Janusz Wojtczak

Janusz Wojtczak
Biogazownie w Polsce
alternatywa czy konieczność
Biogazownie w Niemczech
Rok
Liczba
instalacji
Moc (MW)
1999 2001
2003
2006
2007
2008
850
1.360 1.760 3.500 3.711 4.100
49
111
Biogazownie w Polsce
Liczba instalacji: 4
Moc (MW): 4,1
190
949
1.270 1.425
Biogazownie w Polsce
alternatywa czy konieczność
4 instalacje biogazowe NIEMCY
POLSKA
4100 instalacji biogazowych
Potencjał i perspektywy OZE w Polsce
Źródło energii
Prognoza
produkcji
w 2020 r.
(w TWh*)
Prognozo
wany
Udział
procentowy
%
Energetyka słoneczna
3.64
Energetyka
geotermiczna
2.73
Biomasa
w tym biogaz
87.01
22.34**
Odsetek
- energia
elektryczna
wyprodukowa
na w 2007 r.
Roczne
konieczne
tempo
wzrostu
sektora
(w %)
3,30
2.3
33
2,48
1.7
12
78,93
20,27
54.5
13.9
5
30
„PROGNOZY”
Energetyka wodna
2.50
2,27
1.5
3
Energetyka wiatrowa
14.35
13,02
8.9
35
Razem
110,23
100 %
* TWh - terrawatogodzina = 1 000 000 megawatogodzin
** 2691 biogazowni o mocy 1MW/każda
Czym jest biogazownia?
Zakładem utylizacyjnym??
Elektrownią??
Gazownią??
Producentem nawozów??
Schemat instalacji
biogazowni rolniczej
Proces fermentacji metanowej
w biogazowni rolniczej
WĘGLOWODANY TŁUSZCZE BIAŁKA
POLIMERY ORGANICZNE
HYDROLIZA
CUKRY KWASY TŁUSZCZOWE AMINOKWASY POLI I MONOMERY
KWASOGENEZA
KWASY ORGANICZNE ALKOHOLE WODÓR DWUTLENEK WĘGLA AMONIAK
OCTANOGENEZA
KWAS OCTOWY DWUTLENEK WĘGLA WODÓR
METANOGENEZA
siarkowodór
M E T A N
DWUTLENEK WĘGLA
azot
Podstawy prawne działania
Energia produkowana w biogazowni jest kwalifikowana
jako pochodząca ze źródła odnawialnego
(tzw. energia zielona).
Producent takiej energii korzysta z uwarunkowań
prawno-ekonomicznych wynikających z dyrektywy
unijnej 2004/8/WE w sprawie promowania kogeneracji
z prawa krajowego, które tą dyrektywą
winno się kierować.
Podstawy prawne działania
Rozporządzenie Ministra Gospodarki
z dn. 19 grudnia 2005
nakładające na dystrybutorów energii obowiązek
zakupu energii ze źródeł odnawialnych
(zielone i czerwone certyfikaty);
Podstawy prawne działania
Prawo Energetyczne z dn. 10 kwietnia 1997
(Dz.U. Z 1997 r. Nr 54, poz. 348
z późniejszymi zmianami)
opisujące m.in. Świadectwa pochodzenia energii,
w tym energii z kogeneracji
(art.91, ust.1, pkt.1 i 2 różnicują wysoką kogenerację);
Od 01.01.2007 producenci energii cieplnej
wytwarzanej w skojarzeniu
mogą uzyskać tzw. „czerwone certyfikaty”.
Kilka ważnych powodów do budowy
biogazowni – korzyści dla środowiska
zmniejszenie emisji gazów cieplarnianych:
- metanu (CH4)
- tlenku azotu (NO2)
- dwutlenku węgla (CO2).
alternatywa dla naturalnych nośników energii:
- węgiel
- ropa naftowa
- energia atomowa
Kilka ważnych powodów do budowy
biogazowni
Korzyści makroenergetyczne:
 niezależność energetyczna kraju
 większa sprawność energetyczna
 mniejsze straty i koszty przesyłu
 decentralizacja produkcji energii
Kilka ważnych powodów do budowy
biogazowni – korzyści lokalne
Wzrost gospodarczej zdolności obszarów wiejskich:
 decentralizacja produkcji energii
 energia cieplna dla gminy: (szkoły, szpitale)
 produkcja substratów dla biogazowni
 nowe miejsca pracy
 większa świadomość proekologiczna
Kilka ważnych powodów
do budowy biogazowni
Korzyści ekonomiczne:
 sprzedaż prądu
 sprzedaż ciepła
 zielone i czerwone certyfikaty
Podstawy ekonomiczne działania
Średnioroczny poziom cen za energię elektryczną (tzw. czarną),
osiąganych na Towarowej Giełdzie Energii (TGE):
160
148,44
cena w zł/MWh
140
120
119
100
118
80
60
40
20
0
2006
2007
2008 rok
Średnioroczna wartość Praw Majątkowych na TGE (świadectwa pochodzenia wytworzonej
energii elektrycznej w odnawialnych źródle – tzw. zielone certyfikaty):
250
246,75
cena w zł/MWh
240
239
230
240
220
210
213
200
190
2006
2007
2008
I kwartał 2009 rok
Model wpływów z biogazowni
Wpływy z tytułu sprzedaży (czarnej) energii
27-37%
Wpływy z tytułu sprzedaży zielonych certyfikatów
30-63%
Wpływy z tytułu sprzedaży ciepła
0-6%
Wpływy z tytułu czerwonych certyfikatów
0-16%
Wpływy z tytułu przyjętych odpadów biodegradalnych 0-18%
Wpływy z tytułu sprzedaży nawozu organicznego
0-6%
Wpływy z tytułu sprzedaży unikniętej emisji CO2
?
Podstawy logistyczne działania
Odległość
(wielkość)
max
1. Budynki mieszkalne
3. Uwarunkowania terenowe
(grunty użytkowane rolniczo)
4. Zapis w miejscowym planie
zagospodarowania
min

1,5-2,0 km

2. Drogi utwardzone

0,3-0,6 km
600 – 1000 ha/1MW

Potrzeba ok. 1,5 ha/1MW

0,5-1,0 km
6. Dostęp do mediów

0,5-1,0 km
7. Bliskość przemysłu rolnospożywczego

20-30 km
8. Odbiorcy ciepła

0,3-1,5 km
5. Linie średniego napięcia

Optymalna odległość
(wielkość)
Potencjał gazowy substratów
800
700
600
500
400
300
200
100
0
a
atk
rw
se
ab
k
j an
a
r
k
na
a
cz
ura
e
zy
ny
n
d
a
i
o
y
ur
iel
eln
k
z
z
u
r
k
dy
go
a
a
r
k
p
n
wa
od
zo
s
i
wy
k
ilość biogazu
Podstawy ekonomiczne działania
Wyszczególnienie
Kiszonka z
kukurydzy
CCM
Ziarno
pszenicy
Burak
cukrowy
korzenie
140
80
600
Wydajność
dt/ha
Sucha masa
%
33
60
87
24
Substancja organiczne w suchej masie
%
95
98
98
92
600
664
700
700
52,2
52,7
52,8
52,4
5 466
4 720
10 260
36
36
36
500
550-600
Wydajność biogazu w litrach/kg suchej
masy substancji organicznej
Zawartość metanu w biogazie
Wydajność biogazu
%
m3/ha
9 405
Współczynnik sprawności w elektrowni
cieplnej
%
Wydajność energii elektrycznej
kWh/ha
Cena sprzedaży energii elektrycznej €/kWh
Wartość sprzedanej energii elektrycznej
€/ha
10 340
36
14 906
21 920
9 333
8 700
17 352
0,17
0,394
0,17
0,17
0,17
2 704
8 636
1 586
1 479
2 950
Podstawy ekonomiczne działania
Biomasa
Kukurydza
plon 500dt/ha
CCM
Plon 140 dt/ha
Pszenica – ziarno
Plon 100 dt/ha
Odległość pomiędzy polem
a biogazownią w km
Koszty zbioru i transportu
przy różnych odległościach
€/t
€/ha
2,5
3,82
191,00
5,0
4,59
229,50
10,0
6,16
308,00
20,0
9,97
498,50
2,5
11,46
160,44
5,0
12,02
168,28
10,0
13,25
185,50
20,0
16,27
227,78
2,5
10,35
103,50
5,0
11,02
110,20
10,0
12,25
122,50
20,0
15,62
156,20
Podstawy ekonomiczne działania
Wyd.
energii
z 1 ha
Wyd.
energii
od 1 SD
100 SD/
100 ha
400 SD/
100 ha
750 SD//
100 ha
750 SD/
150 ha
rocznie
kWh
rocznie
kWh
(1:4)
(1:1)
(2:1)
(1,2 : 0,8)
55-60
ton
15,33
m3
kWh
kWh
kWh
kWh
116 500
466 000
873 750
873 750
Biogaz
m3/t
kWh/
t
Jednostka
pomocnicza
X
X
Gnojowica
świńska
36
76
X
Kukurydza
kiszona
(całe
rośliny)
188
398
21 920
X
2 192 000
2 192 000
2 192 000
3 288 000
X
474
X
X
2 308 500
2 658 000
3 065 750
4 161 750
274
316
365
495
Surowiec
Razem
Moc kogeneratora Biogazowni w kWatt
(dla systemu sprawności 96%)
1 165
Skład jakościowy pofermentu
Składniki
Gnojowica
świńska
% udział
Poferment % udział
(gnojowica, kiszonka
z kukurydzy 70/30)
Czystego składn.
w kg przy
dawce 50 m3/ha
Sucha masa (SM)
8,0
6,6
xxx
Substancja
organiczna
5,44
4,55
2275
Zawartość azotu
(N)
0,50
0,54
270
Zawartość fosforu
(P2O5)
0,18
0,21
105
Zawartość potasu
(K2O)
0,65
0,71
355
Zawartość magnezu
(MgO)
0,08
0,09
45
Zawartość wapnia
(CaO)
0,16
0,21
105
Dziękuję za uwagę