26
Biogaz a bezpieczeństwo
energetyczne Polski
Józef Malej
Katedra Techniki Wodno-Mułowej
i Utylizacji Odpadów
Politechnika Koszalińska
1. Strategia rozwoju energetyki odnawialnej w Polsce
Energetyka staje się podstawowym problemem w egzystencji każdego
kraju. Złożone systemy energetyczne zabezpieczenia nacechowane są określoną
hegemonią potentatów posiadających zasoby surowców energetycznych np.:
ropy naftowej, gazu, węgla i złóż uranu.
Bezpieczeństwo energetyczne państw Unii Europejskiej i innych krajów
zachodnich są ważną tematyką obrad na najwyższym szczeblu. Przykładem
może być narada najbogatszych państw świata, która odbyła się w lipcu 2006
roku w Sanktpetersburgu z udziałem: USA, Kanady, Francji, Anglii, Niemiec,
Japonii i Rosji.
Bezpieczeństwo energetyczne Polski głównie opiera się na zasobach
energetycznych własnych oraz na importowanych nośnikach energii jakimi są
ropa naftowa i gaz. Około 70% produkowanej energii pochodzi z węgla ka-
miennego i brunatnego. Według szacunków do 2010 roku zużycie energii elek-
trycznej w Polsce wzrośnie dwukrotnie, do ponad 7000 kWh/osobę w ciągu
roku. Dalszy rozwój gospodarczy Polski wymagać będzie systematycznego
wzrostu produkcji energii cieplnej i elektrycznej. Z pewnością część potrzebnej
energii, zwłaszcza cieplnej, powinna być uzyskana z odnawialnych z
ródeł. Ak-
tualnie analizowane są różne z
ródła energii odnawialnej:
Józef Malej
energia słoneczna,
energia wiatru,
energia geotermalna,
pompy ciepła,
bioenergetyka:
biomasa
biogaz
biopaliwa,
energia mórz i oceanów:
energia pływów,
energia fal,
energia prądów morskich,
energia wynikająca z różnicy zasolenia,
energia wynikająca z różnicy temperatur tuż przy powierzchni i na du-
żej głębokości,
energia wód płynących.
Rząd Polski przyjął w roku 2000 szereg dokumentów istotnych dla
rozwoju energetyki ze z
ródeł odnawialnych, a najważniejszy jest dokument
 Strategia rozwoju energetyki odnawialnej , który 23 sierpnia 2001 roku został
przyjęty przez Sejm. Określone w tym dokumencie cele to zwiększenie udziału
energii ze z
ródeł odnawialnych w bilansie paliwowo-energetycznym kraju od
2,4% w 2001 roku do 7,5% w 2010 roku i do 14% w 2020 roku
Mechanizmy wsparcia dla rozwoju technologii przyjaznych środowi-
sku, energetyki odnawialnej, w tym wykorzystujÄ…ce gaz wysypiskowy zawiera-
ją następujące dokumenty strategiczne omówione pokrótce niżej:
II Polityka ekologiczna państwa  dokument przyjęty przez Radę Ministrów
w czerwcu 2000 roku i Sejm RP w sierpniu 2001 roku.
Polityka ta zawiera zapisy otwierające możliwość racjonalnego wyko-
rzystania zasobów energii odnawialnej. Są to między innymi zapisy zawarte
w Rozdziale 2:  Cele polityki ekologicznej w sferze racjonalnego użytkowania
zasobów naturalnych :
ż 53:  (..) Realizacji celów polityki ekologicznej państwa w zakresie
ograniczenia negatywnego oddziaływania na środowisko systemu zaopatrzenia
w paliwa i energię będzie służyć szersze użytkowanie krajowych zasobów ener-
gii odnawialnej.
Rozwój energetyki odnawialnej w Polsce powinien następować w spo-
sób zharmonizowany z polityką Unii Europejskiej (...) .
ż 54:  Wzrost wykorzystania odnawialnych z
ródeł energii ułatwi
przede wszystkim osiągnięcie założonych w polityce ekologicznej państwa
402 VIII Ogólnopolska Konferencja Naukowa
Biogaz a bezpieczeństwo energetyczne Polski
celów w zakresie obniżenia emisji zanieczyszczeń odpowiedzialnych za zmiany
klimatyczne oraz substancji zakwaszających. Zwiększenie udziału odnawial-
nych z
ródeł energii w bilansie paliwowo-energetycznym kraju będzie także
istotnym elementem realizacji zasady zrównoważonego rozwoju, zgodnie
z zapisem zawartym w art. 5 Konstytucji RP. Wykorzystanie istniejÄ…cych zaso-
bów energii odnawialnej i zwiększanie ich potencjału będzie bowiem sprzyjać
oszczędzaniu zasobów nieodnawialnych oraz wspomagać działania na rzecz
poprawy warunków życia obywateli i rozwoju wielu sektorów gospodarki
w sposób łączący efekty ekonomiczne z poszanowaniem środowiska (...) .
ż 55:  Osiągnięcie przez Polskę w perspektywie 2020 roku standardów
zakładanych przez Unię Europejską w zakresie udziału energii odnawialnej
w bilansie energii pierwotnej, będzie wymagało wprowadzenia mechanizmów
i rozwiązań pozwalających zwiększyć zainteresowanie wykorzystaniem energii
ze z
ródeł odnawialnych, poprzez działania organizacyjne, instytucjonalne,
prawne i finansowe, sprzyjające większemu niż dotychczas zaangażowaniu się
instytucji publicznych, przedsiębiorstw i obywateli w upowszechnianie i wdra-
żanie nowoczesnych technologii przetwarzania tej energii.
ż 56:  Podstawowe działania w zakresie rozwoju wykorzystania energii
ze z
ródeł odnawialnych powinny podtrzymać i zintensyfikować dotychczasowe
kierunki rozwoju energetyki odnawialnej poprzez:
- szerokie wprowadzenie nowoczesnych technologii i urządzeń prze-
twarzajÄ…cych energiÄ™ ze z
ródeł odnawialnych na nośniki użyteczne we wszyst-
kich sferach produkcji, usług i konsumpcji,
- intensywny rozwój energetyki odnawialnej na szczeblu regionalnym
i lokalnym, pracującej w układach zdecentralizowanych na regionalne i lokalne
potrzeby,
- popularyzację i wdrożenie najlepszych praktyk w dziedzinie wykorzy-
stania energii ze z
ródeł odnawialnych, w sferze rozwiązań technologicznych,
administracyjnych i finansowych.
Program wykonawczy do II Polityki ekologicznej państwa na lata
2002÷2010 (przyjÄ™ty przez RadÄ™ Ministrów w dniu 10.12.2002 roku).
Zawiera w Rozdziale l zapisy bezpośrednio wskazujące na potrzebę
wzrostu udziału energii odnawialnej w bilansie energetycznym kraju, zgodnie
z zapisami II Polityki ekologicznej państwa, która zakłada podwojenie, do 2010
roku w stosunku do 2000 roku, wykorzystania energii ze z
ródeł odnawialnych.
Zgodnie z tym Programem dla uzyskania tego celu konieczne jest zrealizowanie
szeregu zadań pozainwestyjcyjnych (programowych i stymulacyjnych) oraz
zrealizowanie programu inwestycyjnego o wartości 200 mln zł.
VIII Ogólnopolska Konferencja Naukowa 403
Józef Malej
Wytyczne dotyczące zasad i zakresu uwzględniania zagadnień ochrony
środowiska w programach sektorowych (przyjęty przez Radę Ministrów
w dniu 10.12.2002 roku)
W rozdziale 1 tego dokumentu zawarto m.in. sformułowania: zwiększe-
nie do co najmniej 7,5% udziału energii odnawialnej w krajowym bilansie pa-
liw, a także zwiększenie do co najmniej l% udziału energii uzyskiwanej z odpa-
dów w bilansie energii pierwotnej.
 Założenia polityki energetycznej państwa do roku 2020 , przygotowanej
przez Ministerstwo Gospodarki (1999) Europejskiemu Centrum Energii
Odnawialnej w Instytucie Budownictwa, Mechanizacji i Elektryfikacji Rol-
nictwa.
 Spójna polityka strukturalna rozwoju obszarów wiejskich i rolnictwa
przygotowana przez Ministerstwo Rolnictwa (1999).
Uruchomienie odnawialnych z
ródeł energii (biogaz, energia wiatrowa
itp.) zostało uznane za jeden z głównych celów programu poprawy infrastruktu-
ry na obszarach wiejskich. Wskazano, że może być wspierana ze środków pu-
blicznych budowa i modernizacja na obszarach wiejskich, wykorzystujÄ…cych
OZE.
 Strategia zrównoważonego rozwoju Polski , przygotowana przez Mini-
sterstwo Åšrodowiska (1999).
 Ekologiczny rozwój kraju 18.09.2002 roku.
2. Zapotrzebowanie na gaz i z
ródła zaopatrzenia w Polsce*)**)
Roczne zapotrzebowanie na gaz w Polsce wynosi 13,0÷14,0 mld m3/R.
Przewidywany wzrost wynosi:
w 2010 roku  o około 5,0 mld m3/R
w 2015 roku  do 23,4 mld m3/R
W Polsce mamy 155 złóż gazu. Zasoby wydobywalne ocenia się na
106,3 mld m3. W roku 2005 wydobyto 4,3 mld m3 gazu, co stanowi 33,0÷30,7%
całkowitego zapotrzebowania w Polsce w 2005 roku.
Polska z Rosji otrzymuje około 69% rocznego zapotrzebowania gazu 
8,97÷9,66 mld m3 gazu/R.
*
Wiadomości Naftowe i Gazowe. Czasopismo Stowarzyszenia Naukowo-
Technicznego Inżynierów i Techników Przemysłu Naftowego i Gazowniczego Nr
8(100) 08. 2006
**
Magazyn polskiego Górnictwa Nafty i Gazu Nr 2(3) 06  Zasoby PGNiG  zdolno-
Å›ci wydobywcze s. 16÷17.
404 VIII Ogólnopolska Konferencja Naukowa
Biogaz a bezpieczeństwo energetyczne Polski
Z Niemiec  gazociÄ…g w Zgorzelcu  dostarczany jest gaz do Polski 
500 mld m3/R.
OpÅ‚aty za gaz wynoszÄ…: 270÷300 dolarów za 1 tysiÄ…c m3 gazu (Rosja),
350 dolarów za 1 tysiąc m3 gazu (Niemcy).
Ogólny koszt zakupu gazu:
z Rosji  2,898 mld dolarów/R,
z Niemiec  0,175 mld dolarów/R,
Razem  3,073 mld dolarów/R.
3. Ekonomiczne uzasadnienie wykorzystania gazu wysypiskowego
W mediach pojawiają się niepokojące informacje o postępujących pod-
wyżkach cen gazu.
Na podstawie licznych analiz ekonomicznych stwierdzono, że koszt
wytwarzania energii elektrycznej z gazu wysypiskowego  w porównaniu
z innymi z
ródłami energii odnawialnej  jest jednym z najtańszych.
Najnowsze informacje prasowe (Dziennik z dnia 26/27.08.2006) dono-
szą o nieuchronnych podwyżkach opłat za energię elektryczną. Stan taki do-
prowadzi do bankructwa wielu przedsiębiorstw z najbardziej energochłonnych
branż. Rząd Polski będzie musiał przeznaczyć olbrzymie sumy na potrzeby
krajowej energetyki.
Tabela 3.1. Odpady wytworzone w ciÄ…gu roku [18]
Table 3.1.Waste generated yearly [18]
1990 1995 2000 2001 2002 2003 2004
Wyszczególnienie
w tysiÄ…cach ton
Ogółem
154959 133647 137710 134919 128403 130476 133789
z tego:
odpady (z wyłączeniem
143861 122662 125484 123810 117894 120551 124030
odpadów komunalnych)
odpady komunalne 11098 10985 12226 11109 10509 9925 9759
Na podstawie: Wydział Statystyki Środowiska  Ochrona Środowiska 2005 Warszawa,
paz
dziernik 2005. s. 328
W Polsce zarejestrowanych jest 1049 zorganizowanych składowisk od-
padów komunalnych [GUS, 2005]. Odzysk energii elektrycznej i cieplnej reali-
zowany jest na bardzo małej ilości obiektów (32 obiekty, co stanowi zaledwie
3,05%). Szacuje się, że w wyniku powstawania gazu wysypiskowego tylko na
VIII Ogólnopolska Konferencja Naukowa 405
Józef Malej
jednym składowisku Kozodrza emitowane jest do atmosfery 620 000 m3 metanu
i 515 000 m3 dwutlenki węgla rocznie. Okres największej produktywności ga-
zowej wysypiska obejmuje lata 1999÷2003. Realizacja inwestycji wykorzysta-
nia biogazu jest bardzo pilna, gdyż utraconą dotychczas ilość biogazu można
oszacować na 50÷70 mln m3 [1, 10].
Według informacji z dn. 29.11.06 podanych przez Krajową Izbę Go-
spodarki Odpadami  aktualnie w Polsce  około 85% odpadów komunalnych
umieszczonych jest na składowiskach.
Tabela 3.2. Składowiska odpadów komunalnych według województw w 2004 roku [18]
Table 3.2. Municipal landfills in provinces in Poland in 2004 [18]
Składowiska zorganizowane
czynne o zakończonej eksploatacji
powierzchnia w ha powierzchnia w ha
w tym składowisk ogółem
ogółem
razem zamkniętych razem
Województwa
w ciÄ…gu roku w tym zrekul-
w tym tywowana w
stan w dniu zrekulty- stan w dniu ciÄ…gu roku
razem
31X11 wowa- 31 XII
nych
Polska 1049 3385,1 35,1 9,6 88 172,4 21,8
Dolnośląskie 122 359,1 6,5 2,0 6 16,6 1,1
Kujawsko-
70 227,3 1 1,3
pomorskie
Lubelskie 125 222,4 0,7 - 7 13,1 2,5
Lubuskie 33 123,1 0,2 - 2 3,8 2,0
A
ódzkie 44 185,7 2,5 - 7 26,5 -
Małopolskie 37 90,8 - - 6 7,3 2,7
Mazowieckie 90 282,4 1,6 1,0 8 10,1 0,4
Opolskie 45 259,4 - - 2 5,5 -
Podkarpackie 49 123,7 - - 7 5,9 -
Podlaskie 83 146,9 9,0 - 2 6,2 2,2
Pomorskie 47 244,0 1,9 0,2 15 10,6 -
ÅšlÄ…skie 41 158,9 9,2 3,7 5 26,9 7,5
Świętokrzyskie 30 80,1 1 0,6
Warmińsko-
66 322,1 1,2 0,9 9 18,3 1,0
mazurskie
Wielkopolskie 112 345,4 1,0 0,8 4 7,8 2,4
Zachodniopo-
55 213,8 1,3 1,0 6 11,9 -
morskie
406 VIII Ogólnopolska Konferencja Naukowa
Biogaz a bezpieczeństwo energetyczne Polski
Tabela 3.3. Odgazowywanie składowisk odpadów komunalnych według województw
w roku 2004 [18]
Table 3.3. Outgassing of municipal landfills in provinces in Poland in 2004 [18]
Liczba składowisk (wysypisk) z instalacją odgazowywania
w tym z gazem uchodzÄ…cym do atmosfery
w tym unieszkodliwionym przez spalanie
bez odzysku energii z odzyskiem energii
Województwa
ogółem
razem
POLSKA 207 168 4 5 5 26496562 27 3602583 3
Dolnośląskie 22 21 - - - - 1 1584927
Kujawsko-pomorskie 14 11 - - 1 24052040 2 5649601
Lubelskie 0 0 - - - - - -
Lubuskie 10 9 - - - - 1 1209600
A
ódzkie 7 3 - 1 - - 3 766030
Małopolskie 8 6 - 1 - - 1 3606492
Mazowieckie 6 3 - - 1 2443560 3 2415355
Opolskie 17 16 - - - - - -
Podkarpackie 19 16 2 - - - 1 300000
Podlaskie 3 3 - - - - - -
Pomorskie 10 7 - - 1 939 2 531119
ÅšlÄ…skie 20 13 2 1 1 14 4 7341436
Świętokrzyskie 2 1 - - - - 1 577270
Warmińsko-mazurskie 9 7 - 1 1 9 1 1075099
Wielkopolskie 39 35 - 1 - - 3 4802751
Zachodniopom orskie 21 17 - - - 4 6166154
a
Dane szacunkowe
VIII Ogólnopolska Konferencja Naukowa 407
a
a
cieplnej
elektrycznej
gii cieplnej w MJ
w pochodni zbiorczej
gii elektrycznej w kWh
ilość wyprodukowanej ener-
ilość wyprodukowanej ener-
w palnikach indywidualnyc h
Józef Malej
4. Wspólna fermentacja stałych odpadów organicznych i osadów ściekowych
W szeregu krajów Unii Europejskiej narasta konflikt pomiędzy coraz
większą ilością odpadów a gwałtownym spadkiem pojemności składowisk.
Stosowane są coraz surowsze wymagania ochrony środowiska i bardzo znacz-
nie wzrastajÄ… opÅ‚aty za skÅ‚adowanie odpadów [7÷9].
W Polsce i innych krajach Unii Europejskiej odnotowuje siÄ™ znaczÄ…ce
niedociągnięcia istniejących instalacji fermentacji osadów ściekowych, głównie
ze względu na mniejsze od prognozowanych ilości ścieków, oraz duże podo-
bieństwo procesów przebiegających podczas fermentacji bioodpadów i osadów
ściekowych spowodowały, że są one włączane do systemów gospodarki odpa-
dami komunalnymi.
Wspólna fermentacja osadów ściekowych i odpadów komunalnych jest
korzystna ze względów finansowych (niższe koszty inwestycyjne i eksploatacyjne
niż w przypadku prowadzenia procesów oddzielnie). Ma również szereg zalet,
które wykraczają poza aspekt czysto ekonomiczny, co potwierdziły badania prze-
prowadzone w Niemczech Stwierdzono m.in. wyższy stopień rozkładu substancji
organicznej niż w przypadku osobnej fermentacji, dwu- do pięciokrotny wzrost
produkcji gazu fermentacyjnego, mniejsze zanieczyszczenie materiału pofermen-
tacyjnego oraz jego lepszą przyswajalność dla roślin (większa zawartość i lepszy
wzajemny stosunek substancji nawozowych) [7÷9, 13÷15, 17].
Względy ekologiczne i ekonomiczne zadecydowały, że w ostatnim
dziesięcioleciu nastąpił gwałtowny wzrost zainteresowania wykorzystaniem
fermentacji metanowej do unieszkodliwiania stałych odpadów organicznych.
W tym czasie wybudowano w Europie 53 zakłady i przewiduje się wzrost ich
liczby o 10 rocznie Przepustowość instalacji do fermentacji stałych odpadów
organicznych wzrosła od 122 tys. t/a w 1990 roku do 1037 tys. t/a w roku 2000
[12÷14].
Najwięcej zakładów (30) zostało wybudowanych w Niemczech (łączna
przepustowość 450 Kton/rok), 10 w Szwajcarii (łączna przepustowość
78,5 Kton/rok), zaś pozostałe były eksploatowane m.in. w Belgii, Holandii i
Francji. Według De Baer a pod koniec roku 2002 liczba instalacji eksploatowa-
nych w Europie wzrosła do blisko 70.
W tabeli 4.1 przedstawiono zakłady wdrażane w krajach Unii Europej-
skiej już w latach 1986÷1995.
Najczęściej funkcjonują instalacje o sprawdzonej technologii i uzasad-
nionej pod względem ekonomicznym. Są to następujące technologie: BTA
(Niemcy), Dranko (Belgia), Rottweil (Niemcy), SWECO (Szwecja), WABIO
(Finlandia), Valorga (Francja) i inne.
408 VIII Ogólnopolska Konferencja Naukowa
Tabela 4.1. Oferowane technologie  mokrej fermentacji odpadów komunalnych [9]
Table 4.1. Offered technologies of  wet fermentation of municipal waste [9]
Pierwszy zakład przetwarzający odpady Typ fermentacji
Technologia LZ do 2000
Rodzaj Przepust Liczba
(System) Rok PaÅ„stwo Miasto Temp. °C
roku2
odpadów1 Mg/rok stopni
BIOSTAB 1992 Niemcy Kaufbeuren B 6 000 l 35 lub 55 1
BTA 1991 Niemcy Helsingor B 20 000 l lub 2 35 lub 55 10
ENTEC 1995 Austria Kainsdorf B, OZ 14 000 1-2 35/55 5
IONICS ITALBA 1988 WÅ‚ochy Bellaria ZOK 4 000 l 35 1
PAQUES/BFI
1992 Holandia Breda B, (ZOK) 10 000 2 lub 3 35 5
(Prethane/Rudad)
DSD-CTA (Plauner) 1986 Niemcy Zobes B, OZ 20 000 2 35/55 2
Schwarting/Uhde 1995 Niemcy Finsterwalde OÅš, B, OZ 90 000 2 35/55 1
DBA-WABIO 1988 Francja Amiens ZOK 85 000 1 35 7
WASSA 1989 Finlandia Vaasa ZOK 25 000 1 35 
1
B  bioodpady, OZ  odchody zwierzęce, ZOK  zmieszane odpady komunalne,
OŚ  osady ściekowe
2
liczba zakładów wybudowanych do roku 2000
Józef Malej
Rys. 4.1. Schemat technologiczny instalacji BTA pracujÄ…ce w systemie
jednostopniowym [8]
Fig. 4.1. Technological diagram of BTA installation working in one stage system
Przedstawione technologie charakteryzują się dużym zróżnicowaniem
przyjętych rozwiązań techniczno-technologicznych prowadzenia procesu.
Technologie fermentacji odpadów znajdują się nadal w fazie intensywnego
rozwoju. Realizowane są zarówno technologie mezofilowe (62% przepustowo-
ści wszystkich instalacji), jak i termofilowe, głównie jednostopniowe (około
89% przepustowości). Najwięcej zakładów (13) zostało wybudowanych
w Niemczech, o łącznej przepustowości około 300 tys. Mg/rok, z przeciętną
przepustowością około 22 tys. Mg/rok. Są to instalacje małe w porównaniu do
wielkich zakładów budowanych w Belgii, Holandii i Francji, o przepustowo-
ściach od 30 do 50 tys. Mg/rok.
410 VIII Ogólnopolska Konferencja Naukowa
Biogaz a bezpieczeństwo energetyczne Polski
W zależności od składu odpadów produkcji gazu wynosi
80÷120 m3/tonÄ™ surowca. Z tony bioodpadów o Å›redniej zawartoÅ›ci 22% s.m.o.
odzyskuje się około 660 kWh energii cieplnej i 200 kWh energii elektrycznej.
Nadmiar energii elektrycznej, po pokryciu zapotrzebowania wewnętrznego,
wynosi około 120 kWh.
5. Instalacje wspólne do fermentacji biofrakcji wyselekcjonowanej
z odpadów komunalnych i osadów ściekowych w Polsce
W Polsce wybudowano dwie instalacje wspólnej fermentacji biofrakcji
z odpadów komunalnych i osadów ściekowych; pierwszą we wsi Jędrzychowice
koło Zgorzelca, drugą w Puławach [8, 9].
Wspólna fermentacja osadów ściekowych i biofrakcji z odpadów komu-
nalnych z 38-tysięcznego Zgorzelca jest prowadzona w dwóch osobno zlokalizo-
wanych zakładach, w obrębie których wybudowano następujące instalacje:
Zakład nr l  instalacje zagęszczania i odwadniania osadów oraz wspólnej
fermentacji osadów ściekowych i zawiesiny biofrakcji wydzielonej z odpadów
komunalnych  wybudowany w sąsiedztwie oczyszczalni ścieków i powiązany
z nią zarówno przez układ komunikacyjny, jak i infrastrukturę techniczną,
Zakład nr 2  instalacja przygotowania odpadów do fermentacji i nowe
składowisko odpadów  wybudowany na terenie pomiędzy istniejącym składo-
wiskiem odpadów i lagunami osadowymi (około 2 km od Zakładu nr l).
Zakład nr 1 został oddany do użytku w kwietniu 1999 roku, zaś Zakład
nr 2 w czerwcu 2000 roku [8, 9].
Na terenie miasta i gminy Zgorzelec nie prowadzono selektywnej
zbiórki odpadów. Założono zatem, że w pierwszej fazie biofrakcja będzie wy-
dzielana z odpadów komunalnych poprzez ich mechaniczne sortowanie.
Wprowadzana równocześnie selektywna zbiórka bioodpadów będzie sukce-
sywnie eliminować ten sposób pozyskiwania biofrakcji.
Odpady z gospodarstw domowych m. Zgorzelec, po usunięciu z nich
ręcznie odpadów i wielkogabarytowych, przesiewane są na sicie bębnowym
o prześwicie 70 mm  rysunek 5.1.
Odsiew kierowany jest na składowisko, a przesiew bogaty w składniki
organiczne, po usunięciu metali, zostaje rozdrobniony w młynie młotkowym
i przetransportowany do jednego z dwóch suspenserów, o pojemności V =
10 m3 i przepustowoÅ›ci 2,5÷3,0 Mg/h każdy. W suspenserze odpady sÄ… roztwo-
rzone w wodzie (lub odciekach ze składowiska) za pomocą szybkoobrotowego
mieszadła oraz wydzielane są z nich składniki przeszkadzające. Frakcje lekka
(tworzywa sztuczne, drewno  usuwana w instalacji usuwania frakcji lekkiej)
i ciężka (szkło, piasek  zbierana w śluzie, w dnie suspensera) po odwodnieniu
usuwane są na składowisko. Pozbawiona zanieczyszczeń zawiesina, o stężeniu
okoÅ‚o 4÷10% s.m., transportowana jest do ZakÅ‚adu nr 2.
VIII Ogólnopolska Konferencja Naukowa 411
Józef Malej
Rys. 5.1. Schemat technologiczny instalacji wspólnej fermentacji osadów ściekowych
i biofrakcji odpadów komunalnych w Zgorzelcu; 1  dowóz odpadów
komunalnych, 2  odpady wielkogabarytowe, 3  sito bębnowe, 4  balast na
składowisko, 5  rekuperator elektro-magnetyczny, 6  młyn młotkowy,
7  suspenser, 8  transporter ślimakowy, 9  komora fermentacyjna,
10  prasa, 11  składowisko, 12  ścieki do oczyszczalni ścieków,
13  zagęszczone osady ściekowe, 14  pochodnia, 15  gazmotory,
16  energia termiczna, 17  energia elektryczna [8, 9]
Fig. 5.1. Technological diagram of installation for co-fermentation of sewage sludge
and bio fraction of municipal waste in Zgorzelec; 1  municipal waste supply,
2  big size waste, 3  drum sieve, 4  ballast to the landfill, 5  electro-
magnetic recuperator, 6  hammer mill, 7  suspensor, 8  worm transporter,
9  fermentation chamber, 10  press, 11  landfill, 12  wastewater for
treatment, 13  thickened sewage sludge, 14  torch, 15  gas motors,
16  thermal energy, 17  electric energy [8, 9]
412 VIII Ogólnopolska Konferencja Naukowa
Biogaz a bezpieczeństwo energetyczne Polski
Mieszanina zawiesiny biofrakcji i zagęszczonych osadów ściekowych
przetłaczana jest ze zbiornika do komory fermentacyjnej WKFz o objętości
2300 m3 poprzez mieszacz iniekcyjny i wymiennik ciepła. Zawartość komór
fermentacyjnych mieszana jest gazem fermentacyjnym, który wtłaczany jest za
pomocą kompresora do siedmiu lanc zawieszonych w bioreaktorze, których
wyloty znajdują się przy dnie komory. Czas fermentacji wynosi około 21 dni,
zaÅ› temperatura okoÅ‚o 35°C.
Gaz, powstający w procesie fermentacji, o zawartości metanu około
70% obj., przekształcany jest w gazmotorach w energię elektryczną i cieplną.
Inistalacja elektrociepłowni gazowej Składa się z dwóch gazmotorów o mocy
120 kW każdy oraz kotłowni gazowo-olejowej. Gaz spalany jest w gazmoto-
rach, jeśli stężenie H2S jest mniejsze niż 300 ppm. Jeżeli zawartość H2S w bio-
gazie jest wyższa, wówczas jest on spalany w pochodni gazowej oraz w mniej-
szej części w kotłowni gazowo-olejowej. W przypadku braku biogazu kotłow-
nia przełącza się automatycznie na spalanie oleju opałowego stanowiącego
wówczas z
ródło ciepła.
Energia cieplna ze spalania gazu wykorzystywana jest do ogrzewania
WKFz oraz pomieszczeń technologicznych i socjalnych Zakładu nr l, zaś ener-
gia elektryczna odsprzedawana jest do sieci energetycznej.
Osady przefermentowane odwadniane są do około 30% s.m. na prasie
filtracyjno-taśmowej. Filtrat oraz popłuczyny są odprowadzane kanalizacją do
oczyszczalni.
6. Możliwość pozyskiwania biogazu w Polsce
6.1. Gaz wysypiskowy
W Polsce w latach 2002÷2014 prognozowany jest bardzo znaczny
wzrost odpadów komunalnych:
2002 r.  13,5 mld ton,
2010 r.  18,4 mld ton,
2014 r.  21,0 mld ton.
Według bieżącej informacji (z dnia 29.11. 2006) Krajowa Izba Go-
spodarcza Odpadami w Polsce aktualnie około 85% odpadów komunalnych
usuwanych jest na składowiska.
Stabilna produkcja gazu wysypiskowego trwa 20÷25 lat. Aktualnie
eksploatowane i zamknięte (po zrekultywowaniu) obiekty będą produkowały
w czasie ćwierćwiecza gaz w ilości około 20 mld m3, w okresie conajmniej 20
lat.
VIII Ogólnopolska Konferencja Naukowa 413
Józef Malej
Teoretycznie pozyskanie wyprodukowanego gazu na danym składo-
wisku może osiągnąć 70%. W warunkach eksploatacyjnych w Polsce, procent
pozyskiwania gazu wysypiskowego jest niższy i bardzo zróżnicowany, w gra-
nicach 35÷40%. Istnieje realna możliwość podwyższenia tego wskaz
nika do
40÷50%.
6.2. Biogaz pozyskiwany z wyselekcjonowanych odpadów biodegradowalnych
W krajach Unii Europejskiej notowany jest intensywny rozwój uniesz-
kodliwiania odpadów biodegradowalnych z równoczesnym odzyskiem energii.
Systemy różnorodnych reaktorów fermentacyjnych zapewniają reali-
zację procesów metanogenezy i tym samym spełniają generalne założenia
 Strategii rozwoju energetyki ze z
ródeł odnawialnych .
W Polsce zapoczątkowany jest rozwój systemów reaktorów fermenta-
cyjnych dla unieszkodliwiania odpadów poubojowych, odchodów zwierzęcych
z ferm, odpadów wyselekcjonowanych osadów ściekowych o wysokiej zawar-
tości ekstraktu eterowego. Dzięki tym systemom możliwe będzie uzyskanie
około 2 miliardów biogazu rocznie.
Literatura
1. Analiza składowiska odpadów komunalnych w Kozodrzy gm. Ostrów celem okre-
ślenia sposobu zagospodarowania powstającego gazu wysypiskowego. Instytut
Górnictwa Naftowego i Gazownictwa  Zakład Ochrony Środowiska, czerwiec
2002.
2. Buraczewski G.: Fermentacja metanowa. PWN. Warszawa 1989.
3. Buraczewski G., Bartoszek B.: Biogaz  wytwarzanie i wykorzystanie. PWN.
Warszawa 1990.
4. Dudek J., Klimek P.: Wpływ pracy instalacji odgazowania i utylizacji biogazu na
jego emisję ze składowiska odpadów komunalnych. Materiały X Konferencji Na-
ukowo-technicznej nt.:  Gospodarka odpadami komunalnymi. Org. komitet Che-
mii Organicznej PAN. GdaÅ„sk-Helsinki 2004. s. 187÷194.
5. Gołębiowski A.: Energia odnawialna w województwie zachodniopomorskim na
przykładzie składowiska odpadów komunalnych w Świnoujściu. Praca dyplomowa
BWSH w Koszalinie. Koszalin 2006.
6. Jakowczyk J. Piecuch T.: Koncepcja wykorzystania wysypiska odpadów m. Słup-
ska w Bierkowie do budowy kompleksowego zakładu utylizacji odpadów. Rocznik
Ochrony Åšrodowiska. Tom 5 Rok 2003. s. 163÷190.
7. Jędrczak A.: Rozwój technologii fermentacji odpadów komunalnych w Europie.
Ekotechnika 3(31) 2004. WrocÅ‚aw. s. 43÷48.
414 VIII Ogólnopolska Konferencja Naukowa
Biogaz a bezpieczeństwo energetyczne Polski
8. Jędrczak A., Machalski G.: Wspólna fermentacja osadów i odpadów komunalnych.
Produkcja i wykorzystanie gazu. II Międzynarodowa i XII Krajowa Konferencja Na-
ukowo-Techniczna pt.:  Nowe spojrzenie na osady ściekowe. Odnawialne z
ródła
energii. Tom 1. Org. Politechnika CzÄ™stochowska. CzÄ™stochowa 2003. s. 103÷116.
9. Jędrczak A., Haziak K.: Fermentacja odpadów komunalnych metodą mokrą.
PrzeglÄ…d Komunalny 2001. s. 104÷106.
10. Kicharski B., Rak J.: Problemy techniczne oraz prawne i środowiskowe aspekty
wykorzystania energii z odpadów na przykładzie składowiska odpadów w Kozodrzy
woj. podkarpackie. II Międzynarodowa i XII Krajowa Konferencja Naukowo-
Techniczna pt.:  Nowe spojrzenie na osady ściekowe. Odnawialne z
ródła energii.
Tom 1. Org. Politechnika CzÄ™stochowska. CzÄ™stochowa 2003. s. 578÷594.
11. Krupp M., Schubert J., Widmann R.: Fesibility study for co-digestion of sewage
sludge with OFMSW on two wastewater treatment plants in Germany. Waste Ma-
nagement. 2005. p. 393÷399.
12. Myszograj S.: Metan  gaz cieplarniany i z
ródło energii. Ekotechnika 3(35) Wro-
cÅ‚aw 2005. s. 53÷55.
13. Majczak A.: Zbawienne dla energetyki czy bomba ekologiczna. Magazyn Przemy-
sÅ‚owy 5/2000. s. 20÷22.
14. Nowakowski S.: Pozyskiwanie biogazu... Ochrona Powietrza i Problemy Odpa-
dów. 1. 1997. s. 20÷24.
15. Opęchowski S.: Gaz z wysypisk komunalnych. MGPiB. Warszawa 1994.
16. Pawłowska M., Siepak J.: Intensyfikacja procesu metanogenezy na składowisku
odpadów komunalnych poprzez dawkowanie osadów ściekowych. II Kongres Inży-
nierii Åšrodowiska PAN. Vol. 32. Lublin 2005. s. 1221÷1228.
17. Pieczyński J., Siepak J., Zerbe J., Wesołek J., Magdziarek M.: Możliwości
wykorzystania osadów ściekowych i koncentratu z odcieków do intensyfikacji pro-
dukcji biogazu na składowiskach odpadów komunalnych. Ekologia i technika
10(2). s. 53÷57.
18. Rocznik Ochrony Åšrodowiska. GUS. Warszawa 2005.
19. Szałek M.: Metan z wysypisk (Methane from landfills). GlobEnergy 01. 2004. p.
44÷46.
20. Sidełko R.: Kompostowanie  optymalizacja procesu i prognozowanie jakości
produktu. Monografie. Politechnika Koszalińska. Koszalin 2005.
21. Stępniewski W.: Ograniczenie efektu cieplarnianego poprzez redukcje emisji
metanu ze z
ródeł antropogennych. II Kongres Inżynierii Środowiska. Monografie
Komitetu Inżynierii Åšrodowiska PAN. Tom 1, Vol. 32. s. 63÷75.
22. Stępniak S.: Energetyczne efekty osiągane z biogazu wysypisk komunalnych na
przykÅ‚adzie Niemiec. Ekotechnika 1(33) 2005. WrocÅ‚aw. s. 49÷53.
23. Wasiak W., Urbaniak W.: Biogaz  powstawanie, zagrożenie, analiza chromato-
graficzna. Ekopartner Nr 4. 1999. s. 26÷28.
VIII Ogólnopolska Konferencja Naukowa 415
Józef Malej
Streszczenie
Energetyka staje się podstawowym problemem w egzystencji każdego kraju.
Złożone systemy energetyczne zabezpieczenia nacechowane są określoną hegemonią
potentatów posiadających zasoby surowców energetycznych np.: ropy naftowej, gazu,
węgla i złóż uranu.
Dalszy rozwój gospodarczy Polski wymagać będzie systematycznego wzrostu
produkcji energii cieplnej i elektrycznej. Z pewnością część potrzebnej energii, zwłasz-
cza cieplnej, powinna być uzyskana z odnawialnych z
ródeł.
W Polsce zarejestrowanych jest 1049 zorganizowanych składowisk odpadów
komunalnych [GUS, 2005]. Odzysk energii elektrycznej i cieplnej realizowany jest na
bardzo małej ilości obiektów (32 obiekty, co stanowi zaledwie 3,05%). Szacuje się, że
w wyniku powstawania gazu wysypiskowego tylko na jednym składowisku Kozodrza
emitowane jest do atmosfery 620 000 m3 metanu i 515 000 m3 dwutlenki węgla rocznie.
Wspólna fermentacja osadów ściekowych i odpadów komunalnych jest korzyst-
na ze względów finansowych (niższe koszty inwestycyjne i eksploatacyjne niż w przy-
padku prowadzenia procesów oddzielnie). Ma również szereg zalet, które wykraczają
poza aspekt czysto ekonomiczny, co potwierdziły badania przeprowadzone w Niemczech.
Stwierdzono m.in. wyższy stopień rozkładu substancji organicznej niż w przypadku osob-
nej fermentacji, dwu- do pięciokrotny wzrost produkcji gazu fermentacyjnego, mniejsze
zanieczyszczenie materiału pofermentacyjnego oraz jego lepszą przyswajalność dla roślin
(wiÄ™ksza zawartość i lepszy wzajemny stosunek substancji nawozowych) [7÷9, 13÷15,
17].
Względy ekologiczne i ekonomiczne zadecydowały, że w ostatnim dziesięcio-
leciu nastąpił gwałtowny wzrost zainteresowania wykorzystaniem fermentacji metano-
wej do unieszkodliwiania stałych odpadów organicznych.
Technologie fermentacji odpadów znajdują się nadal w fazie intensywnego roz-
woju. Realizowane są zarówno technologie mezofilowe (62% przepustowości wszystkich
instalacji), jak i termofilowe, głównie jednostopniowe (około 89% przepustowości). Naj-
więcej zakładów (13) zostało wybudowanych w Niemczech, o łącznej przepustowości
około 300 tys. Mg/rok, z przeciętną przepustowością około 22 tys. Mg/rok. Są to instala-
cje małe w porównaniu do wielkich zakładów budowanych w Belgii, Holandii i Francji,
o przepustowościach od 30 do 50 tys. Mg/rok. W Polsce wybudowano dwie instalacje
wspólnej fermentacji biofrakcji z odpadów komunalnych i osadów ściekowych; pierwszą
we wsi Jędrzychowice koło Zgorzelca, drugą w Puławach [8, 9].
Stabilna produkcja gazu wysypiskowego trwa 20÷25 lat. Aktualnie eksplo-
atowane i zamknięte (po zrekultywowaniu) obiekty będą produkowały w czasie
ćwierćwiecza gaz w ilości około 20 mld m3, w okresie conajmniej 20 lat.
Teoretycznie pozyskanie wyprodukowanego gazu na danym składowisku
może osiągnąć 70%. W warunkach eksploatacyjnych w Polsce, procent pozyskiwania
gazu wysypiskowego jest niższy i bardzo zróżnicowany, w granicach 35÷40%. Ist-
nieje realna możliwość podwyższenia tego wskaz
nika do 40÷50%.
416 VIII Ogólnopolska Konferencja Naukowa
Biogaz a bezpieczeństwo energetyczne Polski
Biogas and Energetic Safety of Poland
Abstract
Power industry becomes the basic problem in existence of every country.
Complex energetic systems of protections are all marked by definite hegemony of po-
tentates possessing the supplies of energetic materials e.g.: oil, gas, carbon and the
deposits of uranium.
Further economic development of Poland will require systematic growth of
thermal and electric energy production. Certainly the part of necessary energy, espe-
cially thermal, should be gained from renewable sources.
In the Poland there are 1049 registered organized municipal waste landfills.
Recycling of electric and thermal energy is realized on the very small quantity of ob-
jects (32 objects, which makes up just 3,05%). It was assessed that only on one landfill
- Kozodrza 620 000 m3 of methane and 515 000 m3 of carbon dioxide is emitted to the
atmosphere annually as a result of formation of the landfill gas.
Co-fermentation of sewage sludge and municipal waste is profitable from finan-
cial regards (lower investment and exploitation costs than in the case of running processes
separately). It also has many advantages go beyond the clean economic aspect, which was
confirmed by investigations conducted in Germany. Among other things, higher degree of
organic substance decomposition than in the case of separate fermentation, two- to five-
times growth of fermentational gas production, the smaller contamination of post fermen-
tation material and its better acceptability for plants (larger content and the better mutual
relation of nutrient substances) were confirmed [7 ÷ 9, 13 ÷ 15, 17].
Ecological and economical aspects decided that the rapid growth of the interest
in application of methane fermentation for neutralization of solid organic wastes has
taken lace in the last decade.
The technologies of waste fermentation of wastes still are in phase of the inten-
sive development. They are realized both mesophile technologies (62% of flow capacity
of all installations), as well as thermophile, mainly single-stage (about 89% of flow
capacity). The most plants (13) were built in Germany, with the total flow capacity of
300 000 Mg/year, with average flow capacity about 22 000 Mg/year. These are small
installations in comparison with great plants built in Belgium, Holland and France, with
flow capacities from 30 000 to 50 000 Mg/year. In Poland two installations of co-
fermentation of bio fraction from municipal waste and sewage sludge have been built;
first in Jędrzychowice near Zgorzelec, second one in Puławy [8, 9].
The stable production of the landfill gas lasts 20÷25 years. Exploited and
closed (after reclaiming) at present landfills will produce during 25 years gas in
quantity of 20 billion of m3 in the period at least 20 years.
Acquiring of produced gas on given landfill can theoretically reach 70%. In
exploitational conditions in Poland, the percentage of acquired landfill gas is lower
and very diverse, in borders 35÷40%. There is a real possibility to rise this coeffi-
cient to 40÷50%.
VIII Ogólnopolska Konferencja Naukowa 417