania prezesowi Agencji Rynku Rolnego kwartalnych sprawozdań (art. 9 ustawy).
Dzięki wprowadzonym i planowanym rozwiązaniom prawnym udział biomasy i biogazowni w rynku OZE ma szanse znacząco wzrosnąć.