Obnoviteľné plyny

Bioplyn, biometán, zelený vodík a syntézny plyn sú formy obnoviteľných plynov. Tieto plyny sa zväčša vyrábajú zo širokého spektra poľnohospodárskych produktov a vedľajších produktov, ako sú energetické plodiny, maštaľný hnoj a močovka. Spolu s rôznymi druhmi biologického odpadu ako je splaškový kal, biologicky rozložiteľný komunálny a priemyselný odpad tvoria surovinovú základňu na výrobu plynov.

Obnoviteľný plyn sa však môže použiť aj na skladovanie elektriny tak, že sa premení na vodík alebo metán prostredníctvom technológie power-to-gas (elektriny na plyn). Vo väčšine prípadov je obnoviteľný plyn zložený z metánu a je so zemným plynom miešateľný, čo je zabezpečené aj v prípade vodíka. Zatiaľ čo zemný plyn vznikal milióny rokov v hlbokých podzemných vrstvách, obnoviteľný plyn je väčšinou produktom biochemických procesov, ktoré trvajú len niekoľko dní.

Bioplyn, biometán a anaeróbna digestácia

Bioplyn je výsledkom zložitého biochemického procesu známeho ako anaeróbna digestácia. Anaeróbna znamená, že proces prebieha bez prístupu kyslíka a spočíva v rozklade veľkých organických polymérov, ktoré tvoria organickú surovinu na menšie molekuly pomocou chemikálií a mikroorganizmov.

Finálnymi produktmi anaeróbnej digestácie sú: bioplyn zložený prevažne z metánu (40-70%), oxidu uhličitého (30-60%) a rôznych kontaminantov (amoniak, vodná para, sírovodík, dusík, kyslík atď.) a digestát, ktorý má využitie v poľnohospodárstve a v živočíšnej výrobe.

Bioplyn možno použiť na mieste výroby v kombinovanej výrobe elektriny a tepla (KVET). Môže byť tiež vstrekovaný do plynárenskej distribučnej a prepravnej siete a následne dodávaný k vzdialenejším zákazníkom. Najskôr sa však čistí a upravuje na biometán, čo znamená, že sa v ňom zvyšuje obsah metánu. Akonáhle sa biometán vstrekne do siete a zmieša sa so zemným plynom, má rovnaké využitie.

Zdroj: Environmental and Energy Study Institute, 2017

Splyňovanie biomasy a syntézny plyn

Biometán môže byť generovaný aj inými procesmi, menovite splyňovaním a termochemickým skvapalňovaním (pyrolýzou). Splyňovanie biomasy zahŕňa ohrev suchej biomasy s obmedzeným prívodom vzduchu. Produktom takéhoto procesu je syntézny plyn (alebo syngas), čo je zmes oxidu uhoľnatého, vodíka a ďalších zložiek, ako je metán. Podobne pri   pyrolýze sa biomasa zahrieva na vysokú teplotu v rozmedzí od 400 do 600 stupňov Celzia bez prítomnosti kyslíka. V oboch prípadoch musí byť výsledný plyn pred vstreknutím do plynárenskej infraštruktúry ďalej spracovaný.

Power-to-Gas (Elektrina na plyn)

Ďalšou technológiou, ktorá patrí pod obnoviteľný plynový dáždnik, je power-to-gas (P2G). Power-to-gas umožňuje premeniť obnoviteľnú elektrickú energiu na vodík prostredníctvom elektrolýzy a prípadne  v ďalšom kroku na metán prostredníctvom metanizácie.

Zdroj: Vodíková trajektória, KPMG, 2019

Technológia je vhodná na podporu využívania prebytočnej energie z prerušovaných zdrojov, ako je vietor a slnko, ktoré by inak boli obmedzené, napríklad z dôvodu nedostatku dopytu. Plynárenská infraštruktúra môže byť takto využitá na skladovanie energie vo forme vodíka alebo metánu a v prípade potreby aj na  prepravu do plynových elektrární alebo zariadení KVET. Umožňuje to tiež lepšiu odvetvovú integráciu medzi elektrizačnou sústavou a plynárenskou infraštruktúrou. Okrem toho sa vodík aj metán môžu používať ako alternatívne palivá pre mobilitu alebo ako surovina v chemickom priemysle, oceliarňach a rafinériách.

 

Zdroje:

  • Brožúra European Biogas Association: „Bioplyn – jednoducho najlepší“, 2011.
  • Obnoviteľný plyn v prepracovanom znení smernice o energii z obnoviteľných zdrojov: (skrytá) príležitosť?, 2017.
  • Informačný list – Bioplyn: Premena odpadu na energiu. Environmentálny a energetický študijný inštitút, 2017.
  • Poskytovanie trvalo udržateľnej bioenergie. Medzinárodná energetická agentúra, 2017.
  • Manuel Götz a kol., Renewable Power-to-Gas: A Technology and Economic Review in Renewable Energy, 2016.
  • Riešenie systému Power to Gas. Príležitosti, výzvy a parametre na ceste k predajnosti. Nemecká energetická agentúra, 2015. Pustišek, M. Karasz, Zemný plyn: Komerčný pohľad, 2017.