Energetické využití biomasy se dnes skloňuje ve všech pádech a konečně poutá zájem investorů. Každý proces přeměny fytomasy vyžaduje náležitou pozornost. Například mykotoxiny v zaplísněném zrnu na výrobu bioetanolu degradují krmivářsky využitelné lihovarské výpalky.
Mezi základní cíle Evropského hospodářského společenství dotýkajících se agrárního sektoru patřilo zajištění soběstačnosti kvalitními potravinami, zvýšení příjmů zemědělců a zlepšení produktivity agrárního sektoru. V dnešní době lze tyto cíle považovat za různou měrou naplněné a sektor zemědělství hledá další výzvy. Nová role producenta biomasy pro nepotravinářské využití může být pro pěstitele hozenou rukavicí. Dostatek zdrojů obnovitelných materiálů dnes nežádá pouze průmysl textilní, ale i chemický, automobilový a stavební.
Materiálová nebo energetická transformace biomasy láká investory i odbornou veřejnost a letošní ročník Techagra jim plně vyšel vstříc. V pavilonu Z mohli návštěvníci shlédnout řadu zajímavých přednášek, jejichž společný jmenovatel tvořila biomasa jako obnovitelný zdroj energie. Roli garanta a moderátora odborného programu převzal prof. Ing. Jan Mareček, DrSc. z Ústavu zemědělské, potravinářské a environmentální techniky Mendelovy zemědělské a lesnické univerzity v Brně.
Mykotoxiny v zrnu degradují výpalky
Diskuse nad výhodami bioetanolu naplňují mnoho odborných seminářů. Dr. Ing. Pavel Horčička ze šlechtitelské stanice Stupice ocenil zejména možnost víceletého smluvního zajištění odbytu zemědělské produkce a zlepšení image pěstitelů tím, že produkují obnovitelné suroviny s energetickým využitím. Z 2,65 kg pšenice lze získat jeden litr palivového etanolu (E100), 0,85 kg lihovarských výpalků a 0,70 kg oxidu uhličitého. Mezi různými plodinami a surovinami pro výrobu biolihu dal Dr. Ing. Horčička přednost obilovinám. V podmínkách České republiky jde o kukuřici nebo čirok v teplejších oblastech a o pšenici, žito či tritikale v oblastech chladnějších.
Volba vstupní suroviny jednoznačně ovlivňuje ekonomiku provozu lihovaru a tím i návratnost plánovaného projektu. Náklady na vstupní biomasu reprezentovanou nejčastěji obilnými zrny tvoří 60 až 80 % celkových výrobních nákladů, přičemž klíčovou vlastností vstupní suroviny je obsah škrobu. Smluvní lihovar sleduje i ostatní kvalitativní parametry – především vlhkost, objemovou hmotnost, příměsi, nečistoty, číslo poklesu a obsah bílkovin.
Klimatické podmínky až na řídké výjimky usměrňovat nelze, faktem zůstává, že významně ovlivňují obsah žádaného škrobu ve sklizeném zrnu. Chladné počasí a dostatek srážek ve vegetačním období působí pozitivně, naopak vysoké teploty zpomalují ukládání tohoto polysacharidu v obilkách.
Kvasné zkoušky provedené v letošním roce ve šlechtitelské stanici Stupice prokázaly nepatrný vliv obsahu mykotoxinů v zrnech na výtěžnost destilace. Naopak prokázaná přítomnost deoxynivalenolu ve vstupující fermentované hmotě přinesla trojnásobný obsah tohoto mykotoxinu ve vedlejším produktu – lihovarských výpalcích, které lze jinak v různých formách zkrmovat nebo uplatnit jako hnojivo.
Bioplyn – kouzlo diverzifikace
Jednou z cest, jak úspěšně čelit měnícím se podmínkám vnějšího prostředí, je diverzifikace podnikatelských činností, což pro sektor zemědělství platí dvojnásobně. Přidružená výroba tepla a elektrické energie z bioplynu může vhodně kombinovat likvidaci biologických odpadů i zhodnocení cíleně pěstované biomasy. Problémy s kejdovým hospodářstvím, přebytek sklízené hmoty nebo produkčních ploch a dostupnost levného biogenního odpadu od externích dodavatelů vytvářejí optimální podmínky pro dostatečné zásobení fermentoru bioplynové stanice. Ceny vykupované elektrické energie garantuje stát, a to v horizontu patnácti let. Optimálně připravený a uskutečněný projekt tak může přinést minimálně patnáctiletou garanci zisku.
Ing. Petr Dlouhý ze společnosti MWK Bioplyn odhaduje, že v roce 2012 bude v České republice fungovat na sto bioplynových stanic (BPS). Expanzi odvětví podporuje příznivá legislativa, která bere v úvahu závazky ČR ve zvyšování výroby elektrické energie z obnovitelných zdrojů.
Mezi základní předpoklady úspěšného uvedení bioplynové stanice do provozu patří dostatečné množství cenově dostupné zkvasitelné hmoty, volná stavební plocha s rozlohou 0,4 až 1 hektar, dostupná síť vysokého napětí, možnost vlastního využití produkovaného tepla a v neposlední řadě jasná představa investora i zajištění finančních zdrojů.
Variantní studie proveditelnosti také vyhodnocuje optimální surovinu pro výrobu bioplynu z hlediska ceny, dostupnosti a výtěžnosti. Ing. Radim Hrůza ze společnosti Renergy upozornil, že zatímco odpady živočišné výroby (kejda, močůvka a hnůj) poskytují od 250 do 350 m3 bioplynu z tuny fermentované hmoty, tak nejvýnosnější substráty – tuky z flotace v zemědělství, zbytky při výrobě rostlinných olejů, surový glycerín a staré pečivo mohou vyrobit až čtyřnásobné množství výstupu.
Snížení účinnosti kogenerace
Ing. Martin Mrůzek ze společnosti agriKomp Bohemia věnoval svoji prezentaci především ekonomickým aspektům provozu BPS. Bioplyn lze jímat, stlačit, transportovat a využít k pohonu spalovacích motorů. Nejvýhodnější zhodnocení bioplynu však v našich podmínkách představuje výroba elektrické energie a tepla v přidružené kogenerační jednotce.
Efektivnost investic a tedy i efektivnost vynaložení finančních zdrojů k výstavbě BPS lze hodnotit různými způsoby. Metoda vnitřního výnosového procenta (IRR) informuje investora o rentabilitě vloženého kapitálu z peněžních toků generovaných provozem konkrétního zařízení. Výsledek ovlivňují zejména investiční parametry projektu (pořizovací cena BPS, náklady na kapitál, dotační podmínky) a provozní ukazatele (realizační cena kWh, výnos OZE, elektrická účinnost a roční vytíženost kogenerační jednotky).
Ing. Mrůzek provedl analýzu citlivosti a vypočítal, jak procentní změna ukazatele, například úrokové míry nebo ceny vykupované elektřiny ovlivní vnitřní výnosové procento, a tedy i rentabilitu projektu. Největší míru citlivosti rentability (IRR) vykázal projekt vůči snížení účinnosti kogenerační jednotky, následovalo snížení ceny vykupované elektřiny a snížení pracovní vytíženosti kogenerační jednotky. Na chvostu výpočtu citlivosti figurovalo zvýšení pořizovací ceny zařízení a zvýšení úrokové míry.
Jak lze tedy výsledky interpretovat? Naprosto zásadní roli v ekonomickém hodnocení investice do BPS hraje účinnost a využití kogenerační jednotky, což jsou faktory, které investor, respektive provozovatel, mohou ovlivnit vlastním plánováním a rozhodováním.
Výkupní cena elektrické energie v českých podmínkách představuje nezávislou proměnnou – je stanovena na patnáct let dopředu. Lze tedy říci, že úspěšnost projektu a spokojenost investora a provozovatele spočívá na jejich schopnostech výběru optimální technologie BPS a zajištění kontinuálního provozu přidružené kogenerační jednotky.
