Intenzifikace výroby bioplynu z rostlinných materiálů

Problémem bioplynových stanic na rostlinnou biomasu je především nízká účinnost způsobená špatnou rozložitelností rostlinných materiálů. Tuto nevýhoda se dosud řeší hlavně prodlužováním doby zdržení ve fermentorech. To ale vede ke stavbě velkoobjemových fermentorů s vysokými požadavky na investice i na energii. Novou možností je aplikace anaerobních hub s vyšší celulázovou aktivitou přímo do fermentoru.

Anaerobní fermentace zbytkové, odpadní nebo cíleně pěstované biomasy v bioplynové stanici (BPS) je nejefektivnějším způsobem získávání energie z těchto materiálů. Podle ČIA bylo v ČR k 1. 12. 2008 v provozu celkem 113 BPS o souhrnném výkonu 50,32 MW. Do roku 2015 se má souhrnný výkon zvýšit na 140 – 150 MWel.

 

Hlavním substrátem pro zemědělské BPS je cíleně pěstovaná rostlinná biomasa. K pěstování rostlinné biomasy pro plynná biopaliva je k dispozici asi 9 % zemědělské půdy to znamená 390 tisíc ha.  Podle průběžného monitoringu bioplynových stanic již provozovaných nebo připravovaných k výstavbě, jejich naprostá většina předpokládá zpracovávání rostlinné biomasy jako nosného substrátu. Další suroviny jsou kejda resp. hnůj, vznikající při chovu hospodářských zvířat, odpady z potravinářského průmyslu a další.

 

Problémem bioplynových stanic zpracovávajících rostlinnou biomasu je především nízká účinnost procesu způsobená špatnou rozložitelností rostlinných materiálů. Nízká rozložitelnost se odráží v nižší produkci bioplynu, značná část organického uhlíku z rostlinných materiálů zůstává nevyužita (40 až 60 %). K potlačení této nevýhody je snaha prodlužovat dobu zdržení ve fermentorech, to vede k aplikaci velkoobjemových fermentorů s vysokými požadavky na investice i na energii, čímž nelze zajistit požadovanou ekonomičnost procesu.

 

Jednou z možností zvýšení rozložitelnosti problematické složky rostlinné biomasy – lignocelulózových komplexů – je biotechnologická metoda aplikace mikroorganizmů se zvýšenou celulázovou aktivitou – anaerobních hub – přímo do anaerobního fermentoru. Zde je nutné nastavit takové podmínky, aby se mohly aktivně projevovat ve směsi s ostatními mikroorganizmy fermentace.

 

Na ústavu technologie vody a prostředí VŠCHT byly provedeny předběžné pokusy, ve kterých byla sledována možnost uplatnění anaerobních hub v procesu produkce bioplynu. K pokusům byly použity kmeny anaerobní houby Anaeromyces mucronatus (foto), izolované z bachorové tekutiny krávy v Laboratoři anaerobní mikrobiologie ÚŽFG AVČR, která se studiem anaerobních hub dlouhodobě zabývá. Cílem experimentu bylo nepřímo ověřit možnosti růstu a funkce anaerobních hub v prostředí fermentační směsi a kvantifikovat jejich vliv na produkci bioplynu.

 

Celý článek je otištěn v čísle 3/09 časopisu Energie 21.

 

Autoři: Prof. Ing. Jana Zábranská, CSc., Prof. Ing. Michal Dohányos, CSc., Procházka J, Fliegerová K.*) , Fakulta technologie ochrany prostředí VŠCHT Praha, Ústav technologie vody a prostředí, ÚŽFG AVČR, Laboratoř anaerobní mikrobiologie *)

Napsat komentář

Vaše emailová adresa nebude zveřejněna. Vyžadované informace jsou označeny *