Na Císařském ostrově v severní části Prahy stojí už od 60. let minulého století ústřední čistírna. Ze zařízení, které zpracovává takřka všechnu odpadní vodu z území hlavního města, se postupně stává také významný energetický zdroj. Při čištění vody spotřebované a znečištěné zejména člověkem vznikají kaly a z nich surový bioplyn. Ten se v kogeneračních jednotkách využívá k výrobě elektřiny a tepla.

Od léta tu využívají bioplyn i dalším způsobem: na ostrově přistavěli speciální zařízení, které z něj odstraní nežádoucí příměsi, a vznikne takřka čistý biometan. Je ekologičtější alternativou zemního plynu, má stejné vlastnosti.

Projekt se v Pražské vodohospodářské společnosti začal rodit před pár lety v debatách nad tím, jak zpracovat nevyužité přebytky bioplynu. „Vznikl nápad na čistění bioplynu a výrobu biometanu. Původně jsme ho chtěli ‚stáčet‘ přímo do aut na stlačený zemní plyn CNG, která provozují městské firmy,“ říká ředitel divize strategických investic v Pražské vodohospodářské společnosti Jiří Rosický. To by však znamenalo, že by tato auta z celé Prahy musela zajíždět kvůli natankování paliva na Císařský ostrov.

Nakonec se vodohospodáři dohodli s pražskými plynaři, postavili několik stovek metrů dlouhé potrubí a vyrobený biometan vtláčejí do střednětlakého plynovodu. V něm se promíchá s běžným zemním plynem a auta si ho mohou načerpat u kterékoliv plničky na CNG.

Investice za 66 milionů korun umožní vyrobit přes 1,2 milionu metrů krychlových biometanu za rok, což postačí na roční provoz osmi desítek popelářských aut. V čistírně ovšem počítají se zvýšením produkce, v ideálním případě až na desetinásobek.

Výroba bioplynu a biometanu v Evropě (v terawatthodinách)

Zvětšit přes celé okno

„Proti bioplynkám, které využívají zemědělské produkty nebo bioodpad, máme velkou výhodu. Základní technologii máme jako součást procesu, máme velké objemy čistírenských kalů, z nichž se bioplyn získává,“ říká Rosický.

Impulz k výstavbě výroben biometanu může dát státní podpora v hodnotě 2,4 miliardy eur. Program právě posvětila Evropská komise.

Firma ovšem stojí před otázkou, zda vyrábět elektrickou energii (a teplo) z obnovitelného zdroje pro vlastní potřebu, nebo díky biometanu nahradit část zemního plynu v plynovodní síti. Podobný rébus budou muset v budoucnu řešit i další producenti.

Bioplyn frčí, biometan zaostává

Získávat takto výhodně a ekologicky zdroj energie je moderní postup. Předseda Českého sdružení pro biomasu CZ Biom Jan Habart nicméně říká, že stát v podpoře biometanu zaspal. Zatímco v Česku je v provozu už takřka 580 bioplynových stanic, výroben biometanu je vedle té na pražském Císařském ostrově už jen šest. Dřívější vládní strategický plán počítal s tím, že kapacita výroben bude už dnes přibližně desetkrát vyšší.

Z čeho se bioplyn a biometan v Evropě vyrábí (v %)

Zvětšit přes celé okno

Evropská unie s mohutným rozvojem výroby biometanu napevno počítá. Podle plánu REPowerEU má jeho produkce v unii do roku 2030 stoupnout na 35 miliard m³. A to z nynějších zhruba 3,5 miliardy m³, což představuje jen kolem procenta spotřeby zemního plynu. Technologie čištění bioplynu na biometan v kvalitě zemního plynu se v EU zavádějí od roku 2011.

Cílem je postupně nahradit až 20 procent současné spotřeby zemního plynu. V Česku mají později obnovitelné plyny (vedle biometanu také syntetický plyn) tvořit i 40 až 50 procent spotřeby této strategické látky.

Bioplyn versus biometan

Biometan je vyčištěný bioplyn, který obsahuje alespoň 95 procent metanu. Představuje alternativu zemního plynu, má srovnatelné vlastnosti. Je možné využít ho všude, kde se používá zemní plyn, bez nutnosti úprav technologie či dalších investic. Tedy v plynových kotlích či domácích spotřebičích. V dopravních prostředcích může nahradit konvenční paliva ze zemního plynu – stlačený plyn CNG nebo zkapalněný LNG. A je také možné ho vtláčet do plynárenské soustavy.

Na počátku vzniku biometanu je bioplyn, který vzniká anaerobní digescí organických materiálů. Tedy zjednodušeně přeměnou organických látek bez přístupu vzduchu. Vstupem mohou být například zemědělské zbytky, statková hnojiva a energetické plodiny jako kukuřice, dále komunální bioodpad, kaly z čističek odpadních vod a další druhy biomasy. Bioplyn se využívá k produkci tepla a elektřiny.

Objem metanu v bioplynu se standardně pohybuje kolem 50 až 55 procent. Zhruba třetinu tvoří oxid uhličitý, zbytek další příměsi jako sirné či dusíkaté sloučeniny. A právě CO₂ a nežádoucích látek je třeba se zbavit, respektive srazit jejich podíl na minimum. Existuje několik metod čistění bioplynu, v EU se nejčastěji používá membránová separace. Proti jiným obnovitelnými zdrojům je výhodou biometanu možnost kontinuální výroby bez závislosti na počasí, je také možné ho skladovat. Ve srovnání se zemním plynem je nicméně dražší.

Domácí provozovatel nejrozsáhlejší plynárenské distribuční sítě GasNet připojil první výrobnu biometanu v roce 2019. Jedná se o bioplynovou stanici v Rapotíně na severní Moravě ze skupiny EFG. Loni přibyly stanice v Litomyšli a v Horní Suché na Karvinsku, letos bioplynka v Mladé Boleslavi a čistírna odpadních vod v Havlíčkově Brodě. „Na celém našem distribučním území vtláčíme měsíčně až 230 tisíc kubíků biometanu,“ říká mluvčí společnosti Aleš Gregorovič.

Biometan se od léta vyrábí ještě v zemědělské bioplynové stanici v Herálci u Humpolce. Nevtláčejí ho tu však do plynárenské sítě, nýbrž ho ukládají do tlakových mobilních zásobníků BioCNG. Palivo využívají autobusy veřejné dopravy v Jihlavě. „Je to příklad vítané náhrady fosilních paliv. Biometan se vyrobí lokálně a dopravní podnik se chrání před výkyvy v cenách ropy. Vtláčení do sítě zemního plynu dává smysl tam, kde není k dispozici aplikace pro dopravu,“ říká programový ředitel Svazu moderní energetiky Martin Sedlák.

Investoři čekají na podporu

Nový impulz k výstavbě dalších výroben biometanu může dát program státní podpory v hodnotě 2,4 miliardy eur (v přepočtu 59 miliard korun), který v minulém týdnu posvětila Evropská komise. Peníze z něj budou vypláceny formou zeleného bonusu po dobu dvaceti let, výši příspěvku každoročně určí Energetický regulační úřad.

Zatím není jasné, kdy bude tento zdroj financí připraven k čerpání, podle Habarta se však už nyní chystají projekty, které ho chtějí využít. „Investoři trochu přešlapují a čekají na zahájení provozní podpory, až bude jasné, jakou bude mít podobu,“ říká. Stát by měl navíc stanovit konkrétní opatření – například počtem stanic, které začnou s výrobou biometanu.

GasNet plánuje napřesrok připojovat další výrobny biometanu. „Aktuálně máme podepsáno 14 smluv o připojení a evidujeme přes 40 dalších zájemců, kteří mají projekt v různé fázi přípravy,“ říká Gregorovič. Nejméně polovina ze všech bioplynových stanic v Česku je podle něj technicky a ekonomicky připojitelná ke stávající plynárenské síti a lze je uzpůsobit k výrobě biometanu.

Podíl bioplynu a biometanu na celkové spotřebě plynu (v % za rok 2021, top osm zemí)

Zvětšit přes celé okno

Například ve skupině EFG už takto doplňují bioplynovou stanici ve Vyškově, další na řadě má být zařízení ve Vysokém Mýtě. „Na biometan z biologicky rozložitelného odpadu se budeme zaměřovat i při dalším rozvoji portfolia našich bioplynových stanic,“ říká mluvčí skupiny Barbora Formánková.

V Rapotíně firma čistí a do plynárenské soustavy posílá přibližně polovinu vyrobeného bioplynu, druhá jde na výrobu zelené elektřiny a tepla. Podle Formánkové lze podíly upravovat, omezením je pochopitelně kapacita jednotky výroby biometanu.

Podle Habarta bude dávat smysl, aby se velká část dnešní energie bioplynu přesunula – místo výroby elektřiny a tepla by měla sloužit právě produkci biometanu. „Přitom je možné výrobu elektřiny zachovat a provozovat ji pouze v době zvýšené poptávky. Postupně to může být třeba jen deset až dvacet procent času, zatímco zbytek roku běží biometan,“ říká. Navíc jsou tu hybridní systémy umožňující využití jak bioplynu pro elektřinu, tak čištění na biometan pro vtláčení do plynárenských sítí.

Jako doplněk solárů a větrníků

Jednou z hlavních výhod bioplynových stanic ve srovnání s jinými obnovitelnými zdroji je takřka nepřetržitá výroba. Mohou tedy fungovat jako doplněk solárních a větrných elektráren, poskytnou elektřinu při bezvětří, v noci či v zimním období. Lidé z oboru také tlačí na to, aby stát nastavil podmínky, které umožní využití biomasy z odpadů co nejvíce na výrobu biometanu místo jejího skládkování nebo kompostování. „Produkci biometanu může stát podpořit i tím, že ho začne systematicky poptávat do svých budov,“ říká Sedlák.

Připojení výrobny biometanu k plynárenské soustavě je poměrně snadné a dnes už podle Gregoroviče standardizované. Výrobci mají přesně danou maximální výrobní kapacitu i maximální možný objem vtlačeného plynu do distribuční soustavy.

Česko loni utratilo za fosilní paliva 400 miliard korun. Rozvoj bioplynu a biometanu pomůže nechat část peněz doma.

„Žádný minimální odběr jako distributor nestanovujeme. Záleží na výkonnosti konkrétní výrobny biometanu, kolik dokáže plynu do distribuční soustavy dodat v rámci stanovených kapacit. V případě výpadku výroby jsme ale vždy schopni pokrýt spotřebu odběratelů v dané lokalitě,“ říká mluvčí GasNetu.

Bioplynové stanice jsou příležitostí, která pomůže nechat část prostředků za nákup zemního plynu v české ekonomice. „Loni utratilo Česko za dovoz fosilních paliv 400 miliard korun. Rozvoj bioplynu a biometanu by byl navíc impulzem k podnikání na venkově,“ pokračuje Sedlák.

Biometan je nejlevnější náhradou zemního plynu – například ve srovnání s vodíkem, kde je potřeba počítat s vyššími investicemi a provozními náklady a s úpravou infrastruktury a technologických zařízení. „Plynárenská soustava je největší baterií, která umožňuje sezonní skladování energie,“ přidává další výhodu Habart.

Související
Zobrazit
Zobrazit
Zobrazit