Věda a technika v pozadí
Bioplyn

Teorie

Bioplyn je obnovitelný zdroj energie, který se využívá k výrobě elektřiny i tepla. Je to hořlavý plyn, který obsahuje zejména metan (CH₄) a oxid uhličitý (CO₂) - viz tabulka. Bioplyn má v současnosti největší potenciál ze všech biopaliv. Je to levný a v produkci CO₂ neutrální zdroj energie.

Bioplyn je produkovaný zejména v přirozených prostředích, jako jsou mokřady, sedimenty, trávící ústrojí (zejména u přežvýkavců), v zemědělských prostředích, jako jsou rýžová pole, uskladnění hnoje a kejdy nebo v odpadovém hospodářství na skládkách odpadů (zde je označovaný jako skládkový plyn), na anaerobních čistírnách odpadních vod (ČOV), v bioplynových stanicích.

Bioplyn vzniká v procesu anaerobní fermentace, pomocí anaerobních mikroorganismů, které vznikly v době, kdy atmosféra neobsahovala žádný kyslík. Aby se mohly anaerobní mikroorganismy množit, potřebují vytvořit vhodné podmínky: dostatek živin, vhodnou teplotu, správný interval hodnoty PH a prostředí bez kyslíku.

K výrobě bioplynu dochází v bioplynových stanicích, jejichž hlavní částí je fermentor či reaktor. Jde o velikou nádrž, kde se zředěná a rozmělněná organická masa promíchává a zahřívá přičemž dochází k rozkladným procesům a současné produkci bioplynu. Uvolněný bioplyn je následně odváděn do plynojemu, kde se dále upravuje a čistí. Vyčištěný bioplyn obsahuje až 98 % metanu. Takto vyčištěný bioplyn je vhodný pro pohon plynových motorů nebo jako alternativní palivo. Zbylým produktem při výrobě bioplynu je ekologicky nezávadná kapalná látka, tzv. digestát, která se používá v zemědělství jako vysoce kvalitní hnojivo.

Bioplynová stanice, Århus, Dánsko.
Zdroj: commons.wikimedia.ogr. Under Creative Commons.

Očištěný bioplyn (biometan) se používá pro pohon motorových vozidel. Je zbaven nevhodných složek, a proto obsah metanu v celkovém objemu narůstá. Biometan je svým složením identický se zemním plynem distribuovaným jako CNG. Rozdíl je pouze ve způsobu vzniku. Vozidla vybavená k provozu na CNG díky tomu mohou automaticky tankovat i bioplyn. 

Princip bioplynky.
Zdroj: Techmania Science Center. Under Creative Commons.

V současné době je v ČR provozováno více než 280 bioplynových stanic a stále přibývají nové. Aktuální podíl bioplynu na celkovém množství elektrické energie pocházející z OZE činí necelých 10 %. Nejdéle fungujícím zařízením na zpracování zemědělských odpadů v ČR je bioplynová stanice v Třeboni. Bioplyn byl poprvé používán k ohřevu lázní v Asýrii již v 10. století před n. l. První anaerobní fermentor v novodobé historii byl postaven v Indii roku 1859 v leprosáriu v Bombai. V Anglii byla roku 1895 postavena bioplynová stanice na odpadní vodu. Bioplyn z této stanice se používal na plynové osvětlení ulic.