Konkurenceschopnost a kvalita cesta k úspěchu zemědělského podniku 1 Seminář Okresní agrární Blansko Ing. Marcela Pokorná a Institutu pro regionální spolupráci Téma: Alternativní zdroje energie 17.3.2011 LEDEKO,a.s., Pražská 76, 679 61 Letovice Ing. Martin Kšica Ing. Pavel Šmarda Ing. Jiří Olt
Obsah: PROBLEMATIKA VÝSTAVBY BIOPLYNOVÝCH STANIC strana 1.Úvod 1 2.Postup přípravy, rozhodování a realizace výstavby BPS 2 3.Technologické systémy 7 4.Ekonomika provozu BPS 20 5.Závěr 24 Ing. Jiří Olt, projekt manažer JMA technology s.r.o. Jihlava
SMYSL VÝSTAVBY BPS Vliv na životní prostředí - Užitečná likvidace biomasy - Krajinný ráz Ekonomický profit - Stabilizace firmy - Možnost řešení odpadových problémů - Možnost energetické soběstačnosti Budoucnost nikoliv významný zdroj energie, ale pozitivní alternativa přispívající do životního prostředí - Zpracování rostlinné biomasy pro výrobu energie jako částečná náhrada fosilních paliv (vytápění obcí na venkově- střední a malé centrální zdroje, úprava plynu pro domácnosti) - Likvidace a zpracování bio odpadů Záměrová úvaha o vstupech a výstupech BPS - Co chci zpracovat, čeho chci dosáhnout
POSTUP PŘÍPRAVY, ROZHODOVÁNÍ A REALIZACE
Finanční předpoklady 1. krok Představa výše investice na výstavbu BPS - Zemědělské BPS 75000 až 110000,-Kč/kWel - Ostatní BPS 75000 až 120000,-Kč/kWel + 15 až 100% na pasterizaci, hygienizaci, třídění apod. Zdroje financování - Vlastní - Úvěr - Dotace Organizační a personální předpoklady
Legislativní předpoklady 2. krok Právní předpisy pro provozování BPS Zajištění přípojky proudu - Vypracování žádosti - Potvrzení žádosti Zajištění plynové síťové přípojky - Vypracování žádosti Přidělení licence pro provozování - Zajištění energetika provozní způsobilost Právní předpisy pro výstavbu BPS Doporučení seznámit se s Metodickým pokynem ministerstva životního prostředí K podmínkám schvalování bioplynových stanic před uvedením do provozu.
Vypracování podnikatelského záměru 3. krok Stávající ekonomicko energetická analýza společnosti Podnikatelský záměr - Struktura vstupů - Předpokládaná produkce bioplynu - Cíl podnikatelského záměru výroba elektřiny, tepla, hnojivo - Předpokládané investiční náklady - Přínosy podnikatelského záměru za prodej elektřiny, tepla - Fáze podnikatelského záměru: Předinvestiční, investiční, provozní - Lokalita realizace - Soulad projektu s možnými dotačními programy Analýza přípravy podnikatelského záměru - Stav v pozemcích, vstupních surovinách, v zajištění financování, technické dokumentace, zajištění připojení k síti apod. - Finanční analýza
Vypracování podnikatelského záměru 3. krok Hodnocení efektivity projektu - Návratnost investice při variantách financování z vlastních zdrojů z úvěrů a s dotací. -Závěr a doporučení Realizační harmonogram záměru - Technické a ekonomické studie - projekt - Stavební povolení, EIA apod. - Zajištění zdrojů financování - Výběrové řízení dodavatele technologie - Odkoupení pozemků a objektů - Smluvní zajištění vstupů - Vypracování provozního řádu - Stavební úpravy, základy komunikace, inženýrské sítě - Objednání technologie - Dodávka a instalace technologie - Zajištění provozujícího personálu - Uvedení BPS do provozu - Zkušební provoz - Převzetí BPS do běžného provozu
Vypracování projektu pro územní rozhodnutí 4. krok Je nutné vypracovat: Projekt pro uzemní rozhodnutí Musí vypracovat a stanovit všechny vlivy stavby na dané území. Projekt nesmí být v rozporu s územním plánem a řeší: - Umístění zdroje BPS, pozemkové vlivy a vlivy na dotčené objekty apod. - Vlivy na životní prostředí ochrana vod, ovzduší, krajinný ráz - Vypracování studií EIA (nad 0,2MW jmenovitý tepelný výkon) - Integrovaná prevence ( např. zpracování komunálních odpadů). - Vyjádření dotčených orgánů hasiči, IBP, hygienik, správce sítě apod. - Oznámení záměru veřejnosti špatně se odhaduje výsledek.
Výběrové řízení na dodavatele technologie a výstavbu BPS 5. krok Podmínky výběrového řízení - Určení technických parametrů podle projektu pro územní řízení - Finanční výše investice - Garance - Termín realizace výstavby BPS - Stanovení podmínek pro odevzdání nabídek - Stanovení platebních podmínek - Požadavek na vypracování SOD - Stanovení hodnotících kritérií
Vypracování projektu pro stavební povolení 6. krok Projekt pro stavební povolení - Musířešit stavební a technologickou část. Zpracovatel technologickéčásti dokumentace má kvalifikaci: Inženýr se specializací na technologické zařízení staveb. - V projektu musí být zdokumentovaná a zdůvodněná zvolená varianta fermentačního procesu a použitých technologických modifikací, např. typ reaktorů suspenzní substráty nebo substráty s vysokým obsahem sušiny. - - Musí být uvedeny základní provozní podmínky, doba zdržení v reaktoru, teplota v reaktoru, homogenizace vstupních surovin(odpadů) uskladnění fermentačního zbytku, podmínky manipulace s fermentačním zbytkem, monitoring a způsob řízení procesu. - Oznámení k vydání stavebního povolení veřejnosti Schvalovací proces
Zajištění finančních zdrojů 7. krok Vlastní zdroje - Peněžní zdroj - Nemovitosti Dotace - Podle podmínek operačních programů Úvěry Banky určují úvěrové podmínky, které jsou: - Finanční historie firmy, současná ekonomická situace firmy - Výše vlastních finančních zdrojů - Ekonomicko - energetický audit projektu - Zajištění zdrojů vstupních surovin min 50% vlastní zdroje - Zajištění dotace - Vydané stavební povolení - Dodavatel technologie musí mít kladné reference (5let), obrat ve výstavbě BPS za poslední roky, musí to být pro banku uznatelná technologie - Garanční podmínky dodavatele technologie - Dosažení alespoň 80 % projektovaného energetického výkonu po dobu pro uvolnění doplatku úvěru. - Servisní smlouva
Realizace projektu 8. krok Vypracování harmonogramu výstavby BPS Zajištění technologických dodávek - Uzavření SOD - Servisní smlouva - Zaplacení záloh na dlouhodobé dodávky - kogenerace 6 měsíců Realizace výstavby BPS - Zajištění stavebního dozoru - Realizace podle harmonogramu - Vypracování provozního řádu - Předání stavby do provozu - Kolaudace - Získání licence k provozování BPS - Zkušební provoz - Uvedení BPS do trvalého provozu
TECHNOLOGICKÉ SYSTÉMY
Rozdělení bioplynových stanic Ostatní Tyto bioplynové stanice zpracovávají především biologický odpad vedlejší živočišné produkty, rostlinné odpady, odpady z potravinářské výroby apod.. Bioplynové stanice musí biologický odpad termicky zpracovat, některým z povolených způsobů hygienizace. K provozu těchto zařízení je třeba míti souhlas i podle zákona o integrované prevenci IPPC. Čistírenské Využívají se pro zpracování pouze čistírenských kalů, kalů žump, septiků a odpadní vody. Bioplynové stanice mají zajistit anaerobní stabilizaci kalu. Zemědělské Jsou určeny ke zpracování biologických substrátů získaných v procesu zemědělské prvovýroby. Jsou to produkty rostlinné a živočišné výroby. Lze je dále rozdělit podle procesu rozkladu: - Mezofilní při teplotě 35 až 42o C především mokrá fermentace - Termofilní - při teplotě 55o C- především suchá fermentace Rozdělení podle technologického způsobu zpracování: - Suchá fermentace s přerušovaným fermentačním procesem - Průběžná kontinuální suchá fermentace - Polosuchá - mokrá fermentace - Mokrá fermentace
Suchá fermentace s přerušovaným fermentačním procesem
Směsné zatížení
Výhody suché fermentace technologie je vhodná pro biomasu s vyšším obsahem sušiny (25% a více) nižší spotřeba el. energie biomasa se ve fermentoru nemíchá ani do něj nečerpá, vlastní spotřeba bioplynové stanice se pohybuje mezi 2-4% jednoduché rozšíření stanice, biomasu není nutné před vstupem do fermentoru ředit, rozmělňovat, třídit nebo jinak upravovat, je bez problému možné zpracovávat materiál s delší řezankou (tráva, travní senáž, slamnatý hnůj) na konci procesu není nutné fugát nijak odstřeďovat, zůstává na jedné straně kapalná složka a na straně druhé pevné složka v případě navezení nevhodného matriálu (např. biomasa s přídavky antibiotik, problémové příměsi, které se mohou objevit v některé ze složek biologicky rozložitelném odpadu ) nehrozí kolaps celé stanice. Vyveze se pouze jeden postižený fermentor a následně naplní čerstvou biomasou a biomasou částečně vyfermentovanou z jiného fermentoru. Chod bioplynové stanice jako celku není ohrožen nižší poruchovost stanice nemá míchací zařízení, biomasa se naváží dovnitř kolovým nakladačem, nikoliv čerpadly jednodušší na obsluhu plnění fermentoru probíhá pouze jednou až dvakrát do týdne
Nedostatky suché fermentace minimální počet aplikací v ČR a relativně malý počet těchto stanic v zahraničí, s čímž souvisí malé povědomí veřejnosti o této technologii o 10-15% vyšší investiční náklady na výstavbu bioplynové stanice nemožnost zpracovávat větší množství tekutých materiálu kejda, kaly z ČOV, odpady z kuchyní technologie není příliš vhodná pro materiály vyžadující hygienizaci (kuchyňské odpady, jateční odpady) nerovnoměrná produkce bioplynu, nutné postavit min. 4 fermentory náročnějšířízení procesu. Ten je možné efektivněřídit pouze stanovením vhodné struktury biomasy na začátku každého cyklu (struktura, směsné navýšení, předpokládaná délka zdržení). Možnosti zasahování do procesu v průběhu cyklu jsou pak již velmi omezené (prostřednictvím perkolátu).
Mokrá fermentace
Výhody mokré fermentace Fermentační proces je kontinuální, nepřerušovaný Manipulačníčinnosti jsou plně automatizované. Manipulační technika s pracovní obsluhou je potřebná pouze při navážení vstupního materiálu a při vyvážení digestátu Řízení fermentačního procesu je jednodušší a dá se průběžně ovlivňovat a lze provádět potřebné zásahy a tím je méně riziková na kolaps procesu Mokrou fermentací lze zpracovávat živočišné odpady ovšem již v režimu tepelné hygienizace přípravy materiálu.
Nedostatky mokré fermentace Potřeba ředící kapaliny pro bezproblémový chod technologie a provoz rektorů. Potřeba veliké stavební plochy pro velké objekty reaktorů a koncových skladů. Větší množství technologických zařízení vyšší náklady na provoz a údržbu Možné problémy technického charakteru. Problémy s nedostatečným promícháním, ucpávání potrubních uzlů apod. Z důvodu smíchání biomasy jednotlivých fermentačních fází při spuštění míchadel se prodlužuje doba fermentace. Delší proces startování procesu fermentace a najetí na plný výkon.
Polosuchá fermentace
Kontinuální suchá fermentace
Výhody a nedostatky kontinuální suché fermentace VÝHODY Proces fermentace je nepřetržitý, plně mechanizovaný a automatizovaný Proces fermentace lze aktivně regulovat. Rozklad může bez větších problémů spolehlivě fungovat v termofilním procesu při teplotách 55 o C. Potřebný fermentační objem je menší. Základy hlavních fermentorů jsou malého rozsahu. Celkově kratší doba zdržení Zpracování substrátů bez nutnosti jejich ředění. Malé personální obsazení NEDOSTATKY Oproti diskontinuální fermentaci je nutné budovat podobně jako u mokré fermentace koncové sklady na tekutou složku digestátu.
EKONOMIKA PROVOZU BPS Kvalita projektu Umístění stavby Výroba a nákup vstupních substrátů, dopravní náklady Stabilita chodu bioplynové stanice v projektovaných parametrech Energetický zdroj (kogenerační jednotka) Efektivita procesu Spotřeba energií, provozních médií, údržba Kvalitní personální obsazení
Bioplynová stanice na slamnatý hnůj
Systém TBS Twin Border System = technologie vinutí kovového pásu po šroubovici a zaklesnutí jeho okrajů - 100% nerezové prostředí - funkční stěnová technologie - výhodný způsob vypouštění nádrže - vysoká bezpečnost - nízké investiční náklady a náklady na údržbu - rychlost výstavby - velká variabilita stavby - možnost zastřešení VARIABILITA / MINIMÁLNÍ ÚDRŽBA / VYJÍMEČNÁ ŽIVOTNOST
DĚKUJI ZA POZORNOST