Elektrárna ve znamení budoucnosti

Zemědělský podnik Agras Želatovice, a. s., hospodaří na výměře asi 2700 ha zemědělské půdy v katastrech jedenácti obcí východně od Přerova. Hospodaření je úspěšné, ale vývoj na trhu nutí zemědělské podniky diverzifikovat výrobu a hledat další zdroje příjmů. V Agrasu se rozhodli pro stavbu velké bioplynové stanice.

Akciová společnost Agras Želatovice produkuje tržní zemědělské plodiny, obvyklé v této oblasti Hané: obiloviny, řepku, kukuřici, mák a jiné a na 75 ha pěstují kvalitní chmel. Základem živočišné výroby je chov skotu: Mají asi 550 dojnic, vykrmují přes dvě stovky býků. Včetně mladého dobytka jejich stádo čítá asi 1500 kusů.

Donedávna měli i rozsáhlý chov prasat, ale krize v odbytu majitele donutila tento obor výrazně omezit. Nízké výkupní ceny mléka však ohrožují i chov dojnic. To by znamenalo nejen ztrátu příjmů a pracovních míst, ale také problém s udržením úrodností půdy v důsledku nedostatku chlévské mrvy.Aby takovému scénáři předešli, rozhodli se pro výstavbu bioplynové stanice s výkonem 1 MW. Příjem za elektřinu nahradí případné ztráty z prodeje mléka a jako vstupní suroviny se využijí i „odpady“ z živočišné výroby.

Začali hledat dodavatele a když si porovnali různé nabídky, zvolili rakouskou společnost Enserv/OÖ Gas Wärme. Jejich technologie NatUrgas je sice o něco dražší, ale moderní a výkonná. Navíc může být rozšířena až na dvojnásobek původního výkonu. Realizaci stavební části si investor objednal u tuzemských společností Akoagrostav Přerova a Topgeo Brno, spol. s r. o.

Průběh stavby

Stavba byla zahájena v květnu 2010 v místě již nepoužívaných objektů (tzv. brown field). Proběhla bez větších problémů a koncem listopadu 2010 mohl být zahájen zkušební provoz. Od května 2011 stanice zpracovává všechny plánované vstupní suroviny a motor kogenerační jednotky pracuje na plný elektrický výkon 1030 kW. Bioplanová stanice denně spotřebuje asi 38 tun chlévské mrvy, 34 tun kukuřičné siláže a dalších 14 tun hnojůvky, hovězí kejdy a silážních šťáv na zředění substrátu. Technologie však umí zpracovat i travní hmotu a další suroviny. Podle projektu zde ročně vznikne asi 10 tisíc tun digestátu a po separaci asi 2,5 tisíce tun fugátu. Vše se vrátí zpět do půdy jako zdroj živin a energie.

Celá stavba zaujímá plochu asi 640 m² a je velmi kompaktní. Uvnitř budovy jsou i čerpadla, motory míchadel a senzory, takže nehrozí poškození povětrností. Vzhledem i umístěním patří stanice v Želatovicich mezi nejpovedenější stavby tohoto druhu nejen v Česku.

Efektivní technologie

Bioplynová stanice má dva paralelní hlavní fermentory a jeden sekundární fermentor. Hrubý objem každého hlavního fermentoru je asi 2880 m³ (čistý objem 2400m³). Sekundární fermentor má obsah asi 60 m³.

Technologická linka začíná příjmem vstupních surovin dvěmi dopravníky s posuvnou podlahou a váhou. Pomocí šneků se navezený materiál automaticky dopraví do obou hlavních fermentorů. V každém hlavním fermentoru jsou umístěna dvě ležatá pádlová míchadla, která promíchávají celý objem, takže se netvoří plovoucí ani klesající pevné vrstvy. Díky tomu může substrát obsahovat až 14 % sušiny.

Čerpací stanice na přečerpávání substrátu je umístěna mezi hlavními fermentory a skládá se ze dvou redundantních čerpadel s rotačními písty a drtící jednotky (BioCutod firmy Vogelsang). Čerpací cesty jsou tak krátké a navíc je instalován separátor pevného a tekutého substrátu.

Zásobník plynu je umístěn odděleně v prostoru nad jedním z hlavních fermentorů. Systém analýzy bioplynu včas signalizuje nebezpečí poruchy fermentačního procesu a potřebu změny složení vstupních surovin.

Kogenerační jednotka má motor typu JMS 416, od výrobce GE Jenbacher. Elektrický výkon motoru je v současnosti 1030 kWe, tepelný výkon 587 kWt. Účinnost výroby elektrické energie dosahuje téměř 42 procent.

Koncový sklad digestátu o objemu 5200 m³ je vybaven míchadlem k homogenizaci obsahu. K tomu byly adaptovány ještě dvě původní nádrže na kejdu.

Obsluhou stanice jsou kvůli zastupitelnosti pověřeni tři pracovníci společnosti, avšak přímo na bioplynové stanici stráví každý den jen asi dvě hodiny. Provoz bioplynové stanice je totiž plně automatizován, parametry jsou neustále kontrolovány a obsluha je včas upozorněna na poruchy, aby mohla aktivně zasáhnout tzv. dálkovou údržbou.

Špatné rozhodnutí

Bioplynovou stanici Želatovice jsem navštívil jen krátce poté, co ministr zemědělství zastavil další administraci žádostí o dotaci na stavbu bioplynových stanic. Ředitel Agrasu Ing. Antonín Stojan, jeho zástupce Ing. Jakub Stojan i Ing. Josef Cerny ze společnosti Enserv Bohemia, s. r. o., v diskuzi shodně označili tento krok za překvapivý a mírně řečeno nestandardní. Připomněli, že ještě v březnu ministr sliboval podporu výroby bioplynu, a to zejména jako prvku stabilizace hospodaření podniků při upadající živočišné výrobě. O několik měsíců později je ale vše jinak a je třeba se ptát, komu to prospívá. Zemědělcům, kteří do projektů již investovali statisíce korun, určitě ne. Ministr průmyslu a obchodu Kocourek varoval před  živelnou výstavbou stanic, jako tomu bylo u fotovoltaických elektráren. Tento argument ale neobstojí. Celkový výkon všech postavených či schválených stanic u nás zdaleka nedosahuje vládou již odsouhlasený limit pro rok 2020 ve výši 417 MW. A navíc jde o zdroje pro rozvodnou síť z hlediska dodávek velmi komfortní a stabilní.

Inženýr Josef Cerny nicméně doporučuje zemědělcům nerezignovat: Ti, kteří již mají stavební povolení a vyjednaný bankovní úvěr, by měli dále s bankou jednat, dohoda je totiž v zájmu obou stran. A potenciálním investorům radí: Pokud zůstanou výhodné výkupní ceny za elektřinu z bioplynu, což lze předpokládat, stavba bioplynové stanice se vyplatí i bez dotace. Jen se asi o dva až tři roky prodlouží doba návratnosti, což při životnosti až 30 let není velká ztráta. Větším problémem mohou být obstrukce MPO při povolování nových zdrojů. A tady pomůže pouze jednotný postup všech organizací, které zemědělce zastupují.

Co bude dál

Stanice v Želatovicích byla postavena s tím, že ji bude možné rozšířit až na výkon 2 MW. Majitelé plánovali i stavbu další, menší stanice v nedalekých Pavlovicích, kde je ustájen mladý skot. Odpadní teplo by mohlo být využito v místním domově důchodců.

S ohledem na nejistý vývoj v oboru a malou šanci na další připojení ze strany ČEZ Distribuce ale z těchto plánů zatím sešlo. Místo toho chtějí optimalizací zvýšit výkon motoru až na 1,2 MW a pak, pokud to bude ekonomicky únosné, připojit jednotku ORC. Ta může ze 770 kW odpadního tepla vyrobit dalších asi 70 kW elektrické energie. Podle Jakuba Stojana je to do budoucna nejlepší způsob využití odpadního tepla z kogenerační jednotky. Elektřinu z ORC ale zatím nelze prodávat za dotovanou cenu, ale za cenu tržní, tedy mnohem nižší. Investice asi 9 mil. Kč tak má až příliš dlouhou návratnost.

Další možností je bioplyn vyčistit, zkapalnit a použít pro vlastní zemědělské stroje. Jestliže v podniku nyní spotřebují ročně až 420 tisíc litrů nafty za 10 až 12 mil. Kč, tak i částečná náhrada vlastním palivem je přínosem. Kapalný plyn také mohou použít při sušení chmele. Problém je, že zatímco technologie stlačování není příliš nákladná, vyčištění na kvalitu zemního plynu se vyplatí jen při velkém objemu. Co se z těchto plánů opravdu uskuteční ukáže až budoucnost.

Jiří Trnavský 

Celý článek je uveřejněn v čísle 5/11 časopisu Energie 21