Biometan: Jak se vyrábí a proč je to palivo budoucnosti?

Alternativa zemního plynu ve všech sférách využití

Biometan je vyčištěný bioplyn obsahující alespoň 95 % metanu. Má srovnatelné vlastnosti jako zemní plyn, který je do České republiky dovážen převážně z Ruska. Biometan může představovat alternativu zemního plynu ve všech sférách využití. Místo zemního plynu jej lze nasadit bez nutnosti úprav technologií nebo jakýchkoliv dalších investic. Plynové kotle, domácí spotřebiče nebo vozidla jezdící na stlačený zemní plyn tak mohou okamžitě a bezproblémově pracovat právě díky biometanu.

Biometan má v rámci běžných biopaliv nejnižší emise skleníkových plynů a nejnižší spotřebu energie ve svém životním cyklu – zejména, pokud je produkován z odpadní biomasy. Obrovská výhoda biometanu oproti jiným obnovitelným zdrojům spočívá v tom, že je možné jej vyrábět kontinuálně bez závislosti na počasí. Vyprodukovaný biometan je navíc možné uložit a skladovat. Právě tento akumulační potenciál zvyšuje možnosti obnovitelných zdrojů jako celku – biometan může být ideálním doplňkem k solárním nebo větrným elektrárnám. Výše zmíněné důvody patří mezi ty hlavní, proč je biometan často označován jako palivo budoucnosti a proč se stále více stává předmětem investic a státní podpory.

Jak se biometan získává?

Na počátku vzniku biometanu je bioplyn. Ten vzniká anaerobní digescí organických materiálů – zjednodušeně přeměnou organických látek bez přístupu vzduchu. Výsledkem tohoto procesu je bioplyn skládající se převážně z metanu a oxidu uhličitého. Obsah metanu v bioplynu se liší, standardně se však pohybuje okolo 50–55 %. Oxid uhličitý tvoří zhruba třetinu bioplynu. Pro vznik biometanu je třeba zajistit hodnotu metanu minimálně 95 %, naopak podíl oxidu uhličitého by měl klesnout pod 2,5 %. Kromě toho jsou z bioplynu odstraňovány stopové příměsi sirných a dusíkatých sloučenin nebo majoritní inertní plyny.

Způsobů, jakým biometan z bioplynu získat, existuje celá řada. V rámci procesu lze rozlišit dvě hlavní fáze – čištění bioplynu a jeho samotný upgrading neboli zušlechťování. Během čištění bioplynu dochází k odstraňování vody a jiných stopových nečistot, jako je například sulfan nebo amoniak. Upgrading je fáze, ve které je separován metan a oxid uhličitý. Za tímto účelem se aplikuje řada rozličných metod.

Mezi nejpoužívanější metody úpravy bioplynu patří vysokotlaká vodní vypírka, chemická vypírka, metoda střídání tlaků, kryogenní separace a membránová separace. Každá z technik má své výhody a nevýhody. Všechny z nich jsou provozně ověřené a dostupné pro komerční využití. Nedá se říci, že by některá z těchto technik převládala. Výběr konkrétního postupu ovlivňuje řada faktorů – především zdroj bioplynu, požadavky na kvalitu biometanu, zpracovávané množství nebo finální použití produktu.

Jako vzor v ČR by mohla sloužit stanice v Rapotíně

Na podzim roku 2019 se v Rapotíně na Šumpersku rozjela první výrobna biometanu v České republice. Místní bioplynová stanice zpracovává biologicky rozložitelný odpad – zejména obsah hnědých kontejnerů, zkažené a prošlé jídlo z potravinových prodejen a výroben či zbytky z restaurací z blízkého okolí. Doposud byl takto získávaný bioplyn měněn v kogenerační jednotce na elektrickou energii a teplo. Od loňského podzimu je zde nově v provozu technologie membránové separace, která umožňuje vyrobit biometan.

Zatímco kogenerační jednotky mají účinnost zhruba 40 %, membránová separace při výrobě biometanu více než 99 %. Získaný biometan může být vtlačen do plynárenské soustavy, kde se uloží a je připraven ke spotřebě. Za rok by se v Rapotíně mohlo vyrobit 1,3 milionu kubických metrů biometanu.

Biometan je zatím dražší než zemní plyn

Současná cena biometanu je vyšší než u konvenčního plynu. Přesto je využíván řadou firem, které chtějí zajistit ekologičtější produkci a provoz. Stejně tak stát se chystá v souladu s požadavky na navýšení podílu obnovitelných zdrojů v dopravě a snížení emisí výrobu biometanu podporovat. Na zkušenosti z ostatních zemí EU je vidět, že podpora se státům vyplatí. Zemím v dlouhodobém horizontu odpadají mimo jiné náklady spojené s důsledky znečištění nebo zatěžování zemědělské půdy pěstováním biopaliv první generace, tedy například řepky.