MĚSTSKÁ BIORAFINERIE. koncept čisté mobility a udržitelného rozvoje pro SMART CITY. Jan Káňa AIVOTEC s.r.o., CZ

Podobné dokumenty
BioCNG pro města F AC T S HEET

SMART CITY BRNO Inteligentní nakládání s bioodpady ve městě Brně

PROGRAM BIOPLYNOVÉ STANICE

KANALIZACE, BIOLOGICKÉ ČOV A VLASTNOSTI PRODUKOVANÝCH KALŮ MOTTO:

ZPRACOVÁNÍ KALŮ V CIRKULÁRNÍ EKONOMICE. Pavel Jeníček VŠCHT Praha Ústav technologie vody a prostředí

Stabilizovaný vs. surový ČK

AKCE: Přednáška Technologie výroby a zpracování bioplynu Stanislav Bureš. Datum:

Nakládání s kaly z ČOV a jejich budoucí vývoj. Kristýna HUSÁKOVÁ odbor odpadů

Bioplynová stanice. Úvod. Immobio-Energie s.r.o. Jiráskovo nám. 4 Tel.: Plzeň Fax: contact@immobio-energie.

Využití pyrolýzy ke zpracování stabilizovaných čistírenských kalů

ELIO Technology System. Čistírenské kaly

ENERGIE Z ODPADNÍCH VOD

Uplatnění kompostů při zavedení odděleného sběru bioodpadu Biologicky rozložitelné odpady září 2010, Brno

Úvod Bioplynová stanice Provoz bioplynové stanice Produkty anaerobní digesce Bioplynová stanice Načeradec...

Mýty v nakládání s kaly z čistíren odpadních vod

Zpracování bioodpadu metodou suché anaerobní fermentace

SOVAK ČR a čistírenské kaly

Jak se čistí odpadní voda

ÚSTŘEDNÍ KONTROLNÍ A ZKUŠEBNÍ ÚSTAV ZEMĚDĚLSKÝ DIGESTÁTY A JEJICH VYUŽITÍ V ZEMĚDĚLSTVÍ

Co je BIOMASA? Ekologická definice

MOŽNOSTI ZPRACOVÁNÍ ENERGETICKÝCH ROSTLIN Z VÝSYPEK K PRODUKCI BIOPLYNU. Ing. Jaime O. MUŇOZ JANS, Ph.D. Výzkumný pracovník, VÚRV-Chomutov

SPOTŘEBA ENERGIE ODKUD BEREME ENERGII VÝROBA ELEKTŘINY

Energetické zhodnocení komunálního odpadu, plastů, kalů ČOV, kyselých kalů, gudrónov, gumy a biomasy

Kvalita kompostu. certifikace kompostáren. Zemědělská a ekologická regionální agentura

EVECO Brno, s.r.o. ZAŘÍZENÍ PRO EKOLOGII A ENERGETIKU

Vliv kalového hospodářství na odstraňování dusíku. Kalová voda. Odstraňování dusíku na biologických ČOV

Teplárenství jako klíč k efektivnímu využití obnovitelných zdrojů v ČR

Firemní prezentace skupiny LAV

EXKURZE V RÁMCI KONFERENCE BIOLOGICKY ROZLOŽITELNÉ ODPADY

Proč biometan? Hlavní zdroj biologicky rozložitelné odpady, kaly z ČOV, odpady ze zemědělství jejich energetické využití je žádoucí Jedná se o

Ing. Dagmar Sirotková. Přístupy k hodnocení BRO

PROSUN BIOPLYNOVÉ STANICE BIOFERM. alternative energy systems s.r.o.

Registrační číslo projektu: CZ.1.07/1.5.00/ Název projektu: Moderní škola 21. století Zařazení materiálu: Šablona: III/2

Energetická centra recyklace bioodpadů ECR RAPOTÍN je projektem společnosti IS ENVIRONMENT SE 2014

Anaerobní proces. Anaerobní rozklad organických látek. Bioplyn

Čistírna odpadních vod

(CH4, CO2, H2, N, 2, H2S)

Integrovaná soustava získávání energie využitím domácích obnovitelných a alternativních zdrojů

Strategie, cíle a výhled ČR v odpadech 2020 a dále

Digitální učební materiál

Sbírka zákonů č. 477 / Strana 6354 Částka 180 A-PDF Split DEMO : Purchase from to remove the watermark

Jaromír MANHART odbor odpadů

Elektrárny. Energetické využití bioplynu z odpadních vod

DATRYS s.r.o. Energetické využití místně dostupných bioodpadů a jiných odpadů ENEF Banská Bystrica,

ENERSOL 2017 VZDĚLÁVACÍ PROJEKT NA TÉMATA OBNOVITELNÝCH ZDROJŮ ENERGIE, ÚSPORY ENERGIÍ A SNIŽOVÁNÍ EMISÍ V DOPRAVĚ STŘEDOČESKÝ KRAJ

Regionální centra zpracování kalů

AK a obnovitelné zdroje energie

PATRES Školící program. Bioplynové technologie

Anaerobní proces. Anaerobní rozklad organických látek. Bioplyn

Ochrana Ing. Michaela BUDŇÁKOVÁ.

SUCHÁ FERMENTACE V MALOOBJEMOVÉM

Využití biologicky rozložitelných odpadů

Půda a organická hmota. Praktické zkušenosti s používáním kompostů

AHK-obchodní cesta do České republiky Využití bioplynu k výrobě tepla a elektřiny října Kogenerační jednotky a zařízení na úpravu plynu

Využití tepla z průmyslových a jiných procesů

PRÁVNÍ PŘEDPISY PRO OBLAST BRO V ČR. Ing. Dagmar Sirotková

ENERGIE BUDOUCNOSTI SUCHÁ FERMENTACE. Inovativní řešení pro obce a zpracovatele odpadů

Základní údaje o čistírně odpadních vod

PŘEDMLUVA...ii. OBSAH...ii 1. ÚVOD...1

lní vývoj v biomasy Ing. Jan Koloničný, Ph.D. Luhačovice

Digestát jako hnojivo

ŽIVOTNÍ PROSTŘEDÍ INOVACE VÁŠEŇ ODPOVĚDNOST TÝMOVÁ PRÁCE

Vývoj v oblasti využití biomasy v Jihomoravském kraji

Pouţití hydrolytických enzymů při produkci bioplynu z odpadů: Výsledky z praxe

Kompost versus skládka

Exkurze do Rakouska

Globální stav a perspektivy kalového hospodářství čistíren odpadních vod

Energetické využívání odpadů připravovaná legislativa. Jana Střihavková odbor odpadů

Materiálová transformace čistírenského kalu z energetického hlediska. Lukáš Frýba Miroslav Kos

Energetické využití odpadu. 200 let První brněnské strojírny

Funkční sítě recyklace

Význam bioplynových stanic v souvislosti s chovem skotu

Projekt multifunkční energeticky soběstačné linky pro intenzivní a efektivní zpracování BRO a TAP. Ing. Pavel Omelka

NOVÉ TECHNOLOGIE ROZŠIŘUJÍCÍ VYUŽITÍ CELKOVÉHO ENERGETICKÉHO POTENCIÁLU BIOPLYNU A BIOMASY

Membránové procesy v mlékárenském průmyslu

ROZDĚLENÍ A POŽADAVKY NA KATEGORIE FUNKCE VÝROBKU, KATEGORIE SLOŽKOVÝCH MATERIÁLŮ. Jana Meitská Sekce zemědělských vstupů ÚKZÚZ Brno

Návrh. Čl. I. 3. Příloha č. 1 zní:

Porovnání účinnosti digestátů, kompostu a kejdy v polním pokusu. Michaela Smatanová

Problematika nakládání s bioodpady z pohledu měst a obcí

Úvod: Co je bioplyn? Biologický materiál: Funkce bioplynové stanice Bioplynové stanice v ČR:... 9

BENCHMARKING KALOVÉHO HOSPODÁŘSTVÍ VELKÝCH ČOV V ČR

Obnovitelné zdroje energie

KONCEPCE SNIŽOVÁNÍ EKOLOGICKÉ STOPY BUDOVY

Balíček Cirkulární ekonomika a organická hmota

ÚVOD 6 1. VÝZNAM KOMPOSTOVÁNÍ A HLAVNÍ CÍL STUDIE 7 2. LEGISLATIVA 10

Marek Holba, Adam Bartoník, Ondřej Škorvan, Petr Horák, Marcela Počinková, Karel Plotěný. Ing Milan Uher

ODBORNÉ VZDĚLÁVÁNÍ ÚŘEDNÍKŮ PRO VÝKON STÁTNÍ SPRÁVY OCHRANY OVZDUŠÍ V ČESKÉ REPUBLICE. Spalování paliv - Kotle Ing. Jan Andreovský Ph.D.

Vermikompostování perspektivní metoda pro zpracování bioodpadů. Vermikompostování

Obnovitelné zdroje energie Budovy a energie

NEKONVENČNÍ ZPŮSOBY VÝROBY TEPELNÉ A ELEKTRICKÉ ENERGIE. Ing. Stanislav HONUS

Rok / Modulové Biofermentory. Postavte si malou BPS.

MIKROORGANISMY EDÍ. Ústav inženýrstv. enýrství ochrany ŽP FT UTB ve Zlíně

STABILNÍ ELEKTŘINA ZA PŘIJATELNOU CENU

NEGATIVNÍ PŮSOBENÍ PROVOZU AUTOMOBILOVÝCH PSM NA ŽIVOTNÍ PROSTŘEDÍ

BRO Předpisy EU. RNDr. Dragica Matulová, CSc. Výzkumný ústav vodohospodářský T. G. M., v.v.i. Centrum pro hospodaření s odpady

Ročník: 1. Mgr. Jan Zmátlík Zpracováno dne:

REKONSTRUKCE KALOVÉHO HOSPODÁŘSTVÍ ČOV S CÍLEM ZVÝŠENÍ ENERGETICKÉ SOBĚSTAČNOSTI

Energie z odpadních vod. Karel Plotěný

Recyklace energie. Jan Bartáček. Ústav technologie vody a prostředí

Biologické čištění odpadních vod - anaerobní procesy

Transkript:

MĚSTSKÁ BIORAFINERIE koncept čisté mobility a udržitelného rozvoje pro SMART CITY Jan Káňa AIVOTEC s.r.o., CZ

Chráněno patenty PV 2015-433 Intenzifikované kalové hospodářství čistírny odpadních vod, P 305890 Zařízení ke zpracování organického materiálu biologického původu s využitím karbonizace, P 305722 Rozšířená bioplynová stanice. Řešení se týká systému a technologií pro efektivní využití energetického a materiálového potenciálu bioodpadů. Současně představuje důležité prvky konceptu Smart City - čistá mobilita a environmentálně udržitelný rozvoj. KOLOBĚH ORGANICKÉ HMOTY OBĚHOVÉ BIOHOSPODÁŘSTVÍ 21+ zemědělství půda potraviny kanalizační odpad zpracování, výroba potravin odpad z kuchyní OH+C+ N+P+K+ zbytky a odpady energetické využití kompostování C+P+K+ materiálové využití odpad z údržby zeleně bio CNG Městská biorafinerie je technologicky doplněná čistírna odpadních vod nebo nové zařízení, které na čistírnu odpadních vod navazuje. Zdrojem energie pro lidi je potrava, pro jejíž výrobu je klíčová půda. Ze zpracování zemědělských komodit vznikají potraviny a odpad. Další část potravin se mění na odpad při přípravě jídla. Nevyužitá část pak odchází kanalizací na čistírny odpadních vod, které jsou významným prvkem systému změní se na Městskou biorafinerii 1. Spolu s kalem z čištění se zde energeticky využije bioodpad z kuchyní a jídelen, a to anaerobní fermentací na bioplyn. Bioplyn, resp. v něm obsažený metan, je stlačován a jako palivo biocng využit například pro pohon městské hromadné dopravy. Zbytek bioodpadů po fermentaci je následně materiálově využit, zejména jako zdroj fosforu, draslíku a dalších cenných látek. Zpracovávají se společně s odpadní biomasou z výroby potravin a údržby 1 Jde o existující infrastrukturu, kterou lze technologicky upravit a doplnit. Není to ale podmínkou. 2016 AIVOTEC s.r.o. MĚSTSKÁ BIORAFINERIE 1

zeleně termickým procesem, takže spolu s cennými prvky dochází k fixaci uhlíku do stabilní formy (tzv. biouhel). Zde dochází k odstranění CO 2 CCS. Uhlík s fosforem, draslíkem a dalšími prvky se přidá k bioodpadům, vhodným pro kompostování. Posledním produktem koloběhu bioodpadů je kompost, přesněji kompozice stabilizované organické hmoty a hnojiv, obsahující stabilní a funkční biouhel. Čistírny odpadních vod představují prvek infrastruktury, který je optimální technologickou součástí pro oběhové biohospodářství. Mluvíme o čistírnách s anaerobním stupněm, které jsou ve větších městech. Téměř všechny takové v ČR jsou ale technologicky zastaralé a neefektivní. Primární kal z čištění vod je na větších čistírnách stabilizován ve fermentačních nádržích bez přístupu vzduchu, přičemž se vyvíjí bioplyn. Ten je zpravidla spalován v motoru kogenerační jednotky, vyrábějící elektrickou energii a teplo. Bioplyn je produktem fermentačních mikroorganismů, odbourávajících organické látky v kalu. Problémem je malá efektivita odbourání organických látek, a tedy množství získaného bioplynu, protože velká část organických látek je vázaná a fermentačním mikroorganismům nepřístupná. Uvádí se, že 70% kalu představují organické látky, efektivita jejich odbourání však nepřesahuje 50%, většinou je to ale o dost méně. Stabilizovaný kal se díky tomu obtížně odvodňuje. Má-li se typická čistírna odpadních vod změnit na městskou biorafinerii, je nutné ji zásadně technologicky změnit. TECHNOLOGICKÉ ŘEŠENÍ MĚSTSKÉ BIORAFINERIE Koncept Řešení stojí na postupném energetickém a materiálovém využití bioodpadů různých typů. Bioodpady vstupují z více zdrojů a dělí se na dvě základní skupiny mokré a suché. Mokré mají víc tzv. labilních látek a jsou vhodné pro fermentaci na bioplyn. Sem patří zejména kaly z odpadních vod a odpady z jídla (gastroodpad z kuchyně, jídelny a i výroby) 2. Suché mají naopak více pevné biomasy (suchá stébla, dřevo a podobně). V prvním kroku se získá bioplyn z anaerobní fermentace, který se upraví na kvalitu zemního plynu a použije jako palivo pro autobusy. V dalším kroku se zbytek z fermentace vysuší a za vysoké teploty společně se suchou biomasou přemění na uhlík a důležité prvky (fosfor a draslík). Získaný materiál se pak společně s ostatní zbylou odpadní biomasou zkompostuje. Výsledkem je ideální substrát, který vrací zbytek energie a látek zpět do půdy. Tuto energii a živiny využijí zpětně rostliny. Trvale udržitelné zajištění potravy. Technologie jsou koncipovány a uspořádány pro maximální efektivitu navrženého konceptu. Základem funkčnosti je dostatek energie pro zajištění provozu. Městská biorafinerie podle tohoto konceptu je energeticky přebytková. Klíčovým prvkem technologického získání maxima energie v bioplynu je zvýšení efektivity odbourání organických látek a vyšších výtěžků bioplynu. Tím je tzv. lyzace 3 parní expanzí (technologie P-EX) před anaerobní stabilizací. Se zvýšením efektivity anaerobní stabilizace se snižuje množství finálního kalu. Bioplyn se asi z 20% použije pro potřeby technologie, 80% je pak k dispozici jako palivo pro městskou dopravu. 2 Domácí drtiče kuchyňského odpadu pro americkém vzoru jsou geniální řešení 3 S využitím efektu odpaření vody, tedy zvětšení objemu, se rozruší buněčný obal a v něm obsažené krmivo pro baterie se jim vylije do talíře 2016 AIVOTEC s.r.o. MĚSTSKÁ BIORAFINERIE 2

Dalším prvkem technologie je termická konverze (karbonizace). Proces je velmi podobný tradiční výrobě dřevěného uhlí. Zbytek z výroby bioplynu společně se suchou biomasou jsou ohřáty bez přístupu vzduchu. Přitom vzniká dřevoplyn, který se spaluje, a spaliny jsou teplenou energií pro vlastní proces. Zbývající teplo zase biomasu před ohřevem suší. Výsledkem je zuhelnatělá biomasa, které se říká biouhel 4 (biochar). Je tvořená uhlíkem a všemi původními složkami (fosfor, vápník, draslík apod.). Posledním navazujícím krokem je kompostování. Další biologicky rozložitelné odpady se rozdrtí a smísí s biouhlem, tedy produktem termické konverze. Výsledkem je zmíněný substrát, obsahující především organickou hmotu, dusík, stabilní uhlík, fosfor, draslík, vápník a další prvky zásadní pro růst rostlin. Tak lze nahradit většinu minerálních hnojiv. recyklace fosforu použití na půdě kompostování biouhel biocng palivo pro městskou dopravu kaly a bioodpad Biouhel, uložený do půdy, představuje sekvestraci oxidu uhličitého, když ho nejprve rostlina rozložila na kyslík, uvolněný do vzduchu a uhlík, ze kterého staví své tělo. Je-li po ukončení života zbytek rostliny termicky přeměněn na stabilní uhlík, nedojde nejméně po desítky let k jeho oxidaci (a tedy zpětnému vzniku oxidu uhličitého). CCS EFEKTY ŘEŠENÍ EkoMOBILITA Využití bio metanu v městské dopravě postačí pro pohon 150 autobusů celý rok. Dojde k částečnému omezení závislosti na dovozu pohonných hmot. Navíc - náhrada bude z obnovitelného zdroje, tudíž uspoří emise CO 2. Kvalitní životní prostředí Pokud se obyvatelé zapojí do třídění bioodpadu z domácností a to musí, aby to celé mohlo fungovat, pak začnou chápat i význam přírodního prostředí a jeho hodnotu. Příspěvek bude mít globální význam a v lokálním prostředí se projeví také. Trvale udržitelné zajištění potravy To je vlastně základ celého řešení. Bez uplatnění všech zbytků a recyklovaných materiálů tam, odkud vzešly, nejde o oběhové bio-hospodářství. V zásadě každé město má možnost nastavit systém oběhového bio-hospodářství. I když ne vždy s ideální efektivitou, vždy alespoň nějak. A to je dobrý začátek 4 www.biouhel.cz 2016 AIVOTEC s.r.o. MĚSTSKÁ BIORAFINERIE 3

BILANCE POTENCIÁLU PRO MĚSTO BRNO 5 Produkce odpadu na obyvatele a rok v ČR je přibližně 300 kg, vytřídí se z toho asi 50 kg. Ve zbytkovém odpadu je asi polovina biologicky rozložitelných složek. Jeden obyvatel tak vyprodukuje ročně asi 100 kg bioodpadu, tedy asi 30 kg organické sušiny. Na kanalizační stoky, odvádějící splašky na ČOV Brno Modřice, je napojeno asi 420 tisíc obyvatel. Celková produkce kalů je zde 12 tisíc tun sušiny. Celková produkce biologicky rozložitelné sušiny na obyvatele v Brně je asi 60 kg. Z toho lze teoreticky získat 20 m3 metanu. Pokud by každý Brňák vytřídil veškerý bioodpad a ten skončil v Městské biorafinerii, bude z něj a kalů z odpadních vod vyrobeno přibližně 8,4 mil. m3 metanu. Pokud se takto vytřídí alespoň polovina, bio metan postačí pro provoz 150 městských autobusů na celý rok. Po fermentaci na bioplyn zůstane asi 12.000 tun sušiny nerozložené biomasy, ze kterých se následným pracováním získá asi 4.000 tun biouhlu. Ten bude obsahovat třeba 2.000 tun stabilního uhlíku 200 tun fosforu 220 tun vápníku 30 tun hořčíku 10 tun fosforu. Přidáním těchto 4.000 tun biouhlu k další biomase, vhodné pro kompostování, vznikne až 40.000 tun kvalitní organické hmoty, obsahující vše potřené pro zdravý růst potravin v bio kvalitě. Při aplikační dávce 30 tun na hektar je možno doplnit organickou hmotu a živiny až na 1.300 hektarech. Při doplnění každý šestý rok jde o téměř 8.000 hektarů. půda s biouhlem 5 Projekt, formulovaný ing. Novotným (RENARDS) je diskutován v rámci koncepce Smart City města Brna 2016 AIVOTEC s.r.o. MĚSTSKÁ BIORAFINERIE 4

2016 AIVOTEC s.r.o. MĚSTSKÁ BIORAFINERIE 5

Reference Zařízení pro parní expanzi, kapacita 2 t/h, výrobce PHARMIX s.r.o. Zařízení pro karbonizaci biomasy na biouhel, kapacita 0,5 t/h, dodavatel AIVOTEC s.r.o. 2016 AIVOTEC s.r.o. MĚSTSKÁ BIORAFINERIE 6

Zařízení pro čištění bioplynu na biomatan, výrobce GAS TECHNIK Sušárna kalů a digestátů, výrobce TARPO s.r.o. 2016 AIVOTEC s.r.o. MĚSTSKÁ BIORAFINERIE 7