GASCONTROL postavil moderní závod na výrobu a vtláčení biometanu do plynárenské sítě

04/03/2023

V provozu je další zařízení na energetické využití bioodpadu, které pomůže regionu i „zeleným“ cílům České republiky. Na Karvinsku jej postavila firma GASCONTROL pro společnost Organic technology. Nese název Energetické centrum Horní Suchá a vyrobí ročně přes 3 miliony kubíků zeleného plynu.

Biometan je podle odborníků palivem budoucnosti a bude hrát v moderní energetice důležitou roli nejen z pohledu potřeby snižovat emise CO₂. Má stejné použití jako zemní plyn, na rozdíl od něj ale patří mezi obnovitelné zdroje energie a nemusí se dovážet, vyrobíme si ho sami. Biometan vtláčený do plynovodů změní fosilní neobnovitelný charakter zemního plynu na plyn s podílem obnovitelné složky. Biometan vyrobený z odpadů navíc pomáhá řešit problematiku nakládání s bioodpady obcí a měst a stává se tak důležitou součástí cirkulární ekonomiky. V českých plynovodech už biometan proudí od roku 2020, ale zatím v malém množství.

Energetické centrum Horní Suchá

Nejnovějším zařízením na výrobu a vtláčení biometanu do plynárenské sítě je Energetické centrum Horní Suchá na Karvinsku. Zpracuje anaerobní digescí jakýkoli odpad, který je schopen rozkladu bez přístupu vzduchu, např. zbytky po kuchyňské úpravě v domácnostech, biologicky rozložitelný odpad ze zahrad a parků, prošlé a vadné potraviny, odpadní tuky, odpady z jídelen, gastro provozoven, odpady z potravinářského průmyslu, a to včetně takových, jež jsou v obalech, ty umí technologie vyseparovat. Jedná se o využití energie z bioodpadů, které by běžně končily na skládkách.

Energetické centrum Horní Suchá / GASCONTROL

Vzniklý bioplyn se upravuje na biometan a vtláčí do rozvodné plynovodní sítě. Zpracovatelská kapacita závodu je 20 tisíc tun bioodpadu ročně, z čehož se vyrobí 3,7 milionů m³ zeleného zemního plynu a 1 200 tun koncentrovaného organického hnojiva.

Investorem moderního závodu je společnost Organic technology a generálním dodavatelem celého díla, včetně realizační projektové dokumentace, se stala společnost GASCONTROL, která má dlouholeté zkušenosti v plynárenství. Je jednou z mála tuzemských firem, které se zaměřují na úpravu a využití bioplynu. S ohledem na zkušenosti s technologickými stavbami a bioplynovými stanicemi postavila zařízení částečně vlastními silami, z části s využitím ověřených subdodavatelů.

„Stavba Energetického centra Horní Suchá patří mezi největší zakázky v historii naší společnosti, prověřila schopnosti našeho týmu a posunula nás zase o kus dál. Svou složitostí, objemem prací a dodávek, i náročností na koordinaci, představovala velkou výzvu a znamenala obrovskou zkušenost,“ uvedl Stanislav Przeczek, jednatel společnosti GASCONTROL.

Popis stavby

Zprovozněná technologie obsahuje soubor několika zařízení. Hlavním objektem energetického centra je hala příjmu a úpravy surovin půdorysných rozměrů 34 x 30 m s výškou 11 m. Fermentory jsou řešeny netradičně horizontálně, jedná se o válcové nádrže o délce 32 m umístěné v mírném sklonu na betonových základech. Kruhová nádrž dofermentoru má průměr 27 m a výšku 6 m, nad nádrží je umístěn zásobník plynu, takže celková výška se zásobníkem plynu je 8,5 m. Kruhová skladová nádrž digestátu má taktéž průměr 27 m a výšku 6 m. Elektrickou energii a teplo pro závod vyrábí kogenerační jednotka.

Příjem surovin

Suroviny jsou do příjmové oddělené části haly přiváženy nákladními auty, které se před vjezdem i po předání surovin zváží na mostové váze, přičemž údaje jsou protokolovány. Tuhé suroviny jsou dle druhu vyklápěny do dvou železobetonových podzemních zásobníků (příjmových boxů). Po celou dobu je ve zvýšené činnosti vzduchotechnické odsávací zařízení, které odvádí pachově kontaminovaný vzduch pro spalování v kogenerační jednotce nebo po vyčištění na biologickém filtru do ovzduší. Tekutý odpad přivezený v cisterně je potrubím přečerpán do uzavřených přípravných nádrží. Tuhé suroviny jsou ze zásobníků přemístěny do drtiče pomocí jeřábového drapáku.

Příjem surovin je dimenzován na 260 dní, provozní doba energetického centra na zpracování biologicky rozložitelných odpadů je 300 dní, provoz fermentace probíhá 365 dní ročně. Předpokládané denní zpracované množství surovin anaerobní digescí je 54 tun.

Úprava surovin

Vstupní surovinu upravuje systém složený z několika strojů, které jsou soustředěny v tzv. věži pro úpravu surovin. Upravené suroviny tvoří substrát, který je možné čerpat. Rušivé příměsi (např. obalové materiály) jsou v úpravě vyloučeny ve speciální odstředivce. Tekutá směs je pomocí centrální čerpací stanice přiváděna do předsunutých nádrží. Ty přijímají suroviny z úpravny a slouží jako zásobník pro sestavení receptury. Jsou opatřeny míchadlem, kontrolními sondami a výpustěmi. Z předsunutých nádrží se plní směsné nádrže v určitém poměru vhodném pro následující fermentaci. Jsou opatřeny míchadly, kontrolními sondami, výpustěmi a nadto vlastní váhou, aby se dal vypočítat poměr směsi při míchání. Všechny předsunuté i směsné nádrže jsou v ochranné betonové vaně a jsou napojeny na odvod odpadního vzduchu. Čištění odpadního vzduchu se skládá z kombinace různých tzv. praček a systémů vyhřívání. Na konci procesu je umístěný biofiltr.

Fermentační proces

Surovina z nádrží je kontinuálně čerpadly potrubím dopravována do horizontálních fermentorů, kde probíhá fermentační proces za stálého míchání a ohřívání a postupně se surovina protlačuje fermentorem a přepadá do dofermentoru. Vzniklý bioplyn je potrubím odváděn do membránového zásobníku umístěného nad dofermentorem. Fermentační proces je plně automatizovaný, kontroluje a řídí jej centrální řídicí systém.

Horizontálne fermentory / GASCONTROL

Zbytky po fermentaci (digestát) jsou skladovány v nádrži. Nádrž je potrubím napojena na halu příjmu a úpravy surovin, kde se digestát nejprve hygienizuje a následně upraví na koncentrované hnojivo. Technologické zařízení na výrobu hnojiva je umístěno v hale příjmu a úpravy surovin. Výstupem tohoto procesu je koncentrované hnojivo.

Úprava bioplynu na biometan

Surový bioplyn se musí upravit, tzn. je potřeba odstranit vodu, sirovodík, a další nečistoty. To se provádí pomocí systému chlazení bioplynu na přibližně 5 °C a systému filtrace bioplynu. Sirovodík (H₂S) a další nečistoty (např. siloxany) jsou odstraněny z bioplynu pomocí filtrů s aktivním uhlím. Po předúpravě je bioplyn stlačen na tlak potřebný pro kolony membrán. Tlak se obvykle pohybuje kolem 10 Bar. Pro zvýšení tlaku jsou použity šroubové kompresory. Separaci oxidu uhličitého provádí vysoce selektivní membrány, které propouští CO₂ snadněji a rychleji než metan. Technologie membrán je třístupňová a instalace je vybavena analyzátorem biometanu pro ověření parametrů vyrobeného plynu.

Filtre s aktívnym uhlím / GASCONTROL

Následuje odorizace a kontrola kvality a měření množství biometanu dodávaného do distribuční sítě provozovatele GasNet, největší plynárenské distribuční soustavy v České republice.

Obsah metanu v biometanu by měl být nejméně 95%. Hodinový výkon výroby biometanu dodávaného do distribuční soustavy plynu pak vychází na cca 400 m³ při předpokládané nepřetržité dodávce biometanu.

Náročné podmínky stavby

Příprava projektu začala na jaře roku 2021, následovala příprava území, realizace veškerých základů, a stavba haly, která byla svou složitostí nejnáročnější. Také vybudování sítí v zemi nebylo snadné, neboť se jedná o areál bývalého uhelného dolu a v zemi byly neznámé objekty, což stavbu zkomplikovalo. Během roku 2022 proběhly montáže technologií a kompletace, včetně provedení všech zkoušek potřebných k uvedení zařízení do provozu. Stavbu provázely dopady covidové pandemie i války na Ukrajině. GASCONTROL se musel vypořádat s nedostatkem stavebních a konstrukčních materiálů, navýšením cen a posouváním nasmlouvaných termínů dodavatelů.

„Přes všechny komplikace a obtížnou dostupnost materiálů i některých profesí můžeme stavbu považovat za úspěšnou. Podařilo se dílo dokončit a předat investorovi, který zahájil koncem roku zkušební provoz. Nyní probíhá ověření technologie a stanovených parametrů. Kolaudace závodu a uvedení zařízení do trvalého provozu je plánováno v červnu,“ zhodnotil stavbu Jan Michálek, vedoucí projektu ze společnosti GASCONTROL.

Dlouholeté zkušenosti

GASCONTROL se zaměřuje dlouhodobě na inovace a nové směry v plynárenství, včetně čištění bioplynu a vtláčení biometanu do plynárenské sítě. Má za sebou mimo jiné úspěšný projekt na Slovensku. Bioplynová stanice Jelšava jako první ze stovky bioplynových stanic na Slovensku začala vyrábět a vtláčet biometan do plynárenské sítě. Využívá třístupňové čištění bioplynu pomocí membrán, má velmi přesné měření a dávkování propanu a také odorizační jednotku vyvinutou firmou GASCONTROL.

„Tento směr dále rozvíjíme a chceme se zaměřit nejen na výstavbu nových bioplynových stanic, ale také na již provozované stanice a to zejména na čištění bioplynu a vtláčení biometanu do soustavy. V České republice a na Slovensku stojí desítky bioplynových stanic, které vyrábějí elektrickou energii a teplo. Po rozšíření technologie by mohly vyrábět i biometan,“ doplnila Dagmar Ledererová, ředitelka strategie společnosti GASCONTROL.

Realizované projekty potvrdily, že společnost GASCONTROL má ty nejlepší předpoklady pro uplatnění v oblasti výroby a využívání bioplynu, má zkušenosti, know-how i schopné odborníky. Materiálové a energetické využití bioodpadu, který většinou končí na skládkách, je perspektivním směrem nejen pro GASCONTROL. Biometan by mohl podle zástupců Komory obnovitelných zdrojů energie do roku 2030 nahradit zemní plyn až ve čtvrtině českých domácností.

www.gascontrol.cz