Proč jsou bioplynové generátorové sady pro zemědělství výhodné?

Výroba elektrické energie přímo na farmě pomocí generátorů bioplynu

Přeměna hnoje a zbytků po sklizni na spolehlivou elektrickou energii vyráběnou přímo na místě

Bioplynové generátory využívají různé druhy zemědělských odpadů – od živočišného trusu po zbytky plodin – a přeměňují je na elektřinu přímo na místě. To znamená, že zemědělci již nemusí tak silně záviset na veřejné elektrické síti, což je velmi užitečné pro provoz zařízení vyžadujících stálé napájení, jako jsou dojící stroje nebo chladicí jednotky. Pokud farmy zpracovávají svůj vlastní odpad místo toho, aby jej posílaly pryč, šetří náklady na dopravu a snižují emise metanu přibližně o 90 % oproti situaci, kdy je odpad ukládán do otevřených jam. Motory používané v těchto systémech dokážou využít přibližně tři čtvrtiny až čtyři pětiny energie obsažené v bioplynu a většina instalací produkuje elektřinu s účinností přibližně poloviční ve srovnání s tradičními elektrárnami, což celkově znamená poměrně vysokou účinnost.

Účinnost kombinované výroby tepla a elektrické energie (KVTE) a provozní odolnost

Kombinované systémy výroby tepla a elektrické energie (CHP) výrazně zvyšují účinnost, protože využívají veškeré odpadní teplo – přibližně 30 až 50 % vyrobené energie – například pro vytápění stodol, regulaci klimatu v skleníkách nebo udržování digestorů při optimální teplotě. Podle nedávných údajů amerického ministerstva energetiky uvedených v jejich zprávě za rok 2023 mohou tyto systémy dosahovat účinnosti přibližně 85 %. To je velmi působivé ve srovnání s tradičními metodami. V případě výpadků elektrické sítě během bouřek či jiných poruch systémy CHP nadále bez přerušení fungují, což je důvodem, proč se na ně mnoho farem tak silně spoléhá. Novější bioplynové generátory dostupné dnes jsou vybaveny modulárními komponenty, které usnadňují opravy, a zemědělci uvádějí provozní dostupnost přesahující 95 % za předpokladu řádné údržby. Navíc, protože zpětné využití tepla snižuje zátěž motorů, většina provozovatelů pozoruje prodloužení životnosti motorů o 15 až 20 let oproti standardnímu vybavení.

Ekonomické výhody instalace bioplynové generátorové sady

Snížení nákladů na energii a nahrazení nafty

Zemědělci mohou ušetřit peníze na energetických účtech tím, že přemění odpad z farmy na využitelnou energii prostřednictvím bioplynových generátorů. To znamená menší závislost na externích zdrojích elektrické energie a žádnou potřebu drahých záložních naftových systémů. Jako příklad lze uvést mlékárnu Fair Oaks Dairy, kde se zpracovává kejda z přibližně 9 000 krav. Podle společnosti Greengas Inc. tento systém každoročně nahradí přibližně 1,5 milionu galonů nafty. A pokud jsou tyto systémy instalovány jako kombinované jednotky pro výrobu tepla a elektrické energie, zemědělské podniky obvykle zaznamenají celkové snížení nákladů na energii v rozmezí 30 až 50 procent. Nižší náklady znamenají rychlejší návratnost investic a lepší výsledky hospodářského účetnictví pro zemědělské provozy, které usilují o ekologičtější provoz a zároveň zachovávají rentabilitu.

Vytváření příjmů z odpadu a snižování nákladů na hnojiva prostřednictvím digestátu

Bioplynové systémy přinášejí více než jen úsporu peněz na účtech. Ve skutečnosti vytvářejí také dodatečné příjmové proudy. Pokud tyto systémy vyrobí přebytečnou elektřinu, mohou si zemědělci za ni v rámci různých programů pro zelenou energii vydělat. Některé státy jim dokonce umožňují prodávat tuto elektřinu přímo energetickým společnostem prostřednictvím zvláštních smluv. Dalším produktem těchto systémů je tzv. digestát. Představte si jej jako přírodní hnojivo bohaté živinami. Většina zemědělců zjistí, že po zavedení tohoto procesu potřebuje mnohem méně hnojiv kupovaných v obchodě – někdy až o 90 % méně! Tento materiál je účinnější, protože rostliny snáze vstřebávají dusík a je menší riziko škodlivého splachování do vodních toků. Reálná čísla ukazují, že farmy, které přešly na tento systém, obvykle sníží své roční výdaje o 20 až 40 procent. Toto však není jen otázka úspory peněz. Jde vlastně o to, jak lépe propojit správu energetických potřeb s nakládáním s tradičními zemědělskými odpady, jako je například hnůj.

Environmentální výhody generátorových souborů na bioplyn v zemědělských provozech

Zachycení metanu, snížení skleníkových plynů a chytrá zemědělská výroba přizpůsobená klimatu

Bioplynové generátory zabrání uvolnění metanu do atmosféry z lagun s hnojivem a jiných rozkládajících se odpadních materiálů. Metan je ve skutečnosti přibližně 28krát škodlivější pro klima než oxid uhličitý. Pokud farmy tento bioplyn zachytí a spálí, přemění tak vážný environmentální problém na využitelnou energii. Tento proces může snížit emise skleníkových plynů u účastnících se farem přibližně o 60 %. Za každou tunu hnoje, která projde tímto systémem, se ročně přibližně zabrání emisím ekvivalentních 2,5 tun CO₂. Tyto snížení pomáhají splnit různé standardy pro zemědělství přizpůsobené klimatu a usnadňují provozům dodržování předpisů, jako jsou například ty stanovené v programu AgSTAR americké Agentury pro ochranu životního prostředí (EPA).

Ovládání pachů, snížení patogenů a odvádění organického odpadu

Anaerobní trávení přirozeně snižuje nepříjemné zápachy, protože rozkládá tyto zápachové mastné kyseliny a sírové látky. Testy ukazují, že tento proces může snížit obtěžující pachy přibližně o 80 procent ve srovnání s pouhým ukládáním odpadu v otevřených nádržích. Pokud je materiál udržován po delší dobu za zvýšené teploty (přibližně 50 až 60 °C), je většina škodlivých bakterií také zničena. Více než 90 procent nebezpečných mikroorganismů, jako jsou Escherichia coli a Salmonella, stejně jako trvalé vajíčka parazitů, zanikne. Navíc místo toho, aby byl tento organický materiál ukládán na skládkách nebo nechal znečišťovat vodní systémy, anaerobní trávení přemění živiny na formu, kterou rostliny skutečně potřebují. To pomáhá zabránit vyplavování dusičnanů do našich vodních zdrojů a celkově podporuje zdraví místních povodí.

Digestát: Udržitelný vedlejší produkt zvyšující úrodnost půdy

To, co vychází z bioplynových generátorů, není pouze odpadní hmota, ale ve skutečnosti cenné organické hnojivo, které přeměňuje to, co by jinak bylo vyhozeno, na něco prospěšného pro půdu. Kapalný zbytek tohoto procesu obsahuje 60 až 80 procent dusíku, který rostliny skutečně dokážou využít, a také významné množství fosforu a draslíku. Zemědělci, kteří přecházejí na toto hnojivo místo běžných chemických hnojiv, často pozorují lepší růst svých plodin o 10 až 30 procent. Kromě toho se půda postupně zlepšuje, protože lépe udržuje vodu a celkově má lepší strukturu. Jednou z velkých výhod je, že proces anaerobního trávení odstraňuje všechny škodlivé bakterie i nepříjemné pachy spojené s čerstvým hnůjcem, takže zbytkový produkt je mnohem bezpečnější pro aplikaci na polích bez obav z kontaminace. Většina zemědělců zjistí, že tento digestát lze aplikovat pomocí stávajícího zařízení, což znamená nižší výdaje na drahá komerční hnojiva. Po několika sezónách pravidelného používání digestátu se obsah humusu v půdě zvyšuje a odolnost půdy v suchých obdobích se zlepší přibližně o 70 procent oproti konvenčním metodám. To činí digestát důležitou součástí moderních zemědělských postupů, které spolupracují s přírodou místo toho, aby s ní bojovaly.