Dalším dílem pokračujeme v článcích o moderních ekologických technologiích na zpracování bioodpadů v Německu.
Obce jako původci komunálního odpadu musí zajistit snížení množství biologických odpadů ukládaných na skládku a zároveň výrazně zvýšit materiálové využití komunálních odpadů. Cesta k řešení obou cílů je zejména v biologické části komunálních odpadů, neboť bioodpady tvoří reálně více než 50 % hmotnostních z celkového množství komunálních odpadů.
Řešení obou cílů tedy spočívá v aktivním třídění papíru, který rovněž patří mezi bioodpady, a zejména v zavedení třídění a materiálového využití dalších druhů bioodpadů, které na území měst vznikají - bioodpadů z domácností, jídelen a restaurací, z údržby městské zeleně apod.
Protože podobné cíle a problémy českých měst v oblasti odpadů řeší také města v sousedním Německu s patnáctiletým předstihem, nabízí bližší pohled do tamních systémů inspiraci, jak se s těmito cíli vyrovnat v praxi a vytvořit systém pro obce ekonomicky přijatelný, případně dokonce ekonomicky příznivý.
Třídění bioodpadů je samozřejmou součástí systémů nakládání s odpady v drtivé většině německých měst a obcí a na jejich zpracování byly v posledních letech vybudovány desítky komunálních bioplynových stanic, které přinášejí hned několikerý ekonomický a ekologický užitek.
ZAJÍMAVÁ TECHNOLOGIE V PASSAU
Právě Bavorsko je příkladnou zemí, jak řešit vzniklé komunální odpady. Třídění odpadů zde není pouze doplňkovou součástí systému nakládání s odpady, ale skutečnou prioritou, která přináší své pozitivní výsledky.
Například v roce 2002 zde bylo na 1 obyvatele vytříděno 161 kg papíru, plastů a skla a dále 138 kg bioodpadů, zatímco množství zbytkového komunálního odpadu činilo jen 190 kg/osobu. Materiálové využití komunálních odpadů tak dosáhlo hodnoty 58 %.
Město Passau leží nedaleko od hranic na soutoku tří řek (dvě z nich se vlévají do Dunaje), a už z tohoto důvodu působí impozantně. Aby zajistilo efektivní nakládání s velkým množstvím vytříděných bioodpadů od občanů a z města, rozhodlo se město impozantně vyřešit také tuto záležitost. Nedaleko od Passau, v areálu bývalé skládky, který nyní slouží jako komplexní centrum nakládání s odpady, vybudovalo město vedle kompostárny také komunální bioplynovou stanici s významnou zpracovatelskou kapacitou. Zařízení, největší svého druhu v SRN, zpracovává pouze vytříděné komunální bioodpady metodou tzv. suché fermentace.
ZPRACOVÁNÍ BIOODPADŮ
Samotný provoz této komunální bioplynové stanice začal teprve nedávno. V červenci 2003 byly zahájeny stavební práce a v listopadu 2004 byl spuštěn zkušební provoz zařízení, který probíhal do března 2005.
Zařízení zpracovává vytříděné bioodpady ze svozové oblasti s asi 400 000 obyvateli a jeho aktuální zpracovatelská kapacita činí 39 000 tun/rok. Kromě bioplynové stanice je v této svozové oblasti umístěno ještě 12 kompostáren. Zařízení zpracovává bioodpady vznikající na území města, zejména tedy bioodpady z domácností, dále bioodpady z větších hotelů a restaurací a bioodpady z údržby veřejné zeleně, především posečenou trávu a listí. Domácnosti třídí bioodpady do speciálních nádob, které jsou rozmístěny prakticky před každým domem. Výtěžnost tříděného sběru bioodpadů z domácností zde dosahuje průměrně 130 kg/os/rok.
Celý areál bioplynové stanice tvoří administrativní budova, příjmová hala odpadů, úprava odpadů, fermentory, kogenerační jednotky, hala na dozrání digestátu a jeho zpracování na hnojivo. Poté, co jsou vstupní odpady přijaty, procházejí drcením na velikost menší než 80 mm a následně jsou z nich odstraněny nežádoucí příměsi prostřednictvím bubnového síta (zejména plasty) a magnetického separátoru (kovy). Vyčištěné odpady pak podstupují další drcení na velikost menší než 50 mm.
Vlastní zpracování bioodpadů zde probíhá procesem tzv. suché fermentace v systému Kompogas, který byl původně vyvinut ve Švýcarsku. Technologie umožňuje fermentaci odpadů s vysokým podílem sušiny. Zde přijímané odpady mají vysoký obsah sušiny pohybující se v rozmezí 33-37 % a při jejich zpracování v systému Kompogas dochází k částečnému naředění, takže výsledný obsah sušiny dosahuje kolem 30 %. V tomto systému tedy obíhá podstatně méně vody než v procesu tzv. mokré fermentace, kde se obsah sušiny pohybuje pouze mezi 10-15 %.
Takto upravený materiál je kontinuálně plněn do tří Kompogas fermentorů, které mají úctyhodnou velikost. Jsou horizontálně položené a každý z nich je 32 metrů dlouhý, 7 metrů vysoký a průměr fermentoru činí 6,5 metru. Za železobetonovou stěnou každého fermentoru se skrývá kapacita s čistým obsahem 950 m3, ve které se ročně zpracuje 13 000 tun hmoty při teplotě okolo 55 ľC (jedná se tedy o termofilní proces) a při významné tvorbě bioplynu. Každý fermentor má svůj vlastní dávkovač, proces fermentace probíhá nepřetržitě a doba zdržení vsázky ve fermentoru činí přibližně 14 dní.
ANAEROBNÍ PROCES
Za těchto podmínek, v hermeticky uzavřeném anaerobním fermentoru (bez přístupu vzduchu) a za dané teploty, jsou veškeré nežádoucí bakterie, mikroorganismy a plevelná semena bezpečně odstraněny. V důsledku toho není zapotřebí v zařízení instalovat speciální jednotku na hygienizaci odpadů. Hygienizace je dostatečně zajištěna uvedeným procesem a navíc doplněna i následným kompostování digestátu. V případě, že by bioplynová stanice zpracovávala rizikovější odpady, například odpady z jatek, pak by hygienizační stupeň musel být instalován.
Zkvašený materiál je na výstupu z fermentoru odvodněn. Část procesní odpadní vody se vrací zpět do fermentačního procesu a nadbytečná procesní voda nalézá uplatnění jako hnojivo u zemědělců v oblasti.
Tuhá část materiálu, tzv. digestát, je dále zpracovávána v kompostovací hale, kde dozrává po dobu asi 6 týdnů. Poté je digestát upraven na velikost zrna menší než 14 mm a z větší části dodáván místním zemědělcům. Část digestátu je balena do pytlů o objemu 25 litrů a prodávána jako substrát do zahradnictví apod. Celkem je ročně zpracováno 15-20 000 tun digestátu.
ATRAKTIVNÍ EKONOMIKA PROVOZU
Výstavba této komunální bioplynové stanice si vyžádala investici ve výši 10 mil. euro. Podle slov našeho průvodce je celé zařízení nejen ekonomicky návratné, ale i ziskové. Financování této investice je rozpočteno na 13 let, přičemž hlavními finančními příjmy jsou poplatky za zpracování odpadů a příjmy z prodeje ekologické elektřiny. Výhodou je rovněž to, že zařízení je energeticky soběstačné. Co se týká příjmů z odpadů, za zpracování tuny přijatého odpadu je účtován poplatek ve výši 52-55 eur, což je i pro původce odpadů cena příznivá, protože poplatek za odstranění odpadů ve spalovnách je běžně třikrát vyšší.
Zásadním zdrojem příjmu je prodej ekologicky čisté elektřiny. Celý systém Kompogas fermentace a navazující kogenerace je tedy směřován k maximální efektivitě a výtěžnosti. Systém má garantovat vysokou spolehlivost a vysokou tvorbu bioplynu, kdy průměrná výtěžnost z jedné tuny vstupu činí 115 m3 a celkové množství vyrobeného plynu má činit 4,5 mil. m3/rok.
Bioplyn je zpracováván ve dvou velkých kogeneračních jednotkách od společnosti GE Jenbacher, které mají vysoký poměr elektrické účinnosti (přes 47 % z instalovaného energetického výkonu). Každá jednotka má instalovaný elektrický výkon 836 kW a tepelný výkon 923 kW a jedná se tedy o významné energetické zdroje. Minimální doba provozu každého motoru je přitom 8000 hodin/rok.
Díky tomu je maximalizována výroba atraktivní ekologické elektřiny, jejíž celková roční produkce činí 9,1 GWh elektřiny. Z tohoto množství se 17 % spotřebuje pro vlastní potřebu zařízení a zbývající přebytek, přibližně 7,5 GWh/ rok, se dodává do sítě.
V této souvislosti se nabízí zajímavé srovnání, kdy tato bioplynová stanice dodává do sítě více elektřiny než například velkokapacitní spalovna odpadů v ČR v Liberci. Přebytek elektřiny je navíc prodáván za výhodnou výkupní cenu se základní sazbou 14 centů/kWh (asi 4,20 Kč/kWh). Navíc zde mají nárok uplatnit dva cenové bonusy za využití tepla a digestátu. Teplo je využito pro potřeby samotného procesu a pro vytápění celého areálu, přebytek se maří. Zkompostovaný digestát se jako kvalitní a certifikované hnojivo uplatňuje v zemědělství a prodává se do zahradnictví (1,5 euro/balení).
A CO ČESKÁ REPUBLIKA?
Podle slov našeho průvodce je zařízení atraktivní natolik, že se zamýšlí zvýšení kapacity provozu na 55 000 tun/rok. V souvislosti s tímto případem a s vývojem v okolních zemích obecně se nabízí otázka, kdy čeká boom komunálních bioplynových stanic také ČR?
Díky vstupu do EU byly také u nás lépe nastaveny podmínky pro praktický rozvoj těchto zařízení, nicméně skutečná komunální bioplynová stanice v ČR doposud není v provozu. Tato zařízení jsou přitom pro města a obce ve vhodných lokalitách zajímavou příležitostí jak řešit problémy odpadového hospodářství, zvyšovat materiálové využití a navíc i produkci ekologické energie. Věřme, že první vlaštovky těchto zařízení realizované zejména v oblasti východních Čech (Vysoké Mýto, Úpice apod.) přinesou pozitivní změnu v dalším vývoji.
Ondřej Bačík
člen organizace CZ BIOM,
Českého sdružení pro biomasu
