Bioplynové stanice na Slovensku dnes spracúvajú zväčša poľnohospodárske plodiny ako kukurica a vyrábajú elektrinu. V budúcnosti sa môžu rozšíriť na spracúvanie odpadu a na dodávku tepla a plynu. Na Slovensku už však fungujú bioplynové stanice, ktoré zhodnocujú bioodpady. Hoci vládne plány počítajú s ich rozvojom, prekážky môžu nastať v slabom zbere bioodpadu, stop-stav v distribúcii elektriny, náklady na vstrekovanie do plynárenskej sústavy či environmentálne riziká.
Substráty pre anaeróbny rozklad zahrňujú rôzne druhy materiálov, ktoré je možné použiť na produkciu bioplynu. Môžu to byť materiály od ľahko rozložiteľných odpadových procesných výrobných vôd po komplexné odpady s vysokou koncentráciou tuhých látok. Dokonca aj toxické zlúčeniny môžu byť anaeróbne rozložené pri použití vhodnej technológie. Z historického hľadiska sa anaeróbna fermentácia spájala hlavne so spracovaním hnoja hospodárskych zvierat. V sedemdesiatych rokoch minulého storočia so vzrastom environmentálneho povedomia a potrebou nových odpadových stratégií a obnoviteľných foriem energie došlo k rozšíreniu použitia anaeróbnej fermentácie aj na priemyselné a komunálne odpady. Jednotlivé materiály používané na anaeróbne spracovanie sa značne líšia v množstve, zložení, homogenite a rozložiteľnosti. Preto pri výbere vhodných materiálov treba brať do úvahy celkovú sušinu, organickú sušinu, pomer C/N a ich biologickú rozložiteľnosť.
Prehľad zdrojov odpadovej biomasy
Poľnohospodárstvo
hnoj (hovädzí dobytok, ošípané, hydina), energetické plodiny, riasová biomasa, zvyšky úrody
Spoločnosť
organická frakcia tuhého komunálneho odpadu, tuhý komunálny odpad, odpadový kal trávový odpad/záhradný odpad, zvyšky jedla
Priemysel
potravinársky, mliekarenský, škrobárenský, cukrovarnícky, farmaceutický, kozmetický, biochemický Papierenský, odpad z bitúnkov.
Komunálny odpad
Komunálny odpad je vážnym problémov spoločnosti. Jedným z relatívne nových použití komunálneho odpadu je jeho anaeróbne spracovanie. Tento odpad patrí medzi heterogénny odpad s 10-40 %-ným obsahom tuhých látok, ktorý nie je tekutý. Zloženie komunálneho odpadu sa značne mení nielen medzi jednotlivými krajinami, ale aj v jednotlivých mestách v danej krajine. Komunálny odpad v mestskej zástavbe neobsahuje toľko organickej biologicky rozložiteľnej frakcie v porovnaní s vidiekom.
Zloženie tiež závisí od sociálnej úrovne daného regiónu. Biologicky rozložiteľná organická frakcia komunálneho odpadu môže byť spracovaná anaeróbnou fermentáciou, degradáciou jednej tony organickej frakcie komunálneho odpadu môže byť vyrobených 100-200 kWh elektrickej energie plus teplo.Komunálny odpad je vážnym problémov spoločnosti. Jedným z relatívne nových použití komunálneho odpadu je jeho anaeróbne spracovanie. Tento odpad patrí medzi heterogénny odpad s 10-40 %-ným obsahom tuhých látok, ktorý nie je tekutý. Zloženie komunálneho odpadu sa značne mení nielen medzi jednotlivými krajinami, ale aj v jednotlivých mestách v danej krajine. Komunálny odpad v mestskej zástavbe neobsahuje toľko organickej biologicky rozložiteľnej frakcie v porovnaní s vidiekom. Zloženie tiež závisí od sociálnej úrovne daného regiónu. Biologicky rozložiteľná organická frakcia komunálneho odpadu môže byť spracovaná anaeróbnou fermentáciou, degradáciou jednej tony organickej frakcie komunálneho odpadu môže byť vyrobených 100-200 kWh elektrickej energie plus teplo.
Priemyselné odpady
Priemyselné odpady sa od komunálnych odpadov líšia množstvom, ale najmä zložením. Kým komunálne odpady sa vyznačujú veľkou rôznorodosťou, pri priemyselnom odpade ide o odpad špecifický pre každý závod, niekedy i pre každú výrobu. Priemyselné odpady vhodné pre anaeróbne spracovanie predstavujú prevažne odpady z potravinárskeho a agropotravinárskeho priemyslu. Odpady z ovocia a zeleniny produkujú predovšetkým konzervárne, mraziarne, sušiarne ovocia a zeleniny a závody na výrobu koncentrátov z rajčín a ovocia. Tieto podniky väčšinou pracujú sezónne, preto aj odpady z tohto priemyslu vznikajú sezónne. Všeobecne tento druh odpadu pozostáva zo sacharidov a z relatívne malého množstva bielkovín a tukov. Sacharidy tvoria predovšetkým cukry, dusík a celulózové vlákna. Odpady zo spracovania ovocia a zeleniny sú charakteristické vysokým obsahom vody nad 80 % a vysokou biodegradabilitou.
Ďalší druh priemyselných odpadov pochádza z fermentačného priemyslu, výpalky. Výpalky predstavujú vedľajší kvapalný produkt destilácie etanolu, ktorá nasleduje po fermentácii nižších a vyšších sacharidov. Etanol je produkovaný z rôznych agropotravinárskych surovín, ktorých základom sú jednoduchšie cukry (cukrová trstina, cukrová repa, melasa atd’.), škrob (kukurica, obilie, ryža atd’.), mliečne produkty (srvátka). Na liter produkovaného etanolu môže podľa použitej suroviny vzniknúť až 20 litrov výpalkov.
Vhodným priemyselným odpadom na anaeróbne spracovanie sú tzv. rezky. Sem zaraďujeme vysladené repné rezky z cukrovarníckeho priemyslu a zemiakové rezky zo škrobárenského priemyslu. Vysladené repné rezky, vedľajší produkt výroby cukru, sú dôležitou druhotnou surovinou a častý energetický nosič bioplynových staníc v blízkosti cukrovarov. Rezky z repy a zemiakové rezky majú relatívne nízky obsah proteínov, čím sa dosahuje ideálny pomer C/N.
V mliekarenskom priemysle sú produkované hlavne chemicky modifikované kvapalné odpady. Tento priemysel je jeden z najväčších zdrojov priemyselných odpadov v Európe. Typická Európska mliekareň vyprodukuje denne približne 50-100 m3 týchto odpadov, jedná sa hlavne o srvátku, mliečne kaly, procesné odpadové vody. Hlavná charakteristika mliekarenského odpadu: vysoké organické zaťaženie, značné zmeny pH (3,6-9,1). Mliekarenské odpady môžu obsahovať proteíny, soli, tuky, laktózu a rôzne druhy čistiacich chemikálií. Jedným z najväčším prispievateľom odpadov v potravinárskom priemysle patrí mäsový a hydinársky priemysel. Mäsový priemysel tvoria bitúnky a zariadenia na úpravu mäsa (rezanie, mrazenie, varenie, solenie a údenie mäsa). Tieto zariadenia produkujú odpady s rôznym množstvom krvi, tukov, zvyškov z čriev, bachorov. Pri fermentačných výrobách vo farmaceutickom alebo potravinárskom priemysle je veľmi problematickým odpadom biomasa produkčného mikroorganizmu (matečný lúh) v zmesi so zvyškami živín. Tento koncentrovaný organický odpad vzniká napríklad pri výrobe penicilínu, iných antibiotík, z výroby treonínu, L-lysinu a iných aminokyselín.
Poľnohospodárske odpady
Najväčší podiel odpadov vznikajúcich v poľnohospodárstve predstavujú zvyšky rastlín a exkrementov hospodárskych zvierat. V oboch prípadoch sa jedná o odpady s vysokým podielom organickej hmoty a minerálnych látok. Jednou z možností ich energetického zhodnotenia je ich anaeróbna degradácia. Tento spôsob zhodnotenia umožňuje pri zachovaní elementárneho zloženia vstupnej suroviny, využitie časti organickej hmoty na produkciu bioplynu ako zdroja energie. Živočíšne odpady vhodné na anaeróbny rozklad predstavujú najmä hnojovica hospodárskych zvierat a hydinový trus.
Hnojovica vzniká v bezpodstieľkových prevádzkach živočíšnej výroby. Je to zmes tuhých a tekutých exkrementov hospodárskych zvierat s rozdielnym podielom vody, prípadne ďalšími látkami ako sú rezíduá dezinfekčných prostriedkov, liekov a pod. Produkcia a zloženie hnojovice sú premenlivé a závisia na úžitkovom zameraní chovu, váhe a veku zvierat, zložení krmiva, skladovania. Hnojovica je substrát s vysokým podielom biologicky rozložiteľných organických látok, obsahujúci všetky potrebné živiny pre metanogénne baktérie.
Envirostratégia 2030, o ktorej bude tiež rokovať vláda, sa tejto téme zhodnocovania bioodpadov venuje podrobnejšie. Zvýšia sa možnosti odbytu bioodpadov tým, že o verejnú podporu budú môcť žiadať len tie bioplynové stanice, ktoré budú odoberať vytriedený biologicky rozložiteľný odpad na výrobu bioplynu, pričom vedľajší produkt bioplynových staníc bude zodpovedať kritériám pre použitie ako sekundárneho zdroja živín v poľnohospodárstve, znie jedno z opatrení na predchádzanie tvorby bioodpadu a potravinového odpadu.
