Razvitak održivog tržišta bioplina u srednjoj i istočnoj Europi

Podržava:

Tehnologija za proizvodnju i korištenje bioplinaTehnologija za proizvodnju i korištenje bioplina

Matko Perović, dipl. ing. stroj.Matko Perović, dipl. ing. stroj.Biljana Kulišić, dipl. oec.Biljana Kulišić, dipl. oec.

Ugovor br. Ugovor br. IEE/09/848 SI2.558364IEE/09/848 SI2.558364 || Trajanje projekta Trajanje projekta 01/05/2010 – 31/10/2012 01/05/2010 – 31/10/2012

Razvitak održivog tržišta bioplina u Razvitak održivog tržišta bioplina u srednjoj i istočnoj Europisrednjoj i istočnoj Europi

| Ugovor br. IEE/09/848 SI2.558364 | Trajanje projekta 01/05/2010 – 31/10/2012

Sadržaj

1. Osnovni principi stvaranja bioplina

2. Opis tehnologije

3. Primjer u Hrvatskoj


Bioplin je…

…mješavina plinova koja nastaje prilikom truljenja organske tvari bez prisustva zraka – anaerobna digestija.

Kao sirovina se najčešće uzima gnoj ili gnojovka u kombinaciji s drugom sirovinom biljnog porijekla (bogate škrobom, šećerom, uljima…) ili životinjskog porijekla (bogate proteinima i mastima).

07/12/2010 | Contract No. IEE/09/848 SI2.558364 | Project duration 01/05/2010 – 31/10/2012


Proces stvaranja bioplina

Mikro(biološki) proces

Mikro(biološki) proces

(mokra) Biomasa

Gnoj, gnojovka, organske tvari,

energetski usjevi

Potpuno fermentirani supstrat

Hranjive tvari

Bioplin (CH4, CO2)


Shematski koncept proizvodnje bioplina na poljoprivrednom gospodarstvu


Sirovine za proizvodnju bioplina

• stajski gnoj i gnojnica različitog porijekla (krave, svinje, perad)

• ostaci i nusproizvodi iz poljoprivredne proizvodnje (npr. propali

usjevi uslijed vremenskih nepogoda, žetveni ostatak, …)

• razgradivi organski otpad iz poljoprivredne i prehrambeno-

prerađivačke proizvodnje (ostaci biljnog i životinjskog porijekla)

• organski dio komunalnog otpada iz kućanstva i ugostiteljske

djelatnosti (ostaci biljnog i životinjskog porijekla)

• otpadni mulj od pročišćavanja otpadnih voda

• energetski usjevi (uljana repica, kukuruz, pšenica-slama, različite

vrste trava, djetelina, …)

• odlagalište otpada (organski dio komunalnog otpada)


Energetska vrijednost pojedinih sirovina za proizvodnju bioplina


Prosječni sastav bioplina

60 % metana (CH4)

38 % ugljičnog dioksida (CO2)

2 % ostali plinovi (sumpor-vodik H2S, vodena para H2O, …)

Sumpor-vodik H2S

otrovan plin s neugodnim mirisom poput trulih jaja s vodenom parom stvara sumpornu kiselinu H2SO4 - korozivno djelovanje na

kogeneracijske uređaje, plinovode i ispušne cijevi nužno je provesti desumporizaciju (uklanjanje H2S) i sušenje bioplina (uklanjanje H2O)


Postrojenje za proizvodnju bioplina se uvijek podešava sirovini koju koristi

• Bioplinsko postrojenje je složena instalacija

• Glavne komponente se mogu naći na svakom postrojenju

• Idejno rješenje ovisi o vrsti substrata i količinama

• Komponente se definiraju putem procesnih faza

Mrvljenje

Sortiranje

Pasterizacija

Ispust

Desumporizacija

Sušenje

CO2-sekvestracija

Skladištenje plina

Toplina

Kogeneracija (toplina+električna energija)

Predaja u plinsku mrežu

Gorive ćelije

Motorno gorivo

Mokra digestija

Suha digestija

Ulazne sirovine (supstrati)

Supstrat Priprema supstrata

Tehnologija digestije

Sustav prerade plina

Dostava

Skladištenje

Korištenje plina Skladištenje i korištenje digestata

Skladištenje

Primjena i zbrinjavanje


Glavni dijelovi bioplinskog postrojenja


Dostava sirovina i skladištenje

• Prijevoz i dostava čine važnu stavku u radu postrojenja

• Moraju biti stabilni i kontinuirani

• Kontrola i bilježenje podataka (vrsta, težina, kvaliteta)


Skladištenje sirovina

• Nadomještaju sezonske oscilacije u dobavi

• Vrsta ovisi o sirovini (tekuće-kruto)

• Navozni silos • Spremnik


Navozni silos

• Uobičajeno se koristi za skladištenje energetskih usjeva za bioplinska postrojenja

• Suhi materijal s udjelom vode 55 – 70%• Preša se da bi se istisnuo zrak i izbjegli aerobni procesi • Fermentacijski procesi proizvode hlapive masne kiseline (HMK) • Obično se pokrije s plastičnom folijom ili nekim drugim materijalima • Silaža ispušta korozivne tekućine s visokom hranidbenom vrijednosti


Spremnici

• Za sirovinu koja se može pumpati • Betonski spremnici, ponekad metalni ili plastični • Ko-supstrati se mogu miješati, usitnjavati, rezati s miješalicama• Mora se voditi računa o sedimentaciji • Neugodni mirisi iz spremnika se mogu smanjiti pokrivanjem ili

ventilacijom s bio-filterima


Pripremanje sirovine

• Sortiranje i odvajanje • Sanitacija• Usitnjavanje • Miješanje, homogenizacija


Rezultat supstrata i onečišćujućih tvari

90 – 95 % 5 – 10 %

Otpad iz hrane nakon tretmana Pogled u spremnik s onečišćujućim tvarima


Sustav hranjenja fermentora

• Cilj je uspostaviti kontinuirani tijek sirovine (u praksi nekoliko manjih obroka)

• Tehnika hranjenja ovisi o suhoj tvari sirovine

• Suha sirovina pužnim vijcima a tekuća sirovina pumpama


Prijevoz i unossupstrata u fermentor

• Stavljanje u fermentor mora biti bez prisustva zraka• Ugurava se ispod razine površinskog sloja


Sustav grijanja – grijanje fermentora

• Cilj je konstantna temperatura• Promjene u temperaturi se moraju kompenzirati


Načini miješanja u fermentorima


Čišćenje fermentora


Fermentori

• Fermentor je srce bioplinskog postrojenja

• Spremnik nepropustan za zrak

• Različitih veličina, materijal, oblika

• Dva osnovna sustava digestije

Sadržaj suhe tvari <15 % >15 %

Sustav digestije Mokra Suha

Tip fermentora Kontinuirani obročni


Skladište za bioplin

• Nadoknađuje promjene u proizvodnji bioplina

• Najčešća su skladišta s niskim tlakom

Membrana nepropusna za plin Mjehur za plin


Skladište za bioplin


Vrste skladišta za bioplin


Skladištenje digestata izvan spremnika


Direktno spaljivanje i korištenje topline

- 37 goveda

- 2,5 m³ gnojovke/dan

- 60 m³ bioplina/dan

- 360 kWh topline/dan

Grijanje na bioplin

Skladište bioplina

Fermentor s mješalicom


Kogeneracija: istovremena proizvodnja električne i toplinske energije


Načini korištenja bioplina tj. biometana


Usporedba bioplinskih postrojenja

• Prosječna veličina poljoprivrednog bioplinskog postrojenja:– EU: 300 kW– HR: 1 000 kW

• Broj postojećih poljoprivrednih bioplinskih postrojenja:– Njemačka: više od 6 000– Austrija: oko 300– Hrvatska: 2

• Investicija:– Za 300 kW oko 2 milijuna €– Za 1 000 kW 3-5 milijuna €


Fermentori s mješalicama


Bioplinsko postrojenje PZ Osatina (1 MWel)

• 19 ha zemlje + 3000 grla


Fermentori u izgradnji


Silo spremnici za kukuruznu silažu


Izgradnja digestora


Skladište bioplina i digestata


Transformacijska stanica i baklja


Spremnici za digestat – kruta i tekuća faza


Koristi od proizvodnje bioplina…

1.Proizvodnje obnovljive energije 2.Smanjenja količine otpada (zbrinjavanje) 3.Smanjenje stakleničkih plinova

Bioplin ima lokalni karakter

• Većina socio-ekonomskih učinaka ostaje u lokalnoj zajednici.• Proizvođači bioplina rijetko stvaraju konkurenciju između sebe.• Proizvođači bioplina se natječu na tržištima električne i

toplinske energije, odnosno s ostalim načinima zbrinjavanja otpada.


Matko PerovićMatko Perović [email protected]@eihp.hrtel : 01/ 6326-141tel : 01/ 6326-141

07/12/2010 | Contract No. IEE/09/848 SI2.558364 | Project duration 01/05/2010 – 31/10/2012

KoordinatorKoordinator::

Energetski institut Hrvoje PožarSavska cesta 163Zagreb, Hrvatskawww.eihp.hrFax: +385 1 6040 599

KontaktKontakt:: Ana Kojaković [email protected]: +385 1 6326 135

Biljana Kulišić[email protected]: +385 1 6326 169

Web stranica projektaWeb stranica projekta::www.biogasin.org

Partneri na projektuPartneri na projektu::

• WIP Renewable Energies (WIP), Germany

• European Biogas Association (EBA),

Belgium

• Fraunhofer (IWES), Germany

• Centre for Renewable Energy Sources

and Savings (CRES), Greece

• Czech Biogas Association (CzBA),

Czech Republic

• EKODOMA, Latvia

• Energoproekt, JSC (ENPRO), Bulgaria

• Razvojna agencija Sinergija, Slovenia

• Trinergy Grup (TG), Romania

Partneri i kontaktiPartneri i kontakti

Documents

Razvitak održivog tržišta bioplina u srednjoj i istočnoj Europi