Nie obawiajmy się biogazowni

Nie obawiajmy się biogazowni
Aufwind Schmack Nowa Energia Sp. z o.o
KATARZYNA JANCZUR
ul. Dąbrowskiego 75/50
60- 523 Poznań
tel. 061 661 01 69
www.aufwind.pl
Aufwind Schmack Nowa Energia
www.aufwind.pl
Biogazownia rolnicza jako
inwestycja chroniąca
środowisko
Działanie biogazowni rolniczej
Dostarczenie obróbka i
dozowanie substratów
Homogenizacja i
ogrzanie substratów
(mieszadła łopatowe),
wstępne fazy
fermentacji
Wydzielenie (mieszadła
naprzeciwległe
statyczne ogrzewanie
ścian) i magazynowanie
metanu
Monitoring
Przygotowanie biogazu
do spalenia
(odsiarczanie,
odwadnianie i
spręŜanie)
Produkcja enegii w
kogeneracji
Funkjonowanie biogazowni –
efekty ekonomiczne i społeczne
Korzyści ekonomiczne i
społeczne natomiast obejmują
wytwarzanie paliwa z
odpadów, pojawienie się
nowych miejsc pracy,
obniŜenie uciąŜliwości
zapachowej towarzyszącej
nawoŜeniu, udział w
uniezaleŜnianiu Polski od
dostaw energii z zagranicy
oraz wypełnianie obowiązków
nakładanych przez Unię
Europejską
KORZYŚCI EKONOMICZNE I SPOŁECZNE
oszczędzanie zasobów paliw kopalnych, nieodnawialnych,
wykorzystanie potencjału energetycznego biomasy,
rozwój lokalnych rynków pracy,
poprawa warunków Ŝycia ludności,
budowanie bezpieczeństwa energetycznego kraju,
realizacja międzynarodowych zobowiązań w zakresie
redukcji emisji szkodliwych substancji do atmosfery.
Wolna od emisji CO2
produkcja nawozu
Wartość nawozowa
przefermentowanej biomasy
Rośliny nawoŜone były
średnio wyŜsze od roślin nie
nawoŜonych o ok. 20%,
LEPSZY WZROST NAWOśONYCH PRZEFERMENTOWANĄ BIOMASĄ
ROŚLIN SORGO
a ich waga wyŜsza o ok. 60 %
dwie doniczki od lewej – rośliny nie nawoŜone, doniczki po prawej – rośliny nawoŜone
wyniki uzyskane przez Kutnowską Hodowlę Buraka
Cukrowego Sp. z o.o., Straszków, styczeń 2007
Wartość nawozowa
przefermentowanej biomasy
średnia waga roślin
nawoŜonych była wyŜsza
o ok. 140%,
LEPSZY WZROST NAWOśONYCH PRZEFERMENTOWANĄ BIOMASĄ
ROŚLIN BURAKA CUKROWGO
średnia wysokość roślin
była wyŜsza o ponad
100%
przefermentowana
biomasa dobrym
nawozem
doniczka od lewej – rośliny nawoŜone, dwie doniczki po prawej – rośliny nie nawoŜone
wyniki uzyskane przez Kutnowską Hodowlę Buraka
Cukrowego Sp. z o.o., Straszków, styczeń 2007
Redukcja emisji CO2
Wybrane skutki ocieplenia klimatu
Kurczenie się zasięgu lodowców,
podnoszenie się poziomu mórz i
zalanie niŜej połoŜonych lądów (np.
delty Gangesu, Nilu, wysp Papui
Nowej Gwinei, Malediwów na
Oceanie Indyjskim, a takŜe
rozprzestrzenianie stref suszy w
Afryce, a w konsekwencji
ograniczenie przestrzeni Ŝyciowej i
obszarów upraw rolnych
ZagroŜenie przemysłu
wydobywczego połoŜonego w
rejonach wiecznej zmarzliny na
Syberii
Wyginięcie w ciągu 50 lat jednej
trzeciej gatunków roślin i zwierząt,
które utracą swoje siedliska
(Arktyka, Antarktyda, Alpy)
Rozprzestrzenianie chorób
tropikalnych (malaria, cholera),
szkodników roślin i pasoŜytów
zwierząt
Wzrost częstotliwości
występowania zjawisk
ekstremalnych katastrofalne susze,
długotrwałe upały, poŜary,
huragany, powodzie etc. Te
zjawiska powodują na świecie
śmierć 160 000 osób rocznie
Na ociepleniu skorzystają kraje
Północnej Europy (Skandynawia)
gdzie wydłuŜy się okres wegetacji
Produkcja energii
wolna od emisji CO2
Efektywność
energetyczna
Produkcja energii
elektrycznej i cieplnej
KONTENER TECHNICZNY Z GENERATOREM PRĄDOTWÓRCZYM
• wysokosprawne silniki spalinowe o klasach mocy od 185 kW do 1 033 kW
ODZYSK CIEPŁA PRACY SILNIKÓW
• z układu chłodzenia - produkcja ciepłej wody
• odzysk ciepła spalin - produkcja pary technologicznej w kotle parowym
Rozwój lokalnych sieci gazowniczych w oparciu
o biogazownie funkcjonującą w gminie
W odróŜnieniu od odnawialej
energi słonecznej bądź
wiatru energia z biogazu
moŜe być produkowana
nieprzerwanie, a więc moŜe
być poznaczona na pokrycie
podstawowego
zapotrzebowania
społeczności lokalnych.
Koncepcja polegoa na
zaopatrzeniu w ramach
specjalnie rozbudowanych
na ten cel instalacji
gazowych zabudowy
mieszkaniowej i / lub
przemysłowej zlokalizowanej
w bezpośrednim sąsiedztwie
biogazowni zawierającej
element technologiczny
uszlachetniania surowego
biogazu.
Zapewnia to podwyŜszenie
standardu infrastruktury
wiejskiej przy jednoczesnym
zuŜyciu energii w miejscu jej
powstania, a więc
zminimalizowaniu strat na jej
przesyle w oparciu o
biogazownię funkcjonujacą w
danej gminie.
Lokalna sieć gazownicza
Biogazownia
Punkt wprowadzenia biogazu do sieci gazu ziemnego
System doprowadzenia biogazu do rurociągu gazowego
System oczyszczania i uzdatniania biogazu
Inne moŜliwe wykorzystanie biogazu – napęd pojazdów
samochodowych (Solaris Urbino)
Bariery rozwoju energetyki odnawialnej opartej o biogaz w sieci
gazu ziemnego
Środki zaradcze
Uchwała Rady UE - 3x20% +10%
• Do 2020 r. redukcja emisji CO2 o 20 % w stosunku do
emisji w 1990 r.,
• Racjonalizacja wykorzystania energii i w rezultacie
ograniczenie jej zuŜycia o 20 % porównaniu z
prognozami na 2020 r. głównie przez zwiększenie
efektywności jej wykorzystania,
• Do 2020 r. zwiększenie udziału energii odnawialnej z
ok. 7 % obecnie do 20 %,
jedna molekuła
podtlenku azotu
daje efekt
równowaŜny
działaniu 310
molekuł CO2
•
Zwiększenie udziału biopaliw w paliwach
transportowych z planowanego 5,75 % w 2010 i do 10
% 2020 r.
Biogazownie rolnicze jako
popularne źródło energii
instalacje produkujące
energię odnawialną z
biomasy odpadów
rolniczych i upraw
energetycznych
Rozmieszczenie biogazowni rolniczych
w Niemczech
około 6000
pracujących
biogazowni
800 biogazowni
wybudowano w
przeciągu roku 2006
Funkcjonowanie biogazowni
rolniczej – efekty ekologiczne
Korzyści ekologiczne
przedsięwzięcia wiąŜą się
głównie z obniŜeniem zuŜycia
paliw kopalnych, efektu
cieplarnianego,
zanieczyszczenia atmosfery i
niszczenia środowiska.
KORZYŚCI EKOLOGICZNE
zmniejszenie emisji substancji szkodliwych dla środowiska, w
tym SO2, NOx i zanieczyszczeń organicznych, metali cięŜkich,
redukcja emisji CO2, odpowiedzialnego za efekt cieplarniany
ograniczenie degradacji środowiska w wyniku wydobywania
paliw kopalnych oraz deponowania w środowisku odpadów o
charakterze biomasy,
ograniczenie degradacji środowiska w wyniku
niezorganizowanych, procesów niekontrolowanego rozkładu
biomasy.
Rozwiązania chroniące środowisko
biogazownia obejmuje
rozwiązania w zakresie
ochrony powietrza, gleb i wód
oraz w zakresie hałasu, takie
jak: oczyszczanie biogazu,
minimalizacja zuŜycia wody,
odpowiedniej gospodarki
odpadami, stosowanie
tłumików i cichych
wentylatorów
przewidziano następujące działania mające na celu ograniczenie
negatywnych oddziaływań na środowisko:
w zakresie emisji do powietrza:
- zastosowanie oczyszczania biologicznego biogazu w komorach
fermentacyjnych ograniczającego emisję siarki i substancji
złowonnych,
w zakresie ochrony gleb i wód:
- minimalizacja zuŜycia wody i zawracanie cieczy znad osadu
pozostałości pofermentacyjnej do obiegu
- magazynowanie odpadów w sposób i w miejscach gwarantujących
wychwycenie ewentualnych wycieków
w zakresie hałasu:
- stosowanie tłumików na wlocie spalin z silnika
- odpowiednia izolacyjność ścian siłowni
- wentylatory chłodnic o niskiej emisji hałasu
Wątpliwości najczęściej pojawiające się
w związku z budową biogazowni
przetwarzanie i
utylizacja biomasy
odpadów rolniczych
odzysk energii w
postaci produkcji
biogazu (mieszanina ok.
60% metanu i ok. 40%
CO2
produkcja energii w
kogeneracji
odzysk/ekologiczne
zagospodarowanie
odpadów poprzez
rolnicze wykorzystanie
do nawoŜenia
Gospodarka substratami
(materiałami wsadowymi)
Fermentacja metanowa
dzięki aktywności wielu
bakterii metanowych i
niemetanowych złoŜone
cząsteczki materii organicznej
są w 4 etapach rozkładane do
związków prostych z
wydzieleniem metanu
najwiecej metanu wydziela się
w ostatniej metanogennej
fazie fermentacji
Fermentacja metanowa
parametry fermentacji:
pH
6.5 – 8.0 (7.5)
temp.
ok. 25º (psychrofilna)
32-42º (mezofilna)
50-57º (termofilna)
tlen
brak dostępu
Wstępne fazy fermentacji
przepływowe zbiorniki fermentacyjne EUCO
Optymalne warunki dla
wstępnych faz
fermentacji:
homogenizacja i
ogrzanie materiałów
wsadowych.
równomierne mieszanie
i rozprowadzenie ciepła
stabilność biologicznych
procesów fermentacji
jednakowe warunki
rozwoju bakterii w całej
biomasie.
MIESZADŁO
ŁOPATOWE
pozioma lokalizacja
zuŜycie energii
elektrycznej na poziomie
5.9% wyprodukowanej
przez biogazownię energii
elektrycznej.
•zbiornik przepływowy
•pozioma lokalizacja mieszadła
łopatowego z ogrzewaną osią
•równomierne rozprowadzanie
temperatury
•ułatwienie pęcherzykom gazu
oderwanie od powierzchni
cieczy
Bioenergia
z uprawy roślin energetycznych
1. Rośliny energetyczne
takie jak:
w formie:
kiszonki kukurydzianej,
mieszanki kukurydzy z
ziarnami innych zbóŜ lub
kiszonki z całych roślin
kukurydza
sorgo
rzepak
trawy
Materiały pochodzenia rolniczego
moŜliwe do wykorzystania w biogazowni
Do prawidłowego funkcjonowania biogazownia wymaga róŜnego typu materii organicznej
uprawa roślin roślin energetycznych na obszarze 500-550 ha
nowe perspektywy rynku pracy miejscowych rolników
obsługa biogazowni otwiera nowe rynki pracy
Materiały wsadowe
Plan rozmieszczenia obiektów biogazowni
– hala przeładunku substratów
• biuro
• zbiorniki buforowe
• dozowniki substratów
• zbiorniki fermentacyjne przepływowe EUCO
• zbiorniki fermentacyjne okrągłe COCCUS
• budynek techniczny
• awaryjna pochodnia gazowa
• technika odsiarczania biogazu
• system odwadniania biogazu
• kontener z agregatami prądotwórczymi
•kocioł parowy
•spręŜarki
• waga dla substratów
• trafostacja
• rozdzielnia pobierania prądu
• hala
•laguny
• drogi wewnętrzne, droga dojazdowa
• inne elementy takie jak: sieć wodociągowa, rurociągi
substratu i pozostałości pofermentacyjnej, kanalizacja
sanitarna, plac manewrowy i ogrodzenie
Wykorzystanie gruntów
zdegradowanych do produkcji biomasy
dla biogazowni
przyszłościowe jest łączne
zastosowanie technologii
fitoremediacji do usuwania
zanieczyszczeń i biomasy
pofitoremediacyjnej do
produkcji biogazu
zamiast utylizacji powstałej
biomasy w specjalnych
obiektach typu spalarni
odpadów, odpad
składowany zgodnie z
przepisami o odpadach
niebezpiecznych –
produkcja energii
odnawialnej
grunty poprzemysłowe
gleby zdegradowane
tereny pokopalniane
strefy ochronne
uŜycie roślin o walorach
energetycznych odpornych
na zanieczyszczenia
zainteresowanie
podmiotów inwestowaniem
w instalacje powołane
wyłącznie na cel
przetwarzania biomasy z
ich gruntów
poprzemysłowych
Obszary agroenergetyczne
Energia odnawialna
Przekształcenie terenów
poprzemysłowych w
obszary agroenergetyczne
(łączenie farm wiatrowych,
biodiesla i biogazu)
Przetwarzanie biomasy
Zbiornik fermentacyjny COCCUS
• szczelny zbiornik Ŝelbetowy
• energooszczędne mieszadła
naprzeciwległe
•temperatura 38 - 42º
•zadaszenie elastyczną folią EPDM
1.5mm
Plan rozmieszczenia obiektów
biogazowni
• biuro
• zbiorniki buforowe
• dozowniki substratów
• zbiorniki fermentacyjne przepływowe EUCO
• zbiorniki fermentacyjne okrągłe COCCUS
• budynek techniczny
• awaryjna pochodnia gazowa
• technika odsiarczania biogazu
• system odwadniania biogazu
• kontener z agregatami prądotwórczymi
•kocioł parowy
•spręŜarki
• waga dla substratów
• trafostacja
• rozdzielnia pobierania prądu
• hala
•laguny
• drogi wewnętrzne, droga dojazdowa
• inne elementy takie jak: sieć wodociągowa, rurociągi
substratu i pozostałości pofermentacyjnej, kanalizacja
sanitarna, plac manewrowy i ogrodzenie
Zagospodarowanie
przefermentowanej
biomasy
Gospodarka przefermentowaną biomasą
ROLNICZE WYKORZYSTANIE
• przefermentowana biomasa jako płynny ‘nawóz’ organiczny opuszczający
biogazownię w formie gotowej do rozdysponowania na polu
• długoterminowe przechowywanie w obszernych zbiornikach odstojnikowych, tzw.
lagunach
• magazynowanie ‘nawozu’ do czasu rolniczego wykorzystania
• zgodne z planami nawoŜenia i ustawą o nawozach i nawoŜeniu
rozdysponowanie ‘nawozu’ na polach
Produkcja nawozów
sztucznych pochłania
37% ogólnego
zuŜycia energii.
Ponadto wytwarza
tlenek azotu, który
ma trzysta razy
silniejsze działanie
jako gaz cieplarniany
niŜ dwutlenek węgla.
NawoŜenie
przefermentowaną biomasą
WARTOŚĆ NAWOZOWA PRZEFERMENTOWANEJ BIOMASY
• odpad z biogazowni to wysokiej jakości ‘nawóz’ opuszczający biogazownię w
formie gotowej do rozdysponowania na pola
• podwyŜszenie mineralizacji
• obniŜenie zawartości masy suchej
• zredukowana zawartość substancji rolniczo-szkodliwych, zwłaszcza
powodujących poraŜenie roślin i przykry efekt zapachowy kwasów organicznych
• podwyŜszenie zawartości związków mineralnych rozpuszczonych w wodzie
• odpowiednio długi czas fermentacji zapobiega skaŜeniu wód gruntowych
niebezpiecznymi bakteriami
• kontrolowane nawoŜenie uniemoŜliwia spływ pierwiastków biogennych
powodujących eutrofizację do wód powierzchniowych
Budowa
referencyjnej instalacji
projektu Aufwind
Schmack Nowa Energia
Elektrownia Biogazowa
Liszkowo
Powstająca instalacja
projektu Aufwind Schmack
Biogazownia rolnicza
w miejscowości Liszkowo
województwo kujawsko-pomorskie
Uroczyste otwarcie instalacji
Elektrownia Biogazowa
Liszkowo
Elektrownia Biogazowa
Liszkowo
Elektrownia Biogazowa
Liszkowo
Dziękuję
za Uwagę
Elektrociepłownie
biogazowe
Aufwind Schmack
`