Inwestycje w nowe

technologie na

terenach wiejskich

dr inż. Jacek Puchała

Europejski Fundusz Rolny na rzecz Rozwoju Obszarów Wiejskich: Europa Inwestująca w Obszary Wiejskie.

Działanie współfinansowane przez Unię Europejską w ramach Schematu III Pomocy Technicznej Programu

Rozwoju Obszarów Wiejskich na lata 2007-2013

Nowe technologie dla

zagospodarowania nieużytków na cele

energetyczne

Mapa 1. Zmiany użytkowania i pokrycia terenu

powiatu dąbrowskiego (po lewej - mapa

użytkowania - 1986r., po prawej - mapa pokrycia i

użytkowania 2010r.).

3

Źródło: Wężyk P. i inni. 2012. Mapa zmian pokrycia terenu małopolski
1986-2011 wykonana w oparciu o klasyfikację obiektową obrazów
satelitarnych Landsat oraz Rapideye.

Wykres 1. Liczba przedsiębiorstw zajmujących się

przetwórstwem żywności w woj. małopolskim i

podkarpackim

Wykres 2. Udział gruntów odłogowanych

(wyłączonych z produkcji rolnej)

Wykres 3. Gminy posiadające odpowiednie zaplecze do

lokalizacji mikro- lub biogazowni (o wysokim udziale gruntów

odłogowanych oraz najwyższej liczbie przed. zajmujących się

przetwórstwem żywności)

Wykres 4. Obszary dla których Lokalna Strategia Rozwoju na lata
2007-13 zawiera w celach ogólnych wykorzystanie odnawialnych

źródeł energii

Wykres 1. Zmiany powierzchni poszczególnych klas w latach 1986/87 – 2010/11.

Grunty orne

Użytki zielone

Tereny zurbanizowane

Rzeki, cieki

Zbiorniki wodne

Lasy iglaste

Lasy liściaste

Lasy ogółem

Zadrzewienia i zakrzewienia

Tereny różne

Torfowiska

-10

-8

-6

-4

-2

0

2

4

6

-8,96

3,55

2,41

-0,04

0,3

2,06

2,94

5

-2,04

-0,17

-0,03

Źródło: Wężyk P. i inni. 2012. Mapa zmian pokrycia terenu małopolski 1986-
2011 wykonana w oparciu o klasyfikację obiektową obrazów satelitarnych
Landsat oraz Rapideye.

8

(OZE –odnawialne źródła energii)

• Wykorzystanie OZE na wsi ułatwi wzrost

gospodarczy w Polsce.

• Wyśrubowane normy zmniejszenia emisji CO

2

powodują,

że

aby

zwiększyć

produkcję

przemysłową konieczne jest przekierowanie energii
z obszarów wiejskich do przemysłu i miast.

• Będzie to możliwe jeśli obszary wiejskie zwiększą

wykorzystanie biomasy na cele energetyczne i
zdywersyfikują

inwestycje

w

kierunku

wykorzystania OZE (energii słońca - fotowoltaika,
biomasy - małe biogazownie "karmione" np.
kiszonkami).

9

Gospodarstwo domowe

Systemy grzewcze – kontenerowe piece na pelet

z systemem dostaw paliwa

Rysunek 1. Wyjściowy model demonstrujący funkcjonowanie systemu rozproszonej
energetyki opartej na biomasie z nieużytków i od spółek komunalnych

Spółka komunalna

lub komercyjna

– suszenie i

magazyn

Logistyka

nakierowan

a na

dostarczeni

e pelletu

do klienta

Pozyskanie biomasy z

nieużytków i od spółek

komunalnych itp.

(analiza zasobów)

Biogazownia

(zakład przetwórczy

np. ubojnia,

oczyszczalnia

ścieków)

Źródło: opracowanie własne.

11

Najprostsze rozwiązanie – spalanie

biomasy

Słomiany interes?

• W Przechlewie pracuje kotłownia na słomę
o mocy 4,5 MW zamiast przestarzałej
węglowej o mocy 6,25 MW.

• Obok zbudowano (1800 m kw.) magazyn
na 700 ton słomy, co zapewnia ciągłą pracę
dwóch pieców przez sześć tygodni.

• Gmina nie kupuje 3550 ton węgla rocznie i
wdrożyła przepisy ustawy o prawie
energetycznym.

• Słomy jest pod dostatkiem w promieniu
15-20 km od kotłowni. 

Biogazownie i mikrobiogazownie jako

nowoczesne rozwiązania dla

zwiększenia efektywności energetycznej

Warunki konieczne do

fermentacji biomasy

Substraty

Zbiornik wstępny

Komora fermentacyjna

Budynki inwentarskie i gospodarcze

Kogenerator

Magazyn biogazu

Sieć wody ciepłej

1, 2

Reszta pofermentacyjna

Energia el. do sieci i gospod.

-

hermetyczne zamknięcie

biomasy
-stała temperatura procesu
fermentacji
-skuteczne mieszanie masy
fermentującej

Schemat poglądowy biogazowni rolniczej

Czym „karmimy” biogazownię ?

Źródło

substratu

Rodzaj materiału wsadowego

Rolnictwo i

hodowla



żywienie zwierząt (bydło, trzoda chlewna, drób) – gnojowica, obornik,
resztki z żywienia



produkcja roślinna – ziemniaki, pozostałości ze żniw



produkcja roślin energetycznych - kiszonka kukurydzy,

kiszonki traw,

inne

•Przemysł



przetwórstwo owoców i warzyw - obierki, wytłoki, - przemysł
cukierniczy - melasa, kawałki korzeni, woda odpadowa



browary - wysłodziny, woda odpadowa



produkcja soków - odpady z czyszczenia, wytłoki



mleczarnie - serwatka i woda odpadowa



przetwórstwo mięsa - odpady z rzeźni



przemysł rybny - odpady, olej rybny



produkcja wina, alkoholi – wytłoki, wywary

Odpady

komunalne



gospodarstwa domowe



rynki, targi - uszkodzone i zepsute owoce i warzywa



separatory tłuszczu - tłuszcze, pozostałości z flotacji



kuchnie i stołówki (firmy, hotele) - resztki posiłków i z gotowania



tereny publiczne - z pielęgnacji trawników, liście

Prato / Prad (Włochy)

- gmina turystyczna we Włoszech
- 8880 mieszkańców
- 15 km

2

powierzchni

Biogazownia gminna

Dostawcy substratów:
44 – małe gospodarstwa
5 – restauracji

Biogaz przesyłany rurociągiem
do centrum energetycznego
Odległego ok. 2,5 km.

Dzienna produkcja biogazu
ca. 2.400 m

3

Fotografia satelitarna, gospodarstwa agroturystycznego Mohrenhof w Lauterbach z biogazownią

1

2

3

1. Biogazownia, 2. Dom mieszkalny, 3. Pole kampingowe (obecnie domki)

Transport komory -

„mikrobiogazowni”

1

2

3

1. Komora fermentacyjna, 2. Miejsce na kogenerator i podest obsługi, 3. Zasyp do załadunku substratów

Ciągnik, który każdy rolnik

zna …

Silnik S-312 od ciągnika C-330

Silnik od popularnego ciągnika zasilany biogazem z

kontenerowej mikrobiogazowni

Silnik bez pompy wtryskowej i wtryskiwaczy oleju

napędowego – w ich miejsce zamontowano świece

Żółta rurka na zdjęciu doprowadza gaz do

kolektora ssącego

Energia z biogazu spalanego w silniku służy do

produkcji prądu i ciepła (kogeneracja)

Prąd można wykorzystać dla potrzeb

gospodarstwa domowego i rolnego

(podobnie jak ciepło do pozyskania ciepłej

wody użytkowej - na cele socjalno bytowe)

Gaz gromadzi się w zbiorniku i można włączyć silnik

wtedy kiedy potrzebujemy energii elektrycznej

(równolegle powstające ciepło przechwytuje bufor

ciepła – zbiornik z wodą)

Stare urządzenie połączone z nowoczesnymi

rozwiązaniami - cena 200 do 300 tys. zł

Film: silnik C330 pracujący na

biogazie

Na całkowity koszt budowy biogazowni składają się:
- zakup gruntu
- pozwolenia, operaty i związane z tym opłaty;
- projekty i kosztorysy
- budowa infrastruktury;
- budowa zbiorników;
- montaż maszyn i urządzeń;
- zakup środków transportu;
- rozruch i szkolenia obsługi

Koszty budowy

dużej/pełnowymiarowej

biogazowni rolniczej

Przeprowadzenie pełnej analizy ekonomicznej budowy i

eksploatacji biogazowni nie jest możliwe.

Po pierwsze, brak jest w kraju produkcji instalacji o

charakterze rynkowym, co określałoby ich cenę. Wykonane
bowiem instalacje są prototypami i koszty ich budowy nie
odzwierciedlają ich wartości.

Po drugie, ceny energii w różnych postaciach bardzo się

różnią, przy czym energia w węglu albo w gazie miejskim jest
relatywnie tania i prawie z góry wiadomo, że najekonomiczniej
będzie korzystać z węgla.

Po trzecie, słabo wymierne ekonomicznie są nieenergetyczne

aspekty biogazu

Koszty budowy biogazowni

rolniczej

- czy będzie potrzeba dostarczania energii do
podgrzewania układu;
- jakiego rodzaju urządzenia będą potrzebne,
- jak duże zbiorniki będą potrzebne do przebiegu
procesów fermentacyjnych,
- jak duże zbiorniki będą potrzebne do gromadzenia
pofermentu,
- jakie będą koszty substratów,
-ile osób trzeba będzie zatrudnić do obsługi;
- czy trzeba będzie budować linie przesyłu energii
elektrycznej czy też cieplnej,
- jak dużo wody trzeba będzie dokupować

Koszty budowy biogazowni zależą

przede wszystkim od metody

podukcji biogazu

Koszt budowy w dużej mierze uzależniony jest od

przyjętych rozwiązań i stabilności dostaw określonych
substratów.

Różne

substraty

wymagają

odmiennych

rozwiązań technicznych, a brak stałości dostaw wymaga
wprowadzenia dodatkowych technologii do przeładunku,
transportu i dozowania substratów.

Np. z 1 tony gnojowicy pochodzącej z fermy tuczu trzody

chlewnej uzyskuje się 35 m

3

biogazu, a z kiszonki kukurydzy

nawet 200 m

3

.

Z tego wynika że pojemność instalacji w oparciu o kiszonkę

może być 4 krotnie mniejsza i na odwrót.

Koszty budowy biogazowni zależą

przede wszystkim od metody

podukcji biogazu

Biogaz może być spalany w module

kogeneracyjnym, produkująć energię elektryczną i
cieplną.

Ale może być wykorzystany do spalania w kotle

do ogrzewania wody.

To drugie rozwiązanie inwestycyjnie jest

rozwiązaniem tańszym ale ograniczającym portfel
przychodów i zysków biogazowni

Koszty budowy biogazowni zależą

przede wszystkim od metody podukcji

biogazu

Biogazownie rolnicze można budować przy

jednostkowych nakładach 8-12 mln zł/MW mocy
zainstalowanej.

Wdrażający w Polsce technologie zagraniczne

(głównie niemieckie) podają nakłady inwestycyjne na
budowę 1 MW mocy zainstalowanej na poziomie 18-21
mln zł/MW.

Powyższe nakłady zakładają brak ryzyka walutowego

i obliczone są dla kursu poniżej 4 PLN/EUR.

Koszty budowy

biogazowni

Wielkość biogazowni określa się najczęściej mocą zainstalowaną

układu kogeneracyjnego, czyli mocą maksymalną, wyrażaną w kW
(kilowatach). Typowa moc zainstalowana to 100-1400 kW, ostatnio
coraz częściej jest to ok. 500 kW

W Polsce dla instalacji OZE produkujących energię elektryczną

przyjęło się podawać wartość nakładów inwestycyjnych w
odniesieniu do mocy zainstalowanej, a nie zdolności produkcyjnych,
co prowadzi do błędów przy próbach porównania technologii.

Koszty budowy

biogazowni

Procentowy udział kosztów dla przykładowej biogazowni

wykorzystującej pulpę pofermentacyjną :

• komora fermentacyjna, 16 %;
• instalacje elektryczne i pomiarowe, 8 %;
• przechowywanie pulpy pofermentacyjnej, 6 %;
• prace budowlanomontażowe, 13 %;
• inne, 16 %;
• składowanie i obróbka wstępna materiału wsadowego,

12 %;

• środki transportu, 2 %;
• układ kogeneracyjny, 17 %;
• system grzewczy, 3 %;
• instalacje (wod/kan/gaz),

7 %.

Koszty budowy biogazowni

Dla jednego rolnika jest to zbyt ogromna inwestycja.

Ze względu na wielkość przeciętnego gospodarstwa
rolnego zaleca się rolnikom instalacje o małej mocy
nieprzekraczające 0,5 MW a przede wszystkim poniżej 100
kW.

Budowę większych biogazowni zaleca się grupie

kilku rolników + ubojnia/zakład przetwórczy/ +
gmina jako być może partner, który ułatwi to
przedsięwzięcie.

Koszty budowy biogazowni

Podsumowując

• Wykorzystanie nieużytków, spalanie

biomasy,

mikrobiogazownie

i

biogazownie rolnicze powiązane z
zakładami usług komunalnych, mają
strategiczne znaczenie w obecnej
sytuacji na Ukrainie i sankcjami na
które z pewnością odpowie Rosja nie
tylko zakazem importu jabłek.

Dziękuję za uwagę