Biznes

Biogazownie- przyszłość dla rolnictwa?

INSTYTUT TECHNOLOGICZNO-PRZYRODNICZY O BIOGAZOWNIACH I ROZWOJU ROLNICTWA 

prof. dr hab. inż. Wacław Romaniuk– Instytut Technologiczno-Przyrodniczy – Państwowy Instytut Badawczy, Falenty, Oddział Warszawa, Zakład Systemów Infrastruktury Technicznej Wsi

Często spotykamy się z pytaniami, czym tak naprawdę jest biogazownia i jak może pomóc rolnictwu, a szerzej rozwojowi kraju? Jak w prosty sposób zbudować taką biogazownię? W ITP (Instytut Technologiczno-Przyrodniczy) uznaliśmy, że w ramach prowadzonych badań i współpracy z biznesem szerzej będziemy przedstawiać tą ważną tematykę. 

Najprościej rzecz ujmując biogazownia rolnicza to zespół urządzeń, służących do prowadzenia fermentacji metanowej substratów organicznych, wytworzonych w gospodarstwie rolnym, jak również umożliwiających ich wykorzystanie po zakończonym procesie fermentacji. 

Biogazownia rolnicza zazwyczaj składa się z:

  • zbiornika wstępnego do magazynowania substratu (np. gnojowicy),
  • silosu na substrat roślinny (np. kiszonkę z kukurydzy),
  • komory (lub komór) fermentacyjnej (bioreaktor),
  • zbiornika gazu,
  • generatora prądotwórczego w układzie kogeneracyjnym,
  • zbiornika na substrat przefermentowany.

Pojemność zbiornika wstępnego do magazynowania substratu powinna być dostosowana do 0,5–2-krotnej objętości produkowanego substratu w ciągu doby. Zbiornik w zależności od składowanego materiału może być wykonany z betonu, stali lub tworzyw sztucznych i może występować w formie zbiornika zagłębionego lub naziemnego.

Zgodnie z regulacjami prawnymi biogaz rolniczy to paliwo gazowe, otrzymywane w procesie fermentacji metanowej surowców rolniczych, produktów ubocznych rolnictwa, płynnych lub stałych odchodów zwierzęcych, produktów ubocznych lub pozostałości z przetwórstwa produktów pochodzenia rolniczego lub biomasy leśnej, z wyłączeniem gazu pozyskanego z surowców pochodzących z oczyszczalni ścieków oraz składowisk odpadów. Powstaje on na skutek działania bakterii beztlenowych rozkładających substancje organiczne. 

Najczęściej do produkcji biogazu wykorzystywana jest biomasa z roślin, a także odchody zwierzęce. Obecnie wykorzystywanymi substratami oprócz nawozu naturalnego są energetyczne surowce roślinne takie jak: kiszonki z kukurydzy, zielonki i kiszonki z traw. 

Wielkość silosu na substrat roślinny zależy od ilości gromadzonych substratów. Silos powinien być wyposażony w instalację odbioru odcieków, która zapobiega przedostawaniu się odcieków do gleby. Aby zapobiec wysychaniu substratu lub dostaniu się wody deszczowej, silos powinien być szczelnie zakryty. Niektóre substraty roślinne o małym uwodnieniu, jak np. kiszonka z kukurydzy, składowane są w pryzmach pod przykryciem foliowym. 

Komora fermentacyjna to najważniejszy element biogazowni, w której przebiega proces fermentacji metanowej. Od poprawności jej konstrukcji i właściwego wykonania uzależniona jest skuteczność całej inwestycji. Przede wszystkim jej ściany muszą być szczelne, aby uniemożliwić przeciek cieczy i gazów. Niezbędna jest również dobra izolacja, zapewniająca możliwie minimalne straty ciepła. Im lepsza izolacja, tym mniejsze uzależnienie od temperatury zewnętrznej. Komora powinna mieć właz umożliwiający kontrolę wnętrza i ewentualne naprawy. w zależności od zastosowanej technologii biogazownia może być wyposażona w jedną lub więcej komór. Komory fermentacyjne mogą być poziome lub pionowe, wykonane z blachy stalowej, betonu lub tworzywa sztucznego. Komora powinna być wyposażona w urządzenie do mieszania jej zawartości (mieszadło lub inny system mieszający) oraz w system grzewczy pozwalający na osiągnięcie wymaganej temperatury fermentacji i utrzymanie jej. Przefermentowaną masę z bioreaktora odprowadza się najczęściej przez rurę przelewową.

Zbiornik gazu (biogazu) to obecnie najczęściej wydzielony zbiornik magazynujący, pracujący przy ciśnieniu wymaganym w sieci gazowej. Zgromadzony w nim biogaz przechowywany jest do czasu zapotrzebowania na energię. Najczęściej jest wykorzystywany w gazowym bloku energetycznym do jednoczesnego wytwarzania prądu elektrycznego i ciepła.

Przefermentowaną i częściowo odwodnioną masę można użyć jako cenny nawóz (w formie płynnej) lub składować w zbiorniku na substrat przefermentowany, który może być wykorzystany do produkcji kompostu (bionawozu) na potrzeby rynku. 

Płynne nawozy naturalne charakteryzują się ogromnym bogactwem mikroorganizmów, które w pewnych warunkach mogą być czynnikami chorobotwórczymi dla ludzi i zwierząt.

Negatywny wpływ nawozów naturalnych na degradację środowiska naturalnego może być zminimalizowany pod warunkiem przestrzegania podstawowych praw ekologicznych, na których powinny być oparte wszystkie metody utylizacji gnojowicy, uzdatniające ją do bezpiecznego rolniczego wykorzystania.

Z wielu problemów, związanych ze znaczną koncentracją pogłowia, na czołowe miejsce wysuwa się problem zagospodarowania odchodów wykraczający poza ramy samego procesu produkcyjnego. Duża ilość odchodów zwierzęcych jest wystarczającym sygnałem do szukania racjonalnych metod ich przerobu i wykorzystania, zwłaszcza gnojowicy. Produkcja gnojowicy znacznie przekracza potrzeby nawozowe upraw, dlatego należy poddać ją skutecznej utylizacji. Jedną z metod utylizacji gnojowicy jest poddanie jej fermentacji metanowej. Fermentacja metanowa jest złożonym procesem biochemicznym zachodzącym w warunkach beztlenowych. Wielocząsteczkowe substancje organiczne są rozkładane przez bakterie na proste związki chemiczne ustabilizowane – głównie metan (CH4) i dwutlenek węgla (CO2). Organiczną masę gnojowicy tworzą głównie tłuszcze, białka i węglowodany. w procesach beztlenowego rozkładu część z nich, w wyniku przemian biochemicznych, mineralizuje się do prostych związków chemicznych. Pozostałe części, np. trudno rozkładalna celuloza i ligniny, nie zmieniają się i w swej pierwotnej postaci są usuwane z komory fermentacyjnej.

Produkcja i wykorzystanie energii pochodzenia rolniczego to szansa na dywersyfikację i wzrost przychodów rolniczych oraz bezpieczeństwa energetycznego wsi, a także poprawa ochrony środowiska na terenach rolniczych. Dla rolnika (producenta rolnego) produkty uboczne z podstawowej działalności są potencjalnymi surowcami do produkcji energii elektrycznej i cieplnej na własne potrzeby w instalacjach biogazowych o niewielkiej mocy, a jej nadmiar może być sprzedawany.

Opracowanie technologii a następnie konstrukcji i budowa biogazowni oraz urządzeń towarzyszących, jak również ich wykorzystanie w postaci biogazu czy też energii elektrycznej oraz ciepła umożliwi użytkownikowi zaoszczędzenie na kosztach eksploatacyjnych. Drugą korzyścią gospodarczą, przewidywaną z tej inwestycji, jest efektywniejsze rolnicze wykorzystanie przefermentowanego nawozu naturalnego oraz odpadów poprodukcyjnych. Ten ekologiczny przefermentowany nawóz z różnego rodzaju dodatkami roślinnymi jak kukurydza, kiszonka czy też masa zielona (również zakiszona) jest zaliczany do grupy bardzo aktywnych biologicznie nawozów stymulujących wzrost i rozwój roślin uprawnych zarówno zbożowych, jak i okopowych, nie mówiąc o użytkach zielonych, które bardzo efektywnie reagują na nawożenie tym substratem biologicznym, szczególnie na lżejszych glebach. Trzecią korzyścią jest ochrona wody, gleby i powietrza przed ewentualnym skażeniem bakteriami i grzybami, znajdującymi się w świeżym, nieprzefermentowanym np. pomiocie od brojlerów.

Zalety budowy biogazowni rolniczych to:

  1. niezależność energetyczna – prąd można wykorzystywać na potrzeby własnego gospodarstwa lub sprzedawać do sieci energetycznej;
  2. redukcja niekontrolowanej emisji metanu (CH4);
  3.  redukcja emisji dwutlenku węgla (CO2);
  4. uzyskanie nawozu – produktem powstałym w wyniku fermentacji jest ciecz pofermentacyjna – pełnowartościowy, bezpieczny i praktycznie bezwonny nawóz naturalny;
  5.  zmniejszenie kosztów utylizacji odpadów organicznych– bez negatywnego działania na środowisko i mieszkańców.

Rozwój biogazowni rolniczych stwarza szanse na intensyfikację rolnictwa zrównoważonego z uwzględnieniem aspektów ekonomicznych, ekologicznych i społecznych.

Zdjęcia: pixabay.com, iPhoto.com

Udostępnij
Tag:
Polska GO
Komentarze: 0

Dodaj komentarz

Twój adres email nie zostanie opublikowany.

Więcej z: Biznes
Zobacz wszystkie wpisy »

Polska jednym z najtańszych państw w UE

Według danych przedstawionych przez Eurostat, jeśli chodzi o ceny towarów i usług jesteśmy jednym z najtańszych krajów w całej Unii...

Podatek cukrowy zasila budżet. Ministerstwo Finansów podało dane

Wprowadzony od stycznia tego roku podatek cukrowy już zasila budżet. Ministerstwo finansów podało, że z tego tytułu do kasy państwa...

Podwyżki składki ZUS od 2022r. Przedsiębiorcy przerażeni

Zła informacja dla przedsiębiorców. Od 2022 r. Osoby prowadzące działalność gospodarczą zapłacą składki aż o 11% wyższe niż w roku...

Podatek od deszczu. Rząd szykuje podwyżki. Od 2022 roku zapłaci więcej osób

Rząd planuje podwyżki w tzn. Podatku od deszczu. czyli opłaty za zmniejszenie naturalnej retencji terenu. Od 2022 roku podatek będzie...
  • 24 czerwca 2021, 09:00
    Pochmurnie
    22°C
    odczuwalna: 24°C
    aktualne ciśnienie: 1020 mb
    wilgotność: 82%
    prędkość wiatru: 4 km/h ESE
    Wiatr w porywach: 4 km/h
    UV-Index: 2
    wschód słońca: 04:15
    zachód słońca: 21:02
     
  • 0
      0
      Koszyk
      Koszyk jest pustyWróć do sklepu