biogas / radna skripta za pokretanje projekata i zakonski...

Stand: 29.09.2016 Erstellt von: Zorica Crisolli Seite 1

Biogas / Radna skripta za pokretanje projekata

I Zakonski okvir:

Ministarstvo energetike Republike Srbije je 2012. godine donelo Uredbu o merama

podsticaja za povlašćene proizvođače električne energije (feed-in tarife) i time omogućilo

otvaranje novog tržišta. Od 2012/2013. godine u Srbiji su aktivna tri poljoprivredna biogas

postrojenja (u Čurugu 0,6 MWel, Vrbasu 1 MWel i Blacu 1.5 MWel).

U Srbiji u junu mesecu 2016. je usvojena nova Uredba o uslovima i postupku sticanja statusa

povlašćenog proizvođača električne energije, privremenog povlašćenog proizvođača

električne energije iz obnovljivih izvora energije.

Ugovor o feed-in tarifama se potpisuje sa EMS-om i važi narednih dvanaest godina. Visina

feed – in tarifa zavisi od instalisane snage i iznosi oko 18 evro centi. Vrlo bitno navođenje u

novoj Uredbi je da u elektrani na biogas udeo kukuruzne silaže u godišnjem masenom

bilansu suve materije supstrata ne prelazi 40%.

Nemačka je 2009. izmenama Zakona o obnovljivim izvorima energije donela posebne

podsticajne mere za manja biogas postrojenja koja su uslovljena da koriste najmanje 80%

stajnjaka kao glavni supstrat i da su maximalne instalisane snage do 75kW električne

energije. Takva postrojenja su dobila veće naknade nego druga postrojenja (23,73 evro centi

po kWel). Na taj način Nemačka je htela da podstakne ekonomski razvoj manjih i srednjih

poljoprivrednih proizvođača, ali i da utiče na smanjenje emisije metana iz stajnjaka, da

reguliše njegovo pravilno skladištenje, sprečava prodiranje u podzemne vode, kao i na

smanjenje neprijatnog mirisa koji se širio sa farmi.

Ono što je bitno jeste prvo da sistem podrške od strane države mora da postoji, a i s druge

strane da lanac snabdevanja biomase ka biogas postrojenju mora da bude stabilan i

pouzdan na dugoročne staze. Podsticajne mere za svako postrojenje u Nemačkoj nakon

potpisivanja ugovora i priključenja na mrežu snabdevanja električnom energijom kao

povlašćenog proizvođača važe narednih 20 godina. Kod nas takozvane feed-in tarife važe 12

godina.

U Nemačkoj trenutno je operativno preko 9 000 poljoprivrednih biogas postrojenja sa oko

5000 MWel instalisane snage. Nemačka prednjači u sektoru biogasa u Evropskoj uniji.


Kada govorimo o kreiranju novih radnih mesta sledeća tabela ukazuje na to da sektor

biogasa u Nemačkoj upošljava 44.000 radnika. Više od 9 miliona stanovnika je snabdeveno

elektičnom energijom dobijenoj iz biogasa (vrlo bitna činjenica kada govorimo o energetskoj

nezavisnosti i stabilnosti električnom energijom). Prihod koji generiše ovaj sektor je 9.2

milijarde evra na godišnjem nivou.

139 159 186 274 370 450617

8501.050

1.3001.600

1.7502.050

2.680

3.5003.711

3.891

5.181

6.268

7.766

8.213

8.5638.726

8.928

650

1.100

1.2711.377

1.893

2.291

3.097

3.352

3.637

3.905

4.177

0

500

1.000

1.500

2.000

2.500

3.000

3.500

4.000

4.500

0

1.000

2.000

3.000

4.000

5.000

6.000

7.000

8.000

9.000

10.000

Ins

talle

d e

lec

tric

ca

pa

cit

y

Nu

mb

er

of

bio

ga

s p

lan

ts

Years

Number of biogas plants in Germany

Installed electric capacity in Megawatt [MW]

© Fachverband Biogas e.V. / German Biogas Association


II Šta je biogas?

Biogas nastaje mikrobiološkim procesom u anaerobnim uslovima (bez prisustva kiseonika),

odnosno procesom anaerobne fermentacije. Tokom anaerobne fermentacije organski

materijal (biomasa: stajnjak ili biljni ostaci) se razlaže pod uticajem metanskih bakterija i

nastaje biogas, koji je po sastavu mešavina metana CH4 (40-75%), ugljen dioksida CO2 (25-

60%) i malog procenta ostalih gasova poput vodonika H2, vodonik sulfid H2S (0-1%) i ugljen

monoksida CO (2%). U sastavu biogasa sadržaj metana varira između 40% i 80%, s tim da

veći sadržaj metana u biogasu daje i veću energetsku moć.

Biogas je obnovljivi izvor energije, sa niskom količinom ugljenika. Iako sagorevanje biogasa,

kao i prirodnog gasa, dovodi do stvaranja izvesne količine ugljen-dioksida, ugljenik u biogasu

potiče iz biljne mase, koja je u sebe ugradila ugljenik iz atmosferskog ugljen-dioksida. Stoga

se upotreba biogasa posmatra kao CO2-neutralna i ne utiče na povećanje količine gasova sa

efektom staklene bašte.

Prednosti biogasa

1. energetska nezavisnost od dobavljača fosilnih goriva (nafta, gas, itd.)

2. čist, ekonomičan i pouzdan obnovljiv izvor energije

3. proizvodnja električne i toplotne energije

4. smanjenje emisije metana

5. očuvanje životne sredine i zdravlja


6. može da se koristi za zagrevanje, hlađenje ili kao transportno gorivo

7. podsticanje ruralnog i lokalnog razvoj

8. kreiranje novih radnih mesta

9. značajan dodatni prihod poljoprivrednim proizvođačima

10. ostatak nakon anaerobne fermentacije predstavlja kvalitetno organsko đubrivo

odnosno digestat, koje može da zameni mineralna đubriva i koje ne ugrožava životnu

sredinu

11. upravljanje i skladištenje stajnjakom u skladu sa standardima

12. umanjen smrad i količina muva na farmi

13. poboljšana veterinarska zaštita na farmi

Poboljšavanje biogasa u bio-metan

• Biogas (sadržaj: metan i ugljen-dioksid) može da se unapredi u bio-metan (uglavnom

metan)

• Bio-metan ima slične osobine kao prirodni gas

• Osobine sagorevanja (toplotna vrednost, wobbe indeks, itd.) mogu da se prilagode

lokalnim uslovima za prirodni gas (TNG ili N2)

• Bio-metan može da se ubrizgava u mrežu za prirodni gas

• Sve mogućnosti upotrebe gasa su iste kao i za prirodni gas

• Električna energija

• Grejanje

• Gorivo za vozila


III Digestat

Proizvodnja biogasa predstavlja takođe odličan način da se smanji količina otpadnog

organskog materijala i pritom proizvedu vredni resursi. Kao krajnji nusproizvod biogas

postrojenja dobija se visoko kvalitetno organsko đubrivo koje se zatim iznosi na obradive

površine.

Prednosti ovog organskog đubriva odnosno digestata su sledeće:

intenzitet neprijatnog mirisa se smanjuje čak i do 90%

uništavaju se patogene bakterije

tokom proizvodnje biogasa povećava se pH-vrednost đubriva

tokom proizvodnje biogasa đubrivo postaje tečnije pa se lakše raspoređuje i prodire u

zemljište, biljke brže usvajaju hranljive materije iz njega

skoro svi minerali koji su bili u ulaznim supstratima biće sadržani i u digestatu

uglavnom ugljenik, nešto malo kiseonika i vodonik će ispariti iz digestata u formi biogasa.


Digestat može da 10-15 puta poveća prinose u organskoj proizvodnji, posebno je efikasno

usvajanje azota.

IV Proces proizvodnje biogasa

Tehnologija biogas postrojenja i vrsta supstrata koji se koristi u određenom postrojenju su

dve odlučujuće stvari. Konfiguracija postrojenja za proizvodnju biogasa najviše zavisi od

vrste i karakterisitike supstrata. S druge strane, konfiguracija opreme utiče na količinu i

kvalitet biogasa (procenat metana). Stoga je važno imati realnu sliku svojih potreba i

nepredimezionisati postrojenje. Vrlo je bitno konsultovati se sa stručnim licima i operaterima

prilikom odabira postrojenja. Svako biogas postrojenje je priča za sebe koja se ne može

prekopirati.

Sam tehnološki proces dobijanja biogasa se može slikovito videti na prikazu, gde se ustvari

sve to isto dešava u želucu krave (razgradnja organske materije uz pomoć mikrooganizama

odnosno anaerobnih bakterija). Inputi su ulazne sirovine (stajnjak, kukuruzna silaža, itd.),

koje se razgrađuju anaerobnom fermentacijom u digestoru, a kao output se dobijaju toplotna

i električna energija, kao i organsko đubrivo.


Organska materija + H2O = metan (CH4) + CO2 + H2S + digestat + toplota

U anaerobnom digestoru ili fermentoru se odvijaju svi neophodni biološki i hemijski procesi,

koji za rezultat u poslednjoj fazi digestije imaju takozvanu metanogenezu, odnosno

izdvajanje biogasa. Kako bi anaerobne bakterije, koje su zadužene za proizvodnju biogasa,

imale što idealnije uslove, neophodno je da se pored adekvatne i redovne ishrane biološkim

otpadom, obezbedi kontinuirano mešanje i održavanje konstantne temperature unutar

digestora.

Prosečno vreme zadržavanja supstrata u digestoru je od 30-60 dana, nakon čega se tečni

supstrat transportuje do posebne otvorene lagune za skladištenje fermentisanog supstrata.

Pre istakanja u lagunu, supstrat prolazi kroz separator, koji razdvaja čvrstu i tečnu frakciju.

Ovako dobijen biogas nije pogodan za direktno korišćenje, već je neophodan tretman kojim

se izdvaja sumpor, voda i ostale štetne primese. Nakon tretmana, biogas je spreman za

korišćenje u kotlu ili kogenerativnom postrojenju.


Biogas postrojenje Čurug

Proces proizvodnje biogasa i njegova primena mogu se pogledati na kratkim video

snimcima:

Virtuelni prikaz biogasnog postrojenja:

http://www.esco.rs/biogas.html

Virtual tour through an EnviTec Biogas plant:

https://www.youtube.com/watch?v=5RswjCWaR6I

Glavni uslovi za odvijanje nesmetanog procesa proizvodnje biogasa je temperatura u

fermentoru, mešanje smeše u digestoru, dinamika dodavanja supstrata, održavanje pH

vrednosti (pH unutar digestora mora da bude u opsegu 6,8 –8). U odnosu na temperaturu

kao jednog bitnog parametra procesa, postoje dva tipa digestije:

- mezofilna digestija (35 - 48°C), najčešća temperatura i digestija se odvija 15-30 dana

termofilna digestija (>50°C), najbrža razgradnja za koju je potrebno 12-14 dana.

http://www.esco.rs/biogas.html

https://www.youtube.com/watch?v=5RswjCWaR6I


V Supstrati za proizvodnju biogasa

Poljoprivredna biogas postrojenja pogodna su za korišćenje nusproizvoda poljoprivredne

proizvodnje (stajnjak, ostaci biljne proizvodnje), ili energetskih biljaka (kukuruzna silaža,

sirak, sudanska trava) u cilju decentralizovane proizvodnje energije. Stajnjak može da bude

jedini supstrat, mada se veće energetske vrednosti postižu kombinovanjem stajnjaka kao

glavnog suprata i kukuruzne silaže, energetskih biljaka i žetvenih ostataka ostalih ratarskih

kultura kao ko-supratata.


Poljoprivredno biogas postrojenje / Različiti supstrati:

Stajnjak

Velike količine stajnjaka iz intenzivnog stočarstva opterećuju okolinu zbog toga što se

nepravilno i nekontrolisano odlažu i što njegova primena zahteva dovoljno obradivih

poljoprivrednih površina. U zavisnosti od načina držanja domaćih životinja odnosno da li se

one drže na prostirci ili ne, kao nusproizvod se javlja čvrsti stajnjak i osoka odnosno tečni

stajnjak.

Stajnjak, čvrsti ili tečni, je veoma povoljan supstrat. Odnosno ukoliko se koristi sa sopstvene

farme predstavlja besplatan resurs. Kada se donosi sa druge farme, treba računati dodatne

troškove, pre svega transporta.

Količina i hemijski sastav stajnjaka varira u zavisnosti od vrste životinja, starosti životinje. U

tabeli 11 prikazani su podaci o prosečnoj dnevnoj i godišnjoj proizvodnji stajnjaka po vrstama

i kategorijama životinja.


Prosečna dnevna i godišnja proizvodnja stajnjaka za prosečan tip životinje

Masa

životinja

(kg)

Ukupna

količina

stajnjaka

(kg/dan)

Ukupna količina

stajnjaka

(t/dan)

GOVEDA-krave 500 39.00 - 42.00 14,2 – 15,00

SVINJE- tovne svinje 100 6.5 2.35

ŽIVINA -brojleri 1,8 0.1134 0.042

Kao zaključak se izvodi da jedno uslovno grlo (npr. krava od 500 kg telesne mase) dnevno

proizvede 0,05 m3 tečnog stajnjaka od čega je oko 0,043 m3 voda, a samo 0,005 m3 suva

materija.

Tečni stajnjak se sastoji od ekstremenata životinja i transportuje pumpama i cevovodima do

biogas postrojenja. Kao otpadni materijal u stočarskoj proizvodnji odlična je sirovina za

proizvodnju biogasa. On predstavlja glavni supstrat i kao takav se prvi ubacuje u digestor.

Količina i kvalitet proizvedenog tečnog stajnjaka zavise od količine upotrebljene vode za

čišćenje boksa ili linija u stajskom objektu i ispravnosti pojilica. Prekomerna upotreba vode

za čišćenje boksa ili linija smanjuje sadržaj suve materije u stajnjaku i povećava potrebe za

skladištenje tečnog stajnjaka. Sadržaj suve materije je do 10 %. Dok sadržaj suve materije

kod čvrstog stajnjaka je i do 40 % (Martinov, 2012.). Sadržaj vode u stajnjaku je visok (68 do

93 %), što je povoljno kada se stajnjak kombinuje sa drugim kosupstratima sa višim udelima

suve mase kao na primer kukuruznom silažom.

Bitni preduslovi kod korišćenja tečnog stajnjaka za proizvodnju biogasa su da on ne sme da

sadrži strana tela bilo organskog bilo neorganskog porekla, koja bi onemogućla normalan rad

pumpi za upumpavanje inputa u digestor. Već smo napomenuli da je za uspeh i visok prinos

biogasa bitan sadržaj organske suve materije u tečnom stajnjaku. Stajnjak goveda ima 15-

25% suve materije, mnogo ugljenih hidrata i koliformnih mikroorganizama, dok sadržaj azota

iznosi 4,5%.

Dužina preporučenog skladištenja stajskog đubriva na farmi trebalo bi da se uzme u obzir

prilikom kalkulacije potrebnog skladišta za stajnjak. Zakonske norme ukazuju na najmanje

šestomesečni kapacitet laguna. Skladištenje čvrstog i tečnog stajnjaka u šestomesečnom

periodu je sasvim zadovoljavajuće, a preporuka je da farmeri mogu da grade i veće


skladišne kapacitete na farmi da bi obezbedili maksimalnu fleksibilnost prilikom izrade plana

za primenu stajnjaka.

Najveći broj gazdinstava odlaže čvrsti stajnjak na otvorenom (95,05%), tečni stajnjak u

zatvorenim lagunama odlaže 29,65% gazdinstava, a 37,45% gazdinstava odlaže osoku u

pokrivenim lagunama (Popis poljoprivrede u Republici Srbiji u 2012., Beograd 2015.).

Energetske biljke

Energetske biljke za proizvodnju biogasa treba da imaju visok stepen suve materije i visok

prinos gasa po hektaru, da sadrže malo pepela i lignina kao i da mogu bez problema da se

transportuju i skladište. Sve ove karakteristike mogu da se pripišu kukuruznoj silaži kao

jednom odličnom supstratu za proizvodnju biogasa. Međutim, verovatno će se sve više u

budućnosti kako iz društvenih tako i političkih razloga razmišljati o drugim biljakama kao

alternativi kukuruzne silaže.

Trenutno je kukuruzna silaža najviše korišćeni supstrat odnosno ko-supstrat za dobijanje

energije u biogas postrojenjima. Kao alternative nude se sudanska trava, silaža celih biljaka,

krmna raž, sirak, itd.

Kukuruzna silaža

Kukuruz je jedna od najviše korišćenih kultura u poljoprivrednim ili industrijskim biogas

postrojenjima. U poređenju sa drugim energetskim biljkama karakteristike kukuruzne silaže

su povoljne za proizvodnju biogasa. Kultivacija ne iziskuje neke posebne zahteve, prinosi po

hektaru su visoki i silaža može lako da se silira u silosima.

Prinos biogasa po toni kukuruzne silaže varira u odnosu na vrstu. Vrste sa kasnim

sazrevanjem proizvode više biogasa nego one koje ranije stižu. Nedostatak kukuruzne silaže

koja se koristi u anerobnoj digestiji je njena konkurentna upotreba kao stočne hrane. Ovaj

momenat je vrlo bitan i mora se uzeti u obzir, jer proizvodnja energije iz kukuruzne silaže

nikako ne sme biti konkurencije proizvodnji hrane! Dodatna činjenica je da poljoprivredna

proizvodnja kukuruza mora u potpunosti da doprinosi pozitivnom uticaju na životnu sredinu,

koju sa sobom svakako nosi proizvodnja biogasa.

Na ukupno zasejanih 25881 ha u opštini Stara Pazova zastupljene su sledeće ratarske

kulture: 21,5% pšenica, 56,9% kukuruz, 3,75% suncokret, 3,85% soja, 3,75% ječam, 10,5%

ostalo.


Prikaz setvene strukture anketiranog uzorka i izračunate količine biomase u opštini Stara Pazova

KUKURUZ PŠENICA SOJA SUNCOKR JEČAM ŠEĆ.REPA

% UDEO 43,5 12,6 10,7 3,3 0,5 29,4

UKUPNO ha 3576,4 1037,7 876,7 275,7 40,8 2420

PROSEČAN

PRINOS t/ha

8,6 6 4 4 6,2 56,7

UKUPAN

PRINOS t

30 757 6 226,2 3 506,8 1 102,8 253 137 214

ZRNO:

OSTATAK

1: 1,1 1: 1 1: 2 1: 2,5 1: 1 1:1

UKUPNO

BIOMASE t

3.3832,7 6.226,2 7.013,6 2.757 253 137.214

Ukupno biomase 187.296,5

Prikaz izračunate količine tečnog stajnjaka za ispitivani uzorak u opštini Stara Pazova

Kategorija

domaćih

životinja

Prosečna

težina-kg

broj

komada

prosečno

broj

komad

a max.

kol.tečno

g

stajnjaka

%tel.mas

e

kol.tečnog

stajnjaka

kg/dan

prosečna

kol.tečno

g

stajnjaka

t/god.

max.

kol.tečnog

stajnjaka

t/god.

tovljenici 100 1620 3175 4,9 4,9 2897,4 5678,5

prasad 20 880 2245 18 3,6 1156,3 2950

krmače 250 132 255 11,4* 11,4** 549,3 1061

junad 500 465 770 9 45 7637,6 12647,2

živina 2,5 9000 9000 10 0,025 82 82

ovce 70 700 2760 7 4,9 1252 4936,3

Ukupno stajnjaka 13.574,6


VI Mala biogas postrojenja do 75 KWel – decentralni energetski zaokret u Nemačkoj

U Nemačkoj operativno više 600 malih biogas postrojenja maxsimalnih 75 kWel instalisane

snage i više od 600 postrojenja između 75 – 150 kWel.

Potencijal stočnog fonda u Nemačkoj iznosi 26,9 miliona svinja i 12,7 miliona goveda.

Godišnje nemački poljoprivrednici upotrebe više od 200 miliona stajnjaka na njihovim

obradivim površinama. Promovisanjem i samim tim subvencionisanjem malih biogas

postrojenja zakonodavstvo Nemačke je podržalo decentralizovani energetski zaokret.

Naknada za električnu energiju iz manjih biogas postrojenja iznosi 23,73 evro centi po kilovat

satu narednih 20 godina, ukoliko se ispune tri preduslova:

1. struja se generiše na lokaciji biogas postrojenja

2. instalisana snaga biogas postrojenja iznosi najviše 75 kWel

3. kao supstrat se koristi prosečno 80% stajnjaka na godišnjem nivou, izuzev čvrstog i

tečnog stajnjaka živine.

Pored uslova kao što je korišćenje minumum 80 % stajnjaka kao glavnog supstrata,

upotreba ostalih ko-supstrata kao što je energetsko bilje takođe je regulisana. EEG zakon iz

2009. uveo je još tada NaWaRo / biomasa bonus, odnosno bonus za korišćenje agrarne

biomase odnoso kukuruzne silaže i dr.

Za poljoprivredno gazdinstvo na kojem se nalazi biogas postrojenje od 75 kWel

potrebno je oko 150 uslovnih grla plus dodatne teladi, sveukupno do 230 – ako se

koristi kombinacija stajnajaka i energetskih useva.

Mala biogas potrojenja na stajnjak su Zakonom o obnovljivim izvorima energije (EEG)

definisana kao postrojenja sa instalisanom snagom od ≤ 75 kWel i korišćenjem ≥ 80 %

stajnjaka kao glavnog supstrata. Naknada koju nemački farmeri za biogas postrojenja od

75kWel na stajnjak dobijuju itekako je velika u odnosu na postrojenja većih kapaciteta. Na

sledećem prikazu može da se vidi da se za 1 kWel dobija 23,73 centi evra (75 kWel), dok

veća postrojenja dobijaju duplo manje naknade.


Postrojenja za proizvodnju biogasa iz stajskog đubriva: prednosti i nedostaci

• Smanjenje emisija gasova sa efektom staklene bašte

• Održiva proizvodnja energije i zamena fosilnih goriva

• Izbegavanje 90% emisija metana iz otvorenih skladišta

• Smanjenje neorganskih đubriva putem zatvorenih ciklusa nitrijenata

• Unapređenje higijenskog statusa već tokom mezofilnog postupka (>37°C)

• Smanjenje emisija mirisa za 40 – 50 %

• Povećanje stabilnosti organskih materija (reprodukcija humusa), dostupnost hranljivih

materija iz zemlje

• Stajsko đubrivo je jeftin ulazni materijal, ali je prinos biogasa nizak:

• Prinos biogasa, 15 – 25 m³/t stajskog đubriva, 60% metana

• Primer: rad postrojenja za biogas koje koristi stajnjak od 100 krava bi

rezultirao proizvodnjom 10-20 kWel

• Troškovi su skoro na nuli (ukoliko je đubrivo dostuno na farmi) ili uključuju

samo troškove transporta

• Troškovi postrojenja za poizvodnju biogasa ili električne energije u velikoj meri

zavise od veličine postrojenja

• Što je postrojenje za proizvodnju biogasa veće, to je biogas jeftiniji

• Povlašćene tarife za mala postrojenja za proizvodnju biogasa (< 75 kWel):

23.73 ct/kWh, umeren razvoj

• Tretmanom stajskog đubriva u postrojenjima za proizvodnju biogasa smanjuju

se emisije metana iz skladišta; stajsko đubrivo je ulazni materijal koji ima

povoljan uticaj na klimu


VII Razni koncepti biogas postrojenja (bazirani na različitim supstratima)

a) Koncept biogas postrojenja – glavni i jedini supstrat stajnjak

Minimalni stočni fond za postrojenja koja su samo na stajnjak

Kapacitet

kogenerativnog

postrojenja

Stočni fond Količina

stajnjaka

30 kWel 260 UG 6.400 m³ / a

50 kWel 400 UG 9.850 m³ / a

75 kWel 550 UG 13.730 m³ / a

Mala postrojenja od 30 kWel su vrlo retka. Takva postrojenja mogu da se isplate, ali ukoliko

se stajnjak mora dodatno dovoziti sa neke srednje razdaljine, tu više nema govora o

isplativosti. Ono što će dovesti do negativnih bilansa je smanjena proizvodnja metana

odnosno struje. Kako bi se sve to izbeglo, prvenstveno treba dobro planirati koji su to prinosi

metana koje želimo da dostignemo, kojim potencijalima raspolažemo i naravno da se

posavetujemo sa nekim neutralnim proizvođačem opreme. Prilikom planiranja treba uzeti u

obzir i činjenicu da je isplativost fermentacije svinjskog stajnjaka tendencionalna lošija od

fermentacije stajnjaka goveda, jer svinjski stajnjak ima više udela vode u svojoj masi.

Da li će se neki poljoprivrednik odlučiti za ovakvo idejno rešenje (biogas postrojenje samo na

stajnjak), je odluka koju svaki investitor mora sam da dodnese. Iako ovakva postrojenja

imaju dosta prednosti, praksa je pokazala da se takva postrojenja posle par godina

tehnološki prerade kako bi mogla da u fermentaciji koriste i veće količine čvrste biomase.

b) Koncept biogas postrojenja - Fermentacija tečnog stajnjaka i žetvenih ostataka

(poput kukuruzne silaže)

Energetska gustina po toni sveže mase neke silaže je višestruko veće nego kod stajnjaka,

čime se smanjuje neophodni stočni fond. Uglavnom poljoprivrednici već poseduju mašine za

žetvu i siliranje, tako da u tom delu nisu potrebna neka velika ulaganja.

Rentabilnost: 75 kWel, 213 UG krava muzara uključujući telad, 84 % tečni stajnjak, 16 % žetveni ostaci


Parametri Promene Dobit/profit

postrojenja

Dobit Stopa povrtka

investicije

Osnovna varijanta 2.233 €/a 11.398 €/a 5,6%

Nabavka + 20 % -11.192 €/a -2.027 €/a 1,4%

- 20 % 15.658 €/a 24.823 €/a 11,8%

Prinosi struje,

metana

+10 % 14.121 €/a 23.436 €/a 9,9%

- 20 % -21.476 €/a -12.611 €/a -3,0%

Troškovi supstrata

+ 3 €/t

odnosno m³

-16.560 €/a -7.395 €/a -1,2%

- 3 €/t

(- 0,5 €/m³)

7.809 €/a 16.974 €/a 7,6%

Tabela pokazuje da pod glavnim pretpostavkama je moguća rentabilnost. Najpre je jasno da

je 213 UG dovoljno kako bi se dostigla masa od 84% stajnjaka, ukoliko se dodatno kao ko-

suprati koristi kukuruzna odnosno druga silaža. Pošto je biomasi (žetvenim ostacima,

energetskom bilju) potreban duži period retencije u fermentoru kako bi se razgradila, dobro je

imati rezervoare odnosne fermentore zapremine oko 1200 m³, iako se sveukupno koristi

dosta manje mase nego kod postrojenja koji su samo na stajnjak.

c) Koncept biogas postrojenja - Fermentacija tečnog, čvrstog stajnjaka i silaže

Pošto je troškovno zahtevnije trasportovati tečni stajnjak, kako bi se ispunio uslov od 80%

najmanje udela stajnjaka, sledeća kalkulacija pošla je od pretpostavke da se jedan deo

nadomešćuje čvrstim stajnjakom. Za to je onda potreban stočni fond od 84 UG za tečni

stajnjak i dodatno za čvrsti stanjak.

Rentabilnost: 75 kWel, 84 UG goveda uključujući telad, 50 % tečni stajnjak, 34 % čvrsti stajnjak, 16 %

biomasa

Parametri Promene Profit

postrojenja

Profit Stopa povrtka investicije

Osnovna

varijanta

16.335 €/a 25.500 €/a 10,9%

Nabavka + 20 % 3.102 €/a 12.267 €/a 5,7%

- 20 % 29.568 €/a 38.733 €/a 18,7%

Prinosi struje, +10 % 28.230 €/a 37.545 €/a 15,4%


metana

- 20 % -7.388 €/a 1.477 €/a 1,9%

Troškovi

supstrata

+ 3 €/t

odnosno m³

3.828 €/a 12.993 €/a 6,2%

- 3 €/t

(-1,0 €/t

- 0,5 €/m³)

20.772 €/a 29.937 €/a 12,6%

Na osnovu značajnog udela povoljnog čvrstog stajnjaka i manjih građevinskih radova

povećava se isplativost ove varijante u odnosu na primer bez čvrstog stajnjaka. Pritom treba

posebno obratiti pažnju da ukoliko se odlučimo za ovakvu vrstu idejnog rešenja biogas

postrojenja, moramo biti sigurni da ćemo imati na raspolaganju čvrti stajnjak narednih 20

godina koliko su zagarantovane feed-in tarife (podsećanja radi kod nas se sklapa ugovor

povlašćenog proizvođača na 12 godina). Generalni zaključak je da rentabilnost jednog75

kW-biogas postrojenja jako zavisi od polaznih uslova nekog poljoprivrednog gazdinstva.

VII Rentabilnost malih biogas postrojenja

Dugoročna finansijska analiza i kalkulacije treba da s jedne strane ukazuju na dosta visoke

početne investicijske troškove za nabavku opreme i održavanje postrojenja, posebno jer su

se tokom poslednjih godina podigli tehnički i regulatorni standardi i zahtevi koje mora da

ispuni jedno biogas postrojenje. Tu ne treba izostaviti i kapacitete stočnog fonda i količine

stajnjaka, kako bi takvo jedno postrojenje moglo da funkcioniše bez dodatnih negativnih

izdataka. Pri zajedničkoj fermentaciji stajnjaka različitog porekla treba voditi računa i o

eventualnim zarazama, stoga su uvedene veterinarsko-sanitarni propisi koji takođe moraju

da se poštuju. Dodatno u kalkulacije treba uvrstiti eventualne troškove transporta stajnjaka

(ukoliko je nedovoljan kapacitet na sopstevnoj farmi), kao i izgradnja skladišnih objekata

(rezervoara i laguna) za stajnjak.

Na primer u Bavarskoj kao i u Srbiji je stočni fond dosta isparčano strukturiran. Neko ključno

pravilo glasi da je potrebno 8 do 10 uslovnih grla kako bi mogao da se dobije kapacitet od 1

kW. Odnosno 1UG (krava muzara) iz stajnjaka daje 0,15 kWel.

Ukoliko se kako dozvoljava EEG zakon iz 2014. godine koristi dodatnih 20 % mase ko-

supstrata sa većom energetskom vrednošću, onda shodno tome je potrebno manje stoke.


Što je postrojenje za proizvodnju biogasa veće, to je proizvodnja biogasa jeftinija: što više

stajskog đubriva, to je proizvodnja biogasa jeftinija.

VIII Primeri iz prakse

Podaci su preuzeti iz publikacije izdate od strane Stručne agencije za biomasu / Fachagentur

Nachwachsende Rohstoffe e.V./ FNR (2015.): Mala biogas postrojenja na stajnjak (Gülle-

Kleinanlagen. Hrsg. Fachagentur NachwachsendeRohstoffe e. V. (FNR), Gülzow, 2015).

75 kWel- biogas postrojenje (supstrati tečni i čvrsti stajnjak)

Osnovni podaci o poljoprivrednom gazdinstvu:


220 krava muzara, kapacitet proizvodnje mleka iznosi 10.500 kg po kravi na godišnjem

nivou

200 ženskih teladi i 15 priplodnih bikova

ukupno 300 UG

250 ha poljoprivredne obradive površine, od toga:

- 110 ha intenzivnih pašnjaka

- 80 ha ekstenzivnih pašnjaka

- 60 ha obradive površine (kukuruzna silaža i pšenica/ječam)

Radna snaga: operater, 1 zaposleni, 2 pomoćnika

Podaci o postrojenju:

Godina puštanja u rad: 2012.

Tip postrojenja: Vlažna fermentacija

Lokacija: 26736 Krummhörn (Donja Saksonija,

Nemačka)

Proizvodnja biogasa: oko 311.100 m3/god.

Input biomase: 6.950 t/god.

Investicija: 650.000 €

Operativni troškovi: oko 95.000 €/god.

Godišnja zarada: oko 145.000 €/god.

Dobit oko 45.000 €/god.


Supstrati:

Tečni stajnjak od goveda 6.000 t/god.

Čvrsti stajnjak od goveda 900 t/ god.

Ostaci hrane 50 t/ god.

Podaci o proizvodnji:

Električna snaga gasnog motora 75 kWel (Gas-Otto-Motor)

Proizvedena toplotna energija oko 782.800 kWhth

Način korišćenja toplote zagrevanje fermentora + zagrevanje kuće

Proizvedena električna energija oko 782.900 kWh/god.

Tehnički podaci postrojenja:

Temperatura u fermentoru 38°C

Prosečni period retencije u fermentoru oko 57 dana

Prosečno potrebno vreme za dnevnu

kontrolu postrojenja

oko 20 minuta / na dan

Veličina fermentora 1.100 m³

Veličina postfermentora 2.200 m³

Operativni sati 8000 / god.

75 kWel - biogas postrojenje (supstrati: tečni, čvrsti stajnjak i biomasa)


250 ha poljoprivredne obradive površine, od toga:


- 80 ha ekstenzivnih pašnjaka

- 60 ha obradive površine (kukuruzna silaža i pšenica/ječam)

200 krava muzara, prosečni kapacitet proizvodnje mleka iznosi 10.000 kg po kravi na

godišnjem nivou

160 teladi

ukupno 300 UGV

125 ha obradive površine, od toga:

- 50 ha pašnjaci


- 75 ha obradive površine (30 ha žitarice, 10 ha trava, 35 ha kukuruzna silaža)

- 15 ha raži


Godina puštanja u rad: 2012.

Tip postrojenja: Vlažna fermentacija

Lokacija: 88484 Gutenzell-Hürbel (Baden-Württemberg)

Proizvodnja biogasa: oko312.000 m3/god.

Input biomase: 5.630 t/god.

Investicija: 430.000 €

Feed in tarifa 25 ct/kWh

Supstrati:

Tečni stajnjak od goveda 6.000 t/god.

Čvrsti stajnjak od goveda 900 t/ god.

Ostaci hrane 50 t/ god.

Podaci o proizvodnji:

Električna snaga gasnog motora 75 kWel (Gas-Otto-Motor)

Proizvedena toplotna energija oko 847.000 kWhth

Način korišćenja toplote zagrevanje fermentora + zagrevanje kuće

Proizvedena električna energija oko 640.000 kWh/god.

Potrošnja struje za potrebe postrojenja oko 6% proizvedene struje

Tehnički podaci postrojenja:

Temperatura u fermentoru 38°C

Prosečni period retencije u fermentoru i postfermentoru

oko 164 dana

Prosečno potrebno vreme za dnevnu kontrolu postrojenja

oko 30 minuta / na dan

Veličina tanka za mešanje 12 m³

Veličina fermentora 1.060 m³

Veličina postfermentora 1.526 m³


Operativni sati oko 8.700 h/god.

75 kWel- biogas postrojenje (supstrati: tečni, čvsrti stajnjak i

silaža)


• 250 ha poljoprivredne obradive površine, od toga:


- 30 ha kukuruz

- 30 ha žitarice

- 80 ha ekstezivnih pašnjaka

• 230 krava muzara, prosečni kapacitet proizvodnje mleka iznosi 10.500 kg

• 200 ženske teladi

15 bikova za priplod

• ukupno 300 UGV

• 4 radnika: operater, 2 radnika, 1 pomoćnik

• 250 krava: oko 5000 m³ tečnog stajnjaka

• 120 goveda: oko 1000 m³ tečnog stajnjaka

• 700 t čvrstog stajnjaka

• 200 t ostaci hrane

Još jedna povoljnost je bila i priključak za napajanje struje od 20 kV od vetrogeneratora.



• 1100 m³ fermentor (izoliran, 2 mešača)

• 2200 m³ postfermentor (pokriven, 1 mešač)

• Dozir za čvrste supstrate

• Kogenerativni gasni motor

IX Koncepti integrisanja biogas postrojenja


X Izvori prihoda

• Izvori prihoda mogu biti:

• Prodaja električne energije

• Prodaja toplotne energije

• Prodaja u vidu goriva za vozila

• (Prodaja đubriva!)

• Nadoknade za upravljanje otpadom

• Karbonske potvrde

• Izbegavanje troškova

• Sopstvena potreba za energijom

• Tretman vode (smanjenje sadržaja organskih materija)

• Troškovi zaštite životne sredine (mirisi, emisije CO2, zaštita voda,…)

SUMIRANO:

Troškovi investicije: postrojenje

Tipični troškovi celokupnog postrojenja za proizvodnju biogasa uključujući postrojenje

za kogeneraciju:

• 75 /kWel 5.500 – 12.000 €/kWel, u proseku 8.000 €/kWel →(≈600.000)

• 150 /kWel 6,500 €/kWel

• 250 /kWel 6,000 €/kWel

• 500 /kWel 4,600 €/kWel

• 750 /kWel 4,000 €/kWel

• 1000 /kWel 3,600 €/kWel

=> Što je postrojenje veće, to su specifični troškovi investicije niži


Izvor: Kuratorium für Technik und Bauwesen in der Landwirtschaft (KTBL)“Biogas econo-my

calculator”http://daten.ktbl.de/biogas/startseite.do;jsessionid=FA086CDE6BCB8AF450F9B5

A13D9C8843

Troškovi investicije: primer

Primer za mala biogasna postrojenja (75 KWel) ≈ 600.000 €

Godišnji troškovi (za 75 kWel) ≈ 90.000 €

• Kapitalni troškovi

• Operativni troškovi

• Osoblje

• Održavanje

• Rezervni delovi

• Drugi operativni troškovi

• Troškovi sirovina

Troškovi za sirovine

• Stajsko đubrivo: dostupno na farmi = bez dodatnih troškova

• Energetski usevi: 28 €/t

Ko investira u postrojenja za proizvodnju biogasa?

• Vlasnik zemlje, farme, fabrike

• Zajednička postrojenja za biogas

• Nekoliko poljoprivrednika investira u jedno (veliko) postrojenje za biogas

• Investitori

• Fond

• Saradnja između poljoprivrednika, investitora i operatera

• Sve strane zarađuju

• Mogu da dele rizike i prihode

• Ugovorni uslovi su ključ!

• Jedan investitor dobija sav prihod, samostalno odlučuje, ali preuzima sav rizik, a

često ima i ograničen kapital

http://daten.ktbl.de/biogas/startseite.do;jsessionid=FA086CDE6BCB8AF450F9B5A13D9C8843

http://daten.ktbl.de/biogas/startseite.do;jsessionid=FA086CDE6BCB8AF450F9B5A13D9C8843


Ključne brojke:

1UG (krava muzara) proizvede 0,15 kWel

100 krava muzara (1UG) → 15-20kWel (ako koriste samo stajnjak)

200 krava muzara (1UG) → 33 kWel (ako koriste samo stajnjak)

Najbolja je receptura: stajnjak i energetski usevi

Najuobičajenija receptura sirovina: 80% stajnjaka + 20% kukuruzne silaže

Ukoliko se koriste energetski uslovi smanjuje se broj UG potrebnih za dotiranje

stajnjaka, jer je prinos biogasa iz energetskih useva 4-5 puta veći po toni sveže mase.

biogas / radna skripta za pokretanje projekata i zakonski...

Documents