Biogazownie rolnicze stają się coraz bardziej popularne w Polsce, jako kluczowe elementy nowoczesnego rolnictwa. Dzięki procesom biotechnologicznym, takim jak fermentacja metanowa, pozwalają one na efektywne przetwarzanie odpadów organicznych, jednocześnie wspierając gospodarstwa rolne w pokryciu potrzeb energetycznych hodowli i upraw.
Czym jest biogazownia?
Biogazownia rolnicza to instalacja, w której zachodzi proces beztlenowej fermentacji materiałów organicznych, takich jak gnojowica, obornik czy odpady roślinne. W wyniku tego procesu powstaje biogaz, którego głównym składnikiem jest metan. Biogazownie odgrywają ważną rolę w produkcji odnawialnych źródeł energii (OZE), przyczyniając się do poprawy jakości środowiska naturalnego oraz zwiększenia niezależności energetycznej gospodarstw rolnych.
Rodzaje biogazowni
W Polsce wyróżnia się różne typy biogazowni, które różnią się miejscem funkcjonowania oraz technologią produkcji biogazu. Biogazownie rolnicze przetwarzają odpady z uprawy roślin i hodowli zwierząt. Zakłady przetwórstwa spożywczego również są czasami wyposażone w instalacje biogazowe, co pozwala im na przetwarzanie dostępnego odpadu organicznego np. wytłoków, wysłodków czy wywaru gorzelnianego. Komunalne mogą przetwarzać odpady spożywcze, ścinki i pielęgnacji terenów zielonych. Często też są budowane biogazownie na oczyszczalniach ścieków do ich przetwarzania, zarówno ścieków bytowych, jak i przemysłowych. W zależności od temperatury, w jakiej prowadzi się proces fermentacji, można wyróżnić technologie psychrofilowe, mezofilowe i termofilowe. Różnią się one efektywnością produkcji, czasem trwania, a instalacja musi być dostosowana pod konkretną metodę przetwarzania odpadów rolniczych.
Znaczenie biogazu w rolnictwie
Dzięki produkcji biogazu możliwe jest zredukowanie emisji gazów cieplarnianych oraz zwiększenie efektywności energetycznej gospodarstw rolnych. Biogazownie stanowią także źródło dodatkowych dochodów dla rolników, umożliwiając sprzedaż nadwyżek energii elektrycznej do sieci.
Biogazownie pełnią również bardzo ważną rolę w energetyce. Przede wszystkim wspomagają bezpieczeństwo energetyczne poprzez wytwarzania lokalnego, ekologicznego paliwa gazowego. Paliwa są bardzo dobrym źródłem energii, ze względu na możliwość ich magazynowania, dlatego biogazownie pełnią rolę regulacyjną w energetyce. Często pracują wtedy, kiedy takie źródła jak fotowoltaika czy turbiny wiatrowe nie pracują, dzięki czemu dostarczają energii, kiedy jej w systemie elektroenergetycznym brakuje. Dlatego wytwarzanie energii elektrycznej i cieplnej przez te instalacje jest nagradzane najwyższymi cenami referencyjnymi ze wszystkich OZE. Biogazownie mogą pełnić podobną rolę w systemie do elektrowni węglowych i przyczynić się do redukcji emisji CO2. Są również źródłami o znacznie mniejszej mocy, szczególnie mikrobiogazownie (do 100 kW), co dodatkowo wspomaga bezpieczeństwo energetyczne oraz obniża koszty eksploatacyjne sieci energetycznych.
Jak działa biogazownia rolnicza?
Proces produkcji biogazu
Produkcja biogazu w biogazowni rolniczej odbywa się w procesie fermentacji metanowej, która zachodzi w dużych komorach fermentacyjnych. W tych zbiornikach, pod wpływem działania mikroorganizmów, mokra biomasa, taka jak gnojowica czy obornik, ulega rozkładowi do bardzo prosty związków, a nawet formy pierwiastkowej. Efektem jest produkcja łatwo przyswajalnego pofermentu – świetnego nawozu. We wnętrzu zbiorników kluczowe jest utrzymanie odpowiednich warunków, takich jak temperatura i pH, aby proces fermentacji przebiegał bez zakłóceń i możliwie efektywnie. Kolonie mikroorganizmów to specyficzne grupy, które ze sobą aktywnie współpracują. Niektóre z nich rozkładają cukry, inne tłuszcze i kwasy tłuszczowe, jeszcze inne białka czy alkohole, a na koniec mikroorganizmy metanogenne przetwarzają wybrane związki na metan.
Wykorzystanie substratów w biogazowni
W biogazowniach rolniczych wykorzystywane są różne rodzaje substratów m.in. odpady z hodowli zwierząt inwentarskich, pozostałości po roślinach, odpady z przetwórstwa rolno-spożywczego, rzadziej odpady z przemysłu. Substraty te powinny być odpowiednio przygotowane i zbalansowane pod względem składu chemicznego, żeby nie doszło do degradacji mikrobiomu. Ważne jest, aby cały proces był odpowiednio monitorowany i zarządzany, co zapewnia rentowność instalacji oraz podejmowanie ewentualnych działań interwencyjnych ze stosownym wyprzedzeniem.
Fazy działania biogazowni
Fazy działania biogazowni obejmują przyjęcie i magazynowanie substratu, w niektórych biogazowniach przygotowanie substratów, proces fermentacji, zagospodarowanie biogazu i pofermentu. Poferment, czyli resztki pofermentacyjne, może być wykorzystywany jako cenny nawóz organiczny – ujednorodniony, łatwoprzyswajalny, o znacznie zredukowanej zawartości patogenów, nieemitujący do atmosfery dwutlenku węgla, metanu i tlenków azotu. Jego zawartość wody po procesie to zwykle ok. 94%.
Biogaz natomiast kierowany jest do silnika gazowego, w którym następuje spalanie gazu w cylindrach silnikach, a energia z jego spalania napędza tłoki, a w konsekwencji generator energii elektrycznej. Ciepło, które w spalinach opuszcza silnik, może zostać odebrane i przekazane do ogrzewania zbiorników fermentacyjnych. Nadwyżka ciepła często jest również wykorzystywana w suszarniach zboża, drewna, w układach chłodniczych czy do ogrzewania obiektów inwentarskich. Inną opcją zagospodarowania biogazu jest jego przetwarzania do postaci biometanu. Takich instalacji obecnie w Polsce nie ma, ale ustawodawstwo dotyczące biometanowni dopiero powstaje, a więc rynek jeszcze się do końca nie otworzył.
Budowa biogazowni
Kroki w budowie biogazowni rolniczej
Budowa biogazowni rolniczej obejmuje kilka kluczowych kroków, w tym badania substratów, analizę techniczno-ekonomiczną, projektowanie, stosowne pozwolenia i analizy, budowę oraz rozruch instalacji. Inwestycji biogazowni rolniczych są nieustannie rozwijane. Nowe technologie, pozwalają na bardziej efektywne przetwarzania biomasy, co prowadzi do niższych nakładów inwestycyjnych lub wyższych przychodów w trakcie eksploatacji. Biogazownie są oczywiście wyposażone w specjalistyczną aparaturę kontrolno-pomiarową, w systemie zabezpieczeń aktywnych oraz pasywnych. Są również w znacznej mierze uodpornione na ekstremalne zjawiska pogodowe i klęski żywiołowe. Personel wymaga stosownego przeszkolenia.
Dofinansowania i wsparcie dla budowy biogazowni
W Polsce dostępne są różne formy dofinansowania dla inwestycji w biogazownie rolnicze. Programy takie jak „Energia dla Wsi” oferują wsparcie finansowe, które mogą znacznie obniżyć koszty budowy i przyspieszyć zwrot z inwestycji. Istnieje również wiele innych programów dofinansowań oraz kredytów z korzystnymi warunkami zwrotów oraz możliwością umorzenia części długu. Jeśli chcesz poznać szczegóły obecnych programów wspierających potencjał rozwoju biogazowni, zgłoś się do nas. Nasz doradca przedstawi Ci programy, które najlepiej sprawdzą się w Twojej sytuacji.
Produkcja biogazu rolniczego
Produkcja biogazu w Polsce
W Polsce funkcjonuje ok. 400 biogazowni. Biogazowni rolniczych jest stosunkowo mało biorąc pod uwagę polską roczną produkcję biomasy mokrej, ale powstaje coraz więcej, co jest wynikiem zwiększonego zainteresowania OZE, wsparcia ze strony władz na poziomie lokalnym oraz krajowym, poprzez zgodność tej technologii z polityką klimatyczną. Przyczyniają się one do dywersyfikacji źródeł energii oraz zwiększenia bezpieczeństwa energetycznego, a ich rozwój ma kluczowe znaczenie dla polskiego rolnictwa i energetyki. W kontekście obowiązującej polityki biogazownie to niezbędne instalacja na terenie gospodarstw rolnych, która pozwala zredukować wpływ na środowisko.
Biogaz jako źródło energii dla wsi
Biogaz stanowi istotne źródło energii dla gospodarstw rolnych, pozwalając na zaspokojenie ich potrzeb energetycznych. Rolnicy mogą znacznie obniżyć swoje koszty związane z zakupem energii, a także uzyskać dodatkowe dochody ze sprzedaży nadwyżek energii elektrycznej do sieci. To rozwiązanie jest szczególnie ważne w kontekście rosnących cen energii. Kogeneracja, czyli jednoczesne wytwarzanie energii elektrycznej i ciepła, jest kluczowym aspektem działalności biogazowni rolniczych. A dobrze zagospodarowane ciepło może być kolejnym źródłem przychodu.
Lokalna społeczność i budowa biogazowni
Budowa biogazowni rolniczej powinna być każdorazowo poprzedzona przeprowadzeniem konsultacji z lokalną społecznością. Rozwój rynku biogazowni jest w Polsce wolniejszy niż w innych krajach ze względu na dość intensywne protesty społeczne. Wynikają one z kilku aspektów. Pierwszy z nich to obawy o występowanie odorów. Zarzut ten jest uzasadniony tylko w przypadku, gdy inwestor nie przestrzega dobrych praktyk eksploatacji biogazowni i nie dba o porządek na terenie obiektu. Ważne jest również, by zapewnić odpowiednią ochronę przed wydobywaniem się zapachów z punktu przyjęcia substratu i punktu dozowania ich do fermentatora. Powinien to być absolutny standard, jeśli chodzi o wykonawców inwestycji. Na szczęście, w zdecydowanej większości okoliczni mieszkańcy nie narzekają na rozprzestrzeniające się odory, bo wszystko zostało wykonane zgodnie z dobrą praktyką. Drugim powodem do obaw mieszkańców może być wzmożony transport. Jest to bardzo istotny czynnik rentowności biogazowni, dlatego pełną analizę transportu na etapie budowy oraz na etapie eksploatacji otrzymają Państwo od nas. Będzie z niej wynikać, czy rzeczywiście liczba transportów może być uciążliwa dla mieszkańców, a także przewidziane zostaną metody zmniejszenia uciążliwości. Pozostałe ewentualne zastrzeżenia mają charakter indywidualny, często wynikają z niewiedzy lub zasłyszanych teorii i są rozwiewane w trakcie konsultacji społecznych, które możemy dla Państwa zorganizować.
Wyzwania i przyszłość biogazowni rolniczych
Przyszłość biogazowni rolniczych w Polsce wydaje się obiecująca, jednak istnieją również wyzwania, takie jak konieczność uzyskania odpowiednich pozwoleń oraz wysokie koszty budowy. Kluczowe będzie dalsze wsparcie dla inwestycji w biogazownie oraz rozwój technologii, które zwiększą ich efektywność. W miarę rosnącego zapotrzebowania na zieloną energię, biogazownie mogą stać się ważnym elementem polskiego sektora energetycznego, a ich rola w ochronie środowiska stanie się jeszcze bardziej istotna.
Podsumowanie instalacji biogazowych
Moc biogazowni i gospodarstwo rolne
Jest wiele metod doboru wielkości mocy instalacji. Biogazownie to instalacje, które powinny być jednak nastawione na przetwarzanie substratów. Jeżeli roczny dostępny substrat to 10 000 ton materii organicznej rocznie, to (w największym uproszczeniu) pojemność zbiorników powinna być tak dobrana, żeby przez rok przetworzyć prawie 10 000 ton substratu. Na podstawie wydajności tych materiałów organicznych (np. kiszonki i gnojowicy) można oszacować ilość metanu, jaka zostanie wytworzona, a następnie uwzględniając sprawność silnika gazowego możliwe jest oszacowanie jego mocy elektrycznej. Następnie moc ta jest wykorzystywana do potrzeb gospodarstwa.
Kogeneracja i opłacalność biogazowni
Nadwyżka energii (a często jest jej na prawdę dużo) zostaje sprzedawana do sieci po bardzo korzystnych cenach, które wynikają z faktu, że energia z biogazu jest ekologiczna, oparta na kogeneracji i sterowalna (istnieje możliwość jej zmagazynowania oraz wytwarzania w okresie największego zapotrzebowania. Ciepło to również cenne źródło przychodu, wystarczy je odpowiednio zagospodarować. Poferment to wyjątkowo cenna materia organiczna do nawożenia roślin uprawnych. Jego nadwyżki również mogą być sprzedawane po korzystnych cenach. Niektóre biogazownie mogą również przyjmować niebezpieczne materiały organiczne, takie jak odpady poubojowe. Materiał ten wymaga higienizacji i specjalnych pozwoleń do stosowania jako nawóz, jednak w tym przypadku właściciel obiektu może przyjmować opłaty za utylizacje odpadów z produkcji mięsa.
Chociaż biogazownia rolnicza jest instalacją dość drogą to dofinansowania oraz liczne, sowite źródła przychodów sprawiają, że okres zwrotu z inwestycji to, w niektórych przypadkach zaledwie 5-9 lat. Jest to jednak zależne od tylu czynników, że każdorazowo, trzeba przeanalizować substrat i jego potencjał, odpowiednią technologię, położenie obiektu, dostępność sieci energetycznej i inne czynniki.
Jeśli chcesz poznać szczegóły naszej oferty skontaktuj się z nami poniżej. Przeanalizujemy Twoją sytuację i już na wczesnym etapie oszacujemy/ocenimy czy biogazownia to technologia, która spełni Twoje oczekiwania i przyniesie oczekiwane korzyści finansowe.