Publikacja współfinansowana przez Unię Europejską w ramach Europejskiego Funduszu Społecznego
Rozwój potencjału innowacyjnego członków Sieci Naukowej  Agroinżynieria dla rozwoju
zrównoważonego rolnictwa, przemysłu rolno-spożywczego i obszarów wiejskich
Ekspertyza
MOŻLIWOŚCI POZYSKIWANIA BIOGAZU
ROLNICZEGO JAKO ODNAWIALNEGO
y
RÓDA
A ENERGII
Prof. dr hab. in\
. Józef Szlachta
Instytut In\
ynierii Rolniczej
Uniwersytet Przyrodniczy
Wrocław 2009
Publikacja dostępna w serwisie: www.agengpol.pl
2
Spis treści
1. Wstęp ........................................................................................................................... 3
2. Tendencje światowe w produkcji biogazu..................................................................... 3
3. Fermentacja metanowa odchodów ............................................................................. 4
4. Czynniki wpływające na przebieg fermentacji ............................................................. 5
5. Biogaz  definicja i jego własności ............................................................................. 7
6. Mo\
liwości pozyskiwania i wykorzystania biogazu ..................................................... 8
6.1. Surowce do pozyskiwania biogazu ...................................................................... 9
6.2. Odchody zwierzęce i odpady rolnicze jako substraty .......................................... 9
6.3. Substraty roślinne wykorzystywane do produkcji biogazu.................................. 11
6.3.1. Kiszonka z kukurydzy .............................................................................. 11
6.3.2. Kiszonka z \
yta (GPS)............................................................................. 13
6.3.3. Kiszonka z trawy ..................................................................................... 14
6.4 Kiszonka z buraków cukrowych i innych roślin ............................................ 17
7. Podstawy w zakresie wiedzy o fermentacji beztlenowej ........................................... 18
7.1. Przebieg fermentacji beztlenowej ...................................................................... 19
8. System NaWaRo produkcji biogazu ......................................................................... 20
9. Charakterystyka ciÄ…gu technologicznego produkcji biogazu ..................................... 21
9.1. Rodzaje technologii biogazowych ...................................................................... 21
9.1.1. Przebieg technologii mokrej..................................................................... 22
9.2. Przebieg fermentacji suchej....................................................................... 24
9.2.1. Metoda kontenerowa ............................................................................... 25
9.2.2. Fermentator boksowy .............................................................................. 25
9.2.3. Fermentator wannowy (tunelowy) ........................................................... 26
10. Tryb napełniania reaktora materiałem ...................................................................... 26
10.1. Napełnianie nieciągłe ...................................................................................... 26
10.1.1. Napełnianie okresowe ........................................................................... 26
10.1.2. Przebieg suchej fermentacji okresowej .................................................. 27
10.3. Metoda zbiorników wymiennych ...................................................................... 27
10.4. Napełnianie w trybie quasi-ciągłym i ciągłym ................................................... 28
10.4.1. Metoda przepływowa ............................................................................. 28
10.4.2. Metoda magazynowa ............................................................................ 29
10.4.3. Kombinowana metoda przepływowo-magazynowa ............................... 29
11. Liczba stopni fermentacji .......................................................................................... 30
11.1. Technologia jednostopniowa ........................................................................... 30
11.2. Technologia wielostopniowa ............................................................................ 31
12. Podsumowanie i wnioski .......................................................................................... 32
13. Literatura ................................................................................................................. 33
2
3
1. Wstęp
Wiek XXI to czas zarówno ogromnego zapotrzebowania na energię, jak równie\
wielu
problemów związanych z ochroną środowiska. W społeczeństwach krajów rozwiniętych,
produkuje się coraz więcej odpadów pochodzenia roślinnego oraz zwierzęcego, w których z
jednej strony istnieją znaczne pokłady niewykorzystanej przez człowieka energii, z drugiej
zaś strony występuje wzrastające zagro\
enie dla środowiska naturalnego. Liczne badania
składowisk odpadów wskazują na wiele niebezpieczeństw obejmujących zarówno sam teren
składowiska jak i jego otoczenie. Powstające gazy (biogaz) stwarzają zagro\
enia przede
wszystkim dla:
- ludzi  uciÄ…\
liwy zapach, działanie toksyczne, duszące, wybuchy i po\
ary,
- wody i gleby  zanieczyszczenie wód gruntowych i studziennych nadmierną ilością
fosforanów, azotanów, związków potasu i sodu (niewłaściwe przechowywanie w
rejonach rolniczych gnojowicy, gnojówki, obornika) oraz dwutlenku węgla dość
dobrze rozpuszczającego się w wodzie. Powstający kwaśny i nasycony roztwór
przyśpiesza korozję oraz powoduje rozpuszczanie ołowiu i wzrost twardości wód.
- atmosfery  wzmo\
enie efektu cieplarnianego w wyniku wnikania i gromadzenia siÄ™
w warstwie ozonowej metanu, dwutlenku węgla, tlenków azotu oraz
chlorofluorowęglowców zawartych w gazach. Szczególnie wysoka jest siła
negatywnego oddziaływania metanu (biogazu), albowiem niszczy on warstwę
ozonowÄ… 20  25 razy silniej ani\
eli obwiniany dotąd dwutlenku węgla.
2. Tendencje światowe w produkcji biogazu
Dalsze składowanie odpadów jest niegospodarnością, i w wielu krajach SA
podejmowane badania majÄ…ce na celu opracowanie technologii pozwalajÄ…cych na odzysk
energii z odpadów w wyniku tzw.  recyklingowi energetycznemu oraz chemicznemu. Jako
recykling energetyczny postrzega siÄ™ odzyskanie energii skumulowanej w odpadach poprzez
ich spalanie oraz bardziej zaawansowane biotechnologie. Technologie takie jak zgazowanie
czy odgazowanie odpadów to przeróbka odpadów na substancje będące z
ródłami energii to
proces biochemicznego, beztlenowego rozkładu związków organicznych (tzw. fermentacja
metanowa), którego produktem jest biogaz składający się głównie z wysokokalorycznego
metanu. ZastanawiajÄ…cym jest, \
e metody recyklingu chemicznego pozwalajÄ…ce na
pozyskiwanie z
ródła energii jakim jest metan, nie są postrzegane za recykling energetyczny.
Pozyskiwanie gazu powstajÄ…cego w wyniku fermentacji beztlenowej ma tak\
e wymierne
skutki w postaci zmniejszenia emisji metanu do atmosfery odpowiedzialnemu w du\
ej mierze
za powstawanie efektu cieplarnianego. Obecnie poziom rozwoju technicznego biogazowni
na całym świecie jest bardzo ró\
ny. Kilka milionów prostych technicznie biogazowni
wykonanych metodami gospodarczymi działa w Azji. W samych Chinach szacuje się, \
e ich
liczba wynosi około 6  7 milionów, natomiast Indiach około 1 miliona. W większości
wypadków biogazownie zostały wykonane tanimi sposobami gospodarskimi w podziemnych
nie izolowanych komorach fermentacyjnych, bardzo proste w wykonaniu, ale bardzo
efektywne. Stosuje się w nich jako surowca odchody zwierzęce oraz resztki organiczne i
przerabia poprzez fermentację okresową. Komory opró\
nia siÄ™ w cyklach jednorocznych a
powstały przefermentowany substrat wykorzystywany jest rolniczo jako cenny nawóz.
Powstały biogaz natomiast jest wykorzystywany w gospodarstwie domowym do gotowania
oraz oświetlania.
Mo\
liwości pozyskiwania biogazu w gospodarstwach rolnych z odchodów produkcji
zwierzęcej w warunkach polskich kształtują się następująco: (dane GUS 2000 r):
- powstaje gnojownicy 38 mln m3/rok
- powstaje obornika 85 mln m3/rok
- z 1 m3 płynnych odchodów mo\
emy otrzymać około 2 m3/dobę biogazu
- z 1 m3 obornika 30 m3/dobÄ™ biogazu
- ogółem 3,3 mld m3/rok biogazu
- ogółem czysty metan 1,8  2,3 mld m3/rok.
3
4
W świetle powy\
szego, procesy fermentacji biomasy w biogazowniach majÄ… przed sobÄ…
ogromną przyszłość, bowiem pozwalają na ograniczenie emisji metanu podczas
niekontrolowanych procesów biochemicznych towarzyszących składowaniu produktów i
odpadów rolniczych jak gnojowica, obornik czy inne odpady produkcji rolniczej (Szlachta
2008). Biogazownie rolnicze oparte na procesie fermentacji metanowej, wdra\
ane na
szeroką skalę na całym świecie, znalazły zastosowanie jako instalacje do biologicznej
utylizacji odpadów organicznych, z wykorzystaniem biomasy pochodzącej z celowych
plantacji roślin energetycznych (Fischer & Krieg 2002). System produkcji biogazu  NaWaRo
(Nachwachsende Rohstoffe) stosowany w Niemczech, wykorzystuje głównie kiszonki z roślin
(kukurydzy, traw, buraków i innych odpadów przemysłowych), natomiast inne substraty (np.
gnojowica, ziarno zbó\
czy odpady) wykorzystywane sÄ… w zale\
ności od konkretnych
uwarunkowań gospodarstwa (Fischer 2005). Tego typu biogazownia posiada rozbudowaną
komorę fermentacyjną, składającą się z komory fermentacyjnej i pofermentacyjnej oraz
moduł kogeneracyjny. Osad po przefermentowaniu w komorze fermentacyjnej trafia do
komory pofermentacyjnej, której głównym zadaniem jest zatrzymanie procesu fermentacji.
Następnie osad trafia do zbiornika osadu pofermentacyjnego, gdzie po przetworzeniu staje
siÄ™ naturalnym nawozem rolniczym (Scholwin i inni 2006). Kiszonka z kukurydzy jako
kosubstrat zwiększa kilkukrotnie wydajność energetyczną instalacji biogazowej. W świetle
doświadczeń niemieckich w technologiach NaWaRo dominują substraty stałe pochodzenia
roślinnego, zwłaszcza kiszonka z kukurydzy, \
yta, traw. W technologiach mieszanych
stosuje się mieszaninę o składzie: gnojowica  ok. 30%, kiszonka z kukurydzy (o zaw.
30% s.m) ok. 70%. Przewidywany czas rozkładu w fermentorze ok. 56 dni. Technologie
NaWaRo cechuje wysoka efektywność ekonomiczna i energetyczna pozyskiwania biogazu,
jako biopaliwa w porównaniu do innych paliw. Wynika to przede wszystkim z taniej
technologii produkcji, niskich nakładów energetycznych oraz z faktu wykorzystania
naturalnego procesu wytwarzania metanu z du\
ym udziałem odpadów.
W ostatnich latach tak\
e Polsce zauwa\
a siÄ™ du\
e zainteresowanie produkcjÄ… biogazu z
pozostałości, odpadów i produktów pochodzenia rolniczego, jednak brak bli\
szych informacji
odnośnie przydatności i opłacalności pozyskiwania biogazu z wykorzystaniem kiszonki z
kukurydzy.
3. Fermentacja metanowa odchodów
Racjonalna gospodarka odpadami polega na ich właściwym przechowywaniu a
następnie zagospodarowaniu z ewentualną utylizacją. Technologia utylizacji przez
fermentację metanową jest jedną z metod unieszkodliwiania odchodów zwierzęcych
połączonych z produkcją biogazu i mo\
e być zastosowana do prawie wszystkich odpadów
organicznych w produkcji rolnej. Ze względu na ró\
nice pomiędzy materiałami pod względem
szybkości rozkładu i wydajności produkcji metanu szczególnie przydatne do produkcji
metanu są odpady produkcji zwierzęcej, jak: gnojowica, obornik czy pomiot kurzy. Odpady
zawierające większą ilości ligniny są mniej przydatne ze względu na wolniejsze tępo jej
rozpadu. Gnojowica jest jednym z lepszych surowców do produkcji biogazu w komorze
fermentacyjnej stwarzająca warunki zasilania komory fermentacyjnej często przy wysokim
poziomie automatyzacji. Fermentacja metanowa jest zło\
onym procesem biochemicznym
zachodzÄ…cym w kontrolowanych warunkach beztlenowych. Gnojowica jako substancja
organiczna (masa wielocząsteczkowa tworzona przez tłuszcze, białka, węglowodany), w
wyniku działania bakterii beztlenowych, ulega rozkładowi na związki chemiczne o znacznie
prostszej budowie  głównie metan (CH4) i dwutlenek węgla (CO2). Fermentacja metanowa
jest kilkustopniowym procesem biochemicznym. Ka\
dy etap procesu ma ścisły związek z
otaczającym środowiskiem bakteryjnym. Ju\
po kilku dniach rozpoczyna się etap upłynniania
masy na małe cząstki poprzez rozkład hydrolityczny w wyniku działania bakterii tlenowych,
które za pomocą enzymów powodują rozkład np. celulozy na cukry, jak glukoz i celobioza.
Powstałe nowe produkty są po\
ywkÄ… dla innych bakterii tak, \
e w następnej kolejności
produkowane są alkohole (etanol), kwas mlekowy oraz lotne kwasy tłuszczowe, składające
się zazwyczaj z kilki atomów węgla (np. kwas octowy, masłowy, propionowy itd.). Jest to
tak\
e faza fermentacji, w której wytwarzane są wodorowęglany HCO3 , a tak\
e wodór H2.
4
5
Produkty powstałe w pierwszej fazie fermentacji o budowie bardziej zło\
onej od
wodorowęglanu i wodoru muszą ulegać dalszemu rozkładowi, aby mogły być surowcem do
produkcji metanu. Dalszy rozkład zapewniają liczne gatunki bakterii beztlenowych, które
redukują siarczany, wytwarzają kwas CH3COO---, wodorowęglan. W końcowej fazie produkcji
biogazu rozkład cząstek odbywa się w otoczeniu dwóch typów bakterii metanowych; jeden
rozkłada kwas CH3COO--- na metan (CH4) i na wodorowęglan HCO3 natomiast drugi typ
bakterii rozkłada wodorowęglan. Ostatecznie w wyniku przemian metabolicznych środowiska
bakteryjnego oraz na skutek równowagi fizyko chemicznej powstały biogaz zawiera
zazwyczaj od 45  70% metanu. Nale\
y zaznaczyć, \
e odchody zwierzęce, a zwłaszcza
gnojowica, posiadajÄ… ju\
na wstępie du\
ą ilość cząstek rozwodnionych i nie musi
przechodzić wszystkich stopni. Cząstki te podlegają rozkładowi w oparciu o bakterie
metanowe.
WieloczÄ…steczkowe Fermentacja metanowa
Biogaz
(przemiana biochemiczna)
substancje organiczne
głównie metan (CH4)
część związków organicznych
(np. gnojowica, obornik)
dwutlenek węgla (CO2)
ulega mineralizacji do związków
tj.
małe ilości gazów śladowych np. (N)
prostych przy udziale bakterii
o tłuszcze
tlenowych (rozkład
o białka
hydrolityczny) następnie
o węglowodany
bakterii beztlenowych
Rys. 1. Fermentacja metanowa jako biotechnologia (Szlachta 2008)
Fermentacja metanowa odpadów produkcji zwierzęcej pozwala na:
produkcjÄ™ biogazu jako paliwa z mo\
liwością przetworzenia na ró\
ne formy
energii,
utylizację gnojowicy dzięki czemu stwarza ona mniejsze zagro\
enie ekologiczne
dla otaczającego środowiska,
produkcjÄ™ nawozu organicznego w postaci kompostu na bazie
przefermentowanej gnojowicy z dodatkiem innych komponentów organicznych w
postaci słomy, trocin itp.
4. Czynniki wpływające na przebieg fermentacji
Fermentacja metanowa podobnie jak większość procesów biochemicznych ma ścisły
związek z warunkami środowiskowymi, które stanowią czynniki fizyczne i chemiczne:
Czynniki fizyczne stanowiÄ…:
temperatura  podstawowy czynnik warunkujÄ…cy przebieg procesu fermentacji
metanowej. W zale\
ności od temperatury fermentację metanową mo\
na podzielić na
trzy grupy:
" fermentacja psychrofilna 4°C - 30°C,
" fermentacja mezofilna 31°C - 40°C,
" fermentacja termofilna 50°C - 65°C.
W krajach europejskich najczęściej stosuje się instalacje do procesu fermentacji
metanowej przystosowane do pracy w warunkach temperatur mezofilnych. Tylko nieliczne
instalacje pracujÄ… przy temperaturze ok. 50°C, poniewa \
fermentacja termofilna wymaga
dostarczenia do komory fermentacyjnej du\
ej ilości energii na podgrzewanie surowca celem
podtrzymania procesu, a tak\
e pokrycia większych strat ciepła przez ścianki zbiornika.
Nale\
y mieć na uwadze, \
e temperatura poni\
ej 30°C powoduje znaczne spowolnienie
procesów powstawania biogazu, poniewa\
wzrost mikroorganizmów metanogennych
przebiega wolniej. Bakterie fermentacji metanowej sÄ… bardzo wra\
liwe na nagłe zmiany
temperatury, które nie powinny przekraczać przedziaÅ‚u 2-6°C,
5
6
mieszanie - zapobiega tworzeniu siÄ™ osadu i ko\
ucha oraz stwarza warunki do
utrzymania jednakowej temperatury zawartości zbiornika. Wpływ mieszania na
przebieg fermentacji nie jest do końca rozpoznany; dla biologii procesu nie jest on w
zasadzie niezbędny i nie wpływa na produkcję, wydajność i skład biogazu. Niemniej
jednak, aby fermentacja biomasy przebiegała równomiernie w całej objętości,
niezbędne są urządzenia mieszające o ruchu ciągłym lub okresowym.
światło - warunki świetlne przy produkcji biogazu powinny być ustabilizowane. Nagła
zmiana oświetlenia w komorze fermentacyjnej powoduje spowolnienie lub
zatrzymanie produkcji biogazu.
Czynniki chemiczne stanowiÄ…:
odczyn pH - zło\
a jest bardzo istotnym czynnikiem warunkujÄ…cym przebieg
fermentacji metanowej. Bakterie beztlenowe wywołujące fermentację metanową
wymagają odczynu obojętnego zło\
a, tj. pH ok. 7,0. O istotności wpływu odczynu
świadczy fakt, \
e przy pH <6,0 a tak\
e przy pH >8,0 proces szybko zanika.
stosunek węgla do azotu C/N - stanowi o ilości po\
ywki dla populacji bakterii
uczestniczącej w procesie fermentacji metanowej, niezbędnej dla ich wzrostu i
rozmna\
ania się. Biorąc pod uwagę budowę komórek bakteryjnych oraz fakt, \
e ok.
15% węgla w zło\
u jest asymilowane przez bakterie, stosunek C/N nie powinien
przekraczać 100/3. Przy du\
ej zawartości azotu w surowcu poddawanym fermentacji
następuje jego akumulacja w postaci amoniaku a\
do osiągnięcia stę\
enia, przy
którym zawarty azot staje się wysoce toksyczny dla bakterii metanowych.
potencjał redox - reprezentuje zło\
oną funkcję składników rozpuszczonych w
komorze fermentacyjnej, jak: substraty, metabolity i inne produkty. Bakterie
niezbędne dla fermentacji metanowej wymagają bardzo niskiego potencjału redox na
poziomie 250 mV lub ni\
szego. Określony poziom potencjału tworzą pary związków,
jak: metan CH4 i CO2 oraz proton H+ i wodór H2. W przypadku, kiedy w substracie
fermentującym znajdą się inne pary o właściwościach buforowych, aktywność bakterii
metanowych obni\
a siÄ™. Sytuacja taka mo\
e wystąpić, kiedy do komory
fermentacyjnej przypadkowo dostanie siÄ™ powietrze.
tlen - najmniejsze nawet ślady tlenu są przyczyną przerwania procesu fermentacji
metanowej.
W procesach unieszkodliwiania odpadów organicznych znanych jest szereg technologii
fermentacji metanowej. W rolnictwie, zwłaszcza do utylizacji odchodów, szersze
zastosowanie znalazły:
fermentacja okresowa - polega na dłu\
szym przetrzymywaniu odpadów w
zamkniętej komorze fermentacyjnej, co powodowało, \
e produkcja biogazu była
niejednostajna, bardzo niska na końcu procesu. Okazała się ona w miarę
odpowiednia tylko do fermentacji obornika.
fermentacja ciągła - charakteryzuje się w miarę ciągłym dopływem odpadów i
odpływem masy przefermentowanej z komory fermentacyjnej. Określona produkcja
biogazu utrzymuje się na stałym poziomie, przy czym uzyskiwana wydajność wynosi
ok. 0,7-1,0 m3 biogazu z 1 m3 czynnej objętości komory. Komory do fermentacji
ciągłej zazwyczaj są wyposa\
one w urzÄ…dzenia do mieszania wsadu. Istotnym
ograniczeniem w komorach tego typu jest zjawisko wypłukiwania aktywnej masy
biologicznej, co ma miejsce podczas dostarczania świe\
ego surowca, kiedy komorÄ™
opuszcza pewna część bakterii metanowych. Poniewa\
bakterie te rozmna\
ajÄ… siÄ™
wolno (podwojenie ich ilości następuje w ciągu 2 - 4, dni), zjawisko to ogranicza
jednostkową wydajność procesu. Głównie ze względu na zjawisko wypłukiwania
aktywnej masy biologicznej dobowe obciÄ…\
enie komory fermentacyjnej powinno być
poni\
ej 4 kg SPO/m3. Wy\
sze obciÄ…\
enie oznacza skrócenie czasu przetrzymywania
wsadu, przez co wzrasta ilość produktów o rozkładzie częściowym, np. lotnych
kwasów tłuszczowych o hamującym działaniu na produkcję metanu.
6
7
5. Biogaz  definicja i jego własności
Biogaz  jest paliwem gazowym wytwarzanym przez mikroorganizmy z materii
organicznej w warunkach beztlenowych. Jest mieszaniną głównie metanu i dwutlenku węgla.
Skład i własności biogazu
W zale\
ności od u\
ytego substratu oraz technologii stosowanej w biogazowi zmienna jest
zawartość składników w biogazie (Płatek 2007):
- metan CH4 od 40% do 80%
- dwutlenek węgla CO2 od 20% do 55%
- siarkowodór H2S od 0,1% do 5,5%
- wodór H2
- tlenek węgla CO
- azot N2
- tlen O2
Skład biogazu zale\
y od procesu technologicznego i zastosowania materiału
wsadowego, ale mo\
na uznać następujące zawartości poszczególnych gazów: 55  80%
metan, 20  45% dwutlenek węgla oraz małe ilości siarkowodoru, azotu, tlenu, wodoru. O
wartości opałowej Biogaz o zawartości 65% metanu ma wartość kaloryczną 23 MJ/m3.
Substancją toksyczną jest amoniak, który ma hamujący wpływ na proces fermentacji.
Równie\
niektóre pierwiastki np. chrom mogą powstrzymać ten proces. Poniewa\
w
odchodach zwierzęcych występują du\
e stÄ™\
enia azotu amonowego zaleca siÄ™
rozcieńczanie biomasy. Innym sposobem mo\
e być dodatek biomasy o wysokiej zawartości
węgla (np. słomy) i zwiększenie stosunku C/N w biomasie.
Tabela 1. Własności biogazu z 65% udziałem metanu (Steppa 1992)
Własność Jednostka Wartość
Wartość opałowa MJ/m3 23
o
Temperatura zapłonu C 650 - 700
Prędkość płomienia cm/s 43
Granica wybuchowości % CH4 w powietrzu 5,4 - 13,9
Gęstość kg/m3 1,2
Ciśnienie krytyczne:
CH4 MPa 4,6
CO2 MPa 7,5
H2S MPa 8,9
Temperatura krytyczna:
o
CH4 C - 82,5
o
CO2 C 31
o
H2O C 100
Proces wytwarzania biogazu jest pracochłonny i wymaga zachowania ściśle określonych
warunków jak (Grzybek 2005):
- utrzymanie stałej temperatury,
- utrzymanie stałego odczynu pH 6,5  7,5,
- utrzymanie ciągłości procesu,
- zapewnienia braku dostępu tlenu.
7
8
Metan
Metan jest gazem Å‚atwopalnym, nietrujÄ…cym, bezwonnym i znacznie l\
ejszym od
powietrza. Spala się z tlenem według następującego wzoru (Steppa 1992):
CH4 + 2O2 = 2H2O + CO2
Oznacza to, \
e do spalenia 1m3 metanu potrzeba 2m3 tlenu. Poniewa\
tlen w powietrzu
stanowi ok. 1/5 objętości, przeto do spalenia 1m3 metanu potrzeba około 10m3 powietrza. Z
równania wynika równie\
, \
e w czasie spalania 1m3 metanu powstaje około 1,6 kg wody w
postaci pary (Steppa 1992). Biogaz, jak wszystkie gazy palne, po zmieszaniu z pewną ilością
powietrza tworzy mieszaninÄ™ wybuchowÄ…. Wybuch mo\
e nastąpić od otwartego ognia, od
iskry elektrycznej przy przekręcaniu kontaktu elektrycznego lub przy zapalaniu latarki
elektrycznej. Mieszanina wybuchowa mo\
e zarówno powstawać w pomieszczeniu
zamkniętym, jak i otwartej przestrzeni.
Dwutlenek węgla
Dwutlenek węgla jest gazem obojętnym, nie wchodzi w reakcje z tlenem, a więc nie pali
się. W biogazie jest zatem balastem, który z du\
ych biogazowni mo\
e być usuwany. Gęstość
dwutlenku węgla jest znacznie większa od gęstości powietrza. Gaz ten ma lekko kwaśny
zapach i przy koncentracji w powietrzu powy\
ej 10% mo\
e spowodować gwałtowne
duszności (Steppa 1992).
Siarkowodór
Siarkowodór, choć występuje w biogazie na ogół w stosunkowo małej ilości, stwarza
szereg problemów. Przede wszystkim jest to gaz o wysokiej toksyczności. W powietrzu ju\

przy stÄ™\
eniu 0,0001 % jest wyczuwalny jego charakterystyczny zapach zgniłych jaj. W
stÄ™\
eniu większym o 0,1 % jest śmiertelny. Ponadto siarkowodór mo\
e powodować silną
korozję rurociągów, armatury i zbiorników metalowych. A
Ä…czÄ…c siÄ™ z tlenem tworzy
dwutlenek siarki, a następnie kwas siarkowy. Gęstość tego gazu jest większa od gęstości
powietrza (Steppa 1992).
Inne domieszki biogazu
Pozostałe składniki (wodór, tlenek węgla, azot, tlen) występują w ilościach śladowych i nie
wpływają w znaczący sposób na własności biogazu. Tlenek węgla i wodór są gazami
palnymi, zaś azot nie wchodzi w reakcję z tlenem. Nie wymienioną w składzie biogazu, a
kłopotliwą domieszką biogazu jest para wodna. Woda skraplająca się w rurociągach mo\
e
spowodować ich niedro\
ność. W zimie wskutek zamarzania mo\
e być ona przyczyną
kłopotliwych awarii. Zawartość pary wodnej w biogazie zale\
y od temperatury (Steppa 1992).
6. Mo\
liwości pozyskiwania i wykorzystania biogazu
Biogaz do celów energetycznych pozyskuje się zazwyczaj w trzech typach instalacji:
- biogazowniach rolniczych, gdzie substratami są: odchody zwierzęce, gnojowica
obornik oraz pozostałości zbiorów roślin: zbó\
, warzyw itd.,
- w komorach fermentacyjnych osadów ściekowych w komunalnych oczyszczalniach
ścieków,
- instalacjach odgazowania składowisk komunalnych.
Wytworzony biogaz mo\
na wykorzystać wielorako (www.rcgw.pl):
- do produkcji energii elektrycznej w silnikach iskrowych lub turbinach,
- do produkcji energii cieplnej w przystosowanych kotłach gazowych,
- do produkcji energii elektrycznej i cieplnej w jednostkach skojarzonych,
- dostarczać do sieci gazowej,
- jako paliwo do silników trakcyjnych lub pojazdów,
- w procesach technologicznych np. w produkcji metanolu.
8
9
6.1. Surowce do pozyskiwania biogazu
Ze względu na rodzaj substratu (podło\
a) słu\
ącego do produkcji biogazu wyró\
niamy:
- produkty uboczne i odpady z przetwórstwa przemysłu spo\
ywczego surowców
roślinnych i zwierzęcych,
- odpady zielone z rolnictwa, sadownictwa i leśnictwa,
- odpady gospodarstwa domowego,
- odpady komunalne,
- odpady przetwórstwa drewna, produkcji mebli i płyt wiórowych,
- osady ściekowe,
- odchody zwierzęce,
- papier, tektura,
- odpady przemysłu farmaceutycznego i kosmetycznego.
6.2. Odchody zwierzęce i odpady rolnicze jako substraty
Ze względu na rodzaj substratu (podło\
a) słu\
ącego do produkcji biogazu wyró\
niamy:
- produkty uboczne i odpady z przetwórstwa przemysłu spo\
ywczego surowców
roślinnych i zwierzęcych,
- odpady zielone z rolnictwa, sadownictwa i leśnictwa,
- odpady gospodarstwa domowego,
- odpady komunalne,
- odpady przetwórstwa drewna, produkcji mebli i płyt wiórowych,
- osady ściekowe,
- odchody zwierzęce,
- papier, tektura,
- odpady przemysłu farmaceutycznego i kosmetycznego.
Do substratów szczególnie nadających się do zastosowania w biogazowniach rolniczych
nale\
ą takie materiały jak nawozy naturalne (np. gnojowica, obornik), odpady z produkcji
rolnej (np. odpady zbo\
owe, odpady z pasz), celowo hodowane rośliny energetyczne (np.
kukurydza, sorgo, aramantus, trawa sudańska, burak pastewny, burak cukrowy, pszen\
yto,
pszenica, jęczmień, rzepak, lucerna, ziemniak). W obszarze zainteresowań są szczególnie
substraty o du\
ym potencjale energetycznym, charakteryzujÄ…ce siÄ™ du\
ą zawartością masy
organicznej oraz tanie do pozyskania (Kujawski 2007). Ze względu na zró\
nicowanÄ…
wydajność biogazu oraz dynamikę procesu fermentacji a tak\
e ze względu na jakości
uzyskanego z nich biogazu, zawartości substancji hamujących i toksycznych oraz reakcje
zachodzące pomiędzy poszczególnymi materiałami wsadowymi, dobranie odpowiednich
rodzajów i proporcji substratów do fermentacji nie jest łatwym zadaniem.
Tabela 2. Zawartość składników w nawozach naturalnych (Praca zbiorowa 2005)
s.m. s.m.o. N NH4 P2O5 K2O Mg
Podło\
e
(%) (% s.m.) (% s.m.) (% s.m.) (% s.m.) (% s.m.) (% s.m.)
Gnojowica bydła 8 - 11 75 - 82 2,6 - 6,7 1 - 4 0,5 - 3,3 5,5 - 10 0,3 - 0,7
Gnojowica świń Około 7 75 - 86 6 - 18 3 - 17 2 - 10 3 - 7,5 0,6 - 1,5
Obornik bydła Około 25 68 - 76 1,1 - 3,4 0,22 - 2 1 - 1,5 2 - 5 1,3
Obornik świń 20 - 25 75 - 80 2,6 - 5,2 0,9 - 1,8 2,3 - 2,8 2,5 - 3 b.d.
Obornik kurzy Około 32 63 - 80 5,4 0,39 b.d. b.d. b.d.
9
10
Doświadczenia uzyskane w biogazowniach niemieckich wskazują, \
e ilości odchodów
pozyskiwane przy chowie krów i stanowią olbrzymi potencjał biomasy, nadającej się do
wykorzystania w instalacjach biogazowych (tab.2).
Poszczególne materiały ró\
nią się jednak znacznie, jeśli chodzi o szybkość ich rozkładu oraz
wydajność produkcji metanu. Szczególnie odpowiedni skład mają odpady pochodzące z
produkcji zwierzęcej, takie jak: gnojowica, obornik czy pomiot z hodowli drobiu. Mniej
przydatne sÄ… odpady o du\
ej zawartości ligniny.
Tabela 3. Zawartości metali cię\
kich w nawozach naturalnych (Praca zbiorowa 2005)
Cd Cr Cu Hg Ni Pb Zn
Podło\
e
(mg / kg s.m.)
Gnojowica bydła 0,3 7,3 44,5 0,06 5,9 7,7 270
Gnojowica świń 0,4 9,4 309 0,02 10,3 6,2 858
Obornik bydła 0,29 12,9 39,0 0,03 5,2 30,0 190
Obornik świń 0,33 10,3 450 0,04 9,5 5,1 1068
Obornik kurzy 0,25 4,4 52,6 0,02 8,1 7,2 336
Tabela 4. Orientacyjna zawartość suchej pozostałości (SP) i suchej pozostałości organicznej
w odpadach produkcji rolnej, u\
ywanych do fermentacji metanowej (Steppa 1992)
Procent zawartości w świe\
ej masie
Rodzaj odpadów
SP SPO
Odchody bydła 11 9
Gnojowica bydlęca 6,5 - 10,5 4,8 - 8,0
Odchody trzody 8,5 6,5
Gnojowica trzody 1,8 - 8,0 1,4 - 5,8
Odchody drobiu 22 17
Obornik 20 18
Do rozprzestrzeniania się bakterii fermentacyjnych nie jest w zasadzie niezbędna woda.
W pierwszym etapie fermentacji stałe odpady są upłynniane. Tam jednak, gdzie surowiec do
fermentacji jest transportowany za pomocą pomp i rurociągów lub mieszany, sucha
pozostałość (SP) nie mo\
e przekroczyć 12%. Obornik, czy te\
inne odpady o konsystencji
stałej mogą mieć oczywiście mniejsze uwilgotnienie, lecz wymagają stosowania
odpowiednich technologii. Zbyt du\
a zawartość wody w dotychczas stosowanych
technologiach jest niepo\
ądana. Jest to po prostu niepotrzebny balast, który zwiększa
nakłady inwestycyjne i eksploatacyjne. Zawartość suchej pozostałości (SP) i suchej
pozostałości organicznej (SPO) w surowcach pochodzenia rolniczego zamieszczono w
tabeli 4 a średnią dobową produkcję odchodów wydalanych przez zwierzęta gospodarskie w
tabeli 5 (Steppa 1992).
10
11
Tabela 5. Średnia produkcja odchodów wydalanych przez zwierzęta (Steppa 1992)
Åšrednia produkcja
Gatunek zwierzÄ…t
1/szt. na dobÄ™
Bydło:
Cielęta do 1 roku 10 - 16
MÅ‚odzie\
1  2 lata 16 - 20
Bukaty 18 - 34
Krowy mleczne 30 - 45
Trzoda chlewna:
Maciory i knury 10 - 16
Tuczniki 80 kg 3 - 5
Prosięta do 60 dni 2 - 3
Kury nioski 6,6x/
Średnia produkcja obornika z obory krów mlecznych 49 kg/d
x/ w przeliczeniu na 100 kg \
ywej wagi zwierzÄ…t
6.3. Substraty roślinne wykorzystywane do produkcji biogazu
6.3.1. Kiszonka z kukurydzy
Wśród roślin wykorzystywanych do produkcji biogazu zdecydowanie wyró\
nia siÄ™
kukurydza. Jej uprawa jest mo\
liwa praktycznie w całej Polsce (rys. 2.). Od wielu lat jest ona
uprawiana przede wszystkim na cele \
ywieniowe do sporządzania kiszonki dla bydła.
Kukurydza ze względu na du\
ą wydajność kiszonki z 1 ha oraz znakomitą przydatność do
fermentacji metanowej jest szczególnie cenną rośliną energetyczną  tak\
e jako substrat do
produkcji biogazu. Produkcja biogazu na bazie gnojowicy bydlęcej czy świńskiej jest mało
efektywna, poniewa\
surowce te ubogie są w związki, które podczas fermentacji ulegają
przemianie na biogaz (gnojowica zawiera 8% suchej masy). Biogazownie rolnicze do
produkcji biogazu wykorzystują, oprócz odchodów zwierzęcych, rośliny o wysokim potencjale
produkcyjnym biomasy. Szczególnie przydatna jest tutaj kiszonka z kukurydzy, która nie
tylko jest dobrą paszą dla bydła, ale równie\
dobrym substratem do produkcji biogazu
(Niedziółka 2007).
Kiszonka z kukurydzy jest stabilnym substratem zapewniajÄ…cym wytwarzanie biogazu na
stałym poziomie (jest to wa\
ne przy sporzÄ…dzaniu wsadu do komory fermentacyjnej,
składającego się z gnojowicy i kiszonki) (Podkówka 2006). Z 1 kg suchej masy uzyskuje się
od 622,6 do 706,1 litra biogazu, zaś z 1 tony świe\
ej masy najwięcej biogazu uzyskuje się z
kiszonki kukurydzy (tab. 6).
Z 1 tony kiszonki z kukurydzy o zawartości suchej masy 30-40% mo\
na więc
wyprodukować 170-220 m3 biogazu o zawartości metanu 50-55%. Z 1 m3 kiszonki z
kukurydzy, przy wysoko sprawnej biogazowni uzyskać mo\
na 13 kWh prÄ…du elektrycznego
w ciągu godziny, co daje 312 kWh w ciągu doby (Podkówka 2007). Dla zapewnienia
wysokiej efektywności biogazownia rolnicza powinna pracować przez cały rok, co wymaga
zabezpieczenia odpowiedniej ilości biomasy. W związku z tym zachodzi konieczność
zmagazynowania znacznych ilości biomasy w postaci kiszonki, którą sukcesywnie będzie
mo\
na wykorzystać w okresie zimowym i wczesnowiosennym (Niedziółka 2007). W tym
przypadku dobre efekty w produkcji biogazu uzyskuje się z mieszaniny składającej się z
gnojowicy i kiszonki z kukurydzy. Z mieszaniny składającej się z 2,07 ton kiszonki z
kukurydzy oraz 5,2 m3 gnojowicy uzyskać mo\
na 548 m3 biogazu o zawartości 54% metanu.
11
12
Optymalny stosunek gnojowicy do kiszonki z kukurydzy wynosi 2:1, czyli 2 m3 gnojowicy do 1
tony kiszonki (Podkówka 2007, Szlachta i inni 2009).
Tabela 6. Produkcja biogazu (Podkówka 2006)
Korzenie Zielonka Odpady
Wyszczególnienie
buraczane z kukurydzy z kapusty
Zawartość suchej masy (%) 16,3 37,4 12,5
Sucha masa organiczna (%) 91,1 95,6 93,1
Wydajność biogazu z suchej masy organicznej (l/kg) 643,5 622,6 706,1
Wydajność biogazu ze świe\
ej masy m3/t 95,5 222,7 83,7
Zawartość metanu w biogazie (%) 51,0 52,2 55,2
Produkcja energii elektrycznej z 1tony świe\
ej masy
173,0 412,7 146,7
(kWh)
Rys. 2. Uprawa kukurydzy w Polsce (PÅ‚atek 2007)
Tabela 7. Produkcja biogazu z kiszonki kukurydzy (Podkówka 2007)
Sucha Substancja organiczna Wydajność Zawartość metanu
Wydajność
masa w suchej masie biogazu w biogazie
(t/ha)
(%) (%) (m3/ha) (%)
50,0 33,0 95,0 9405 52,2
W chwili obecnej brak danych odnośnie udziału w kiszonce szkodliwych substancji
organicznych oraz ewentualnym du\
ym udziale metali ciÄ™\
kich w kiszonce (tab. 8).
12
13
Tabela 8. Zawartości substancji mineralnych i pierwiastków śladowych w kiszonce z
kukurydzy (Schattauer i in. 2005)
Ca P Na Mg K Cd Cr Cu Ni Pb Zn Mn Fe
Podło\
e
(% s.m.) (mg / kg s.m.)
Kiszonka z
0,18 0,24 0,03 0,12 1,13 0,2 0,5 4,5-5 5 2 35-56 31 67
kukurydzy
6.3.2. Kiszonka z \
yta (GPS)
Inną cenioną rośliną uprawianą dla potrzeb produkcji biogazu są stare odmiany
\
yta charakteryzujÄ…ce siÄ™ wysokim plonem biomasy. W Niemczech wiele biogazowni
wykorzystuje taki właśnie substrat. Na uwagę zasługują tak\
e trawy i słonecznik (Płatek i in.
2007). śyto posiada niskie wymagania co do jakości gleby i klimatu i z tego powodu mo\
na
je uprawiać na zimniejszych względnie mniej \
yznych obszarach. Zbiór ziaren \
yta wynosi w
przybli\
eniu od 5 do 6 t/ha, stosunek ziarna do słomy wynosi około 1:1,6. Daje to łączny
zbiór w ilości od 13 do 15 t suchej masy na hektar. Poniewa\
\
yto mo\
na zbierać tylko jeden
raz w roku, zakiszanie jest szczególnie uzasadnione, poniewa\
umo\
liwia przez cały rok
utrzymanie podło\
a o takich samych właściwościach. Tabela 9 przedstawia najwa\
niejsze
dane dotyczÄ…ce kiszonki z \
yta. Dane dotyczÄ…ce stÄ™\
eń metali cię\
kich sÄ… obecnie
niedostępne, jednak z reguły nie przekraczają dopuszczalnych granic. Całoroczne
magazynowanie jest mo\
liwe poprzez zakiszanie materiału, bez szczególnych wymagań
odnośnie higieny lub substancji zakłócających (tab. 8).
Tabela 9. Właściwości kiszonki \
yta z całych roślin (Praca zbiorowa 2005)
N NH4 P Uzysk biogazu
S.m. S.m.o. Zawartość
Podło\
e
(m3/t (m3/t
(%) (% s.m.) CH4(%obj.)
(% s.m.)
Å›.m.) s.m.o)
śyto GPS 30-35 92-98 4,0 0,57 0,71 170-220 550-680 Około 55
Zielone \
yto jest najszybciej rosnÄ…cym poplonem ozimym, poza tym jego specyficzne
zapotrzebowanie na wodÄ™ jest mniejsze ni\
u innych poplonów ozimych. Korzystne są
specjalne gatunki zielonego \
yta. Ziarno siewne tych gatunków jest wprawdzie drogie z
powodu mało wydajnej produkcji nasion, ale za to całe rośliny są bogatsze w masę i dojrzałe
do koszenia o pięć dni wcześniej ni\
gatunki produkujące więcej ziarna. Kukurydza ma w
porównaniu z zielonym \
ytem zdecydowanie wy\
szy potencjał plonowania. Całkowity zysk z
plonów zielonego \
yta stosowanego zamiennie z kukurydzą powinien być znacznie wy\
szy,
gdy\
poza 100-200 euro kosztów wysiewów trzeba jeszcze sfinansować drugi plon,
przeznaczony na kiszonkÄ™. Przy Harvestindex (indeks plonowania) 0,40 dla \
yta lub
pszen\
yta nale\
y przemno\
yć plon ziarna (84% masy suchej) przez współczynnik 1,8, aby
uzyskać wyobra\
enie o wysokości zbiorów całych roślin kiszonkowych w momencie
dojrzałości woskowej. Dla 80 q plonu zbo\
a wypadłoby 14 t masy suchej, ale takie plony na
wielu stanowiskach nie są pewne. Poza tym koszty produkcji kiszonki z całych roślin są o
około 100 euro ni\
sze ni\
koszty produkcji kiszonki z kukurydzy. Obni\
enie kosztów mo\
liwe
jest tak\
e dzięki temu, \
e uprawa na kiszonki całych roślin nie wymaga intensywnego
stosowania środków ochrony roślin (www.roggenforum.pl). Dzięki temu kiszonka z \
yta
zyskuje du\
e znaczenie przy produkcji biogazu ( Tab. 12.).
6.3.3. Kiszonka z trawy
13
14
Uprawa i koszenie trawy względem wykorzystania kiszonki z trawy. Podobnie jak
w przypadku kukurydzy, nie sprawia \
adnych problemów w obróbce mechanicznej. W
zale\
ności od warunków atmosferycznych i klimatycznych, rocznie mo\
na uzyskać od trzech
do pięciu koszeń. Ilość kiszonki trawy, która pozostaje ostatecznie do wykorzystania w
instalacjach biogazowych, zale\
y od wielu czynników jak:
- jakość gleby,
- warunki klimatyczne,
- rodzaj i gatunek roślin,
- stopień dojrzałości w chwili koszenia,
- rodzaj konserwacji i składowania.
Z powodu tak wielu czynników nie mo\
na podać dokładnych danych dotyczących zbioru
trawy. Właściwości kiszonki trawy podaje tabela 10, natomiast zawartość metali cię\
kich
tabela 11. Kiszonka z trawy w regionach z chowem krów mlecznych stanowi główny składnik
paszy na zimÄ™. Wykorzystanie kiszonki trawy jako surowca do instalacji biogazowych mo\
e
tu mieć miejsce wyłącznie z u\
ytków zielonych, które nie są potrzebne do pozyskiwania
paszy. Do uprawy traw mo\
na równie\
wykorzystać obszary le\
ące odłogiem.
Tabela 10. Właściwości kiszonki trawy (Praca zbiorowa 2005)
N NH4 P2O5 Uzysk biogazu
Zawart
S.m. S.m.o.
Podło\
e ość CH4
(m3/t
(%) (% s.m.)
(% s.m.) (m3/t Å›.m.)
(%obj.)
s.m.o)
Kiszonka
25-50 70-95 3,5-6,9 6,9-19,8 0,4-0,8 170-200 550-620 54-55
trawy
Tabela 11. Zawartości metali cię\
kich w kiszonce trawy (Praca zbiorowa 2005)
Cd Cr Cu Ni Pb Zn
Podło\
e
mg / kg s.m.
Kiszonka trawy 0,2 1,4 8,1-9,5 2,1 3,9 38-53
Tabela 12. Produkcja biogazu i energii z niektórych surowców roślinnych
(Podkówka 2006)
Plon świe\
ej
Biogaz Energia
masy
Substrat roślinny
dt/ha m3/ha GJ/ha
Kukurydza (całe rośliny) 300-500 4050-6750 87-145
Lucerna 250-350 3960-4360 85-94
śyto 300-400 1620-2025 35-43
Pszen\
yto 300 2430 52
Buraki cukrowe (korzeń) 400-700 10260 220
Buraki cukrowe (liście) 300-500 3375 72
SÅ‚onecznik 300-500 2430-3240 52-70
Rzepak 200-350 1010-1620 22-37
O przydatności kiszonki z \
yta i kukurydzy świadczy głównie fakt, \
e ten rodzaj biomasy
posiada niewielką ilość zanieczyszczeń mineralnych. Dzięki temu unika się problemów z
piaskiem, który gromadziłby się w zbiornikach fermentacyjnych, np. gdyby były
wykorzystywane rośliny okopowe. Poza tym kiszonka z kukurydzy, \
yta, czy ziarno to
14
15
produkty, których wytwarzanie i przechowywanie nie sprawiają trudności \
adnemu z
doświadczonych rolników (Jaskółka  Grylewicz 2005).
Tabela 13. Produkcja biogazu z biomasy upraw rolniczych i kalkulacja opłacalności
(Podkówka 2006)
Kiszonka z Ziarno
Wyszczególnienie CCM
kukurydzy pszenicy
Wydajność (dt/ha) 500 140 80
Sucha masa (%) 33 60 87
Substancja organiczna w suchej masie (%) 95 98 98
Wydajność biogazu (litrów/ kg suchej masy
600 664 700
substancji organicznej)
Zawartość metanu w biogazie (%) 52,2 52,7 52,8
Wydajność biogazu (m3/ha) 9405 5466 4720
Współczynnik sprawności w elektrowni
36 36 36
cieplnej (%)
Wydajność energii elektrycznej (kWh/ha) 15 906 9333 8700
Cena sprzeda\
y energii elektrycznej
0,17 0,17 0,17
(euro/kWh)
Wartość sprzedanej energii elektrycznej
2704 1586 1479
(euro/ha)
Według Podkówki (2006) kiszonka z kukurydzy jest stabilnym substratem, zapewniającym
wytwarzanie biogazu na stałym poziomie (jest to wa\
ne przy sporzÄ…dzaniu wsadu do komory
fermentacyjnej, składającego się z gnojowicy i kiszonki). Wyniki badań nad wykorzystaniem
kiszonki z całych roślin kukurydzy, CCM i ziarna pszenicy do produkcji biogazu oraz
wytwarzania prÄ…du elektrycznego dowodzÄ…, \
e w 2006 roku przy cenie sprzeda\
y energii
elektrycznej produkowanej z biogazu 0,17 euro/kWh (Tab. 13.):
- najwy\
szą wartość sprzedanej energii elektrycznej uzyskano w przypadku
wykorzystania kiszonki z kukurydzy,
- najni\
szÄ… w przypadku ziarna pszenicy.
Koszty pozyskiwania biomasy do biogazowni oraz koszty zagospodarowania odpadu
pofermentacyjnego przedstawiono w tab. 14. Analizowano opłacalność zastosowania
kiszonki z kukurydzy w porównaniu do CCM i ziarna pszenicy. Z danych wynika, \
e
najwy\
szą nominalną wartość energii elektrycznej z jednostki powierzchni uzyskuje się z
uprawy kukurydzy z przeznaczeniem na kiszonkę z całych roślin, zaś najni\
szÄ… z pszenicy.
Najwy\
szy koszt wytwarzania energii elektrycznej występuje w przypadku CCM, z
powodu wysokich kosztów przetwarzania (tab.14). Analiza danych zawartych w tabeli 14
wskazuje na znaczny wzrost kosztów zbioru i transportu kukurydzy na kiszonkę przy
wzroście odległości między polem a biogazownią z 10 km do 20 km. Przy wzroście
odległości z 5 km do 10 km koszty zwózki kiszonki kukurydzy rosną z 229,5 EUR do 308
EUR, a przy wzroście odległości z 10 km do 20 km  do 498 EUR, - a więc o 190 EUR. W
przypadku pszenicy wzrost między polem a podwórzem z 10 km do 20 km powoduje wzrost
kosztów transportu tylko o 33,7 EUR/ha. Wynika z tego, \
e ze względu na wy\
szÄ…
koncentracjÄ™ energii i mniejszÄ… masÄ™, wo\
enie pszenicy jest znacznie mniej kosztowne
ani\
eli wo\
enie kiszonki kukurydzy (Zawieja 2006).
Tabela 14. Szacunkowe koszty uzyskania biomasy dla biogazowni (Podkówka 2006)
15
16
Jednostka Kiszonka z Pszenica
Wyszczególnienie CCM
miary kukurydzy (ziarno)
Plon dt/ha 500 140 80
Koszt biomasy euro/ha 835 840 800
Koszt zbioru, zakiszania,
euro/ha 245 307 52
przechowywania
Koszty silosu, magazynowania euro/ha 75 28 19
Koszty folii do przykrycia euro/ha 20 5,6
Straty podczas kiszenia, magazynowania % 10 10 3
Koszty wybierania kiszonki, ziarna euro/ha 36 10,08 6,3
Koszt biomasy loko biogazownia, bez
euro/ha 1211 1191 877
kosztów transportu
Koszty biogazowni 1 tony świe\
ej masy euro/t 24,24 85,16 109,71
Nominalna wartość energii elektrycznej euro/ha 2704 1582 1479
Dochód biogazowni euro/ha 1493 396 602
Koszty wytwarzania energii elektrycznej
ct./kWh 7,6 12,8 10,1
loko biogazownia
PowstajÄ…cy odpad pofermentacyjny w
t/ha 38,2 7,2 2,1
biogazowni
Koszty rozprowadzania odpadu
euro/t 2 2 2
pofermentacyjnego
Koszty zagospodarowania odpadu
euro/ha 76,4 14,4 4,2
pofermentacyjnego
Koszty wytwarzania energii elektrcznej,
Å‚Ä…cznie z zagospodarowaniem odpadu ct./kWh 8,1 12,9 10,1
pofermentacyjnego
16
17
Tabela 15. Koszty zbioru i transportu odtwarzalnych surowców roślinnych przy ró\
nych
odległościach między biogazownią a polem (Zawieja 2006)
Koszty zbioru i transportu
Odległość między odtwarzalnych surowców
Roślinny surowiec polem a
energetycznych
biogazowniÄ… km
euro/t euro/ha
2,5 3,85 191
5 4,59 229,5
Kiszonka z kukurydzy - 50 t
10 6,16 308
20 9,97 498,5
2,5 11,46 160,44
5 12,02 168,28
CCM - 14 t
10 13,25 185,5
20 16,27 227,79
2,5 10,35 103,5
5 11,02 110,2
Zbo\
a - 10 t
10 12,25 122,5
20 15,62 156,2
6.4 Kiszonka z buraków cukrowych i innych roślin
W licznych wyliczeniach symulacyjnych odnośnie wielkości areału gruntów, które
mogą zostać przeznaczone pod uprawę roślin energetycznych, wskazuje się na
powierzchniÄ™ ok. 1,5 mln ha, z czego ok. 400.000 ha to grunty o najwy\
szej bonitacji
pszenno  buraczanej, na których do roku 2000 uprawiane były buraki cukrowe. Przy
drastycznej likwidacji polskiego przemysłu cukrowniczego (w roku 2000 w kraju
funkcjonowało 76 cukrowni podczas gdy w roku 2009 ju\
tylko 19) nastąpiło znaczne
ograniczenie powierzchni uprawy buraków cukrowych z 550 tys. ha do ok. 150 tys. ha. W ten
sposób pojawia się wolna przestrzeń do uprawy buraków cukrowych z przeznaczeniem na
cele energetyczne do biogazowi. Takie rozwiÄ…zanie mo\
e zapewnić rolnikom ciągłość
uprawy i dochodów, bowiem doświadczenia wykazują (A
ukaszek 2009), \
e wykorzystanie
buraków do celów energetycznych w warunkach Polskich wypada bardzo obiecująco
zarówno pod względem przydatności do wykorzystana w biogazowniach jak równie\
pod
względem ekonomicznym dla rolników. Badania porównawcze (A
ukaszek 2009) wykonane w
oparciu o potencjał energetyczny kukurydzy, topinamburu oraz buraka energetycznego
uprawianych na powierzchni 1,5 mln ha (z podziałem uprawy na: 1/3 buraki, 1/3 kukurydza i
1/3 topinambur) + 30% odchodów z wielkotowarowych ferm trzody, bydła i drobiu + 30%
odpadów poprodukcyjnych zakładów przetwórczych przemysłu rolno  spo\
ywczego
wykazały, \
e dla wymienionego areału istnieje mo\
liwość wyprodukowania w ciągu roku
około 8 mld m3 czystego metanu stanowiącego, równowa\
nik gazu ziemnego GZ-50, tj. ilości
wymaganej do zasilania bioelektrowni o mocy ok. 7  8 tys. MW.
Nale\
y zaznaczyć, \
e l latach 2004  2005 zintensyfikowano prace nad uzyskaniem
buraka cukrowego przeznaczonego do celów energetycznych, zwanych potoczne burakiem
energetycznym. Ostatnie doniesienia mówią o zło\
eniu przez Strube i KWS do rejestracji
17
18
nowych odmian buraka nazwanego ju\
energetycznym, przeznaczonego właśnie stricte do
celów energetycznych). Efekty prac badawczych są obiecujące, bowiem firma Strube 
Dieckman na polu doświadczalnym na terenie Lubelszczyzny uzyskał w jednej ze swych
odmian plonowanie na poziomie 226 ton masy zielonej z ha, a KWS na Dolnym ÅšlÄ…ski 220
ton z ha  przy czym tÄ™ ostatniÄ… informacjÄ™ nale\
y traktować jako niepotwierdzoną  nie
udało się uzyskać ze strony KWS jednoznacznej odpowiedzi potwierdzającej ten wynik.
Badania poziomu biogazowania kiszonki z odmiany Strube  Dieckman dały uśredniony
wynik 242 m3 z 1 tony masy zakiszonej. Wynik ten jest zbli\
ony do matematycznych wyliczeń
potencjału wygazowania opartego o bilans masowy (A
ukaszek 2009).
Nale\
y podkreślić wysoki poziom biogazodajności tego surowca przy zakiszeniu w
rękawach z wyssaniem powietrza (po skompletowaniu substratu we właściwej proporcji liści i
korzenia buraków  w takiej proporcji wagowej jaka występowała przy zbiorze liście do
korzenia 1,2 : 1,0), który w licznych próbach był stosunkowo zbli\
ony i w poszczególnych
próbkach wynosił: 325, 342, 337, 352, 361, 347, 331, 362, 345, 341 m3 z 1 tony masy
zakiszonej. Ró\
nice były nieznaczne  poziom minimalny (325) i maksymalny (362) dzieli
zaledwie 11,384 %. Ró\
nice wynikać mogą ró\
nej dokładności oczyszczenia buraków,
ró\
nicy w poziomie cukru (część materiału miała bardziej wybujałe rozety liści, część była
bardziej rozbudowana w korzeniu) (A
ukaszek 2009).
Porównywalne wyniki z buraków bez wyssania powietrza z rękawów były średnio o
około 50 m3 z 1 tony masy zakiszonej ni\
sze. Pomimo, \
e wyniki te zaprezentowano w roku
2008 w czasie spotkania w Institut für Energetik und Umwelt GmbH w Lipsku i nie zostaÅ‚y
dotychczas opublikowane, to jednak mo\
na przyjąć, \
e w porównaniu z innymi roślinami
energetycznymi, kiszonka z buraków energetycznych stanowi ogromny potencjał
energetyczny. Wstępne szacunki wskazują, \
e koszt kiszonki z buraków energetycznych
loco bioelektrownia mo\
e wynosić 80 zł/tonę.
Rys. 3. Mycie korzeni buraków przed zakiszaniem oraz zakiszanie mieszaniny liści
i korzeni w rękawach (A
ukaszek 2009)
7. Podstawy w zakresie wiedzy o fermentacji beztlenowej
Technologia fermentacji beztlenowej obejmuje:
- przygotowanie i przeróbkę odpadów stałych (po usunięciu z nich kamieni, metali,
szkła, tworzyw sztucznych itp.) polegającą na ich rozdrobnieniu oraz wymieszaniu z
osadami płynnymi, które po zmiksowaniu tworzą płynny i jednorodny wsad do
bioreaktora,
- zasadniczy proces fermentacji beztlenowej,
- odwodnienie i osuszenie przefermentowanego osadu (humusu).
18
19
7.1. Przebieg fermentacji beztlenowej
Fermentacja metanowa to zło\
ony proces biotechnologiczny, składający się z
czterech faz: hydrolizy, fazy fermentacji kwaśnej (acidogennej), fazy octanogennej i fazy
metanogennej. Przebieg tych faz ma istotne znaczenie na efektywność i skuteczność
procesu fermentacji metanowej (Buraczewski i Bartoszek 1990) (rys. 4.):
" faza hydrolityczna - rozkład spolimeryzowanych, nierozpuszczalnych związków
organicznych (białka, węglowodany, tłuszcze) przy współudziale zewnątrzkomórkowych
enzymów. Białka ulegają hydrolizie do aminokwasów, wielocukry (w tym celuloza) do cukrów
prostych, a tłuszcze do alkoholi wielowodorotlenowych i kwasów tłuszczowych: C6H10O4 +
2H2O C6H12O6 (cz. organiczna\glukoza)
" faza acidogenna (kwasogeneza) - rozkład produktów hydrolizy do krótkołańcuchowych
kwasów organicznych, głównie (76%) do lotnych kwasów tłuszczowych (mrówkowy, octowy,
propionowy, masłowy, walerianowy, kapronowy), alkoholi (metanol, etanol), aldehydów i
produktów gazowych CO2 i H2O. Pozostała część biodegradowalna rozkładana jest do
octanów (ok. 20%):
C6H12O6 2CH3CH2OH + 2CO2 (glukoza\etanol)
C6H12O6 + 2H2 2CH3CH2COOH + 2H2O (glukoza\kwas propionowy)
Niektóre ze związków powstałych w fazie acidogennej mają charakter metanogenny i są
wykorzystywane przez bakterie metanowe ( kwas octowy, kwas mrówkowy, metanol, CO2 i
H2O ). Redukcja dwutlenku węgla wodorem obni\
a ciśnienie cząstkowe wodoru, co jest
zjawiskiem korzystnym dla fazy acetogennej (Kowalczyk  Juśko i in. 2005).
Rys. 4. Schemat przemian biochemicznych podczas fermentacji metanowej biomasy;
(1) bakterie fermentacyjne, (2) bakterie wytwarzające wodór i kwas octowy,
(3) bakterie metanogenne (Buraczewski i Bartoszek 1990)
" faza acetogenna (octanogeneza) - przetwarzanie etanolu oraz lotnych kwasów
tłuszczowych do octanów oraz CO2 i H2O przez bakterie acetogenne, których czas generacji
jest stosunkowo długi (84h). Zahamowanie aktywności tych bakterii prowadzi do kumulacji
lotnych kwasów organicznych, co prowadzi do obni\
enia odczynu i zahamowania wzrostu
bakterii metanogennych. Wówczas uaktywniają swoją działalność bakterie homoacetogenne,
produkujÄ…ce octany z CO2 i H2O , umo\
liwiając rozwój bakterii acetogennych, a póz
niej
metanogennych. Do najwa\
niejszych reakcji w tej fazie nale\
Ä…:
C6H12O6 + 2H2O 2CH3COOH + 2CO2+4H2 (glukoza/octan)
CH3CH2OH + 2H2O CH3COO + 2H2+ H+ (etanol/octan)
2HCO3 + 4H2 + H+ CH3COO + 4H2O (wodorowęglan/octan)
19
20
" faza metanogenna: produkcja metanu przez bakterie metanowe (autotroficzne i
heterotroficzne). Około 2/3 metanu powstaje z octanów lub alkoholi:
2CH3CH3OH + CO2 2CH3COOH + CH4
CH3COOH CH4 + CO2
CH3OH + H2 CH4 + 2H2O
a 1/3 z redukcji dwutlenku węgla wodorem:
CO2 + 4O2 CH4 + 2H2O (Kowalczyk  Juśko 2005).
8. System NaWaRo produkcji biogazu
System produkcji  NaWaRo wdra\
any w Niemczech, wykorzystuje głównie kiszonki z
roślin (kukurydzy, traw, buraków, itp.), zaś inne substraty (np. gnojowica, ziarno zbó\
czy
odpady) wykorzystywane sÄ… w zale\
ności od konkretnych uwarunkowań gospodarstwa.
Biogazownia taka składa się z komór: fermentacyjnej i pofermentacyjnej oraz modułu
kogeneracyjnego (Rys. 5.). Kosubstraty zgromadzone są uprzednio w zbiornikach wstępnych
(np. gnojowica) oraz kiszonki po rozdrobnieniu i homogenizacji stają się wkładem
energetycznym do instalacji biogazowej, a nośnikiem energetycznym jest biometan (Rusak
2006).
Rys. 5. Biogazownia w systemie produkcji NaWaRo (Rusak 2006)
W komorze fermentacyjnej następuje proces fermentacji metanowej  składający się z
czterech faz (omówiony wcześniej). Udział kiszonek zale\
y od stÄ™\
enia suchej masy w
fermentorze. Przykładowo dla biogazowni o mocy 500kWe, przy ilości gnojowicy świńskiej 55
t/dobÄ™ , wymagane jest 22 t/dobÄ™ kiszonki. Umo\
liwia to produkcję biogazu o zawartości
53,66% biometanu. Utrzymanie właściwego stę\
enia wsadu w przestrzeni fermentora
zapewniają mieszadła mechaniczne, uniemo\
liwiajÄ…ce wystÄ…pienie stref przeciÄ…\
enia
Å‚adunkiem organicznym. Osad pofermentacyjny jest transportowany do komory
pofermentacyjnej, w której zachodzi proces wygaszania fermentacji i odgazowania osadu,
wykorzystywany następnie jako nawóz rolniczy (Rusak 2006). Wyprodukowany biometan, po
usunięciu siarkowodoru, jest kierowany do modułu kogeneracyjnego - silnika gazowego, w
którym energia chemiczna biogazu ulega konwersji na energię elektryczną oraz cieplną.
Modułem kogeneracyjnym jest silnik gazowy napędzający turbinę. Część tej energii jest
przeznaczona na pokrycie własnych potrzeb, pozostała jest sprzedawana odbiorcom
zewnętrznym. Je\
eli instalacja kogeneracyjna nie pracuje, urzÄ…dzeniem spalajÄ…cym biogaz
20
21
jest pochodnia gazowa. Stany te są najczęściej krótkotrwałe i sporadyczne (wymiana oleju,
wymiana filtrów, pomiar luzów, sprawdzenie rozrządu itd.). Elektrociepłownia biogazowa
wyposa\
ona jest w urządzenia i podzespoły zapewniające bezpieczną eksploatację (system
detekcji biogazu, niezale\
ne systemy zabezpieczeń poziomów oraz ciśnień) oraz zdalny
monitoring (automatyka sterujÄ…ca i kontrolujÄ…ca) (Rusak 2006).
9. Charakterystyka ciÄ…gu technologicznego produkcji biogazu
Ka\
da z instalacji do produkcji biogazu ma odmiennÄ…, indywidualnÄ… konstrukcjÄ™,
dostosowaną do ró\
nego składu materiału wsadowego. Zazwyczaj ciąg technologiczny do
produkcji biogazu składa się z następujących elementów:
" budynek inwentarski (np. obora, chlewnia), gdzie pozyskiwany jest główny materiał
do produkcji biogazu,
" zbiornik surowca,
" komora fermentacji,
" zbiornik magazynujÄ…cy,
" urzÄ…dzenia do oczyszczania biogazu,
" urządzenia do produkcji energii elektrycznej i/lub ciepła.
Rys. 6. Obieg technologiczny substratów pofermentacyjnych w biogazowni rolniczej (Uzar 2008)
9.1. Rodzaje technologii biogazowych
Dla pozyskania biogazu o najwy\
szej wartości opałowej oraz uzyskania wysokiej
efektywności dezaktywacji odpadów, w biogazowniach stosowane są ró\
ne technologie
produkcji, które ulegają ciągłemu udoskonalaniu. Prowadzone są intensywne prace nad
rozwojem i modyfikacją technik przeprowadzania samej fermentacji jak równie\
procesów
poprzedzających. Wprowadzanie innowacyjnych rozwiązań głównie dotyczą zmian w
budowie reaktora, metod w prowadzeniu beztlenowego unieszkodliwiania odpadów, rodzaju
stosowanego wsadu jak równie\
jego wstępne przygotowanie. Jest wiele wariantów w
przeprowadzaniu procesów technologicznych, gdzie najpopularniejsze to:
Zawartość suchej masy w substracie (Jędrczak 2007):
- proces mokry (<15% s.m.)
- proces suchy (>20% s.m.)
Tryb napełniania materiałem:
- ciągły
21
22
- nieciągły
- quasi  ciągły
Liczba stopni fermentacji:
- technologie jednostopniowe
- technologie wielostopniowe
Temperatura procesu:
- proces mezofilowy (34-37 oC)
- proces termofilowy (55-60 oC)
9.1.1. Przebieg technologii mokrej
Fermentacja mokra jest najbardziej rozpowszechniona  szczególnie
jednostopniowy proces fermentacji mezofilowej odpadów o zawartości substancji stałych od
3 do 8%, wraz z mieszaniem. Typowa instalacja do tego typu technologii składa się z pulpera
i komory fermentacyjnej co obrazuje rys. 7.
Rys. 7. Instalacja do jednostopniowej fermentacji odpadów metodą mokrą (Jędrczak 2007)
Wa\
nym czynnikiem warunkującym prawidłowy przebieg tej metody jest dokładne
oczyszczenie substratów z zanieczyszczeń mineralnych przy minimalnych stratach
składników ulegających biodegradacji. Odpady przed podaniem do pulpera podlegają
wcześniejszemu sortowaniu, następnie ulegają przesiewaniu w sitach bębnowych. Dalsze
oczyszczanie biofrakcji odbywa siÄ™ w pulperze. Wa\
ne jest by utrzymać odpowiednia
wilgotność substratu w pulperze, właściwej dla procesu fermentacji. W tym wypadku
wykorzystuje się wodę lub ścieki z odwadniania przefermentowanych odpadów (woda
procesowa). Pozwala to na zaszczepienie surowca biomasą mikroorganizmów
zaadaptowanych do warunków fermentacji.
Bioodpady są wprowadzane do pulpera, w którym są intensywnie mieszane z wodą
technologiczną, za pomocą szybkoobrotowego mieszadła. Powoduje to rozwłóknienie i
rozdrobnienie zastosowanych odpadów do jednorodnej dającej się pompować zawiesiny. Po
zakończeniu procesu mieszania zawartość pulpera rozdziela się na trzy warstwy, w wyniku
ró\
nic gęstości (Jedrczak 2007):
1. Warstwa ciÄ™\
ka (kamienie, szkło, piasek) gromadzące się na dnie i są usuwane
przez system śluz.
2. Warstwa lekka (drewno, tworzywo) gromadzą się w górnej części pulpera i są
odcedzane od zawiesiny biofrakcji na kratach lub sitach.
3. Warstwa środkowa stanowi zawiesina rozwłóknionego materiału organicznego -
oczyszczona biograkcja, przeznaczona do fermentacji.
22
23
Zdarza siÄ™, \
e zawiesina otrzymana z pulpera wymaga dodatkowe doczyszczenia w tzw.
hydrocyklonach, gdy\
biofrakcja nie jest wystarczająco oczyszczona ze składników
mineralnych (Kisielewska 2009).
Tabela 16. Zalety i wady procesu fermentacji mokrej (Jędrczak 2007)
ZALETY WADY
- dobre usunięcie zanieczyszczeń lekkich i - większa pojemność reaktorów
ciÄ™\
kich w fazie przygotowania surowca
- du\
e zapotrzebowanie na wodÄ™
- konwencjonalne metody transportu i
- du\
e zapotrzebowanie na energiÄ™
mieszania
- du\
e przepływy materii
- korzystniejsza wymiana energii i
substancji od\
ywczych między
- ścieranie piaskiem elementów instalacji
składnikami substratów
- wymagane dodatkowe procesy rozdziału
- stabilna produkcja biogazu
fazy stałej i ciekłej
- niedługie czasy przetrzymania;
- instalacja efektywnie ogrzewalna, straty
ciepła dzięki zwartej konstrukcji
W instalacji w Puławach przygotowanie odpadów komunalnych do fermentacji opiera
się na ręcznym wybraniu odpadów wielkogabarytowych, oddzielenia frakcji grubych na sicie
obrotowym o prześwicie oczek 80 mm oraz wydzielenia z biofrakcji ferromagnetyków.
Zawiesina po oczyszczeniu w pulperze (czas sedymentacji ok. 5 min) przetłacza się od 7 do
9 razy przez hydrocyklon (czas cyklu od 70 do 110 min). Wielokrotne oczyszczanie
zawiesiny w hydrocyklonie pozwala całkowicie usunąć z niej cząstki stałe o wymiarach > 1,2
mm i ponad 80% frakcji piasku o ziarnach 0,5-1,2 mm. OczyszczonÄ… zawiesinÄ™ fermentuje
się w reaktorach z pełnym wymieszaniem. Maksymalne obcią\
enie komory fermentacyjnej
suchą masą organiczną w mokrej technologii określa zawartość suchej masy we wsadzie
(nie mo\
e przekraczać 15%). Mezofilowa fermentacja mokra wymaga średniego czasu
zatrzymania od 15 do 25 dni, ze względu na kinetykę przemian i przyrost biomasy.
Maksymalne obciÄ…\
enie objętości reaktora s.m.o. mo\
e się wahać od 4,0 do 6,5 kg
s.m.o./(m3 d). w przypadku fermentacji termofilnej wymagany czas fermentacji wynosi od 6
do 12 dni, a dopuszczalne obciÄ…\
enie objętościowe komory suchą masą organiczną mo\
e
wynosić od 8,0 do 12 kg s.m.o./(m3· d) (Kisielewska 2009). Ilość pozyskiwanego biogazu w
procesach fermentacji metodÄ… mokrÄ… zale\
y od rodzaju odpadów i techniki ich
przygotowania do fermentacji. W przypadku zmieszanych odpadów komunalnych istotny jest
wymiar oczek sita do wydzielania biofrakcji. Stosując sito o prześwicie 70 mm, z jednej tony
zmieszanych odpadów komunalnych powstaje ok. 45 m3n biogazu, natomiast przy prześwicie
150 mm, produkcja gazu rośnie do ok. 66 m3n/Mg surowych odpadów. Jednostkowa
produkcja biogazu zmienia siÄ™ tak\
e w skali roku. W jednostopniowym procesie fermentacji
bioodpadów waha się od 170 m3nCH4/kg s.m.o. (latem) do 320 m3nCH4/kg s.m.o. Przyczyną
ni\
szej produkcji w okresie letnim jest większy udział odpadów ogrodowych we wsadzie. Z
odpadów ogrodowych powstaje du\
o mnie biogazu ni\
z odpadów kuchennych, z powodu
zawartości włókien ligniny (Jędrczak 2007).
9.2. Przebieg fermentacji suchej
Jak wskazuje nazwa, fermentacji sucha bazuje na substratach suchych, w których
zawartość suchej masy mieści się w przedziale 16-40 %. Przekraczanie tych wartości nie
jest wskazane, gdy\
nadmierna ilość materiału wsadowego mo\
e zahamować proces
biologiczny wynikający z niedostatku wody. Aby fermentacja mogła prawidłowo przebiegać
23
24
zachodzi konieczność uwodniania biomasy, najczęściej poprzez podawanie odcieków lub
wody, gdy\
bakterie biorące udział w beztlenowym procesie do rozwoju potrzebują
środowiska wodnego. Ten proces jest stosowany w przedsiębiorstwach i w gospodarstwach
rolnych gdzie cały proces pozyskiwania biogazu opiera się na surowcach składowanych
luzem.
Ka\
dy substrat stały przed podaniem do komory fermentacyjnej, nale\
y poddać obróbce
wstępnej, polegającej na usunięciu metali i du\
ych kamieni, a następnie rozdrobnieniu i
przesianiu na sitach obrotowych. Konieczne jest usunięcie z substratu zanieczyszczeń o
wymiarach powy\
ej 40mm. Do transportu odpadów są stosowane urządzenia (przenośniki
taśmowe, podajniki ślimakowe), które wykazują znacznie większa odporność na
zanieczyszczenia tj. kamienie, szkło czy drewno. Stąd nie ma potrzeby usuwania z odpadów
przed fermentacjÄ… frakcji ciÄ™\
kich (drobnych kamieni i szkła) oraz lekkich, które przechodzą
przez sito lub ich dodatkowe rozdrabnianie jak to ma miejsce w technologii mokrej.
Tabela 17. Zalety i wady systemu fermentacji suchej (Scholwin i inni 2006)
ZALETY WADY
- mała objętość reaktora - specjalne techniki mieszania i transportu
- małe przepływy substancji - mo\
liwość wystąpienia nie pełnej
fermentacji
- prosta wstępna obróbka odpadów
- zagro\
enia spadku produkcji gazu przy
- mniejsze straty składników
zbyt wysokim jednostkowym obciÄ…\
eniu
biodegradowalnych w obróbce wstępnej
reaktora
- małe zapotrzebowanie na wodę i ciepło
- ciągła produkcja gazu wymaga
- powstawanie biogazu o znikomym
przesuniętej w fazie eksploatacji wielu
stÄ™\
eniu siarkowodoru a przez to brak
modułów na raz
konieczności stosowania instalacji do
- dla osiÄ…ganie wysokiego uzysku gazu
oczyszczania gazu
konieczne jest stosowanie sporych ilości
materiału zaszczepiającego fermentację
- konieczność zainstalowania techniki
zabezpieczeń przed ryzykiem wybuchu
podczas napełniania i opró\
niania
Teoretycznie maksymalne obciÄ…\
enie objętości reaktora suchą masą organiczną w
przypadku fermentacji mezofilowej mo\
e wahać się od 10 do 17 kg s.m.o./(m3d), gdzie czas
fermentacji wynosi 15-20 dni, a przy fermentacji termofitowej nawet ponad 20 kg s.m.o./(m3d)
przy czasie fermentacji ok.. 10 dni i zawartości s.m. we wsadzie >30%. Produkcja biogazu w
procesach suchej fermentacji bioodpadów waha się od 80 do 170 m3n/Mg surowych. Ni\
sze
wartości są charakterystyczne dla instalacji przetwarzanych odpady ogrodowe. Produkcja
metanu waha siÄ™ od 190 do 300 m3n/Mg s.m.o. wsadu, chocia\
zdarza się równie\
znacznie
wy\
sza ponad 400 m3n/Mg s.m.o. wsadu. Stopień rozkładu substancji organicznej z reguły
mieści się w granicach od 50 do 80%. Wydajność produkcji biogazu w procesach suchych
jest porównywalna z produkcją osiągalna w systemach mokrych (Jędrczak 2007).
Do procesu fermentacji suchej zaliczamy:
" MetodÄ™ kontenerowÄ…
" Fermentator boksowy
" Fermentator rękawowy
" Fermentator wannowy ew. tunelowy
9.2.1. Metoda kontenerowa
W metodzie kontenerowej biomasę wprowadza się do fermentatorów mobilnych
bÄ…dz
wsuwanych, które potem są hermetycznie zamykane. Mikroorganizmy zawarte w
substracie zaszczepiającym dodawanym do substratu świe\
ego ogrzewajÄ… masÄ™ substratu
w fazie pierwszej, kiedy to do fermentatora zostaje doprowadzone powietrze. Wtedy
24
25
zachodzi proces kompostowania z towarzyszÄ…cym mu uwalnianiem energii cieplnej. Po
osiągnięciu temperatury roboczej dopływ powietrza zostaje odcięty, zaś po zu\
yciu
doprowadzonego tlenu uaktywniają się mikroorganizmy, które - tak jak w procesie
fermentacji mokrej - przekształcają biomasę na biogaz. Biogaz zostaje wychwycony przez
przewody zbiorcze przyłączone do fermentora i odprowadzony do u\
ytku na potrzeby
energetyczne (Scholwin i inni 2006).
Rys. 8. Proces fermentacji suchej metodÄ… kontenerowÄ… (Scholwin 2006)
9.2.2. Fermentator boksowy
Pod względem kształtu fermentatory boksowe przypominają fermentatory kontenerowe,
ale są zbudowane z prefabrykatów betonowych w sposób gara\
owy. Przebieg
zachodzÄ…cego w nich procesu technologicznego jest taki, jak proces w fermentatorach
kontenerowych (Scholwin i inni 2006).
Rys. 9. Fermentator o zabudowie boksowej (Scholwin i inni 2006)
9.2.3. Fermentator wannowy (tunelowy)
W praktyce biogazowej znane są równie\
fermentatory rękawowe, które
umo\
liwiają przeprowadzenie quasi-ciągłego procesu w specjalnych wannach ew. w
tunelach. Przebieg procesu technologicznego w nich podobny do procesu zachodzÄ…cego w
rękawach foliowym, z tym, \
e istnieje większa kontrola jego przebiegu (Scholwin i inni 2006).
25
26
Rys. 10. Przebieg fermentacji w tunelach foliowych (Scholwin i inni 2006)
10. Tryb napełniania reaktora materiałem
Przebieg oraz skuteczność procesów zachodzących w biogazowi mają ścisły związek
ze sposobem napełniania komory fermentacyjnej świe\
ym materiałem wsadowym. Ogólnie
rozró\
nia się trzy podstawowe sposoby napełniania reaktora: tj. napełnianie nieciągłe, quasi
 ciągły oraz ciągłe
10.1. Napełnianie nieciągłe
Napełnianie nieciągłe odgrywa znaczna rolę w fermentacji suchej. Wyró\
niania siÄ™
tu: proces napełniania okresowego oraz metodę zbiorników wymiennych.
10.1.1. Napełnianie okresowe
Napełnianie okresowe jest głównie stosowane do podawania odpadów
zawierających suchą masę od 35 do 40% czy do fermentacji suchej. Reaktor jest napełniany
materiałem organicznym do określonego poziomu, szczelnie zamknięty bez dostępu
powietrza. Reaktor zostaje opró\
niony gdy zawarty w nim substrat znajdujÄ…cy siÄ™ w
reaktorze osiągnie zamierzony stopień rozkładu, wówczas komora fermentacyjna zostaje
opró\
niona. Pozostawiona jest niewielka ilość przefermentowanego substratu w celu
zaszczepienia surowego materiału. Du\
Ä… zaleta tego procesu jest nieskomplikowana
konstrukcja reaktora, wadą natomiast jest okresowa praca, podczas której nie jest mo\
liwe
utrzymanie stałej produkcji i jakości biogazu (rys. 11).
Rys. 11. Przebieg procesu napełniania reaktora metodą okresową (Scholwin i inni 2006)
26
27
10.1.2. Przebieg suchej fermentacji okresowej
Przed wykorzystaniem energetycznym odpady poddawane są ręcznemu usunięciu
zanieczyszczeń wielkogabarytowych, stłuczki szklanej, tworzyw sztucznych oraz metali
separatorem magnetycznym oraz zostają rozdrabniane za pomocą młynów młotkowych lub
ślimakowych do granulacji < 150 mm lub nawet < 50 mm (rys. 12). Z rozdrobnionych opadów
układane są pryzmy energetyczne o wymiarach: szerokość 60 m, długość ok. 100 m
wysokość 6 m. Pryzmy są szczelnie zamknięte oraz wyposa\
one w instalacje do ujmowania i
podgrzewania odcieków, nawadniania odpadów oraz odbioru biogazu. Czas trwania procesu
wynosi od 3 do 5 lat. Po zakończeniu fermentacji pryzmę rozbiera się a przefermentowane
odpady przesiewa siÄ™ na dwie frakcje: kompost oraz frakcjÄ™ palnÄ… w wariantach:
Uzyskany kompost mo\
e być wykorzystany rolniczo bezpośrednio lub po zmieszaniu z
kompostem tlenowym zastosowany do poprawy jakości zdegradowanych gruntów.
Optymalny czas kompostowania odpadu określa się na poziomie 14 dni. Frakcja palna (po
brykietowaniu), mo\
e być wykorzystywana jako tani opał bądz
mo\
e być składowana na
składowisku (Jędrczak 2007)
Rys. 12. Schemat jednostopniowej suchej fermentacji okresowej (Jędrczak 2007)
10.3. Metoda zbiorników wymiennych
Przebieg procesu z zastosowaniem dwóch zbiorków fermentacyjnych zapewnia
zdecydowanie wy\
szą stabilność przebiegu procesu produkcji biogazu.
Podczas powolnego i równomiernego napełniania reaktora pierwszego z zapasów
zbiornika wstępnego, w drugim reaktorze przebiega proces fermentacji. Gdy zbiornik
pierwszy zostanie całkowicie uzupełniony w substrat, wówczas następuje jednorazowe
opró\
nienie drugiego reaktora, w którym proces rozkładu dobiegł końca. Cała zawartość z
reaktora drugiego zostaje zgromadzona w zbiorniku składowym, natomiast zbiornik ten
zostaje ponownie powoli napełniany (rys.13) (Scholwin i inni 2006).
27
28
Rys. 13. Schemat funkcjonowania metody zbiorników wymiennych (Scholwin i inni 2006)
10.4. Napełnianie w trybie quasi-ciągłym i ciągłym
W trybie napełniania quasi-ciągłym i ciągłym mo\
na wyró\
nić metodę
przepływową, metodę magazynowania oraz kombinowaną metodę magazynowo-
przepływową. W przeciwieństwie do ciągłego trybu zapełniania w trybie quasi-ciągłym nie
przefermentowany Å‚adunek substratu przynajmniej raz w ciÄ…gu dnia roboczego wprowadza
się do fermentatora. Zaletą okazało się tutaj napełnianie zbiornika niewielkimi porcjami po
kilka razy w ciÄ…gu dnia (Scholwin i inni 2006).
10.4.1. Metoda przepływowa
Większość biogazowni pracuje w oparciu o metodę przepływową, kiedy kilka razy
dziennie substrat ze zbiornika wstępnego jest przepompowywany do zbiornika gnilnego.
Taka sama ilość świe\
ego substratu, która trafia do fermentatora, przedostaje się wskutek
wyporu albo jest wypompowana do zbiornika odpadów pofermentacyjnych. Sam fermentator
u\
ywany w takim procesie jest przez cały czas zapełniony, a jeśli jest opró\
niany, to
wyłącznie na czas remontów (rys 14). Metoda napełniania przepływowego cechuje się
równomierną produkcją biogazu oraz dobrym wykorzystaniem wydajności komory
fermentacyjnej. Niemniej jednak mo\
e tu zaistnieć pewne zagro\
enie wywołania przepływu
obejściowego przez fermentator, tj. nale\
y liczyć się z takim ryzykiem, \
e niewielka część
świe\
o doprowadzonego substratu mo\
e od razu przedostać się ze zbiornika bez rozkładu
(Scholwin i inni 2006).
28
29
Rys. 14. Metoda napełniania przepływowego (Scholwin i inni 2006)
10.4.2. Metoda magazynowa
W metodzie magazynowej fermentator i zbiornik odpadów pofermentacyjnych jest
połączony w jeden zbiornik. Przy odprowadzaniu przefermentowanego substratu ten
połączony zbiornik gnilno-składowy nie jest opró\
niany do końca, poniewa\
pozostawia siÄ™ w
nim resztkę materiału potrzebną do zaszczepienia świe\
ego substratu. Następnie zbiornik
ten jest powoli zapełniany stale dodawanym substratem pobieranym ze zbiornika wstępnego
(rys. 15). Produkcja biogazu przy stosowaniu tej metody napełniania cechuje się
równomiernością procesu zbli\
oną do metody przepływowej, a ponadto łatwiej tu uzyskać
dłu\
sze czasy przetrzymania w zbiorniku (Scholwin i inni 2006).
Rys. 15. Magazynowa metoda napełniania (Scholwin i inni 2006).
10.4.3. Kombinowana metoda przepływowo-magazynowa
W biogazowniach pracujÄ…cych przy zastosowaniu kombinowanej metody
przepływowo-magazynowej, zbiornik osadów pofermentacyjny jest zakryty. W ten sposób
powstajÄ…cy tu biogaz mo\
e być dodatkowo wychwytywany i wykorzystywany. W ten sposób
w metodzie tej, zbiornik odpadów pofermentacyjnych funkcjonuje jako  instalacja
magazynowa . W takim układzie funkcjonalnym biogazowni, część magazynującą poprzedza
podłączony do niej fermentator przepływowy. Z fermentatora przepływowego mo\
na równie\

wybierać substrat wtedy, jeśli np. zaistnieje zapotrzebowanie na du\
e ilości
przefermentowanego substratu do nawo\
enia (rys.16). Kombinowana metoda napełniania
pozwala na równomierną produkcję biogazu, jednak\
e bez mo\
liwości dokładnego
określenia czasów przetrzymania, poniewa\
w reaktorze przepływowym mogą powstawać
przepływy obejściowe (Scholwin i inni 2006).
.
29
30
Rys. 16. Kombinowana metoda przepływowo-magazynowa (Scholwin i inni 2006).
11. Liczba stopni fermentacji
Ze względu na zło\
oność procesu technologicznego oraz zró\
nicowanie substratów, w
biogazowniach rozró\
nia siÄ™ procesy technologiczne jedno i wielostopniowe.
11.1. Technologia jednostopniowa
W technologiach jednostopniowych cały proces beztlenowego pozyskiwania
biogazu jest przeprowadzany w jednym reaktorze, bez mo\
liwości rozdzielenia procesów
fermentacji na poszczególne fazy jak: hydroliza, fermentacja kwaśna, octanogeneza czy
fermentacja metanowa. Takie rozwiÄ…zanie pozyskiwania energii wymaga mniejszych
nakładów finansowych w porównaniu z systemem dwustopniowym. Dlatego taka inwestycja
jest opłacalna dla małych biogazowni o malej przepustowości (rys. 17). Natomiast w
przypadku systemów dwustopniowych, koszty inwestycji i eksploatacji związane są z
dodatkowymi wymiennikami ciepła, pompami oraz dwoma reaktorami.
Rys. 17. Przebieg rozwoju technologii jedno i dwustopniowej przy przetwarzaniu odpadów
w latach 1990-2004 (Jędrczak 2007)
30
31
Tabela 18. Zalety i wady technologii jednostopniowej (Jędrczak 2007)
ZALETY WADY
- brak optymalnych warunków dla
- stabilna produkcja gazu, prosty i przemian biochemicznych i mo\
liwości
przejrzysty sposób prowadzenia oddziaływania na poszczególne fazy
procesu; fermentacji;
- niskie koszty inwestycyjne i - niebezpieczeństwo hamowania procesu
eksploatacyjne przez amoniak lub nadmiernie
zakwaszony wsad
11.2. Technologia wielostopniowa
Technologie wielostopniowe znajdujÄ… zastosowanie przy u\
yciu dwóch lub wielu
bioreaktorów. Proces fermentacji jest prowadzony w kilku komorach ze względu na
zró\
nicowane warunki środowiskowe w nich występujące. W technologii dwustopniowej
beztlenowy proces fermentacji metanowej jest rozło\
ony na dwa reaktory. W komorze I
przebiega hydroliza i faza kwaśna, natomiast w komorze II ma miejsce przebieg
octanogenezy i metanogenezy. Cały proces beztlenowy w obu bioreaktorach jest
prowadzony w tej samej temperaturze. Mo\
liwy jest równie\
podział reaktorów pod
względem temperatury przeprowadzania procesu. W komorze I przebiega fermentacja
mezofilna, natomiast w II termofilna. Umo\
liwia to higienizacje stosowanych odpadów oraz
jego szybszy rozkład.
Fermentacja dwustopniowa jest szczególnie stosowana w instalacjach bazujących na
substratach trudno rozkładalnych, jak celuloza, hemiceluloza i lignina. Inny powód
stosowania fermentacji dwustopniowej wynika z faktu, \
e po procesie fermentacji w biomasie
pozostaje pewna część nie rozło\
onej materii organicznej, która w zbiorniku na
przefermentowanÄ… biomasÄ™ spontanicznie fermentuje i jest przyczynÄ… emisji biogazu. Z tego
względu w wielu biogazowniach duńskich zbiorniki te wyposa\
one sÄ… w gazoszczelnÄ…
powłokę, a powstający w nich biogaz, stanowiący ok. 15% całkowitej produkcji, jest
odzyskiwany (Wiśniewski 2009). Metoda pozwala na stworzenia optymalnych warunków
przebiegu fermentacji, głównie dzięki rozgraniczeniu fermentacji na poszczególne komory
parametrów technologicznych, co zapewnia optymalne warunki dla rozwoju
mikroorganizmów. Takie rozwiązanie pozwala uniknąć kompromisu między bakteriami, jaki
jest wymuszony podczas technologii przeprowadzanych w pojedynczych reaktorach. Metody
z takim rozwiÄ…zaniem umo\
liwiają na zdecydowanie lepszy rozkład biomasy, jak równie\

zmniejszenia czasu przebywania masy organicznej w komorze.
Tabela 19. Zalety i wady systemów dwustopniowych (Jędrczak 2007)
ZALETY WADY
- krótszy czas trwania procesu, nawet do - zło\
ony proces technologiczny;
12 dni;
- zamknięty obieg wody procesowej mo\
e
- wysoka stabilność procesu fermentacji prowadzić do jej wzbogacenia w
odpadów łatwo biodegradowalnych; substancje toksyczne;
- dopuszczalne wy\
sze obciÄ…\
enie komór - mniejsza wydajność biogazu(w
s.m.o.; procesach z rozdziałem faz);
- lepsza mo\
liwość sterowania - wysokie koszty inwestycyjne i
parametrami procesu; eksploatacyjne
31
32
12. Podsumowanie i wnioski
Wyraz
ny wzrost zainteresowania fermentacjÄ… metanowÄ… w kraju jako metodÄ…
unieszkodliwiania odpadów oraz produkcji tak zwanej czystej energii, prowadzi do ciągłego
rozwoju rynku i technologii. Wa\
ną kwestią dalsza promocja proekologicznych rozwiązań
zarówno w gospodarce odpadami jak i w pozyskiwaniu energii z alternatywnych z
ródeł.
Pozostaje to w ścisłym związku z konwencją Kioto i zobowiązań międzynarodowych jakie
ciÄ…\
ą na Polsce jako członku UE. Wynika to równie\
z wewnętrznych aktów takich jak:
Krajowy Plan Gospodarki Odpadami czy Strategia Rozwoju Energetyki Odnawialnej. Na
podstawie wewnętrznych rozporządzeń i zobowiązań wobec partnerów zagranicznych
Polska jest zobligowana do zwiększenia udziału  zielonej energii w bilansie energetycznym
kraju i dywersyfikacji jej z
ródeł. Rosnące zapotrzebowanie na energię z alternatywnych i
odnawialnych z
ródeł takich jak biogaz, spowodowało powstawanie nowych technologii oraz
technik w wykorzystywanie ró\
norodnego materiału wsadowego. Do produkcji metanu
mo\
na wykorzystać zarówno surowce tzw. odpadowe, osady ściekowe jak równie\
te celowo
wytwarzanych w rolnictwie i przemyśle rolno-spo\
ywczym substraty. Odpowiedni dobór
substratów oraz właściwe ich wymieszanie zapewnia zadawalającą wysokość pozyskiwania
biogazu, a tak\
e zadawalającą z punktu energetycznego wykorzystania zawartość metanu w
biogazie. Procesy te wymagają jednak ciągłego doskonalenia zarówno technologii jak
równie\
doboru kosubstratów, ich stopnia przetworzenia przed fermentacją, a tak\
e
doskonalenia procesu biotechnologicznego np. poprzez zabiegi zmierzające do zwiększenia
uzysku biogazu z danego substratu. W wielu przypadkach przy zastosowaniu jako wsadu
mieszaniny zło\
onej z odpowiednio dobranych substratów uzyskuje się wzrost wydajności
produkcji biogazu, tak\
e dzięki zoptymalizowaniu warunków prowadzenia procesu
wynikających z właściwości oraz właściwego dozowania poszczególnych komponentów
wsadu:
- Istotną dla przebiegu procesu fermentacji jest technika przygotowania materiału
wsadowego do fermentacji. Stosowanie ró\
nych metod wstępnej obróbki materiału
musi być dostosowane do rodzaju substratu. Uprzednia obróbka techniczna substratu
biomasowego wpływa pozytywnie efektowność i dokładność fermentacji. Metody
obróbki wstępnej substratu mają tak\
e pozytywny wpływ na szybkość procesów
biochemicznych, przy znacznym zwiększeniu stopnia usuwania materiałów
nieulegajÄ…cych biodegradacji. Mniejsze jest tak\
e niebezpieczeństwo uszkodzenia
urządzeń stosowanych w dalszych etapach procesu.
- Tworzenie mieszaniny składającej się z kilku rodzajów substratów daje korzystne
efekty w odniesieniu do efektywności fermentacji. Zauwa\
a siÄ™, \
e urozmaicenie
składu chemicznego biomasy, zapewnia większą aktywność mikroorganizmów co
mo\
e mieć korzystny wpływ na efektywność przemian beztlenowych procesów jak
równie\
wy\
szy stopień rozkładu substancji organicznych dla mieszaniny odpadów.
Wykazano, \
e u\
ycie do fermentacji kosubstratów zapewnia 3 - 4 krotny wzrost
produkcji biogazu w stosunku do analogicznego procesu z u\
yciem monosubstratu,
- W biogazowniach, niezale\
nie od dominujących substratów, uzyskiwana efektywność
procesu jest ściśle uzale\
niana od monitoringu i sterowania przebiegiem procesu
fermentacji. Sterowanie procesem technologicznym w biogazowi to głównie utrzymanie
na właściwym poziomie wa\
nych dla przebiegu procesu parametrów jak: temperatura,
pH, rodzaj oraz ilość i częstość dodawanych substratów. Dobrze funkcjonująca
aparatura pomiarowa zapobiega tak\
e załamaniu procesu fermentacji, co zapewnia
całkowity rozkład materiału wsadowego oraz ciągłą i jednostajna produkcja biogazu.
32
33
13. Literatura
Fischer T. Krieg A.: 2002  Projektowanie i budowa biogazowni , Krieg & Fischer Ingenieure
GmbH  plik PDF,
Fischer T. 2005  Biogas aus Gras Monofermentation von Energiepflanzen , Krieg & Fischer
Inüüüügenieure GmbH - plik PDF,
Jędrczak A. 2007.  Biologiczne przetwarzanie odpadów Warszawa, Wydawnictwo PWN.
Kisielewska P. 2009, Monitoring oraz sterowanie procesem technologicznym w biogazowni.
Praca magisterska. Maszynopis - Wrocław,
Kowalczyk-Juśko A. 2008r,  Gdzie jest polski biogaz? , Aeroenergetyka 1(23): 27 29
Kowalczyk-Juśko A. 2007r,  Przepisy pełne niejasności , Agroenergetyka 3(21):19 21
Kowalczyk-Juśko A. 2005r,  Uwarunkowania formalno-prawne budowy biogazowni
rolniczej , Czysta Energia 10: 8 9
Keymer U. 2007.Milchvielhaltung kontra Biogas, Bayerische Landesanstalt fur Landwirtschaft
(LfL), Freising-Weihenstephan, maszynopis
Kujawski J., Kujawski O. 2007. Biogazownie rolnicze  wysoce efektywna metoda produkcji
energii z biomasy. IÅ‚awa
Lewandowski W. 2006. Proekologiczne odnawialne z
ródła energii , Wydawnictwo Naukowo
- Techniczne, Warszawa: 350 374
A
ukaszek B. 2009. Wykorzystanie buraków dla celów energetycznych. Referat na Forum
Energetycznym. Polkowice,
Niedziółka I., Zuchniarz A. 2007. Kukurydza energetyczna. Agroenergetyka 4:19 22
Oniszek-Popławska A., Zowsik M., Wiśniewski G. 2003. Produkcja i wykorzystanie biogazu
rolniczego , EC BREC/IBMER, Gdańsk  Warszawa
PÅ‚atek W. 2007. Biomasa w energetyce rozproszonej  biogazownie energetyczne, Czysta
energia 1: 28 29
PÅ‚atek W., Szczepanik D. 29-09-2007. Czy biogaz mo\
e odegrać powa\
niejszÄ… rolÄ™ w
wypełnieniu polskich zobowiązań produkcji zielonej energii,
Podkówka W. 2006. Kiszonka z kukurydzy wartościowa pasza i cenny surowiec do produkcji
biogazu, Kukurydza 3(29):40
Podkówka W. 2006. Kukurydza jako substrat do produkcji biogazu. Kukurydza 12: 26 29
Podkówka W. 2007. Biopaliwa dziś i jutro. Przegląd Hodowlany, nr 9: 21  25
Popczyk J. 2007. Energia z kukurydzy szansÄ… dla Polski. Gazeta Wyborcza, 09-10-07: 28
Praca zbiorowa. 2005. Biogaz. Produkcja. Wykorzystanie. Institut für Energetik und Umwelt
GmbH, Bundesforschnugsanstalt für Landwirtschaft, Kuratorium für Technik und
Bauwesen in der Landwirtschaft e.V., Opracowanie jest zgodne z treścią  Poradnika
otrzymywania i wykorzystywania biogazu , opublikowanego przez Fachagentur für
Nachwachsende Rohstoffe e.V., INTERREG IIIC
Romaniuk W. 1999. Techniczne aspekty pozyskania i energetycznego wykorzystania
biogazu w warunkach polskich. Materiały z seminarium: Mo\
liwości energetycznego
wykorzystania biogazu w Polsce, Polagra, Poznań,
Rusak S., Kowalczyk-Juśko A. 2006. Biogaz z zastosowaniem biomasy roślinnej 
technologia. Czysta Energia 10: 37 39
33
34
Rusak S. 2004. Analizy Techniczno-ekonomiczne technologii fermentacji metanowej i
zgazowania w skojarzonej generacji rozproszonej. Mat. konf. Stan Polskiej Energetyki
Odnawialnej  Biomasa, wyd. RCDRRiOW  Poświętne w Płońsku, zeszyt 3
Scholwin F, Hofmann F, Plättner A, Ebert M. 2006. Institut für Energetik und Umwelt GmbH.
 Biogaz  Produkcja i wykorzystanie , plik PDF, Lipsk,
Stępniak S. 2007. Energia odnawialna z biogazowni odpadów roślinnych i hodowlanych.
EkoTechnika 1(41): 40 43
Steppa M. 1992. Biogazownie rolnicze. Instytut Budownictwa, Mechanizacji i Elektryfikacji
Rolnictwa. IBMER, Warszawa
Szlachta J. 2008. Mo\
liwości produkcji biogazu z produktów pochodzenia rolniczego. Referat
na Międzynarodowej Konferencji w IBMER Warszawa,
Szlachta J, Gawryluk J, Fugol M. 2009. Mo\
liwości produkcji biogazu w powiecie strzelińskim
na bazie odpadów hodowlanych, przemysłowych i substratów rolniczych. Zeszyty
Naukowe Politechniki Koszalińskiej (w druku),
Szlachta J, Fugol M. 2009. Analiza mo\
liwości produkcji biogazu na bazie
gnojowicy oraz kiszonki z kukurydzy. In\
ynieria Rolnicza (w druku)
Uzar L. 2008. Ekologiczne walory przetwarzania odpadów z produkcji roślinnej i zwierzęcej
na produkty bezpieczne dla środowiska. SITR NOT, Oddział Wrocław
Uzar L. 2007. Biogaz. Krótki przegląd krajowych instalacji biogazowych. AGROImpuls 12: 8-
13
Zawieja R. 2006. Kukurydza jako koferment do produkcji biogazu. Kukurydza 3(29): 36 37
Wiśniewski G. 2009. Produkcja i wykorzystanie biogazu rolniczego. Referat na seminarium
pt.  Produkcja i wykorzystanie biogazu rolniczego, PrzeglÄ…d krajowych prac i
mo\
liwości wykorzystania doświadczeń europejskich w Polsce .
Publikacja współfinansowana przez Unię Europejską w
ramach Europejskiego Funduszu Społecznego
Rozwój potencjału innowacyjnego członków Sieci Naukowej  Agroinżynieria dla rozwoju
zrównoważonego rolnictwa, przemysłu rolno-spożywczego i obszarów wiejskich
Nr umowy: UDA-POKL.04.02.00-00-014/08-00 z dn. 16.10.2008
34