Dr inż. Jan CEBULA Politechnika Śląska Wydział Inżynierii Środowiska i Energetyki Gliwice ul. Konarskiego Gliwice tel tel. kom MOŻLIWOŚCI WYKORZYSTANIA BIOMASY – ŻRÓDŁA BIOGAZU Znaczenie odnawialnych zasobów i źródeł energii dla zrównoważonego rozwoju Lubin

Rośliny lignolityczne Miskantus Topola Trzcina Wierzba Konopie Akacja Słoma Świerk Len Brzoza Trawy Sosna Przemiany termochemiczne SpalanieZgazowanieKoksowanieOdgazowanie CiepłoGaz syntezowy Koks, smoła, gaz Koks, gaz, smoła Wykorzystanie biomasy

SpalanieEstryfikacja CiepłoPaliwa płynne Smary, Oleje jadalneChemikalia Rośliny oleiste Olej słonecznikowy Olej lniany Olej rzepakowy Olej walerianowy Olej anyżowy Przemiany chemicznePrzemiany fizyczno-chemiczne Ekstrakcja

Rośliny zawierające skrobię Ziemniaki Żyto Pszenica Kukurydza Proso Fermentacja metanowa Fermentacja alkoholowa Przemiany biochemicznePrzemiany fizyczno- chemiczne Rozcieranie na miazgę Synteza Biogaz Alkohole, Substraty do syntezy chemicznej Papier Biopolimery Polimery Surfaktanty

Surowce do wytwarzania biogazu pochodzenia rolniczego, hodowlanego i odpady biorozkładalne Obornik kurzy, bydlęcy, świński Gnojówka Gnojowica Trawy zielone Pasze niepełnowartościowe, żywność przeterminowana, tłuszcze, SpalanieSuszenieBeztlenowe Tlenowe CiepłoNawóz Biogaz Nawóz Kompost Przemiany termicznePrzemiany biochemiczne

Biogaz rolniczy Biogaz wysypiskowy Biogaz z oczyszczalni ścieków Biogaz kopalniany Biogaz drzewny

W Polsce istnieje znaczący potencjał surowców mogących posłużyć do wytwarzania biogazów. Na obszarze ha gruntów odłogowanych i ugorowanych w 2005 r można by uprawiać rośliny z których w drodze fermentacji można by wyprodukować 5000 – m 3 metanu/ha = 5,14 – 10,28 miliarda metrów sześciennych metanu. W roku 2005 w Polsce ilość bydła wynosiła sztuk a ilość drobiu sztuk natomiast trzody chlewnej sztuk. Zwierzęta te dostarczają takie ilości odchodów, że do ich przetworzenia należy wybudować ponad biogazowni rolniczych. Płyty gnojowe i zbiorniki na gnojowicę nie sprostają wymaganiom ustawy nawozowej - to tylko półśrodki. Odchody zwierzęce to przecież cenny surowiec do produkcji biogazu. Z punktu widzenia ochrony środowiska na dzień dzisiejszy nie ma alternatywy czy budować biogazownie rolnicze czy płyty gnojowe. W przypadku realizacji projektu związanego z produkcją bioestrów pozostanie do utylizacji tysiące ton odpadowej gliceryny. Biogazownie rolnicze mogą w znaczący sposób wykorzystać tą glicerynę do zwiększenia wydajności biogazu. W 2005 roku w Polsce było 999 wysypisk odpadów komunalnych. Jedynie kilkadziesiąt wysypisk miało wybudowany system odgazowania. Wydzielany biogaz na wysypisku należy zutylizować. Z uwagi na realizację narodowych planów gospodarki odpadami ten kierunek wytwarzania biogazu należy uważać za nie przyszłościowy. W warunkach krajowych przyszłościowym wydaje się być kierunek biogazu pozyskiwanegoz drewna. Szacuje się ilość odpadów drzewnych w Polsce na około 3 mln m 3 rocznie. Plantacje drzew i krzewów szybko rosnących mogą przyspieszyć rozwój pozyskiwania biogazu drzewnego. Kontenerowe instalacje produkcji prądu elektrycznego zwłaszcza służące jako rozproszone źródła prądu mogą się okazać ekonomicznie uzasadnione. Rekultywacja terenów zdewastowanych może posłużyć do upraw energetycznych z myślą o ich wykorzystaniu do produkcji gazu drzewnego.

BIOGAZOWNIE ROLNICZE BUDOWA I EKSPLOATACJA STAN PRAWNY CZERWIEC 2007

Najbardziej aktualnie zalecanymi rodzajami produkcji/wytwarzania energii odtwarzalnych, to: Energia ze źródeł rozproszonych - małe źródła u/lub blisko odbiorcy i Energia ze źródeł skojarzonych (kogeneracyjnych) -jednoczesna produkcja energii elektrycznej i cieplnej z zachowaniem warunków przyjaznych środowisku -Takie zadania zapewniają między innymi małe i średniej wielkości BIOGAZOWNIE ROLNICZE

W Polsce, biogazownie rolnicze znane są od co najmniej 30-tu lat, jednak nie znalazły swojego miejsca w szeroko rozumianej praktyce rolniczej, ani też w unormowaniach, określeniach i aktach prawnych dotyczących wytwarzania i przetwarzania biogazu w gospodarstwach rolno-hodowlanych. Potencjalny inwestor już od początku, procesu planowania inwestycji napotyka na trudności z zakwalifikowaniem zamierzenia, gdyż: 1. produkcję biogazu rolniczego nie obejmuje Polska Kwalifikacja Działalności 2. nie ma jednoznacznej definicji co rozumie się pod nazwą biogazownia rolnicza – czy jest to tylko komora fermentacyjna i zbiornik biogazu? A pozostałe budowle i urządzenia związane z instalacją kwalifikuje się według ich charakterystyki? Inny problem to projekt i budowa biogazowni.

3. wytwarzanie biogazu z odchodów zwierzęcych i odpadów produkcji rolnej, nie figuruje w spisie działalności tak zwanych Działów specjalnych produkcji rolnej stąd proces i przebieg fermentacji może być zaliczony jako produkcja przemysłowa. A wtedy: gnojowicę pofermentacyjną kwalifikuje się jako odpad przemysłowy, ze wszystkimi tego konsekwencjami.

Rozporządzenie Ministra Rolnictwa i Gospodarki Żywnościowej z dnia 7 października 1997r. w sprawie warunków technicznych, jakim powinny odpowiadać budowle rolnicze i ich usytuowanie (Dz. U. Nr 132, poz. 877) – posługuje się nie jednoznacznie określeniem co należy rozumieć pod hasłem biogazownia, nie podaje definicji czy to obszar na którym znajduje się instalacja, czy też tylko sama instalacja i co istotne, jakie elementy instalacji przynależą do biogazowni.

Paragraf 7.1. Odległości komór fermentacyjnych i zbiorników biogazu o pojemności do 100 m 3 powinny wynosić co najmniej: od otworów okiennych i drzwiowych pomieszczeń przeznaczonych na pobyt ludzi oraz od budynków inwentarskich – 15 m - a więc komora fermentacyjna i zbiornik biogazu może być ustawiony w przypadku gdy ściana np. szczytowa budynku mieszkalnego jest bez otworów okiennych i drzwiowych bezpośrednio przy ścianie budynku, a gdy to będzie budynek inwentarski to bezwarunkowo w odległości 15 m od jego ściany budynku, a komorach powyżej 100 m 3 to 30 m od ściany budynku.

Sprawy bezpieczeństwa pożarowego i zabezpieczenia przed wybuchem zapisane w w/w Rozporządzeniu w kilku pozycjach są nie adekwatne do aktualnych rozwiązań i trzeba tych formuł szukać w co najmniej w trzech innych aktach prawnych o nie zawsze odpowiednich do relacji instalacji. Pozycje te to:

Rozporządzenie Ministra Infrastruktury z 12 kwietnia 2002 w sprawie warunków technicznych, jakim powinny odpowiadać budynki i ich usytuowanie (Dz. U. Nr 75, poz. 690). Wymogi zawarte w tym rozporządzeniu dotyczą zasad bezpieczeństwa pożarowego tylko budynków bez budowli. Rozporządzeniu Ministra Spraw Wewnętrznych i Administracji z dnia 16 czerwca 2003 r. w sprawie ochrony przeciwpożarowej budynków, innych obiektów i terenów (Dz. U. Nr. 121, poz. 1138) W przypadku biogazowni rolniczych przepisy tego Rozporządzenia nie zawsze mają bezpośrednie zastosowanie. Dalszy akt prawny z zakresu bezpieczeństwa który należy stosować to Norma PN – EN kwiecień 2001, Atmosfery wybuchowe Zapobieganie wybuchowi i ochrona przed wybuchem. Norma ta zawiera pojęcia podstawowe i metodologię.

Ustawa z dnia 27 kwietnia Prawo ochrony środowiska i dalej Rozporządzenia R.M. z 9 listopada 2004 w sprawie określenia rodzajów przedsięwzięć mogących znacząco oddziaływać na środowisko oraz szczegółowych warunków związanych z kwalifikowaniem przedsięwzięcia do sporządzenia raportu o oddziaływaniu na środowisko, wraz z załącznikiem Współczynniki przeliczeniowe sztuk zwierząt na duże jednostki przeliczeniowe inwentarza (DJP)

Według doświadczeń (Austria, Niemcy, Szwajcaria) przyjmuje się następujący podział i współczynnik dla brojlerów przy 6-ciu i mniej obsadach w roku 0,0017 DJP, powyżej 6-ciu obsad w roku (kury małe) 0,0013 DJP. W Polsce obowiązuje tylko jeden współczynnik dla kur który wynosi 0,004 DJP, co ma zasadniczy wpływ na wskaźnik nawożenia. Określony następującym zapisem w ustawie o nawozach i nawożeniu w Rozdziale 3 Stosowanie nawozów Art Dawka nawozu naturalnego, zastosowana w ciągu roku, nie może zawierać więcej niż 170 kg azotu (N) w czystym składniku na 1 ha użytków rolnych.

Sprawa koncesji i świadectwa pochodzenia Rolnik prowadzący gospodarstwo rolne, ma status osoby fizycznej (nie ma osobowości prawnej), a taka osoba zgodnie z wytycznymi Prezesa Urzędu Regulacji Energetyki nie może otrzymać koncesji na wytwarzanie energii, a co zatem idzie świadectwa pochodzenia na produkcję energii zielonej a w niedalekiej przyszłości również energii czerwonej.

Sprzedaż energii i świadectw pochodzenia. Zakładając, że rolnik otrzyma świadectwa pochodzenia, to nie będzie w stanie rozliczyć się z fiskusem prawidłowo z podatków, gdyż jak stwierdza Ministerstwo Finansów sprzedaż praw majątkowych do świadectw pochodzenia niema nic wspólnego z działalnością gospodarczą polegającą na produkcji energii w źródłach odnawialnych.

1.Koniecznym jest ustanowienie w kraju chociażby jednego ośrodka naukowo-badawczego z zapleczem badawczo-doświadczalnym w zakresie biogazu rolniczego, który byłby w stanie do kompleksowej, praktycznej weryfikacji teoretycznych prac z w/w tematu. Ośrodek ten oprócz głównego kierunku naukowo-badawczego, pełnił by rolę weryfikatora wprowadzanych aktów prawnych od strony techniki i technologii w zakresie biogazu rolniczego. Pilnym jest wyszkolenie i umocowanie w kilku wybranych Ośrodkach Doradztwa Rolniczego w kraju rzetelnie przygotowanych doradców. Przyjęcie ujednoliconego zapisu zasad bezpieczeństwa np. Sicherheitsregeln f ür landwirtschaftliche Biogasanlagen opracowany o wieloletnie doświadczenie w budowie i eksploatacji biogazowni rolniczych w Niemczech. Na przetłumaczenie i rozpowszechnianie broszury mam pozwolenie wydawcy. Uregulowanie spraw związanych ze świadectwami pochodzenia w kwestii rzeczowej (merytorycznej) i finansowej.

SkładnikKopalnia- ny ZiemnyRolniczyWysypisko- wy Z oczyszcz.Drzewny Metan44 – 6175 –9550 – 7545 – 6555 – 703,5 – 10 Dwutlenek węgla 1,0 – 5,52 – 2025 – 452 – 2025 – Siarkowodór----0 – 20,0X – 10 – 1,00,02 – 2,5--- Woda Nasycony Wodór0,00X 0,0X – Tlen1,7 – 7,80 – 20,0X– 1%0,X – 1 0,2 – 1,7 Azot31 – 480 – 20,0X – 310 – AmoniakŚlady-0,0X- 0,5 Węglowodory wyższe ---1 – 5Ślady --- Tlenek węgla0,000XŚlady