Bio jak Brno

22. února 2023 /
Bioplynových stanic funguje na území České republiky více než šest set, na zpracování odpadů se však zaměřuje jen zlomek. Vinu můžeme připsat technické náročnosti i české legislativě. Karty se ale obrací. Svítá bioplynkám na lepší časy?

Bioplynové stanice umí přeměnit obtížně zpracovatelné odpady organického původu na bioplyn, který je obnovitelným a čistým zdrojem energie, tepla nebo paliva. Zpracovávají především organickou biomasu a ideální je, pokud se zaměřují na tu, která nemá jiného využití — bioodpady z gastronomických provozů a domácností, čistírenské kaly či výkaly zvířat nebo zbytkovou biomasu ze zemědělské výroby. V celé řadě bioplynových stanic v republice tomu tak ale zatím není. Pro produkci bioplynu se častokrát využívají cíleně pěstované energetické plodiny, jako je řepka či kukuřice. 

V bioplynovém reaktoru zpracovávají zahřátou biomasu bakterie tak, že ji bez přístupu vzduchu začnou postupně rozkládat. Výsledkem je bioplyn a digestát. Bioplyn se dá dále využít na výrobu tepla a energie nebo jako palivo. Digestát jako hnojivo. 

Až donedávna dělil Energetický regulační úřad bioplynové stanice na dva druhy: zemědělské a odpadářské, přičemž ty zemědělské, zpracovávající především cíleně pěstované energetické plodiny, měly nárok na vyšší provozní podporu. To se změnilo rokem 2020, kdy se podpora obou provozů sjednotila. Odpad zpracující stanice jsou ve světě v rozkvětu a čeká je zřejmě slibná budoucnost. A možná i u nás. 

Plýtvání, to je naše

Podle dat Eurostatu vyprodukoval každý občan Evropské unie v roce 2020 průměrně přes 500 kilogramů komunálního odpadu. Co se plýtvání potravinami týče, celosvětově končí jako odpad zhruba třetina, jen v EU se každoročně vyplýtvá zhruba devadesát milionů tun potravin. Ani Brňáci v plýtvání nejsou žádní svatoušci — podle vědeckého týmu z brněnské Mendelovy univerzity ročně vyhodí kolem 37 kilogramů potravin. 

Brno by ale už za pár let mohlo patřit k prvním v republice, které bude biologický odpad systematicky a komplexně využívat. Plánuje totiž vybudovat bioplynovou stanici, která bude schopna komplexně řešit jak biologicky rozložitelný odpad z domácností, tak ze školních a podnikových jídelen, z restauračních zařízení i prošlé potraviny z obchodních řetězců. Na projektu spolupracuje magistrát s městskou společností SAKO a s firmou SUEZ CZ. 

Pokud se podaří získat všechna potřebná povolení a dotační podporu, velkokapacitní bioplynová stanice má začít fungovat do čtyř let. „Gastro odpady jsou oblast odpadu, která je dlouhodobě podceňovaná. Důraz na třídění a smysluplné využití odpadu zde není velký, mnoho provozoven, restaurací a jídelen s odpadem nenakládá tak, jak by mělo. Maří se tak potenciál využití odpadu a my ho chceme zkusit využít,“ vysvětluje projektový manažer SAKO Brno Martin Mužila. Podle něj má vlastní bioplynové stanice už většina evropských měst s podobnou velikostí jako Brno. 

A bude to smrdět?

Bioplynové stanice nemají zrovna ideální pověst. Lidé se v souvislosti s nimi často obávají zápachu, hluku nebo hustější dopravy. „Zatímco zemědělská bioplynka je postavená někde uprostřed pole, odpadové stanice bývají v blízkosti obytné zástavby. Logicky lidé řeší, jestli to nebude smrdět, hučet nebo jestli tam bude zvýšená doprava. V projektu ale počítáme s velkým biofiltrem na odpadní vzduch. Technologie je uzavřená, vzduch budeme odsávat přes pračku vzduchu. Bioplynové stanice tohoto typu existují a provozní zkušenosti jsou dobré,“ ubezpečuje Mužila.

Bioplynová stanice má stát na místě bývalé skládky v Černovických terasách. „V Brně není moc lokalit, kde by nebylo vůbec nic. Tohle je jedna z těch teoreticky nejvýhodnějších. Hluk ani dopravné zatížení by nemělo tvořit nijak zásadní problém. Odpadu nebude tak velké množství, takže v průměru bude nárůst v dopravě minimální,“ doplňuje projektový manažer. 

Bakterie nás povezou 

Bioplynová stanice by měla vyrábět obnovitelný biometan — biopalivo druhé generace — a hnojivo k obohacení půdy. Z dvaceti tisíc tun bioodpadu město ročně získá přes dva miliony metrů krychlových surového bioplynu, téměř jeden a půl milionů metrů krychlových biometanu, dva tisíce tun digestátu a dvaadvacet tisíc tun fugátu. Digestát a fugát se dají použít jako hnojivo, SAKO Brno nadto uvažuje i o tom, že by bioplynová stanice mohla vyrábět teplo, chlad a elektřinu. 

„Bioplynky prošly velkým vývojem. Kdysi je stavěli primárně zemědělci na výrobu elektřiny, účinnost nebyla vysoká, protože energii mohli využít jen na technologie. Teď se bioplynové stanice transformují na výrobu biometanu. Ten můžeme využít v dopravě, která bude založená na obnovitelném a ekologickém palivě, což je jeden z hlavních důvodů, proč chce bioplynovou stanici i Brno, “ vysvětluje Mužila.

Díky biometanu můžou města z obtížně zpracovatelných odpadů vyrobit levné a zelené palivo. Biometan, nebo také BioCNG, je stlačený plyn, který má stejné vlastnosti jako CNG (compressed natural gas, stlačený zemní plyn). Na rozdíl od CNG je ale obnovitelný. „Biometan má stejné složení jako fosilní zemní plyn. Je to dostupná a lokální alternativa, dokážete si vyrobit množství plynu, které dokážeme například v případě Brna efektivně využít. Když biometan stlačíte, máte BioCNG a ten můžete přímo plnit do autobusu nebo do jiné dopravy. Na CNG jezdí například i svozová auta SAKO,“ doplňuje Mužila. 

Autobusy městské hromadné dopravy poháněné biometanem jezdí už v Norsku, Německu, Finsku, Polsku, Švédsku, v USA nebo v Indii. Další země stále přibývají. Brnem projíždí 160 CNG autobusů, které nahradily stejný počet těch naftových.

Vysoké biometanové cíle

Podle statistické zprávy European Biogas Association (EBA) se v roce 2021 zvýšila produkce biometanu v Evropě o pětinu, což představuje dosud největší meziroční nárůst. Podle české investiční skupiny Energy financial group (EFG) lze za loňský rok očekávat podobný trend, a to i vzhledem k instalaci rekordního počtu nových výrobních zařízení. Podle informací EFG jen za poslední rok a půl v Evropě vzniklo přes tisíc nových výroben biometanu, přičemž podle statistik asociace Gas Infrastructure Europe nejvíce biometanových stanic funguje ve Francii, Itálii a Dánsku. Dánsko a Švédsko mají navíc našlápnuto k tomu, aby biometanem nahradily svoji spotřebu zemního plynu. 

EFG nadto připomíná, že biometanové cíle jsou nyní v EU nastaveny poměrně vysoko. Ke splnění podmínek taxonomie EU bude potřeba vyrábět v roce 2025 zhruba až šest terawatthodin takzvaného zeleného plynu a v roce 2030 dokonce až dvacet terawatthodin. Pro srovnání: v České republice jsou ročně na skládky odvezeny zhruba dva miliony tun bioodpadu, z něhož by bylo možné vyprodukovat až jednu terawatthodinu biometanu, což by pokrylo přibližně jedno procento tuzemské spotřeby plynu. 

Tak jednoduché to ale u nás zatím nebude, v produkci biometanu stále hodně zaostáváme — ze všech bioplynových stanic v republice totiž biometan vyrábějí jenom dvě. Podle Mužily je to způsobeno špatnou legislativou. „Podpora se chystá. Biometan je charakterizovaný jako biopalivo druhé generace a v nejbližší době by se měl schvalovat režim jeho provozní podpory. Jakmile bude schválený, tak bioplynek, které se začnou transformovat na biometan, bude určitě víc,“ vysvětluje Mužila.

Biopolovina v půli století?

Analýza CZ Biom, největšího tuzemského sdružení v bioenergetice, uvádí, že při plánovaném rozvoji produkce do roku 2030 můžeme zde vyrobeným biometanem nahradit až pětinu spotřeby zemního plynu. Mužila je však ohledně biometanové samostatnosti skeptický. „Procento plynu, které Česká republika spotřebovává, je natolik velké, že i kdyby všechny bioplynky v republice začaly vyrábět biometan, nepředstavovalo by to zásadní podíl na energetickém mixu. Co se týče energetické samostatnosti republiky, v biometanu ji těžko budeme hledat. Ten ale nabízí lokální zvýšení soběstačnosti, především ve větších městech,“ soudí Mužila. 

Na výrazném snížení naší závislosti na ruském plynu pracuje Unie s plánem REPowerEU. Ten má za cíl učinit EU nezávislou na ruských fosilních palivech do roku 2030 a zároveň zmírnit dopady klimatických změn. Evropská unie tak zvyšuje dosavadní zelené cíle a přináší i nová opatření. Plán na marginalizaci zemního plynu staví například právě na podpoře produkce biometanu: na rok 2030 stanovila EU cíl vyrobit 35 miliard metrů krychlových biometanolu ročně. Evropští výrobci přitom nyní dodávají přibližně polovinu tohoto objemu. Evropská bioplynová asociace (EBA) ale tento cíl považuje za realistický a podle ní budou bioplyny do roku 2050 pokrývat více než polovinu unijní spotřeby.

Slibná komunitní energetika

Bioplynky by se mohly prosadit i v takzvané komunitní energetice. Zatímco v Evropě už fungují tisíce energetických komunit, v České republice rychlejšímu rozvoji brání — opět — chybějící legislativa. Tomu by mohla pomoct novela energetického zákona, která by měla zrušit povinnost spotřebovat energii v objektu, v němž byla vyrobena. Novela by měla dovolit sdílet vyrobenou elektřinu mezi jednotlivými odběrnými místy, a umožnit tak efektivně nakládat s vyprodukovanými přebytky energie. Vlastníky komunitních elektráren mohou být například obce, firmy, zemědělská družstva či sousedé.

„Rozvoj komunitní energetiky umožní domácnostem, obcím či firmám zásadně snížit závislost na drahých dodávkách elektřiny ze sítě díky sdílení lokální, čisté a levné energie. Tím pomohou ke snižování výroby z fosilních paliv, a tedy k řešení klimatické krize,“ objasňuje v lednové tiskové zprávě vedoucí energetického programu Hnutí DUHA Jiří Koželouh. Podle mluvčí ministerstva průmyslu a obchodu Miluše Trefancové měla být novela začátkem února předložena k projednání Legislativní radou vlády a následně by měla jít na vládu. 

Rychlý rozvoj komunitní energetiky v České republice momentálně pohánějí rostoucí ceny elektřiny a plynu, ale i snaha o ochranu klimatu. Některé výzkumy navíc uvádějí, že komunitní energetika v České republice má výrazný potenciál. „Z loňské analýzy od EGÚ Brno vyplývá, že jen komunitně vlastněné solární a větrné elektrárny by za rok dokázaly vyrobit přes 12,5 terawatthodiny elektřiny, což je téměř osmdesát procent veškeré spotřeby elektřiny českých domácností. Studie se přitom zaměřovala pouze na obce a bytové domy, celkový potenciál komunitní energetiky je tak ve skutečnosti výrazně vyšší,“ uvedla ve stejné tiskové zprávě mluvčí Unie komunitní energetiky Anna Michalčáková.

V roce 2019 byl v České republice podle Energetického regulačního úřadu podíl bioplynu na výrobě elektřiny z obnovitelných zdrojů energie 22,9 procenta, což dopovídá 2,9procentnímu podílu bioplynu na celkové výrobě elektřiny.

Nejistá je naopak budoucnost zemědělských bioplynových stanic. „Zemědělské bioplynky nejsou na rozdíl od těch odpadových momentálně úplně podporované. Evropská unie tlačí na to, aby se zvyšoval podíl využití biodegradabilní složky komunálního odpadu. Do budoucna Unie plánuje dotovat jenom ty bioplynové stanice, které spotřebovávají odpad. To v budoucnu může snížit počet zemědělských bioplynových stanic, které pěstují plodiny jen za účelem jejich proměny na teplo. Všechno směřuje k tomu, že pěstování plodin do bioplynky nebude chtěná varianta,“ přibližuje Mužila.

Potíže s mikroplasty

Tvorba bioplynu je složitý proces, který probíhá ve čtyřech fázích v jedné a té samé nádrži. Bioplynka teda nikdy nespí. Pořád přijímá novou biomasu a pořád ji vydává. Výsledkem je tekutá a pevná frakce, zbytek se nazývá digestát. Ten obsahuje organickou hmotu, která se nerozložila, mimo jiné i dusík, draslík nebo fosfor. Zemědělci digestát využívají jako komplexní hnojivo. 

Podle Mužily můžeme z plánované brněnské biometanové stanice dostat až 25 tisíc tun digestátu ročně, ovšem jeho využití zatím není jasné. „Evropská unie tlačí na to, že by se digestát neměl dávat na pole, protože obsahuje mikroplasty. Některé členské státy to prosazují, některé jsou proti tomu. Jednoznačné závěry zatím nepadly. Za tím účelem jsou součástí bioplynky separátory, které umí plasty s velkou účinností odstranit. V případě mikroplastů může být ale řešení technologické. Kdyby však legislativa dospěla do bodu, kdy nebude možné digestát aplikovat do zemědělské půdy, v rámci Brna umíme s výstupem z bioplynky naložit i jinak. Buď pomocí Zeva (zařízení pro energetické využití odpadů, tedy spalovna, pozn. red.) nebo bude město tento materiál zapracovávat do kompostu,“ předpokládá Mužila.

Jen digestát nestačí

Názory na aplikování digestátu do půdy se nicméně liší. Některé výzkumy uvádějí, že sice zlepšuje výnosy plodin díky obsahu minerálních živin, ale současně negativně ovlivňuje fyzikální vlastnosti půdy. Čím větší dávku digestátu zemědělci do půdy aplikovali, tím více se snižovala pórovitost a vzdušnost půdy, což následně vedlo k poklesu schopnosti půdy vsakovat vodu a udržet si vlhkost. 

Podle odborníků je naopak nutné podpořit rozvoj mikroorganismů snadno rozložitelnou organickou hmotou, aby mohla probíhat mineralizace a humifikace půdy. Při užívání digestátu je tak nezbytné dodávat do půdy i jiná kvalitní hnojiva obsahující labilní organické látky. Řešením by mohlo být doplnit výrobu bioplynu další zelenou technologií budoucnosti — biouhlem (viz 7.G 1/2020). „Biouhel je biomasa, která je rozložena zahřátím na teplotu mezi 400—800 °C bez přístupu vzduchu. Výsledkem je lehká a silně porézní látka bohatá na uhlík. Jde o poměrně čistou formu uhlíku, která je navíc velmi stabilní a rozkládá se stovky až tisíce let,“ vysvětluje Tomáš Blaha z Cirkusu C, brněnského startupu zabývajícího se biouhlem.

Budoucnost je černá

Blahův kolega z Cirkusu C, projektant protipovodňových a protierozních opatření a vodních staveb Vilém Řiháček, ho doplňuje: „Biuhel půdu provzdušňuje, zlepšuje její vododržnost a podporuje mikrobiální život, který dále zvyšuje schopnost půdy vázat vodu a živiny. V kontextu dnešní zemědělské půdy, která je většinou utužena desetiletími bez používání organické hmoty, jako jsou komposty a statková hnojiva, zní možnost zlepšování půdy pomocí biouhlu skoro pohádkově,“ zamýšlí se. „To ale není všechno,“ pokračuje, „uložení uhlíku ve stabilní formě do půdy je totiž také efektivním způsobem, jak snižovat koncentraci skleníkového CO2 v atmosféře. Uhlík, který by za běžných okolností oxidoval hořením nebo aerobním rozkladem, nám tak bude dlouhá staletí sloužit v půdě.“

V současné době už navíc existuje technologie, která dokáže digestát z bioplynek vysušit a zuhelnatit. Její rozšíření ve větším měřítku je tak podle Blahy jen otázkou času. „Biouhel je v podstatě čistý uhlík, který je chudý na jiné minerální látky, které zemědělské rostliny potřebují ke svému životu. Je tedy dobré jej před použitím aktivovat a ,nabít‘ dusíkem,“ podotýká. 

A zde se podle něj opět nabízí ideální spojení s bioplynovými stanicemi. „Digestát je totiž ideální navázat na biouhel jakožto na médium, které zafixuje dusík v půdě a sníží riziko jeho odpaření nebo vyplavení do povrchových a podzemních vod. Tím předchází jejich eutrofizaci, která se pro většinu lidí projevuje takzvaným kvetením vody v létě. Ruku v ruce s biouhlem by tak digestát mohl pomoci zemědělcům, ale i naší krajině, která by byla odolnější vůči vodní erozi, lépe by držela vodu a snižovala riziko sucha a povodní,“ uzavírá Blaha.

Kontakt: carolinepolackova@gmail.com.

Tento text vyšel díky podpoře Nadace Veronica.

Napsat komentář

Vaše e-mailová adresa nebude zveřejněna. Vyžadované informace jsou označeny *

Pravidla pro komentáře: Redakce Sedmé generace si vyhrazuje právo smazat příspěvek, který nemá nic společného s tématem, obsahuje vulgarismy, rasistické a xenofobní vyjadřování či jiné urážky ostatních, obsahuje spam a komerční reklamu nebo je jinak nevhodný. Porušení pravidel může mít pro uživatele za následek dočasné nebo trvalé znemožnění vkládání dalších komentářů.

Upozornění: Publikovat články nebo jejich části, jakož i zveřejňovat fotografie a kresby z časopisu Sedmá generace nebo z jeho internetových stránek je možné pouze se souhlasem redakce.

Sedmá generace 3/2024 vychází v 2. polovině června.