Bioplyn je produktom látkovej výmeny metánových baktérií, ktoré bez prístupu vzduchu (anaeróbny proces) rozkladajú organickú hmotu. Obsah metánu, ktorá vzniká v BPS je zväčša v rozpätí 50 - 75 %. Metánové baktérie pracujú pri teplote 0°C až 70°C. Doporučený obsah sušiny fermentovanej hmoty býva 6 - 15 %, dôležitý je tiež pomer uhlíka a dusíka v pomere 20:1 až 40:1.

V starších typoch BPS sa využíva najmä hnojovica, ktorá má ale malú výťažnosť plynu. Dnešné BPS pracujú na princípe kofermentácie, čo znamená rozklad hnojovice, maštaľného hnoja a organického materiálu, ktorý nevzniká v živočíšnej výrobe (siláž, potravinárske a kafilérne odpady, organický komunálny a domový odpad). V prevádzke sú tiež BPS, ktoré vôbec nevyužívajú živočíšne odpady (hnojovica, hnoj). Vďaka kofermentácii sa podstatne zvýšila výťažnosť plynu a tým aj výkon a ekonomika BPS. Denná spotreba organického materiálu BPS o výkone 500 kWh je 25-35 t. Organická hmota sa pred vstupom do fermentačnej nádrže rozdrobí a premieša, živočíšne odpady musia prejsť tepelným spracovaním. Fermentačná nádrž môže byť celá, alebo čiastočne zapustená v zemi. Pri vysokej hladine spodnej vody sa používajú nadzemné nádrže. Výhodou fermentačných nádrží zapustených v zemi je nízka spotreba energie na ohrev fermentátu. Fermentačné nádrže (zväčša 2-4 ks) sú vzájomne prepojené, čo umožňuje lepšiu reguláciu fermentačného procesu. Vzniknutý bioplyn sa spaľuje v kogeneračnej jednotke (upravený spaľovací motor) s účinnosťou až do 42 %. Kogeneračná jednotka vyrába elektrickú energiu a teplo, ktoré vzniká jej chladením. Tepla sa vyrobí asi o 1/3 viac, ako elektrickej energie. Pre ekonomiku BPS je dôležité využitie vzniknutého tepla, ktoré sa môže použiť na vykurovanie budov, sušenie dreva, peliet a poľnohospodárskych plodín. Výstavba BPS je finančne náročná (výkon 500 kWh elektrickej energie = 1,5 - 1,7 miliona EUR), preto musí byť finančná analýza a kalkulácia dôsledne spracovaná. Ak sa výkupné ceny elektrickej energie v Slovenskej republike priblížia cenovej úrovni vyspelých krajín EU (Nemecko až do 0,215 EUR/kWh) návratnosť investície môže byť už 6-10 rokov a pri čerpaní financií z fondov EU aj skôr.

Schéma bioplynovej stanice

Schéma bioplynovej stanice (systém kruh v kruhu)

Dňa 28. a 29.3.2006 spoločnosť Agraservis Košťany nad Turcom zorganizovala exkurziu bioplynových staníc (BPS) v susednom Rakúsku (neďaleko Viedne). BPS (funkčná od roku 2005) v obci Oberhautzental má výkon 500 kWh elektrickej energie a 750 kWh tepelnej energie, z ktorej sa 200 kWh používa na ohrev fermentačných nádrží. Výkon BPS sa môže po úprave zvýšiť až na 1000 kWh elektrickej energie. Náklady na BPS spolu so silážnymi jamami boli 2 milióny EUR. Návratnosť investície pri výkupnej cene elektrickej energie 0,16 EUR /kWh je 9-10 rokov. Dodávateľ garantuje funkčnosť BPS až 15 rokov a plánovaná životnosť má byť 30 rokov. Vzniknutá elektrická energia sa predáva do elektrickej siete a teplo sa bude po dokončení rozvodnej siete dodávať do obce.

Zdrojom energie BPS je kukuričná siláž o sušine 28 - 32%, ktorej sa ročne spotrebuje do 10000 t (250 ha). Kukuričná siláž sa vo fermentore riedi zrážkovou vodou z areálu BPS. V tejto BPS sa využíva veľmi zaujímavý systém fermentačných nádrží a to kruh v kruhu. Vnútorný primárny fermentor má priemer 22 m a vonkajší sekundárny 36 m. BPS má dva primárne a dva sekundárne fermentory, ktoré sú zapustené v zemi do hĺbky 6 m. Zem je prirodzeným izolačným materiálom, čo umožňuje znížiť náklady na tepelnú izoláciu fermentačných nádrží a celkovú spotrebu tepla na ohrev fermentovanej hmoty. Obsah sušiny v primárnom fermente je 12% a sekundárnom do 7,5%. Vyfermentovaný substrát o sušine 3-4% sa skladuje v nádrži, ktorá má skladovaciu kapacitu 6 mesiacov. Vyfermentovaným substrátom sa hnojí silážna kukurica (250 ha), ktorá sa dodáva do BPS. V BPS prebieha termofilný fermentačný proces a rozpätie teploty býva 45 - 52 °C. Fermentory sú prepojené a ich obsah sa podľa potreby prečerpáva na základe pokynu počítača. Celý proces fermentácie sleduje počítač, ktorý vyhodnocuje PH, obsah sušiny, teplotu a kvalitu bioplynu a tiež miešanie hmoty vo fermentore. Vzniknutý bioplyn sa spaľuje v kogeneračnej jednotke (upravený spaľovací motor), ktorá vyrába elektrickú energiu a teplo, ktoré vzniká chladením motora. 6% vyrobenej elektrickej energie sa spotrebuje na prevádzku BPS.

Druhá navštívená BPS (funkčná od roku 2005) sa nachádza v obci Grund a má výkon 400 kWh elektrickej energie. Táto BPS má v zemi zapustený primárny a sekundárny fermentor a dve koncové nádrže.BPS je dimenzovaná až do výkonu 1MW a v tomto prípade sa na fermentáciu použijú aj dve koncové nádrže. Fermentovaná hmota sa podľa potreby medzi nádržami vzájomne prečerpáva, čím sa optimalizuje fermentačný proces.

V BPS sa spravovávajú hlavne rastlinné odpady z potravinárskeho odpadu a kukuričná siláž, ktorá sa pestuje na výmere 50 - 60 ha. Dodávatelia týchto odpadov platia majiteľovi BPS 20-25 EUR/t. Odpady sa musia tepelne spracovať (hygienizácia) teplotou nad 70 oC po dobu minimálne 60 minút. Na hygienizačný proces sa spotrebuje 40 - 60% tepelnej energie vyprodukovanou BPS a časť tepla sa používa na ohrev fermentačných nádrží. V nočných hodinách sa vzniknutý bioplyn spaľuje v kogeneračnej jednotke o výkone 75 kWh elektrickej energie a vzniknutý bioplyn sa skladuje do zásoby. Výkon kogeneračnej jednotky, ktorá pracuje cez deň je 340 kWh elektrickej energie. Elektrická energia sa dodáva do elektrickej siete 0,16 EUR za kWh (6.00 - 22.00 hod).

Exkurzie sa zúčastnilo vyše 100 účastníkov (najmä z poľnohospodárskej prvovýroby), čo svedčí o veľkom záujme našich poľnohospodárov o technológiu BPS aj v tomto prípade platí porekadlo "Lepšie raz vidieť, ako stokrát počuť", pretože v Slovenskej republike stále nemáme takýto moderný typ bioplynovej stanice.

Bioplynová stanica obec GRUND. V popredí kongeneračná jednotka výkon 75 kW elektrického výkonu. V pozadí kogeneračná jednotka výkon 340 kW elektrického výkonu.	Bioplynová stanica obec Oberhautzental. Pohľad na BPS v popredí dávkovacie a rezacie zariadenie biomasy, v pozadí budova s kogeneračnou jednotkou.
Bioplynová stanica obec Oberhautzental. Prepojenie medzi fermentačnými nádržami BPS, proces je plne automatizovaný.	Plnenie dávkovacieho zariadenia BPS. (miešanie, rezanie a dávkovanie vstupného materiálu.)
Pohľad na fermentačné nádrže.	Sklad siláže pre bioplynovú stanicu.
	Bioplynová stanica v obci Mureck Rakúsko: Fermentačné nádrže 4ks Sklad kukuričného šrotu systém ligavátor Sklady vyfermentovaného substrátu Plniace a dávkovacie zariadenie BPS

Naša spoločnosť Agraservis Košťany nad Turcom zorganizovala dňa 21.3.2006 návštevu bioplynovej stanice (BPS) v obci Mureck, Rakúsko.

BPS patrí ku najmodernejším v Európe a má hodinový výkon do 1,0 MW elektrickej energie. (65 % vzniknutého tepla sa využíva v blízkej obci a zvyšok na ohrev fermentovanej hmoty).

Vstupnou surovinou do BPS sú:

• silážna kukurica skladovaná v blízkosti BPS
• hnojovica skladovaná v podzemnej nádrži pri BPS
• kukuričný šrot
• kukuričná kaša (systém ligavátor), skladovaná v štyroch nádržiach

Výroba bioplynu prebieha v štyroch fermentačných nádržiach (1) o objeme 5 200 m3 priemer fermentora 15 m, výška 11 m, výška stĺpca fermentovanej hmoty je 7 m). V hornej časti fermentora sa nachádza vak na skladovanie vzniknutého bioplynu.

Vo fermentoroch pri teplote 37,7°C prebieha termofilný proces výroby bioplynu.

V kogeneračnej jednotke sa vyrába 1MWh elektrickej energie a 1,3 MWh tepla, ktoré vzniká chladením kegeneračnej jednotky.

Vyfermentovaný substrát sa skladuje v dvoch nadzemných nádržiach (3) a jednej otvorenej lagúne, ktorá je vystlaná pryžovou fóliou.

Náklady na výstavbu BPS spolu so silážnymi jamami boli 4 milióny EUR.