Inwestycja w biogazownię - energia z gnojowicy

Naszym zamysłem od początku było zagospodarowanie gnojowicy, która jest coraz większym problemem i którą mamy za darmo. Nie chcieliśmy budować biogazowni, którą trzeba karmić substratami z zakupu – mówi Wojciech Krefft. Młody rolnik odpowiedzialny jest za obsługę biogazowni o mocy elektrycznej 330 kW (z możliwością rozbudowy do 0,5 MW), która pracuje w gospodarstwie o łącznej powierzchni ok. 1000 ha. Biogazownia, która obecnie jest w rozruchu technologicznym, zlokalizowana jest w Niedamowie w woj. pomorskim. Nowa inwestycja powstała przy funkcjonującej fermie, ukierunkowanej na tucz trzody (ponad 10 000 stanowisk). Właścicielem fermy i biogazowni jest ojciec Andrzej Krefft.

W skład rodzinnego biznesu wchodzi jeszcze jedno gospodarstwo w miejscowości Orle, oddalonej o 16 km od tuczarni. Tam utrzymywane jest stado 1500 macior, tą działką produkcji zajmuje się drugi syn. Odchowane prosięta trafiają do tuczu w Niedamowie, a ich nadwyżka sprzedawana jest na wolnym rynku.

Poferment zamiast gnojowicy

– Od tego roku, zamiast wozić gnojowicę na pola w Orle, będziemy aplikować poferment, który jest mniej uciążliwy pod względem zapachu. Uzyskana energia w biogazowni ma być nadwyżką w bilansie finansowym – mówią przedsiębiorczy rolnicy, którzy o budowie instalacji myśleli już w 2012 roku. Przy budowie biogazowni rolnicy zdecydowali się na współpracę z firmą agriKomp. Przygotowała ona projekt, nadzorowała budowę i odpowiada za uruchomienie i bieżący serwis instalacji.

Instalacja w Niedamowie to typowa biogazownia rolnicza, której zadaniem jest zagospodarowanie gnojowicy. Oczywiście instalacje, które zasilane są w dużej mierze kiszonką z kukurydzy o wysokiej zawartości suchej masy (s.m.) produkują więcej biogazu. Jednak wyprodukowanie substratu do takiej instalacji sporo kosztuje. – Gnojowica była problemem, chcieliśmy ją dobrze zagospodarować – mówi Wojciech.

Płynny nawóz powstający przy tuczu trzody stanowi ok. 80–90% substratu. Gnojowica ma obecnie niewielką zawartość s.m., tj. ok. 2,5% (z 1m gnojowicy uzyskuje się obecnie ok. 10 m biogazu). Wynika to z technologii, w jakiej wybudowane były budynki tuczarni. Wszystkie podłogi muszą być regularnie myte. Ferma obecnie jest modernizowana, docelowo dzięki nowym rusztom i wyposażeniu budynków gnojowica ma mieć zawartość s.m. na poziomie 6%. Pozwoli to dwukrotnie zwiększyć produkcję biogazu i zmniejszyć konieczność uzupełniania wsadu innymi substratami (udział gnojowicy wzrośnie do 95%).
– Obecnie, aby zwiększyć zawartość s.m. w zbiorniku, ok. 10–20% substratu stanowi dodatek obornika kurzego, kiszonki z traw i śladowe ilości kiszonki z kukurydzy – informuje Wojciech Krefft. Obornik pozyskiwany jest od sąsiada, a kiszonka z traw pochodzi z łąk wchodzących w skład gospodarstwa.

Instalacja powstała w bezpośrednim sąsiedztwie fermy, tuż przy zlewni i żelbetowych zbiornikach, w których magazynowano gnojowicę. Dzięki biogazowni gnojowica zamiast trafiać do magazynów, pompowana jest do bufora, z którego regularnie pobierana jest do reaktora biogazowni (ok. 80 m dziennie). Istniejące zbiorniki, w których gromadzona była gnojowica, służą obecnie do magazynowania pofermentu.

Zbiornik fermentacyjny ma pojemność 3600 m. W jego bezpośrednim sąsiedztwie jest bufor (2300 m), z którego każdego dnia pobierane jest ok. 80 m gnojowicy. W reaktorze pracują 4 mieszadła horyzontalne Paddelgigant firmy agriKomp.

Dobry biogaz to podstawa

W instalacjach, w których gnojowica stanowi spory udział substratu, problemem jest duża ilość powstającego siarkowodoru. Gaz ten jest niepożądany w składzie mieszanki, ponieważ niekorzystnie wpływa na żywotność jednostki kogeneracyjnej.

 W takich instalacjach konieczne są efektywne rozwiązania do uzdatniania biogazu. Dlatego nad zbiornikiem w Niedamowie jest drewniany strop. W każdej godzinie do zbiornika fermentacyjnego wtłaczanych jest od 2–4 m powietrza. Dzięki bakteriom tlenowym ponad 95% siarkowodoru przechodzi w postać skrystalizowaną, osadza się na stropie i trafia z powrotem do masy fermentacyjnej odprowadzanej do zbiorników magazynowych. Drugi etap wytrącania resztek siarkowodoru z biogazu odbywa się w filtrze z węglem aktywnym.

Równie szkodliwa dla silnika jak siarkowodór jest para wodna. Tutaj uzdatnianie biogazu odbywa się także w dwóch etapach: pierwszy etap odbywa się w najniższym punkcie gazociągu, a drugi na tzw. chillerze. Jego zadaniem jest schłodzenie mieszanki gazowej i usunięcie pary w postaci wody.
Dobrze oczyszczony biogaz pozwala na rzadsze serwisowanie jednostki kogeneracyjnej o mocy 330 kW. Olej w silniku wymienia się na podstawie analizy jakościowej. Jeśli biogaz będzie dobrej jakości, wymiana może odbywać się co 800 godzin.

Biogazownia, w której zużywa się dużo gnojowicy, ma spore zapotrzebowanie na energię cieplną.
– Obecnie dążymy w fermentatorze do uzyskania temperatury 48 st. C, a mamy 46 st. C. Po każdej aplikacji porcji gnojowicy temperatura delikatnie obniża się – mówi młody rolnik. Gdy na zewnątrz jest ok. +5 ˚C , do ogrzania bioreaktora zużywane jest ok. 40–45% energii cieplnej generowanej przez silnik w czasie spalania biogazu. Część ciepła wykorzystywana jest do ogrzewania pomieszczeń biurowych i socjalnych, a także do ogrzewania wody wykorzystywanej w tuczarniach. – W części modernizowanych budynków chcemy zamontować ogrzewanie zasilane z biogazowni – mówi Krefft.

Parametrów pracy biogazowni rolnik może doglądać na komputerze lub zdalnie na smartfonie. Te same parametry mogą obserwować pracownicy agriKomp. W pierwszych miesiącach podczas tzw. rozruchu technologicznego pracownicy agriKomp regularnie odwiedzają rolników. Pobierają próbki z bioreaktora, aby ustalić skład mikroflory bakteryjnej oraz przekazać zalecenia w obsłudze instalacji.

Pozwolenia  i dokumentacje

– Gdybyśmy sami załatwiali wszystkie pozwolenia i dokumentację, poddalibyśmy się pierwszego dnia – dodaje żartobliwie Wojciech Krefft. Budowa instalacji w Niedamowie pochłonęła 5,5 mln zł netto. Jednak znaczną część prac rolnicy wykonywali we własnym zakresie tj. prace ziemne, drogi dojazdowe czy zbiorniki do pofermentu. Rodzina Krefftów nałożyła sobie duży reżim w spłacie kredytu zaciągniętego na budowę biogazowni (budowa bez dotacji). Założenia są takie, aby kredyt spłacić przez 7 lat. Obecnie co miesiąc do banku trzeba przelać 84 tys. zł. Ostatnia faktura wystawiona za wyprodukowaną energię w okresie rozruchowym opiewa na kwotę 109 tys. zł netto (docelowo po okresie rozruchu ma to być ok. 160 tys. zł). – Od tej kwoty należy odliczyć koszt substratów stałych, koszty energii zużytej na funkcjonowanie biogazowni i serwis – mówi Krefft.

Sprzedaż energii

– Zdecydowaliśmy się na sprzedaż w systemie taryf, bo jest prosty, zrozumiały i gwarantuje cenę na 15 lat – mówi Krefft. Obecnie za każdą wyprodukowaną MWh rolnicy otrzymują 630 zł. Kwota ta każdego roku rewaloryzowana jest o inflację. Kwota 630 zł za MWh to 90% ceny referencyjnej. Na wprowadzenie w życie oczekuje nowelizacja ustawy OZE, zwiększająca dochody z biogazowni. Nowe prawo zakłada, że cena za 1 MWh wzrośnie do 95% ceny referencyjnej, czyli do 665 zł.

Zmartwieniem rolników jest stan sieci energetycznej w ich okolicy. Na skutek wieloletnich zaniedbań i braku inwestycji w sieć przesyłową, dochodzi do zbyt dużych skoków napięcia. Następstwem tego jest wyłączenie silnika spalającego biogaz, który powinien pracować non-stop . – Każda godzina przestoju silnika to straty 220 zł/h – mówi młody rolnik.

Niedawno w porozumieniu z energetyką udało się zmienić nastawy tolerancji skoków napięcia na transformatorze. Dzięki temu silnik nie wyłącza się tak często, jak wcześniej.