Bioplynové stanice v ČR

Transkript

1 Bioplynové stanice v ČR technické,, ekonomické a politické aspekty Ing. Miroslav Kajan,, Ing. Jan Štambaský, Ph.D. (Česká bioplynová asociace) Contract No. N IEE/09/848 SI Project duration 01/05/ /10/2012 Podporováno Praha, Červenec 2011

2 CzBA Národní technologická platforma Profesionální organizace pro nový průmysl Národní technologická platforma pro bioplyn koordinace výzkumné agendy pro bioplyn příprava metodologie a regulace poskytování expertních služeb národní informační centrum pro bioplyn účast v mezinárodních strategických projektech (IEE-GasHighWay, IEE-BiogasIN)

3 Project Summary BiogasIN promotes biogas benefits to the society as a whole by involvement of stakeholders for streamlining the permitting and financing procedures of biogas investments.

4 Outline technické aspekty Energetická bilance bioplaliv proč je bioplyn dobré palivo Jak vzniká bioplyn Technologie výroby bioplynu Časté provozní problémy Vstupní substráty Nároky na obsluhu

5 Energetická efektivita biopaliv

6 Jak vzniká bioplyn?

7 Kdy vzniká metan v BPS? Fermentace Metanogeneze O C O H 2 C O H H H 3 C SH H H H H O C O H 3 C NH 2 H 3 C O H 3 C OH OH 09/06/2010 Contract No. IEE/09/848 SI Project duration 01/05/ /10/2012 S H H H N H H

8 Technologie na výrobu bioplynu dry fermentation (sušina > 20%) semi-dry fermentation (sušina 10-15%) wet fermentation (sušina do 10%) Volit technologii podle vstupních surovin!!!

9 Dry Fermentation suchá = nepřidává se záměsová voda ani tekuté substráty vysoká sušina surovin (>20%) často absence míchání robustní (v přítomnosti cizích předmětů cihla, květináč) garážové uspořádání znamená nižší výtěžek bioplynu (energie) jedinečná technologie pro bioodpady Garážové: BioFerm Klasické: OWS, Eisenmann

10 Dry Fermentation

11 Semi-dry Fermentation střední sušina surovin (10-15%), limitem je čerpatelnost substrátu vysoce účinné míchání vysoký výtěžek bioplynu (energie) moderní technologie, nízká vlastní spotřeba energie nejmladší typ fermentace, speciálně pro čisté zem. substráty a bioodpad (Niersberger, Thoeni, Kompogas)

12 Wet Fermentation nízká sušina surovin (do 10%), limitem je míchatelnost substrátu nejznámější technologie, vyšší vlastní spotřeba energie pro tekuté substráty (kejda, tekuté bioodpady, pevné substráty až do limitu celkové sušiny) (Cowatec, EnviTec, MT-Energie, Biogas Nord, Weltec, apd.)

13 Jaká BPS je nejlepší ší? 10 z 10 prodejců BPS odpoví že je to ta prodaná! konzultovat s nezávislou poradenskou firmou, nebo profesní organizací (CzBA) špatně vybraný typ fermentace (suchá mokrá) vede k nadměrně vysokým investičním nebo provozním nákladům vyvarovat se přístupu to si zvládnu postavit sám. zeptat se předchozích investorů na zkušenosti (kvalita, spolehlivost, rychlý servis, záruky na výkon, chování dodavatele )

14 Nejčast astější problémy problémy spojené s nevhodnou technologií nutnost využití substrátů než investor zamýšlel (kukuřice) nutnost záměsových tekutin následně nedostatečné sklady tvorba plovoucích vrstev nestabilní ph, vysoký obsah org. kyselin dávkování klíčový element bioplynové stanice (jinudy to nejde) servis CHP pojištění celkové snížení ekonomické efektivity výroby a využití bioplynu

15 Nároky na vstupní suroviny obecně velmi vysoké vysoký stupeň zatížení jen s nejlepšími substráty odchylky mají velký dosah na tvorbu plynu využití všech zemědělských substrátů zavedené osevní postupy = volba technologie BPS již postavená BPS = požadavek na vstupy výživa vysokoprodukční bioplynové stanice je náročná jako výživa skotu

16 Reáln lné příklady spotřeby surovin (BPS 700 kw) hnůj: 30 tun/den šrot: 1 tuna/den senáž: 12 tun/den kuk. siláž: 7 tun/den kejda: 20 tun/den hnůj: 2 tuny/den senáž: 2 tun/den kuk. siláž: 28 tun/den

17 Nároky na obsluhu provozu BPS je energetické zařízení, NE zemědělský provoz bezpečnost práce pravidelné revize energetických zařízení pracovní kázeň v ochranných zónách kvalitní a zodpovědná obsluha je základem úspěšného provozu

18 Lokáln lní sítě bioplynu: TřeboT eboň EUSEW, Brussels, 25 March 2010

19 Bioplynová stanice: Energetická bilance 1 tone of biomass = 4 tones of water 20 C to 100 C There is a lot of heat available!!! 1.44 GJ biomass biogas Electricity: 460 kwh 1 t 200 m 3

20 Lokáln lní sítě bioplynu CHP CHP Local Biogas Grids no heat losses large distances no limits on locations quite cheap (20 Euro per 1 m) CHP CHP

21 Lokalizace projektu TřeboT eboň BGP 4,3 km 13 SPA Aurora 15/06/ /06/2010 Contract No. IEE/09/848 SI Project duration 01/05/ /10/2012

22 Lokáln lní síť Třeboň: Dodávka tepla Aurora spa saves m 3 /a of natural gas Bioplyn Třeboň Lázně Aurora - Diagram trvání tepelného výkonu (2005) GJ/den Zemní plyn GJ 32% Bioplyn GJ Spotřeba ZP kog. a kot. tis. m Spotřeba bioplynu tis. m Užitečná dodávka GJ/rok Výroba elektřiny Instalovaný el. výkon Instalovaný tep. výkon 66% MWh kw kw Současný stav x 150 Nevyužité teplo (Rezerva pro klimatizaci) GJ Budoucí stav Zemní plyn 642 GJ den 2%

23 Lokáln lní síť Třeboň: : ekonomika Economical details total investments biogas plant 3.4 M biogas pipeline 0.5 M heating plant incl. CHP 1.3 M operational costs biomass 583 k O&M 300 k financing 392 k Specific heat supply 3.5 GJ.a -1.M -1

24 Outline ekonomické a politické aspekty Politická rozhodnutí = klíčový prvek rozvoje oboru bioplynu příklady rozvoje oboru v Německu Potenciál výroby bioplynu Trendy rozvoje oboru bioplynu v ČR Zkušenosti v rámci EU Podmínky trvale udržitelného rozvoje oboru výroby a využití bioplynu

25 Biogas Primary Energy Production (2007) (ktoe) Landfill Gas Sewage Gas Biogas (agro) 25 EUSEW, Brussels, 25 March /06/2010 Contract No. IEE/09/848 SI Project duration 01/05/ /10/2012

26 World Leader: Germany Number of biogas plants (summary) Installed power Anzahl Biogasanlagen installierte elektrische Leistung [MW]

27 World Leader: Germany 1.Law for injection into the power grid Law for priority of renewable energies production potential Law for renewable energies in the power section EEG

28 Biogas Production Potential Big potential for the EU Biogas = versatile renewable energy source Energy utilization space heating, cooking local power production automotive fuel natural gas substitute Rural area development sustainable agriculture nutrient recovery and soil improvement securing current jobs, new green jobs creation this is the potential of biogas

29 Počet stanic a instalovaný výkon Počet instalací (agro, ČOV) Počet instalací Instalovaný výkon [MW el ] Instalovaný výkon [MW el ] 09/06/2010 Contract No. IEE/09/848 SI Project duration 01/05/ /10/2012

30 Výroba a využit ití bioplynu v ČR: 2020

31 Výroba a využit ití bioplynu v ČR: 2020

32 Výroba a využit ití bioplynu 2010 Instalovaný výkon (28/02/2011) Zemědělské BPS: MW (132 BPS) ČOV: MW Skládkový plyn: MW Výroba elektrické energie 2009: 405 GWh (7.8% celkových OZE) 2010: 439 GWh (9.8% OZE) Projekty zemědělských BPS Celkový počet projektů: 266 o výkonu: 178 MW

33 Trendy rozvoje bioplynu v ČR Technologie semi-ideálně míchané reaktory, min. 2 stupně pouze CHP aplikace (dáno legislativní podporou) Surovinová skladba zemědělské vstupy kejda, hnůj, cukrovarské řízky, bramborové zdrtky cíleně pěstované zemědělské plodiny (kukuřice, obilí, pícniny); zakonzervované ve formě siláží Příprava projektů materiálové a energetické bilance projektů optimistické podhodnocena vlastní spotřeba elektřiny podhodnoceny skladovací kapacity (input/output)

34 Ekonomika výroby bioplynu v ČR Ekonomika projektů Investiční náklady ( turn-key ): ERU Kč/kWh kw: Kč/kWh kw: Kč/kWh Provozní ekonomika provozní náklady reálně vyšší než slibovány dodavateli technologie 60% PN vstupní substráty (MS: tis. Kč/ha) 20% PN odpisy, úroky 20% PN ostatní (opravy, elektřina, pojištění, výplaty, manipulace se substráty a digestátem, provozní chemie a analýzy )

35 Problémy rozvoje výroby bioplynu v ČR Kapacita DSO 2009, 2010 rozvoj PV, kapacita DSO není garantována Systém podpory legislativní podpora pouze CHP absence podpory biometanu absence podpory bio-cng/lng Investiční dotace Programy OPPI a PRV až 30% celkové investice není automatická = není v kalkulaci ERU přiznání dotace ruší tlak na efektivní provoz, tj. především využití tepelné energie

36 Zkušenosti v rámci r EU: doporučen ení Rámce veřejné podpory dlouhodobé využívání veřejné podpory je možné pouze pro efektivní technologie a výroby energie cílem musí být vytvoření stabilních podpůrných rámců Příležitosti v ČR veřejné finance využít k veřejnému zájmu DSO v ČR čelí problémům kapacity a stability (PV) automatizované řízení CHP v BPS v rámci smart grids může být využito ke stabilizaci reálného výkonu PV využita rezervovaná kapacita v síti stabilizace sítě celospolečensky výhodnější ve srovnání s podporou tepla, kdy dochází k inovativním řešením účelné spotřeby

37 Zkušenosti v rámci r EU: doporučen ení 1) Potenciál BPS a možnosti trhu nebudou v ČR plně realizovány při současném NREAP 2) Investiční dotace a provozní podpora musí být harmonizovány 3) Schémata podpory podporovat regulovatelné BPS, schopné stabilizace sítě zavést podporu výroby a využití biometanu a bio- CNG/LNG podporovat lokální distribuční sítě bioplynu formou investičních dotací

38 Success in Biogas: Key Factors Taking advantage of biogas versatility CHP and vehicle fuel applications using existing NG infrastructure for biomethane highlighting biogas advantages over the other bioenergies and biofuels (environmental and socio-economic advantages) Sustainable agriculture combined food-and-energy production from one land digestate valuable fertiliser and soil conditioner Socio-economic issues bringing money and new developments to rural areas saving current jobs together with creating new jobs

39 Podpora bioplynu v roce 2012 Autorizace výrobny elektřiny (EZ) pro instalace 1 MW a výše Informace o vstupech (ZOPZ) záznamy o původu biomasy uchovávat 5 let Výkupní ceny (ZOPZ) do 100 kw včetně, výkupní cena nebo ZB-roční nad 100 kw, pouze ZB-hodinový hodinový ZB: výrobce platí za zápornou cenu elektřiny

40 Diskuze Substrátové vstupy trvale udržitelný osevní postup běžné a netradiční vstupní suroviny Zkušenosti z provozu provoz v prvních letech po spuštění zkušenosti s nejdéle běžícími BPS, reálnost původních cash-flow negativní příklady a příčiny neúspěchu Obvyklé záruky dodavatelů Odpadářské BPS Integrace výroby do lokálních podmínek