A G R O E N E R G E T Y K A
W Y J Ą T K O W Ą S Z A N S Ą D Y N A
M I C Z N E G O R O Z W O J U L U B E L S Z C Z Y Z N Y
Wypełnienie przez Polskę międzynarodowych zobowiązań wynikających z członkostwa w UE oraz realizacji przyjętej przez rząd „ Polityki energetycznej Polski do 2030 ’’, wymaga intensywnych działań na rzecz znaczącego udziału odnawialnych źródeł energii / OZE / w bilansie energetycznym kraju. Już w 2020 roku 15 % całkowitego zapotrzebowania na energię elektryczną winno pochodzić z OZE. Zadanie wydaje się być niezwykle trudne choć nie niewykonalne. Aktualnie w Polsce udział odnawialnych źródeł energii elektrycznej w produkcji ogółem wynosi ok. 3,5 %, a więc stanowi niewielką część planowanych potrzeb . Podstawowymi rodzajami OZE są: elektrownie wodne, elektrownie wiatrowe oraz bioelektrownie. Polska posiada stosunkowo słabe warunki do rozwoju elektrowni wodnych. Szacuje się, że gdyby wykorzystać wszystkie potencjalne możliwości polskich rzek, to można by wyprodukować zaledwie 4,5 % ogólnego zapotrzebowania kraju na energię elektryczną. W ostatnich latach rozpowszechniły się w Polsce farmy wiatrowe. Konstruowane są turbiny o coraz to większych mocach. W Polsce montowane są już generatory o mocy 2 MW, sytuowane na wieżach o wysokości do 100 m. Dobre warunki klimatyczne do lokalizacji tego rodzaju OZE występują jedynie na wybrzeżu oraz na pogórzu karpackim a także w niektórych miejscach na Roztoczu. Generalnie jednak należy stwierdzić, że znaczenie tego rodzaju OZE będzie systematycznie spadać, głównie z powodu licznych wad jakie posiadają elektrownie wiatrowe. Oczywiście podstawową wadą tego rodzaju źródeł jest przypadkowość produkcji energii elektrycznej, w zależności o intensywności występującego w danej chwili wiatru. Duża bezwładność urządzeń regulacyjnych powoduje, że siłownie wiatrowe stają się źródłem wyższych harmonicznych, pogarszających jakość produkowanej w systemie energii elektrycznej. Tego typu siłownie wyposażane są w generatory asynchroniczne wymagające zewnętrznego zasilania – nie mogą zatem pracować samodzielnie na tzw. „ wyspę ’’ Głównie z tych powodów zakłady energetyczne tak niechętnie podłączają tego rodzaju źródła do sieci energetycznych. Obiektywnie rzecz traktując, to nie są to także obiekty neutralne dla środowiska. Infradźwięki towarzyszące pracy farm wiatrowych płoszą zamieszkującą w okolicy zwierzynę, a przelatujące ptaki nie rzadko stają się ofiarami wirujących łopat turbin wiatrowych. Nie bez znaczenia jest także fakt oszpecania, nie rzadko malowniczych terenów kraju. Rozważając aspekt czysto ekonomiczny farmy wiatrowe zdecydowanie przegrywają z coraz doskonalszymi konstrukcjami bioelektrowni metanowych. Czas zwrotu z kapitału dla elektrowni wiatrowej, przy uwzględnieniu faktu, iż farmy wiatrowe produkują rocznie trzy razy mniej energii elektrycznej niż porównywalnej mocy bioelektrownia, jest ponad dwukrotnie dłuższy. Niezwykle istotną sprawą jest także konieczność trzymania tzw. gorącej rezerwy mocy w elektrowniach konwencjonalnych, które muszą bezzwłocznie zastąpić pracę farm wiatrowych w przypadku bezwietrznej pogody, co niestety ma najczęściej miejsce podczas silnych mrozów, kiedy to zapotrzebowanie na energię elektryczną jest stosunkowo wysokie. Szczytowe zapotrzebowanie mocy w systemie elektroenergetycznym województwa lubelskiego wynosi ok.1100 MW. Gdyby przyjąć 15 % udział energii odnawialnej za obowiązujący w 2020 roku, należałoby do tego czasu zainstalować ok. 200 MW mocy w źródłach odnawialnych. Pierwsza na Lubelszczyźnie bioelektrownia metanowa o mocy 840 kW powstaje w Piaskach k. Lublina. Inwestorem obiektu jest Wikana Bioenergia Sp. z o.o., zaprojektowana przez polsko-austracką firmę Bio Powr Sp. z o.o. Planuje się oddanie inwestycji do eksploatacji pod koniec 2010 r. Obiekt zlokalizowany jest w sąsiedztwie Okręgowej Spółdzielni Mleczarskiej, która będzie głównym odbiorcą ciepła. W przyszłości planowana jest budowa rurociągu do Spółdzielni Mieszkaniowej doprowadzającego ciepło do odległego o 800 m osiedla mieszkaniowego. Prąd elektryczny dostarczany będzie do sieci LUBZEL. Następna bioelektrownia tego typu powstaje w Łaszczowie, a inwestorem obiektu jest firma Uniwers Sp.z o.o. Projekt techniczny opracowała również firma Bio Power. Aktualnie na terenie Lubelszczyzny trwają prace przygotowawcze do budowy kolejnych siedmiu projektów z wykorzystaniem technologii firmy Bio Power. Bioelektrownie metanowe to obok elektrowni wodnych najbardziej ekologiczne źródła energii. Ich praca oparta jest o proces beztlenowej fermentacji substancji organicznych, w wyniku którego pozyskuje się biogaz, którego podstawowym składnikiem / 50 – 75 % / jest metan, będący paliwem napędowym dla generatora produkującego w skojarzeniu energię elektryczną i ciepło. Odpad poprodukcyjny stanowi masa o konsystencji zawiesiny, wykorzystywana jako organiczny nawóz, który najczęściej wywożony jest na pola dostawców surowca energetycznego. Alternatywą dla takiego rozwiązania jest wykonanie instalacji osuszającej odpady poprodukcyjne. W tym przypadku frakcje stałe oddzielane są od wody i suszone. W ten sposób produktem ubocznym staje się nawóz w postaci stałej lub paliwo ekologiczne, które w formie sprasowanych kostek może być dostarczane do lokalnych kotłowni. Rozwiązanie to znacząco poprawia efektywność inwestycji, ponieważ praktycznie w całości zwracają się koszty zakupu surowca. Nie bez znaczenia jest fakt, iż produkcja energii elektrycznej w bioelektrowniach odbywa się w skojarzeniu z produkcją ciepła, przy stosunkowo wysokiej sprawności energetycznej, tj. nieco ponad 80 %. W przypadku bioelektrowni w Piaskach a także dla kolejnych, podstawowym surowcem do produkcji metanu będzie zielona masa kukurydzy, pozyskiwana z upraw celowych i dostarczana na składowisko bioelektrowni w formie rozdrobnionej sieczki. Dla pokrycia rocznego zapotrzebowania na surowiec będzie trzeba zgromadzić ok. 16 000 ton surowca. Przy przeciętnym zbiorze 70 ton zielonej masy z hektara, niezbędny areał przeznaczony pod uprawę kukurydzy energetycznej wyniesie ok. 230 ha. Na cele energetyczne nadają się także inne rośliny takie jak: buraki, różnego rodzaju zboża, trawy - w zasadzie każda masa zielona podlegająca fermentacji.
Na zdjęciu przedstawiona jest makieta bioelektrowni w Piaskach. Zebrana w pierwszej połowie września zielona masa kukurydzy, po pocięciu na drobną sieczkę, magazynowana jest na składowisku widocznym w prawej części makiety. Za pomocą mechanicznego transportera surowiec podawany jest do zasypu pierwszego fermentora, gdzie po zmiksowaniu z płynną frakcją fermentacyjną / serwatka i gnojowica /, tłoczony jest pompą centralną do pierwszego i drugiego fermentora / fermentacja mezofilna /. Po zakończeniu pierwszego procesu fermentacyjnego wsad fermentacyjny tłoczony jest do trzeciego fermentora, gdzie odbywa się drugi etap fermentacji, tj. fermentacja termofilna. W fermentorach utrzymywana jest odpowiednia temperatura / 30-35°C i 45-50°C / za pomocą wewnętrznych instalacji centralnego ogrzewania, zasilanych ciepłem pozyskiwanym z chłodzenia bloku energetycznego. Na potrzeby własne bioelektrownia zużywa ok. 20% wytwarzanego ciepła. Fermentory przykryte są elastycznymi kopułami, pod którymi gromadzi się biogaz. Pierwszy proces fermentacji trwa 3-4 tygodnie. Po uzyskaniu odpowiedniego ciśnienia / ok. 5 mbar /, gaz przesyłany jest do silnika spalinowego iskrowego sprzężonego z generatorem synchronicznym energii elektrycznej /. Substancja po fermentacyjna tłoczona jest pompą centralną do otwartej laguny a stąd, w okresie nawożenia wywożona jest na pola jako naturalny nawóz. Bioelektrownia jest całkowicie zautomatyzowana i nadzorowana zdalnie z zastosowaniem odpowiednich programów komputerowych. Bioelektrownia rocznie produkować będzie ok. 7 000 MWh energii elektrycznej oraz ok. 25 000 GJ ciepła. Tylko dla potrzeb energetycznych województwa lubelskiego trzeba będzie wybudować w okresie najbliższych 10 lat, ok. 200 obiektów takich jak bioelektrownia w Piaskach. By zabezpieczyć surowiec dla takiej liczby bioelektrowni, należy przeznaczyć areał o powierzchni ok. 50 000 ha. Oczywiście możliwości rolnictwa lubelskiego są znacznie większe i z pewnością jest ono zdolne zabezpieczyć produkcję roślin energetycznych nawet dla tysiąca takich bioelektrowni, przeznaczając na cele energetyczne areał 300 000 ha. A zatem Lubelszczyzna może stać się prawdziwym zagłębiem ekologicznej energii, także dla potrzeb innych regionów kraju. Cała polska energetyka wymagać będzie wybudowania co najmniej 3 000 takich obiektów jak bioelektrowna w Piaskach. Niezwykle ważną okolicznością dla rozwoju agroenergetyki na terenie Lubelszczyzny jest powstanie specjalistycznej firmy Bio Power, która dysponuje chyba najbardziej efektywną ze znanych w Europie technologii budowy instalacji biogazowych, opracowaną przez austriacką firmę NAHTEC GmbH. Firma ta posiada bogatą wiedzę i doświadczenie w budowie i eksploatacji tego typu obiektów. Firma Bio Power ma szansę stać się wiodącym ośrodkiem w zakresie projektowania, budowy i eksploatacji bioelektrowni metanowych w Polsce. Bielektrownia w Piaskach zatrudniać będzie trzy osoby, a dostawa surowca odbywać się będzie w oparciu o wieloletnie umowy zawarte z okolicznymi rolnikami. Lubelszczyzna powinna wykorzystać tą wyjątkową szansę dynamicznego rozwoju jaką daje agroenergetyka.
