Při výrobě elektřiny a tepla v bioplynových stanicích se využívá mnoho různých postupů. Stále se však objevují inovace a účinná zlepšení ve využití biomasy.
Každý bioplynový projekt musí v souboji s jinými technologiemi prokázat svou efektivnost.
Na pozadí stoupajících cen surovin je efektivní jen taková bioplynová stanice, která vyrábí maximální množství energie s minimálními vstupy materiálu, energie a financí. Proto výrobci technologických zařízení přicházejí s návrhy jak zlepšit efektivitu bioplynových stanic.
VÍCE CUKRŮ, VÍCE BAKTERIÍ
Jednou z cest zvyšování účinnosti je zlepšovat podmínky pro metanogenní bakterie. Mikroorganismy získávají svou energii z polysacharidových řetězců. Nejdříve se řetězce zkracují a dělí na menší pomocí enzymů - až pak je mohou bakterie využít. Množství enzymů ve fermentoru je obvykle nižší, než je optimum pro "krmení" mikroorganismů. Situaci lze zlepšit přidáním enzymového preparátu do reaktoru. Preparát podporuje dělení polysacharidů na mono- a oligosacharidy. Zlepšení dodávky cukrů mikroorganismům způsobí, že se rychleji rozmnožují a vzrůstá jejich biologická aktivita. Německá biotechnologická společnost tuto technologii zkoumá na úrovni provozních testů: ukazuje se zlepšení produkce bioplynu až o 18 %.
Polysacharidy mají také vliv na viskozitu obsahu fermentoru. Rychlejší rozklad těchto látek na jednodušší cukry má za výsledek mnohem tekutější substrát ve fermentoru. To znamená menší spotřebu energie na míchání obsahu, což přináší úspory. Z ekonomické analýzy vyplývá, že zisky ze zvýšené výroby elektřiny přesahují, které je nutno vynaložit na použití enzymů.
Další cestou ke zlepšení efektivity procesu je zvýšení množství bakterií v bioplynové stanici. V provozovaných systémech odcházejí mikroorganismy z reaktoru ve velkých množstvích s fermentovaným materiálem, což je nežádoucí proces. Stále decimované bakterie ve fermentoru jsou schopny působit na fermentovaný materiál mnohem pomaleji a jejich účinek je omezen. V novém postupu se přidává do systému malé množství magnetických částic. Ty se zachycují do vloček, tvořených bakteriemi v substrátu. Použitím magnetických sil (například permanentního magnetu) lze bakterie separovat na výstupu z bioplynové stanice a vracet zpět do procesu. Pro magnetizaci vloček bakterií je potřeba jen 0,1 gramu ferritu na gram suchého organického materiálu v reaktoru. Postupu využívajícího znovuzískávání biomasy na magnetickém principu, bylo poprvé použito při fermentaci substrátů bohatých na vodu jako jsou například promývací vody z výroby lihovin.
EFEKTIVITA KOGENERACE
Bioplyn se nejčastěji používá pro kombinovanou výrobu tepla a elektřiny (kogenerace). Jako palivo však má velmi kolísající složení. Například hodnoty jako rychlost plamene se mohou v průběhu vteřin změnit o 30-50 %. Aby bylo možno za těchto podmínek vyrábět v kogeneraci energeticky efektivně, je jednou z možností použít vhodně upravené motory se vstřikováním. Klíčovou roli v nich hraje nový elektrický řídicí systém, který reguluje ideální okamžik vstřikování, vstřikované množství a nejlepší spalovací teplotu. Podle údajů výrobce se může efektivita zvýšit až o 44 % a zároveň se snižují hodnoty emisí a prodlužuje životnost zařízení.
Jako alternativa k přímému spalování v kogenerační jednotce se stává stále populárnější proces, při kterém se bioplyn upravuje na kvalitu zemního plynu a poté dodává do běžné plynovodní sítě. Kogenerační stanice napojené na přírodní plyn dosahují účinnosti až 80 %. Bioplyn je třeba před napojením do běžné sítě upravovat v několika krocích zahrnujících vysušení, desulfurizaci, zvýšení podílu metanu a odorizaci. K dosažení odpovídajících kvalitativních požadavků je také třeba použít odpovídající nové technologie. Podle odborníků bude možné do pěti let dodávat zpracovaný upravený bioplyn za stejné ceny jako klasický zemní plyn.
- mol -
