Agroenergetyka.pl

Energetyka, OZE w sieci: Agroenergetyka na FB
OZE grupa na FB / GL / Blog energetyczno - paliwowy
 
 
strona główna  Zarejestruj się  Ogłoszenia  Forum  Kontakt z Redakcją 


Artykuły
DREWNO i ODPADY
 

Produkcja peletów z odpadów rolniczych w systemie BIOAGRO

Data: 2009-09-06
Wstęp

W rolnictwie światowym i przetwórstwie rolno-spożywczym każdego roku powstaje ogromna ilość odpadów. Jeśli weźmie się pod uwagę słomę, plewy plus różnego rodzaju łuski i łupiny, a do tego jeszcze biomasę z dedykowanych upraw energetycznych stanowi to 50 mld ton metrycznych w skali roku. Zazwyczaj taka biomasa gdy nie nadaje się do zastosowania jako pasza jest spalana czy kompostowana a najczęściej niestety składowana na składowiskach odpadów. W przypadku składowania czy też kompostowania w otwartych pryzmach biomasa ta w czasie zamienia się w metan, ulatniający się do atmosfery gaz, którego potencjał jako gazu szklarniowego jest wyższy niż ditlenku węgla. Jest więc oczywiste, że należy znaleźć efektywny środowiskowo i ekonomicznie opłacalny sposób zamiany tej biomasy w surowiec do produkcji energii użytecznej.
Projekt BIOAGRO to właśnie wkład w rozwiązanie tego globalnego problemu. W jego ramach opracowano i wykonano instalację, która zamienia odpady z przemysłu rolno-spożywczego na cenne peltyzowane paliwo i następnie na ciepło użytkowe dla lokalnej ciepłowni. Paliwo z odpadów jest używane zamiast peletu drzewnego i ma ono przed sobą wielkie perspektywy ku temu aby stać się składnikiem globalnego rynku biomasy. Gdyby zastosować technologię BIOAGRO jedynie na 10% wszystkich odpadów rolnych w Chinach, USA i Europie oszczędzono by emisji równoważnej 127 mln Mg CO2.

Opis projektu

Świadomość faktu, że wykorzystywanie paliw kopalnych prowadzi do zmiany klimatu globalnego jest coraz szersza, a w wielu krach stanowi paradygmat polityki środowiskowej. Pilnym wyzwaniem cywilizacyjnym jest znalezienie alternatywnych źródeł energii, których wykorzystanie nie prowadzi do pogłębiania efektu cieplarnianego. Biomasa jako źródło energii uważana jest jako "neutralne dla klimatu" ponieważ podczas spalania uwalniany jest jedynie węgiel , który został zakumulowany w tkankach roślinnych drogą fotosyntezy z atmosfery.
Zastąpienie paliw kopalnych biomasą jest pewnym sposobem zmniejszenia ilości emitowanych gazów spalinowych do atmosfery. Należy także podkreślić w całościowym ekobilansie węgla ,iż unika się równocześnie emisji metanu pochodzącego z rozkładu biomasy na wysypiskach czy w otwartych systemach kompostowania, ponieważ biomasa ta jest spalana, a nie poddawana rozkładowi mikrobiologicznemu.
Dzięki realizacji projektu BIOAGRO stworzono system oparty na wykorzystaniu biomasy, który sfinansowany został częściowo przez Komisję Europejską w ramach 7 Programu Ramowego LIFE “Soil, land-use & agriculture". Program LIFE jest jednym z instrumentów finansowych wspierających projekty ochrony środowiska przede wszystkim w krajach Unii Europejskiej jak i w krajach kandydujących i sąsiednich. Od roku 1992 w ramach programu LIFE częściowo sfinansowano 2 750 projektów, na co przeznaczono około 1,35 mld Euro. Projekt BIOAGRO jest jednym z tych projektów. Jest to jedyny projekt LIFE przyznany Szwecji w całym okresie aplikacji.

Celem projektu BIOAGRO jest wygenerowanie i praktyczne zastosowanie neutralnych pod względem emisji węgla i wysokoenergetycznych peletów z odpadów rolnych poprzez innowacyjną metodę zarówno produkcji tego paliwa jak i jego końcowego użytkowania.

Końcowym efektem jest pełna utylizacja produktów odpadowych z rolnictwa w dobrze funkcjonującym cyklu technologicznym, gdzie wszystkie części instalacji takie jak m. in. jak wagi, system mieszania surowców, prasa peletyzatora i instalacja ciepłownicza współpracują optymalnie pod nadzorem systemu komputerowego, tak aby uzyskać pelety lub energię cieplną.

W realizacji projektu wzięto pod uwagę to, że popioły lotne będące stałymi produktami spalania peletów mogą być z korzyścią stosowane na pola jako nawóz co powoduje, że zamknięcie cyklu od produkcji rolnej do wytwarzania energii jest kompletne. System BIOAGRO może być z powodzeniem zaadoptowany do różnych odpadów przemysłu paszowego i zbożowo-młynarskiego, a także powstających podczas produkcji kwalifikowanego materiału siewnego dzięki temu, że system mieszania kontrolowany przez opracowany w ramach projektu program komputerowy pozwala na szybkie dopasowanie różnych produktów wyjściowych z dodatkami umożliwiającymi właściwy przebieg procesu spalania w pelety o wysokiej wartości. Zastosowanie mieszanki różnych przyjaznych środowiskowo substancji do peletyzowanej biomasy odpadów rolnych czy też wytwarzanych w zakładach przemysłu rolno-spożywczego pozwala dzięki systemowi BIOAGRO na wytworzenie jednorodnego i kosztowo efektywnego paliwa rolniczego tj. peletów, o wartości kalorycznej zbliżonej do wartości peletów drzewnych.

W dalszej perspektywie realizacji projektu dążyć się będzie do dalszego etapu przekształcania odpadów do energii użytkowej poprzez stworzenie systemu konwersji biomasy do produktu zbliżonego do węgla drzewnego (zwanego niekiedy biokarbonem) w celu osiągnięcia potencjalnie możliwego systemu "węglowo ujemnego" tj. zmniejszenia emisji dwutlenku węgla w systemach ciepłowniczych z zastosowaniem biomasy.

Oto krótkie przedstawienie tego perspektywicznego systemu, o którym doniosło także ostatnio opiniotwórcze czasopismo "The Economist". Zazwyczaj biopaliwa uważane są za paliwa neutralne dla atmosfery ponieważ jedynie CO2 pobrany przez rośliny w czasie fotosyntezy jest uwalniany w czasie spalania tegoż biopaliwa. Jest to rzecz jasna duże uproszczenie, bo prawdziwe jest to jedynie wtedy gdy biopaliwa stosowane w ciepłownictwie są pochodzenia lokalnego. Przy transporcie biomasy na duże odległości efekt ten nie może być brany pod uwagę ze względu na emisje transportowe.

Wiadomym jest fakt, iż cywilizacja techniczna nie była w stanie do tej pory stworzyć żadnego bardziej efektywnego sposobu pobierania węgla w formie gazowej niż powstała w czasie wielu lat naturalnej ewolucji fotosynteza, w wyniku której węgiel z atmosfery jest wiązany w formie biomasy.
Jeśli przy przeróbce biomasy na energię zamiast spalania zastosuje się proces pirolizy przy niskiej zawartości tlenu to biomasa jest przekształcona w tzw. gaz syntezowy (składający się głównie z metanu, tlenku węgla i wodoru), który może być zarówno być spalany w celu uzyskania energii cieplnej jak i też może być przekształcony w paliwo płynne (tzw. biopaliwo drugiej generacji). Produktem stałym tej reakcji jest substancja podobna do węgla drzewnego, zwana niekiedy biokarbonem. Ta substancja jest niezmiernie stabilna i ma okres półtrwania dłuższy niż 2000 lat. Zostało dowiedzione, że w Amazonii stosowano system rolniczy z zastosowaniem biokarbonu zwany “Terra Preta" już 2000 lat p.n.e. Znaleziono pokłady biokarbonu w glebie lasu tropikalnego w Gujanie (wiek 9500 lat) i na Kostaryce (w wieku 23 000). Węgiel związany w Amazońskiej “Terra Preta" jest nadal stabilny, a gleby utrzymują wysoką żyzność.
Poprzez zastosowanie biokarbonu jako rozszerzenie systemu produkcji agropeletów użytkownicy mogą produkować materiał do wzbogacenie gleby jak i biopaliwo drugiej generacji dzięki temu prowadząc sekwestrację dwutlenku węgla w obojętnym materiale jakim jest biokarbon. Jeśli stworzony zostanie system ekonomiczny nagradzania tych, którzy prowadzą sekwestrację dwutlenku węgla analogicznie tak jak istniejący system karania tych, którzy emitują duże jego ilości może to jeszcze zdecydowanie poprawić ekonomikę takich działań.
Pelety wytworzone w systemie BIOAGRO mogą być także w przyszłości konwertowane do biokarbonu i stać się efektywnym dodatkiem wzbogacającym glebę. Obecnie system ten jednak został zaprojektowany tak, aby wytwarzać pelety z odpadów rolniczych i ich spalania w celu produkcji energii cieplnej.
Warto w tym miejscu wspomnieć, że system BIOAGRO jest niezmiernie elastyczny i może być przez jego Autorów zaadoptowany do dowolnej biomasy odpadowej wytwarzanej w przemyśle: rolno-pożywczym, paszowym, młynarskich, browarniczym etc. pod warunkiem, że odpady tam wytwarzane charakteryzują się niską wilgotnością umożliwiającą ich długotrwałe składowanie.

Grupa BIOAGRO

System ten został stworzony przez dwie firmy, które to są głównymi partnerami projektu: Skånefrö AB and HOTAB.
Skånefrö AB (www.skanefro.se) to wielka firma nasienna zaopatrująca rynek szwedzki w nasiona siewne wysokiej jakości. Firma ta ma długą historię i rozpoczęła działalność w 1928 roku. Głównym jej zadaniem jest produkcja kwalifikowanego ziarna siewnego zbóż, traw a także produkcja mieszanek traw o różnym zastosowaniu.
HOTAB (www.hotab.se) to producent najnowocześniejszych instalacji do spalania różnych paliw. Firma ta na rynku bioenergii działa aktywnie od ponad 30 lat. Przedsiębiorstwo to w Szwecji posiada największe doświadczenie jeśli chodzi o wykorzystanie bioenergii, a szczególnie o energii pozyskiwanej z sektora rolnego.

Te dwie firmy wraz z podwykonawcami realizują projekt BIOAGRO. Ci podwykonawcy to firma ÄFAB (www.afabinfo.com) – firma konsultingowa w zakresie bioenergii, Ecoera AB – (www.ecoera.se) firma zajmująca się sprawami sekwestracji węgla i biokarbonem, a także Szwedzki Uniwersytet Nauk Rolniczych (www.slu.se).

Można więc stwierdzić, że grupa ta składająca się z ekspertów do spraw wykorzystania biomasy, biochemików, konsultantów i profesjonalistami w zakresie produkcji nasiennej, gwarantuje kompleksowe podejście do rozwiązania problemu.

Rozwój technologii

Dzięki temu projektowi stało się możliwe zastąpienie ropy i ogrzewania elektrycznego całego dużego przedsiębiorstwa nasiennego poprzez przyjazne środowisku pelety niekiedy określane jako agropelety.
Namacalnym efektem technicznym jest kompleksowa "Platforma Zastosowania Energii Odnawialnej BIOAGRO" obejmująca automatyczną produkcję agropeletów i instalację do jego efektywnego spalania. Jeśli na system ten spojrzy się jako na "czarną skrzynkę" to na wejściu do tego systemu znajdują się odpady rolnicze, a na jego wyjściu stałe paliwo o zoptymalizowanym składzie (bioagropelety) i energia cieplna.
Gdyby okazało się, że bardziej opłacalna dla zakładu byłaby w przyszłości produkcja prądu elektrycznego z otrzymanego peletu, a nie ciepła użytkowego, np. może to mieć miejsce wtedy gdy to nie można sprzedawać nadmiaru ciepła do sieci ciepłowniczej z racji położenia zakładu z dala od takiej sieci lub brak technicznych możliwości przyłączenia się do systemu ciepłowniczego. można układ BIOAGRO dość łatwo przystosować ku temu celowi, czyli wytwarzać energię elektryczną z odnawialnego surowca wykorzystując przy tym odpady.
Odpady, które są wytwarzane w firmach podobnych do Skånefrö AB są zazwyczaj źródłem kosztów w skali przedsiębiorstwa i stwarzają problemy środowiskowe wskali lokalnej i globalnej, lecz w wyniku zastosowania technologii BIOAGRO koszt zamienić się może na przychód, a co równie ważne przestaje istnieć jedno ze źródeł skażenia środowiska lokalnego i globalnego, ponieważ ta metoda umożliwia całkowitą rezygnację z zakupu paliw kopalnych, które były niezbędne w celu produkcji ciepła technologicznego i ogrzewania pomieszczeń.
W Szwecji koszt związany z tradycyjnym zagospodarowaniem tych odpadów wynosi obecnie około 65 Euro za 1 Mg. Ta suma dzięki technologii BIOAGRO jest zaoszczędzona i koszt zamienia się w zysk.

Zwykle odpady powstające w czasie produkcji kwalifikowanego materiału siewnego czy w czasie przetwarzania surowców rolnych na mąkę i pasze są dość trudne do efektywnego spalania w instalacjach energetycznych. Spowodowane jest to obecnością w tej biomasie związków alkalicznych, siarki i krzemionki. Spalanie takiej nieuszlachetnionej biomasy odpadowej powoduje emisje kwaśnych gazów spalinowych i osadzanie się alkalicznych popiołów na elementach kotła. W wyniku zastosowania właściwego mieszania różnych rodzajów biomasy i dodatek przyjaznych dla środowiska dodatków pelety wytwarzane z zastosowaniem technologii BIOAGRO mają wysoką jakość i osiągaja bardzo dobre parametry spalania.

Cała instalacja technologii BIOAGRO oparta jest o zbudowanie kilkunastu silosów, w których to składowana jest biomasa, pochodząca w przypadku pierwszej istniejącej w skali przemysłowej instalacji z oczyszczania mas nasiennych (w każdym silosie osobno składowany jest jeden rodzaj biomasy, która nie jest mieszana w czasie pracy zakładu). Ponieważ masy nasienne przechodzą wcześniej przez cały system suszarek nie ma żadnego ryzyka związanego z samozagrzewaniem się biomasy – wilgotność waha się od 8 do 12% w zależności od rodzaju biomasy (niższa dla odpadów z oczyszczania rzepaku, wyższa dla odpadów z oczyszczania traw nasiennych czy materiału siewnego zbóż). Następnie biomasa jest mieszana we właściwych proporcjach z odpowiednimi dodatkami (mieszanie następuje automatycznie, a sterowane jest programem komputerowym opracowanym przez firmę Ecoera). Następnie ta mieszanka jest peletyzowana w peletyzatorze o wydajności 3000 kg na godzinę. Końcowym produktem są pelety, które mogą być przechowywane w silosie a następnie mogą być konfekcjonowane w dowolne opakowania albo też bezpośrednio spalane w celu produkcji ciepła na potrzeby firmy. W ten ostatni sposób firma nasienna całkowicie pozbywa się kosztów związanych z zakupem oleju opałowego na cele grzewcze lub z zakupem ciepła z zewnętrznej firmy ciepłowniczej. Ponadto firma nasienna redukuje swoją emisję CO2 do zera w przypadku pierwszej istniejącej instalacji BIOAGRO oszczędności emisji wynoszą 540 Mg CO2 w skali rocznej.

Produkty odpadowe z sektora rolno-spożywczego mogą być w ten sposób wykorzystywane w dużej skali na całym świecie.
Warto wspomnieć także o tym, że według ustaleń ustawodawstwa UE w 2010 roku ilość odpadów biodegradowalnych wywożonych na składowiska musi zostać zmniejszona w krajach UE15 do 75% ilości tych odpadów składowanych w 1995 roku. W skali Szwecji ta redukcja wynosić musi 4,4. mln Mg. Kraje, które wstąpiły do Unii Europejskiej w roku 2004 i później mają tu wynegocjowane różne okresy przejściowe od 4 do 8 lat.

Wydaje się dla biomasy odpadowej o niskiej wilgotności i suchych odpadów rolno-spożywczych system BIOAGRO stanowić może idealne rozwiązanie przynoszące szereg korzyści dla przedsiębiorstw, a jego wartością dodaną jest to, że przynosi szereg trwałych rozwiązań prośrodowiskowych.
System BIOAGRO jest technologią, która może znaleźć swoje zastosowanie w wielu polskich przedsiębiorstwach. Jest już w kraju szereg wielkich firm nasiennych o wysokiej produkcji kwalifikowanego materiału siewnego, jest wiele zakładów produkcji pasz, nabiera tempa koncentracja przemysłu zbożowo-młynarskiego. Technologia BIOAGRO pozwala przerabiać na przyjazną środowisku energię wszelkich odpadów, dla których trudno było znaleźć bezpieczny sposób zagospodarowania, a najlepszym przykładem jest tu zboże zagrzybione nie nadające się do produkcji żywności ani na paszę. Problem czasowej nadprodukcji pewnych tradycyjnie produkowanych przez przemysł zbożowo-młynarski odpadów dzięki technologii BIOAGRO może zostać rozwiązany.

Grupa BIOAGRO jest bardzo zainteresowana implementacją swojej technologii w naszym kraju. Zakład ten odwiedzili przedstawiciele Polskiej Izby Nasiennej. Uznali oni rozwiązania technologiczne za znakomite i możliwe do zastosowania w Polsce.

Jest bardzo możliwe, że Ambasada Królestwa Szwecji włączy się w organizację prezentacji BIOAGRO w Polsce. Wstępna data zorganizowania takiego spotkania roboczego w naszym kraju to pierwsza dekada listopada 2009. Możliwa jest także po uzgodnieniu terminu zwiedzanie zakładu w Szwecji – osoby zainteresowane proszone są o kontakt pod adres emailowy: aklasa@uwm.edu.pl
 
strona główna | polityka prywatności | nota prawna | partnerzy | kontakt | mapa serwisu | REKLAMA
Projekty HVAC | turbiny wiatrowe | Forum OZE
Copyright © Agroenergetyka.pl | design: Projekty internetowe