Keď počujete slovné spojenie zelená energia, čo vás ako prvé napadne? Nie, nie je zelenej farby. Zelená energia alebo „zelená elektrina“ nemá farbu. Obsahuje v sebe len silu dať do pohybu rôzne veci a premeniť nám tmu na svetlo.
Zelená energia je budúcnosť
Zelená energia je dnes už neoddeliteľnou súčasťou energetického mixu v mnohých krajinách sveta a aj na Slovensku. Výroba energie z fosílnych palív je záťažou pre životné prostredie. Preto je nevyhnutný rast podielu energií vyrobených z obnoviteľných zdrojov vzhľadom k ekologickej situácii našej planéty.
Výroba zelenej energie z biomasy a biologického odpadu sa považuje za CO2 neutrálnu. Energetické zhodnotenie biologických a potravinových odpadov je zelená cesta budúcnosti s obrovským potenciálom Výsledkom tejto energetickej premeny je enormné zníženie ekologickej záťaže na životné prostredie, zníženie objemu odpadu na skládkach. Ako a kde sa premieňa či už cielene pestovaná siláž, alebo biologický odpad na energiu, alebo po našom na „elektrinu“? No predsa v „elektrárni“. Ale v zelenej, ktorá sa odborne nazýva bioplynová stanica. A ako to tam funguje? Čítajte ďalej.
Základom fungovania bioplynovej stanice je premena biomasy a biologicky rozložiteľných odpadov za pomoci mikroorganizmov prostredníctvom anaeróbnej fermentácie na bioplyn, ktorý je spaľovaný v kogeneračných jednotkách za účelom výroby elektrickej energie a tepla. Kogeneračná jednotka je veľký motor, ktorý spaľuje vytvorený bioplyn.
Čo sa skrýva za vznikom bioplynu a aké sú fázy priebehu tohto procesu?
Výroba bioplynu je efektívny spôsob zhodnotenia biologicky rozložiteľných odpadov kde predbieha rozklad organických látok.
Jedná sa o pomerne „zložitý“ proces, kde prebieha biologický rozklad organických látok. Prevažná časť organických látok prítomných v odpadoch (napr. odpady z poľnohospodárskej výroby, potravinárskeho priemyslu a iné) je pomocou anaeróbnych procesov premieňaná na energeticky bohatý bioplyn.
Anaeróbna fermentácia je biochemický proces ,pri ktorom sa uvoľňuje bioplyn, ktorý obsahuje: metán(50-70%) ,oxid uhličitý (49-29%) a ďalšie zložky(1%) . Výrobu bioplynu možno rozdeliť na 4 fázy:
1. fáza vzniku bioplynu – Hydrolýza
Prebieha v prostredí, ktoré obsahuje zvyškový vzdušný kyslík. Polymérne organické látky (polysacharidy, tuky, bielkoviny) s pomocou aeróbnych baktérií rozkladajú na monoméry – alkoholy a mastné kyseliny, pričom sa uvoľňuje vodík (H2) a oxid uhličitý (CO2).
2. fáza vzniku bioplynu – Acidogenéza
V tejto etape vzniku bioplynu dochádza k spotrebe zvyškov vzdušného kyslíka, vytvára sa anaeróbne prostredie a vznikajú vyššie organické kyseliny. Túto premenu vykonávajú mikroorganizmy, ktoré sú schopné existovať v oboch prostrediach.
3.fáza vzniku bioplynu – Acetogenéza
V tejto tretej fáze acidogénne baktérie menia vyššie organické kyseliny a alkoholy na kyselinu octovú, vodík (H2 ) a oxid uhličitý (CO2).
4.fáza vzniku bioplynu – Metanogenéza
Je poslednou fázou celého procesu, kedy metanogénne baktérie rozkladajú kyselinu octovú na metán a oxid uhličitý a hydrogéne baktérie vytvárajú metán (CH4) z už vzniknutého vodíku (H2) a oxidu uhličitého(CO2).
Ako a kde prebieha proces fermentácie na bioplynovej stanici?
Priebeh procesu a tvorby bioplynu závisí najmä od vstupnej suroviny, vlhkosti, teploty a hodnoty PH. Bioplyn vzniká kvasením biomasy rôznych druhov bez prístupu kyslíka v hermeticky uzavretých nádržiach. Opäť možno slovo, s ktorým ste sa nestretli – fermentor. Laicky sa dá aj povedať, že fermentor je „betónový bazén“ kruhového tvaru s hermetickým prekrytím/zastrešením, v ktorom fermentuje, teda postupne vyhníva fermentát.
Fermentát je bio zmes, ktorú tvorí rastlinná biomasa a biologicky rozložiteľný odpad. V tejto bio zmeny prebieha tzv. proces anaeróbnej fermentácie. Daný proces sa dá prirovnať ku klasickému vyhnívaniu v močiaroch, avšak pri bioplynových staniciach je prostredníctvom technológie kontrolovaný, cielený, efektívny a prebieha v hermeticky uzavretom prostredí bez prístupu kyslíka.
Aké sú prínosy výroby zelenej energie / elektriny?
Využívanie obnoviteľných zdrojov energie má okrem ekologického prínosu aj vplyv na znižovanie závislosti jednotlivých krajín na dovoze energie a palív zo zahraničia. Biologický odpad predstavuje hodnotný obnoviteľný zdroj s veľkým a doposiaľ nenaplneným potenciálom na výrobu elektrickej energie. Biologický odpad tvoríme denne. V domácnostiach ako napríklad kuchynský odpad, zvyšky jedla a potravín, ktoré neskonzumujeme.
Druhou kategóriu biologického odpadu je záhradný odpad, teda všetko čo v záhade pokosíme, ostriháme, vyplejem atď. Treťou kategóriou bio odpadu je bio odpad z priemyselných a spracovateľských odvetví ako napríklad exkrementy z hydinární, srvátka z mliekarní, odpad z páleníc, alebo zvyšky ovocia a zeleniny zo supermarketov.
Biologický odpad tvorí v súčasnosti skoro 50% všetkého odpadu, ktorý sa u nás v krajine vyprodukuje. Biologický odpad nie je vhodný na skládkovanie, či spálenie v spaľovniach. Kvôli svojej vysokej vlhkosti a obsahu soli (chlóru) je v procese spaľovania zdrojom pre tvorbu toxických plynov, ako sú napríklad dioxíny. Biologický odpad sa považuje aj vzhľadom na jeho výdatnosť v procese fermentácie za jeden z najúčinnejších zdrojov pre tvorbu bioplynu, ktorý sa prostredníctvom kogenerácie premení na elektrickú energiu.
Výroba zelenej energie z bioplynu sa považuje za bezodpadovú. Prečo?
Koncovým produktom v procese výroby bioplynu a následne zelenej elektriny je teplo a digestát. Teplo sa využíva na vykurovanie technických a prevádzkových priestorov. Pod slovom digestát rozumieme tmavú tekutú heterogénnu zmes, s priaznivým obsahom organických látok.
Pre laickú verejnosť je lepšie pochopiteľný ako vyhnitý biokal alebo zahustený kvapalný zvyšok. Má svoju prirodzenú vôňu a konzistenciu. Digestát ako netradičné organické hnojivo je ľahko stráviteľný zdroj dusíka. Má predovšetkým výborné účinky na pôdu a pestované plodiny. Môže sa dávkovať na pozberové zvyšky predplodiny pred základným obrábaním pôdy, alebo špeciálnymi strojmi (hadicovými aplikátormi) aj do porastov niektorých poľných plodín. Je vhodný na priame hnojenie plodín počas vegetácie (kukurica, repa, slnečnica, zemiaky, cielene pestovaná biomasa), alebo pri výrobe kompostov.
Použitie digestátu na hnojenie poľných plodín vlastne znamená uzatvorenie kolobehu živín v poľnohospodárskom podniku pri znížených dávkach minerálnych hnojív. Hnojenie poľnohospodárskych plodín vyhnitým biokalom je základným a v podstate najpoužívanejším spôsobom jeho využitia. Je to taký zelený kolobeh.
