Transformacja energetyczna polskiej wsi przestaje być jedynie teoretycznym postulatem, a staje się faktem. W dobie rosnących cen energii i niepewności na rynkach surowców, nowoczesne gospodarstwa rolne szukają rozwiązań, które zapewnią im stabilność, optymalizację kosztów oraz pełną niezależność. Okazją do dyskusji była wizyta w gospodarstwie panów Piotra i Adama Kubiaków w Sulmowie (woj. łódzkie). O realiach inwestowania w zieloną energię, technicznych wyzwaniach, ryzykach oraz o rewolucyjnej koncepcji „biogazowni wyspowej” rozmawiamy z ekspertem - Piotrem Łuczakiem, Prezesem Zarządu firmy Integrotech - polskiej spółki inżynierskiej, która przenosi swoje wieloletnie doświadczenie z rynku gazu ziemnego do sektora AGRO.
Proszę mi powiedzieć, czym zajmuje się Państwa firma i jakie usługi oferuje dla rolnictwa?
Integrotech jest spółką inżynierską, wywodzącą się z rynku gazu ziemnego, szeroko rozumianego, czyli w zasadzie paliw gazowych. Od pięciu lat współpracujemy z branżą AGRO, generalnie kierując do tej branży naszą wiedzę, doświadczenie i pewne koncepcje produktowe związane znowu z tym samym, czyli z energią z paliw gazowych. Czyli w tym przypadku to, co tutaj widzimy - biogazownia.
Integrotech jest firmą posiadającą komplet kompetencji potrzebnych do kompleksowego wykonania takiego obiektu. Od projektu, przez uzyskanie wszelkiego rodzaju pozwoleń, które mogą być wymagane, budowa, uruchomienie, wsparcie, zarówno w trakcie ruchu, jak i wsparcie serwisowe. Natomiast rynek zaczął wymagać od nas także wsparcia w zakresie rozwiązań związanych z finansowaniem, więc współpracujemy z różnymi firmami, które uważamy za godne zaufania, które wspierają z kolei inwestora w zakresie pozyskania funduszy, w tym także z bankami.
Czyli powiedziałbym: od A do Z, kompleksowa budowa biogazowni. Łącznie z całym pakietem, od zaprojektowania po obsługę posprzedażową. Przy czym należy, uważam, podkreślić, że jesteśmy firmą całkowicie polską, czyli tak zwany beneficjent rzeczywisty - w naszym przypadku jest to polski podmiot prywatny.
Analiza opłacalności: Kiedy biogazownia ma sens?
Kiedy biogazownia w gospodarstwie rolnym ma sens?
To jest bardzo częste pytanie, spotykamy się z nim co chwila, w zasadzie w prawie każdym wywiadzie pada. To bardzo zależy od indywidualnych warunków konkretnego gospodarstwa. Dlatego, aby odpowiedzieć na nie w sposób prawidłowy, taki, który nie jest w sprzeczności z logiką, ekonomią czy techniką, trzeba zwyczajnie przeprowadzić analizę w każdym konkretnym przypadku. Moim zdaniem, rolnik, czy hodowca, czy producent uprawiający ziemię, samodzielnie nie przeprowadzi takiej analizy w sposób kompletny i wystarczający do odpowiedzi na to pytanie.
Z drugiej strony jest na rynku sporo tak zwanych „sprzedawców”, którzy działają powierzchownie. Przyjeżdżają do klienta i bez głębszej analizy, od razu proponują gotowe, często przewymiarowane rozwiązanie, na przykład instalację o mocy 500 kWe. Ta wiedza się rozpowszechnia, jakie są faktyczne realia wśród potencjalnych inwestorów, ale w dalszym ciągu to nie jest ten poziom, żeby można było taką analizę przeprowadzić samodzielnie. Należy wziąć pod uwagę substrat. Przede wszystkim ten substrat, który jest w bezpośredniej dyspozycji inwestora, nie taki, który zależy od umów zewnętrznych. Oczywiście taki też można, ale trzeba być świadomym ryzyka, że umowy mogą ulec zmianie - ktoś może zmienić pogląd i zostaniemy bez substratu.
Biogazownia jest liczona na pewien konkretny przerób substratu, więc to nie jest tak, że można ją dowolnie przeskalować w dół w trakcie jej pracy. Do tego dochodzą jeszcze koncepcje biznesowe w ogóle. Bo czym innym jest biogazownia w gospodarstwie, tutaj u państwa Kubiaków, gdzie ona jest elementem integralnym całego gospodarstwa, jest w procesie technologicznym, ujętym przez nich zarówno technicznie, jak i ekonomicznie. A są też spółki celowe, które są zawiązywane tylko po to, żeby zbudować biogazownię mając zapewniony jakiś substrat i chcących sprzedawać prąd. No i tu na przykład, w zasadzie z dużą dozą prawdopodobieństwa można odpowiedzieć, że 50kWe się nie spina w żaden sposób, to jest za mała biogazownia, żeby bazować tylko na sprzedaży prądu.
Natomiast jeżeli to jest biogazownia taka jak tutaj właśnie, w gospodarstwie, to 50kWe na przykład ma duży sens. Bo zaspokaja potrzeby własne, to jest bardzo duże zużycie energii elektrycznej własnej na potrzeby własne, ogrzewanie budynków prywatnych, gospodarczych. Także, po prostu, za każdym razem rachunek ekonomiczny i okoliczności przyrody.
Jak zrozumiałem, państwo też odpowiadacie na początku rolnikowi, czy to ma sens. Jeśli ma sens, to zaczynacie?
Oczywiście, już bywały takie przypadki, kiedy po analizie dziękowaliśmy. Jeżeli ktoś klientowi obiecał, że zrobi tutaj właśnie jakąś niebywałą moc, nie piszemy się na to i prosimy rozmawiać z konkurencją - rynek zmieści wszystkich.
Pułapki eksploatacji i bezpieczeństwo instalacji
Jakie są najczęściej spotykane problemy z uruchomieniem, eksploatacją biogazowni, o których rolnik powinien wiedzieć oraz na które powinien zwrócić uwagę?
To bardzo zależy co to za biogazownia, jak została zaprojektowana i jak została wykonana. Generalnie jest tak, że im niższa cena zakupowa biogazowni, tym należy spodziewać się większych wymagań, a także i problemów w trakcie jej eksploatacji.
Mogą dotyczyć wszystkiego. Zarówno żywotności agregatu, który tutaj jest bardzo istotnym elementem, czynnikiem istotnym dla efektywności energetycznej biogazowni. To samo dotyczy zbiornika. Jest istotną kwestią to, czy biogazownia została zaprojektowana w taki sposób, aby ograniczyć lub wyeliminować ryzyko powstawania m.in. piany. Praktycznie w każdej biogazowni ta piana będzie chciała powstawać. Naprawdę nie trzeba wiele zrobić, żeby piana zaczęła się generować, a bywa destrukcyjna dla całej instalacji.
Więc, myśląc o eksploatacji, trzeba mieć na uwadze to, żeby rozmawiać z firmą - wykonawcą, która dostrzega problemy, a nie poklepuje po plecach, mówiąc, że wszystko będzie cudownie. Następną kwestią jest kwestia szkolenia, na ile taką biogazownią można wysterować.
Tutaj, nasi dzisiejsi gospodarze i właściciele tej instalacji, wcześniej użytkowali już inną instalację, która nie była tak zautomatyzowana. Dość długo wytykano nam, że przesadzamy. Dziś okazuje się, że 90% tego co tutaj jest zamontowane jako aparatura kontrolno-pomiarowa jest potrzebne, jest wykorzystywane i pozwala optymalizować proces. I wówczas, jeżeli ten proces jest optymalizowany, możemy modyfikować parametry pracy biogazowni do rzeczywistych potrzeb w danym momencie, tym mniej jest potem potrzeb takich obsługowych.
Więc to jest dosyć takie złożone zagadnienie i myślę, że warto, aby potencjalni inwestorzy mieli świadomość, że biogazownia to nie jest to samo co na przykład, nie wiem, agregat diesla do backupowego zasilania w energię elektryczną gospodarstwa. To jest po prostu osobny obiekt technologiczny, który ma swoje wymagania, wymaga też pewnej wiedzy. Po stronie eksploatacyjnej, warto wiedzieć, że trzeba być rzetelnie przeszkolonym przez wykonawcę biogazowni tak, aby użytkownik był świadom tego, co robi, kiedy tam dotyka poszczególnych komponentów biogazowni. Zagrożenie zawsze jakieś występuje. Normalnie, sprawna biogazownia zagrożeniem żadnym nie jest, wręcz przeciwnie, sprzyja eliminowaniu zagrożeń związanych właśnie z emisją etc. Natomiast w przypadku nieprawidłowej eksploatacji lub zaniedbań technicznych - niezależnie od tego, czy leżą one po stronie wykonawcy, czy użytkownika - kluczowa jest szybka reakcja. Jeśli błędy popełnia użytkownik, wykonawca powinien je wyłapać podczas regularnych przeglądów serwisowych i odpowiednio zareagować. Trzeba pamiętać, że w środku jest siarkowodór. Siarkowodór jest śmiertelnym zagrożeniem dla człowieka. Jest ryzyko porażenia prądem, jest ryzyko pożaru, różne są te ryzyka.
Rozumiem, ale odpowiednie zabezpieczenie i przede wszystkim wiedza użytkownika o tych problemach...
Tak jest, no dlatego tutaj, jeślibyśmy przeszli kawałek dalej, jest szereg ostrzeżeń na tablicy, z czym trzeba uważać. Dostarczyliśmy także do tej biogazowni maski przeciwgazowe przystosowane do ochrony przed siarkowodorem. Gdyby cokolwiek się wydarzyło, są one po to, żeby ktokolwiek mógł zareagować i przeżyć taką reakcję. Wypadki, o których nieraz słyszymy czy oglądamy w telewizji, gdzie właśnie w AGRO ludzie ginęli ze względu na to, że wchodzili do zbiornika bez świadomości, że tam w środku jest siarkowodór i czym siarkowodór jest dla nich.
Codzienny nadzór i automatyzacja w utrzymaniu ruchu
Z tego co wiem, instalacja biogazowa to nie jest instalacja, która sama się obsługuje. Mamy tutaj do czynienia też z pojęciem utrzymania ruchu. Mógłby pan mi powiedzieć, chociażby na przykładzie tego obiektu, jak wygląda utrzymanie ruchu? Na czym polega?
W przypadku naszego projektu, staraliśmy się zminimalizować potrzeby udziału człowieka, czy przeglądania instalacji poprzez fizyczne przechodzenie przez nią kilka razy dziennie. Jest w znacznym stopniu oczujnikowana, opomiarowana i powiadomienia są przekazywane także na telefon komórkowy. Natomiast, z perspektywy użytkownika, to jest przejrzenie czy nie ma gdzieś jakichś wycieków, to jest zwykła rutyna.
Tutaj to co widzimy, to są króćce czujników zarówno poziomu, jak i temperatury. Kolejna sprawa związana z utrzymaniem - w przypadku, gdyby się okazało, że będzie z jakichś powodów zmieniał się poziom substratu, to jest stopień wypełnienia zbiornika, mamy możliwość z zewnątrz skorygowania nastaw mieszadła. Z drugiej strony, mamy wziernik, w którym możemy ocenić jakie są tego skutki wizualne, bo z kolei opomiarowanie pozwala nam zweryfikować czy w dalszym ciągu mamy optymalne parametry temperatury i tak dalej, i tak dalej.
Generalnie raczej jest to nadzór, taki jak normalnie sprawujemy w przypadku samochodu - wypadałoby czasem zajrzeć pod maskę, a nie tylko spojrzeć na kokpit. Tu zresztą, z drugiej strony, ten kokpit mamy w komputerze w środku, bo jest tam wizualizacja biogazowni. Z rzeczy, które faktycznie trzeba zrobić, no to to są wymagania dostawcy agregatu, kontrola stanu oleju, kontrola czystości oleju.
Poza tym w momencie, kiedy okazuje się, że złoże węgla aktywnego używanego w tej biogazowni do oczyszczania biogazu ze związków siarki... To jest ostatni etap oczyszczania, ale kiedy efektywność tego złoża już siada, zmniejsza się, no to wówczas jest konieczność wymiany. W tej chwili tu jest tak, że mamy dwa redundantne zbiorniki, żeby nie było sytuacji, w której coś nagle gwałtownie zmieniać, i w Boże Narodzenie albo Wielkanoc nagle tutaj musi ktoś wkroczyć i wymieniać węgiel aktywny. Więc mamy dwa zbiorniki, to są te wiele układów jest redundantnych, czyli jest zdwojonych mówiąc już takim językiem powszechnym. W przypadku tych zbiorników węgla aktywowanego jeden pracuje, drugi jest w gotowości. Na jednym zbiorniku tutaj daje się pracować około trzech miesięcy.
Jeszcze przejdę do kwestii mieszadeł, bo z tego co wiem, słuchając Pana wypowiedzi też zauważyłem, że bardzo ważny jest dobór dobrego mieszadła.
To ewidentnie, mieszadło jest jednym z kluczowych elementów sukcesu. Mieszadło, które pozwala na dopasowanie parametrów pracy, rozumianych jako zarówno prędkość obrotowa, jego położenie, które może wymagać korekty. Kluczowe jest, żeby doprowadzić do takiej homogenizacji tego co mamy w zbiorniku. Bo dopiero wówczas możemy mówić o efektywnej produkcji biogazu.
Tutaj, w przypadku tej instalacji, kiedy badaliśmy biogazodochodowość, został określony przez laboratorium zewnętrzne konkretny parametr. I o dziwo, bo tym samym jesteśmy zaskoczeni, poprzez takie restrykcyjne utrzymywanie parametrów zarówno przez operatora tej biogazowni jak i przez biogazownię samą jako taką, rezultaty są praktycznie takie jak wynik laboratoryjny. Zbiornik ten jest trochę większy niż dla normalnej 50kWe byłby, ale jest to celowe, ponieważ zakładana była trochę większa produkcja i faktycznie z 250 krów uzyskujemy w tej chwili tak na poziomie około 70kWe, bo nadmiar biogazu jest spalany na flarze.
Rewolucja na rynku: Koncepcja pracy wyspowej
Proszę mi wyjaśnić o co chodzi z pojęciem "biogazownia wyspowa"?
Dobre pytanie. W momencie, kiedy przystępowaliśmy do projektu, w zasadzie nie wiedzieliśmy, że z tego zrobi się aż taka wielka historia, bo między innymi otrzymaliśmy Złoty Medal na targach w Łodzi dzięki temu, że jest to biogazownia wyspowa, oprócz tam paru innych parametrów tej biogazowni.
Nam do głowy nie przyszło, że biogazownia będąca źródłem energii lokalnym operatora, inwestora, może nie być w stanie pracować w momencie, kiedy nie pracuje sieć energetyczna. Bo kiedy mówimy o tym, że biogazownie zwiększają bezpieczeństwo energetyczne kraju, no to staje się prawdą dopiero wówczas, kiedy te biogazownie mogą pracować wyspowo. Bo w przeciwnym wypadku są tylko rozproszonym źródłem energii.
Tutaj w tej biogazowni, jeżeli pada sieć z dowolnego powodu - czy to jest awaria techniczna, czy to jest przeciążenie związane z fotowoltaiką, z czymkolwiek - jeżeli operator czy właściciele instalacji oceniają, że to może potrwać dłużej, to w ciągu w zasadzie 5 do 10 minut przełączają ją w tryb pracy wyspowej i wtedy ona nie potrzebuje sieci zewnętrznej do tego, żeby utrzymać pracę i produkcję prądu na potrzeby gospodarstwa. Czyli jeżeli sobie wyobrazimy sytuację taką skrajną, konflikt, który jest obawą wszystkich. Jeżeli coś takiego by się wydarzyło, że nie byłoby zasilania w energię elektryczną z zewnątrz, ta biogazownia będzie pracować.
A co mnie zdumiało kompletnie, do tej pory żadna z biogazowni 50 kWe nie jest przystosowana do pracy wyspowej. Pod tym względem jest to wyjątkowy obiekt. To jest pierwsza rzecz i no ja nie twierdzę, że my tutaj wynaleźliśmy koło. Po prostu zastosowaliśmy wiedzę, którą no generalnie w inżynieringu energetycznym ma wiele osób, no ale oczywiście, no to wszystko też kosztem jednak pewnych nakładów. Krótko mówiąc ta biogazownia w wykonaniu, czyli w tym tak zwanym CAPEXie (nakładach inwestycyjnych), jest droższa niż biogazownie, które no, krótko mówiąc, tych wszystkich funkcji są pozbawione.
Ale no mamy środowisko wiejskie, zwykła burza może zerwać linię energetyczną i rolnik dalej funkcjonuje.
Oczywiście, bez żadnego problemu. Także moc tej biogazowni jest dobrana właściwie, w tym wypadku planowane jest dołożenie jeszcze jednego kogeneratora, ale to już ma zupełnie osobne cele, wykorzystując moc, która jest w tym biogazie, która muszę przyznać, że nam także imponuje. Jesteśmy bardzo mile zaskoczeni tym, jak to działa.
Z ekspertem – Prezesem Zarządu firmy Integrotech Piotrem Łuczakiem – rozmawiał ekspert Stowarzyszenia na rzecz Efektywności im. prof. Żmijewskiego, dr inż. Jacek Skudlarski.
