Biometan z odpadních kalů pohání autobusy

Cirkulární doprava - to je jeden z projektů, který se dostal do finále soutěže E.ON Energy Globe. Zpracovává bioodpad a vytváří z něj ekologické palivo – biometan, který může pohánět auta a autobusy. Úspěšně to vyzkoušeli v městské hromadné dopravě v Brně a v budoucnu plánuje totéž i Praha. Hlavním iniciátorem brněnského pilotního projektu, v němž se poprvé palivo testovalo, byl Petr Novotný z Institutu Cirkulární Ekonomiky, který sídlí v Brně. Zajímalo nás, co vše se kolem projektu už odehrálo.

Kdy vznikla první myšlenka?

S podobným řešením jsem se poprvé setkal při zahraničním studiu v rámci programu ERASMUS ve Finsku. Fungovala tam jedna menší farma, která pomocí technologie vlastní konstrukce upravovala exkrementy od 150 krav a potravinářský bioodpad z nedaleké čokoládovny k výrobě bioplynu a následně biometanu. Na ten jezdil majitel farmy a jeho rodina v osobních automobilech s pohonem na CNG. Biometanem poháněli i traktor a přebytky biometanu prodávali zájemcům z okolí. I přes to, že do středního Finska není zavedený plynovod, jezdilo tímto způsobem k tomuto farmáři tankovat několik desítek automobilů na CNG, které si místní obyvatelé díky této možnosti pořídili. Myšlenka zrealizovat v Brně podobný projekt vznikla až ve spojení s Institutem Cirkulární Ekonomiky. Své poznatky ze zahraničí jsem představil jeho ředitelce Soně Jonášové, se kterou jsme následně celý projekt dotáhli do konce.

Proč právě bioodpad?

Jako zdroj pro výrobu bioplynu může sloužit široká škála biologicky rozložitelných materiálů – vše, co mohou jednoduše rozložit bakterie. Bioplyn je tak možné vyrobit z čistírenských kalů, zbytků jídel, prošlých potravin, exkrementů hospodářských zvířat nebo z cíleně pěstovaných plodin. Na bioodpad se zaměřujeme proto, že se jedná o dostupnou surovinu, která se dnes většinou nijak nezpracovává a končí na skládkách nebo ve spalovnách, což považujeme za plýtvání cenným materiálem. Podle nás je lepší k výrobě bioplynu použít primárně bioodpady, nikoliv cíleně pěstované plodiny, jako je třeba řepka.

Jak dlouho jste na projektu pracoval a s kým?

Od první schůzky k tomuto tématu po první tankování uplynuly přibližně 2 roky, takže cesta to byla poměrně dlouhá. Začali jsme tím, že jsme vytvořili studii mapující analýzu potenciálu bioodpadu vyprodukovaného v Brně a vypočetli, kolik autobusů by na energii z něho mohlo v Brně jezdit. S touto studií jsme postupně seznámili představitele Dopravního podniku a vodárenské společnosti. U obou firem jsme se setkali s podporou. Velmi důležitá byla podpora od výzkumné společnosti MemBrain, která do projektu zapůjčila testovací jednotku na úpravu bioplynu a kompletně se postarala o technickou stránku věci. Na projektu jsem pracoval především se Soňou Jonášovou, se kterou jsme absolvovali většinu schůzek a po celou dobu usilovně tlačili celý projekt kupředu.

Jak dopadl pilotní projekt?

Byl úspěšný, CNG autobus najezdil na biometan z čistírenských kalů téměř 5 000 km. Biometan má identické složení jako zemní plyn, proto stávající plynové autobusy, kterých v Brně nyní jezdí 160, nebylo nutné nijak upravovat. Zkušební provoz trval 2 měsíce a autobus jezdil v ostrém provozu na lince vedoucí okolo čistírny odpadních vod v Modřicích. Samotní cestující nijak nepoznají, zda autobus jede na zemní plyn nebo biometan: obojí se jako palivo chová identicky.

Když se řekne bioodpady nebo kaly čistíren odpadních vod, člověk si představí suroviny, které jsou charakteristické nepříjemným zápachem. Jak se tento fakt promítne do provozu autobusů na biometan?

Vůbec nijak. Výroba bioplynu probíhá od vstupu do bioplynové stanice kompletně v hermeticky uzavřeném procesu, ve kterém bakterie za nepřístupu vzduchu rozkládají organickou hmotu, a přitom produkují bioplyn. Bioplyn se následně zbaví nečistot, vlhkosti a speciální technologií se z něj separuje metan. To je plyn bez barvy a zápachu, srovnatelný se zemním plynem. Autobus, který jako palivo používá biometan, má identické zplodiny, jako by používal k pohonu zemní plyn, tedy především jen vodní páru a CO₂. Někteří lidé si myslí, že se zápach vstupních surovin přesune do biometanu a uvolní se z výfuku autobusu. Tato představa je ale mylná, o tom se cestující ostatně mohli přesvědčit.

Kolik biometanu přibližně vznikne z jedné tuny bioodpadu?

Výtěžnost biometanu se liší v závislosti na složení vstupních surovin. Nejvíce biometanu v přepočtu na tunu suroviny je možné vyrobit z tuků a cukrů, nízkou produkci má na druhou stranu třeba posečená tráva nebo zvířecí exkrementy. Průměrně ze směsi bioodpadu počítáme s produkcí 123 m³ bioplynu s obsahem 60 % metanu na tunu vstupní suroviny, to odpovídá 73,8 m³ biometanu. Jinými slovy, z 8 kilogramů bioodpadu získáme biometan, na který autobus ujede 1 kilometr.

Pokud by další město nebo obec chtělo využívat takovýto typ paliva, co všechno potřebuje ke startu?

Základním předpokladem je mít surovinu na výrobu bioplynu – tu většina měst a obcí má v podobě čistírenských kalů a biologicky rozložitelných odpadů od obyvatel nebo podnikatelských subjektů. Pro zpracování těchto surovin je možné využít buď nově postavená zařízení – odpadové bioplynové stanice - nebo pro tento účel upravit již stávající bioplynové stanice, kterých je v České republice více než 500. Když má obec zdroj bioplynu, doplní ho o zařízení na úpravu bioplynu na biometan a může začít tankovat do vozidel s pohonem na CNG nebo vtláčet biometan do plynové distribuční sítě.

Máte představu, kolik by investice do spuštění podobného projektu mohlo město či obec stát?

Z pohledu investičních nákladů je ideální využít infrastrukturu, která již funguje – stávající bioplynové stanice na čistírnách odpadních vod nebo zemědělské bioplynové stanice. Aby mohly být v bioplynové stanici zpracovávané biologicky rozložitelné odpady, je nutné ji vybavit zařízením na mechanickou úpravu vstupních surovin a automatizované odstraňování nežádoucích nečistot, jako jsou třeba plastové obaly prošlých potravin. Zároveň je nutné vstupní suroviny hygienizovat. Dovybavení stávající infrastruktury o tato zařízení vyjde co do investičních nákladů levněji než stavba nového zařízení.

Pokud máme zdroj bioplynu, zbývá pořídit zařízení, které z bioplynu vyrobí biometan, který bude připravený k tankování do vozidel na CNG nebo pro vtláčení do plynové rozvodné sítě.

Investiční náklady jsou závislé na požadované kapacitě zařízení a zvolené technologii. Výstavba odpadové bioplynové stanice s kvalitní předúpravou vstupních surovin a zařízením na produkci biometanu může vyjít v závislosti na zvolené kapacitě na vyšší desítky až nižší stovky milionů korun.

Existují na takovéto projekty i dotace?

Energetické a materiálové využití bioodpadu má výrazné pozitivní externality a je v zájmu státu, aby taková zařízení u nás fungovala. Z toho důvodu se na jejich výstavbu poskytují investiční dotace z evropských strukturálních fondů, konkrétně z Operačního programu Životní prostředí. Rozvoji této technologie by výrazně pomohlo zavedení provozní podpory na výrobu biometanu, který je původem z biologicky rozložitelných odpadů.

Jaké máte plány s projektem do budoucna, budete ho realizovat i v jiných městech?

Pilotní projekt v Brně měl za úkol především informovat veřejnost o tom, že takové řešení existuje, a iniciovat vznik plně provozních jednotek. To se povedlo a nyní bychom rádi, aby v České republice začaly vznikat plnohodnotné projekty. Nejblíže tomu má nyní Praha, která má zájem uskutečnit ekologicky smysluplné projekty – výstavba městské odpadové bioplynové stanice s využitím biometanu k pohonu městských vozidel patří mezi hlavní priority v této oblasti. Byl bych rád, kdyby se připojila i další města.

Co pro vás znamená být ve finále soutěže E.On Energy Globe, pomyslného ekologického Oskara?

Účast našeho projektu ve finále je pro nás obrovská čest a odměna za naše úsilí. Publicita, která se díky této soutěži našemu projektu dostává, nám pomáhá splnit náš původní cíl, kvůli kterému jsme pilotní projekt realizovali. Tím cílem je informovat odbornou i laickou veřejnost o tom, jak lze smysluplně využít bioodpady, kterými nyní trestuhodně plýtváme.

Video - trochu jiný pohled, jak vysvětlit smysluplnost celého projektu: https://m.facebook.com/help/1570724596499071?helpref=uf_permalink