Evropská komise požaduje, aby v roce 2050 jedna třetina elektrické energie byla vyrobena z bioplynu. V krátkodobém horizontu je cílem EK snížení emisí skleníkových plynů (tj. převážně oxidu uhličitého) o 8 % ve srovnání s rokem 1990, které by mělo být dosaženo v období 2008-2012.
Zajímavým příkladem využití bioplynu pro výrobu elektřiny je belgická elektrárna Cetem, která byla vybudována vedle jedné z největších skládek domovního odpadu v Evropě v Mont-Saint Guibert (MSG) ve Valonsku. Skládka produkuje kolem 5500 Nm3 bioplynu za hodinu, v němž obsah methanu kolísá v rozmezí 40-60 % obj. Spalováním bioplynu v plynových motorech je pak vyráběna elektrická energie.
Vznik elektrárny na bioplyn začal před osmi lety, kdy se spojil výrobce dieselových motorů Perkins s belgickou firmou E.Van Wingen (EVW) specializovanou na plynové a dieselovy motory pro námořní dopravu a energetiku s cílem využít bioplyn ze skládky odpadů MSG pro výrobu elektřiny. Projekt těchto dvou společností na začátku v roce 1996 zahrnoval použití 6 plynových motorů 4016 TESI konstruovaných pro obsah 50 % methanu v bioplynu. V roce 2002 přibyl další motor a v prosinci 2003 bylo instalováno dalších 6 motorů 4016 TESI. Celkový současný nominální příkon všech 13 plynových motorů činí 9,5 MW.
Původní uspořádání bylo v provozu 50 tisíc hodin bez přerušení. Odborníci však požadují, aby po 80 tisících hodinách byly původní motory Perkins nahrazeny stejnými, ale novými motory. Dosud zařízení Cetem v MSG vyrobilo více než 200 GWh elektřiny ("zelené energie") z bioplynu produkovaného skládkou domovního odpadu, do které je ročně ukládáno 300 tisíc tun odpadu z přibližně 20 tisíc domů. Maximální výroba bioplynu ze skládky může ročně generovat 72 GWh elektrické energie.
Využití bioplynu
Skládkový plyn vyrobený z odpadu musí být filtrován, stlačen a následně čištěn, sušen a upraven tak, aby obsah methanu činil 50 % obj. Každý šestnáctiválcový plynový motor 4016 TESI má příkon 726 kWe a jeho čistý výkon činí 700 kWe při výstupním napětí 11 kV, které je distribuováno do národní rozvodné sítě.
Pro sběr bioplynu jsou do skládky vyhloubeny vrty, v nichž jsou umístěny navzájem propojené trubky. Bioplyn je shromažďován v trubkách, které se sbíhají u extraktorů vyrovnávajících tlak plynu pomocí podavačů (feeders) z polyehtylenu o vysoké hustotě (PEDH). Předřazený kompresor (booster) tlačí bioplyn do 45 cm kolektorů z PEHD vedoucích do stanice, kde je plyn usměrněn pro další využití. Trubkami z PEHD je bioplyn podle obsahu methanu následně veden buď do plynových motorů k výrobě elektřiny nebo je plyn s nižším obsahem methanu ("chudý plyn") bez užitku spalován při teplotě 1200 °C při vyústění vysoké věže. Celý systém je monitorován přímo počítačem, který umožňuje stálou kontrolu v jímací síti a brání pasivním emisím bioplynu.
Všech 13 plynových motorů je z důvodů snadné údržby uzavřeno v tzv. akustické digestoři na velké podpěrné trámové konstrukci. V případě potřeby lze výměnu plynového motoru provést během jediného dne po odstranění speciálně přizpůsobené střechy. Generátorová jednotka (Genset), která se skládá z plynového motoru Perkins 4016 TESI a vzduchem chlazeného alternátoru, má hmotnost 22 tun a rozměry 11,7 m (délka), 3,2 m (šířka) a 4,8 m (výška). V pětimetrové vzdálenosti je úroveň hluku 6,5 dBA. Jedna jednotka (Genset) spotřebuje více než 50 tisíc litrů oleje za rok, přičemž výměna oleje nastává vždy po 900 hodinách (tj. devětkrát za rok). Servisní prohlídka motorů probíhá po každých 12 000 hodinách jejich provozu. Třináct transformátorů o výkonu 1000 kVA zvyšuje napětí ze 400 V na 11 kV, které je dodáváno podzemním vedením do 4 km vzdálené distribuční stanice.
Provozovatelé elektrárny na bioplyn Cetem uvažují pro budoucnost využít rovněž "chudého plynu", který je dosud bez užitku spalován na věžích, pro vysoušení kalů po zpracování odpadních vod. Vysušený kal by byl zpracován na brikety, které budou spalovány v jiných motorech, čímž lze získat další výkon 4 MWe.
Produkce skleníkových plynů
Valonsko je hlavní spotřebitel energie v Belgii. V roce 1998 hrubá vnitřní spotřeba energie byla téměř o 50 % vyšší než evropský průměr. Vysoká spotřeba energie ve Valonsku významně přispívá k produkci skleníkových plynů, což znamená, že průměrná roční produkce CO2 na osobu je 15 tun ve srovnání s 12 tunami v Belgii a evropským průměrem 9 tun. Odborníci ve Valonsku jsou přesvědčeni, že do roku 2010 se podaří dosáhnout 8% podíl tzv. zelené energie na celkové spotřebě energie v Belgii. Roční produkce 72 GWh zelené energie vyrobené v elektrárně na bioplyn Cetem může pak představovat až 40% přínos pro dosažení cíle vytčeného pro rok 2010. V současné době činí přínos projektu Cetem 9,6 % a podíl všech obnovitelných zdrojů na celkové výrobě elektrické energie kolem 4 %.
(Podle zahraničního zdroje zpracoval Karel Mocek)
