Ročně se v Evropě ve zhruba 13 tis. zemědělských bioplynových stanicích (BPS) vyprodukuje 128 milionů tun digestátu, který obsahuje značné množství živin a zdrojů strukturálního uhlíku. Je proto důležité, aby se cyklus živin a uhlíku po anaerobní digesci v procesu BPS uzavřel. Efektivní cestou, jak tyto živiny navrátit do půdního ekosystému, jsou technologie finální úpravy digestátu až do formy hnojiv.
Výtah z článku, který vyšel v časopise Energie 21 č. 5/2020.
Správná aplikace digestátu, respektive jeho separovaných složek, separátu (ve formě kompostů, hnojiv, pelet apod.) a fugátu (aplikace na posklizňové zbytky, zkrápění kompostů apod.), má na půdu výrazně pozitivní vliv. Technologie zpracování a využití digestátu může přínos bioplynových stanic ještě zvýšit.
Prvním stupněm úpravy digestátu (obsah sušiny 7–8 %) je jeho separace na pevný podíl – separát s obsahem sušiny 20–30 %, a koloidní vodnatou fázi – fugát se sušinou do 3–4 %. Při základní separaci digestátu je snížena potřeba skladovacích nádrží přibližně o 10–20 % v závislosti na technologii a kvalitě vstupních substrátů.
Separací dochází nejen k oddělení tuhých látek, ale také některých živin. Dusík (N) a draslík (K) se stávají převážně součástí fugátu, fosfor (P) a uhlík (C) zůstávající v separátu. Již z tohoto předpokladu je vhodné pevný separát využít k zásobnímu hnojení a podpoře vzniku humusu a tekutý fugát naopak k přímému hnojení rostlin v době vegetačního období.
Při správné aplikaci a dodržení poměru C : N v digestátu dochází k biotransformaci primárních zdrojů organické hmoty a k formování humusových složek. Humusové částice následně fungují jako pojivo při vzniku stabilní půdní struktury a vedou k posílení retenční a infiltrační schopnosti půdy, snížení rizika eroze, vylepšení vláhové bilance na pozemku a dalším pozitivním účinkům.
Než padne rozhodnutí ohledně výběru technologie k úpravě digestátu, je nutné přesně definovat cíl, kterého chceme dosáhnout. Zda chceme v budoucnu využívat upravený separát jako komplexní hnojivo, nebo potřebujeme kompletní zpracování fugátu k výrobě kapalných hnojiv, potřebujeme zdroj vody k napájení dobytka, nebo máme v úmyslu pouze snížit obsah vody v digestátu, snížit náklady na jeho aplikaci apod. Zásadní otázkou také je, jaká je dispozice tepelné kapacity z výroby bioplynu. Každá investice a koncepce využití pokročilých technologií separace digestátu závisí na stavu techniky, způsobu využití digestátu a případném uplatnění produktů na trhu.
Vždy je však nutné si uvědomit, že každá operace při následné úpravě jak separátu, tak i fugátu s sebou nese nemalé prostředky na investici do provozu. Technicky je nezbytné rozhodnout, pro který z procesů je vhodné využití zbytkového tepla z BPS. Využití tepla připadá v úvahu zejména v letních měsících, kdy je zapotřebí cca 25 kWh tepla pro zahřátí 1 tuny vstupního substrátu. V zimě je to 36 kWh. Celková účinnost provozu BPS může při využití postupných separačních technologií dosahovat až 85 %.
Problém s uplatněním výstupů z pokročilých technologií separace digestátu na trhu nastává pouze v případě lokalit s vysokým podílem dobytčích jednotek na plochu, tzn. s dobrou zásobeností statkovými hnojivy. Na českém trhu však toto riziko v nejbližších letech rozhodně nehrozí.
Přidaná hodnota při uvažovaném dosušení a výrobě komplexních organo-minerálních hnojiv (6 % N) z matrice separátu, při zhodnocení ceny hnojiv na trhu, může být podle našich propočtů až 4000 Kč na tunu. Tento výsledek je však zapotřebí ověřit v poloprovozních nebo provozních podmínkách.
Z prezentovaných technologií se pro český trh jeví jako zajímavá možnost dočištění fugátu na rotační odstředivce s možností využití tekutého zbytku k závlaze, popř. využití technologie evaporace k zakoncentrování živin ve fugátu. Z pohledu posílení půdní úrodnosti jsou významné technologie dosušení separátu na pásové sušičce a příprava organo-minerálních hnojiv přímo na podniku.*
Příspěvek vznikl za podpory Výzkumného záměru MZe (RO0218). Článek byl publikován v časopise Biom 1/2020 (Digestát pokaždé jinak).
Ondřej Holubík, Výzkumný ústav meliorací a ochrany půdy, v. v. i.
Obrázky:
Důležitou fází úpravy separátu je způsob sušení. Foto archiv/VÚMOP
Schéma pokročilé technologické úpravy digestátu. Zdroj: Wilken et al. 2018
