Mikroelementy w biogazowni – małe dodatki, wielkie efekty!

Jeszcze kilka lat temu podchodzono do nich ze sporą rezerwą. w tej chwili stają się nieodłącznym elementem procesu fermentacji biogazowej. O tym, dlaczego suplementy zdobywają uznanie coraz większej liczby właścicieli biogazowni, jak działają i ile można na nich zarobić, w rozmowie z Beatą Szczepaniak opowiada Magdalena Wandulska, Prezes zarządu METHODO POLSKA.

Efektywność produkcji jest kluczowa w kontekście opłacalności działania każdej biogazowni. Jakie są sposoby na jej zwiększenie?

Efektywność biogazowni to klucz do jej rentowności. Można nad nią pracować na kilku poziomach: od doboru substratów, przez proces fermentacji, aż po zarządzanie energią.

Dobór surowców jest fundamentem efektywności biogazowni. Najwyższą wydajność uzyskuje się dzięki zachowaniu odpowiedniej proporcji między substratami bogatymi w węgiel (np. słoma, kukurydza) a tymi bogatymi w azot (np. gnojowica, odpady roślinne). Taki balans zapewnia stabilną fermentację i optymalne warunki dla mikroorganizmów metanogennych. Substraty powinny być odpowiednio przygotowane. Rozdrabnianie, podgrzewanie czy wstępna hydroliza zwiększają dostępność materii organicznej dla mikroorganizmów.

Innym kluczowym czynnikiem wpływającym na efektywność produkcji biogazu jest utrzymanie stabilnych warunków fermentacji, obejmujących stałą temperaturę, regularne mieszanie substratu, kontrolę inhibitorów oraz optymalny czas retencji. Zbyt krótki czas retencji prowadzi do niepełnego rozkładu, natomiast zbyt długi obniża ogólną wydajność systemu. Dodatkowo bardzo istotnym elementem poprawy efektywności jest suplementacja procesu mikroelementami (m.in. koblatem, niklem, molibdenem, selenem oraz żelazem), które wspierają aktywność enzymatyczną bakterii metanogennych i przekładają się na wyższą stabilność oraz uzysk metanu.

Najbardziej rentowne biogazownie to te, które łączą zróżnicowane substraty, wykorzystują nowoczesne technologie wspomagające proces fermentacji oraz posiadają zintegrowane systemy odzysku energii i monitoringu.

Wzrost produkcji biogazu o 20–30% oznacza dodatkowe od 640 tys. do choćby 1,44 mln PLN rocznie

Na czym polega suplementacja w biogazowni?

Można to porównać do suplementacji witaminami i minerałami u ludzi – bez nich procesy biologiczne funkcjonują mniej wydajnie. W biogazowniach suplementacja polega na kontrolowanym dodawaniu zrównoważonych pierwiastków śladowych i związków wspomagających do substratu w celu optymalizacji pracy mikroorganizmów odpowiedzialnych za fermentację metanową.

Suplementacja jest często konieczna, ponieważ wiele substratów, takich jak obornik czy odpady roślinne, nie zawiera niezbędnych pierwiastków śladowych. Niedobory te ograniczają aktywność bakterii metanogennych, co prowadzi do akumulacji kwasów tłuszczowych i obniżenia wydajności produkcji biogazu. Do kluczowych mikroelementów niezbędnych dla aktywności enzymów metanogennych należą: kobalt (Co) – istotny dla enzymów produkujących metan, nikiel (Ni) – wymagany dla enzymów uczestniczących w metabolizmie wodoru i CO2, żelazo (Fe) – wspierające działanie enzymów redoks, molibden (Mo) i selen (Se) – katalizujące reakcje redukcyjne.

Bufory, takie jak węglany, pomagają utrzymać optymalne pH. Dodatkowo enzymy ułatwiają rozkład złożonych związków, takich jak celuloza i lignina, co zwiększa jednorodność substratu fermentacyjnego.

O ile mogą wzrosnąć przychody w przypadku stosowania suplementów w instalacji o mocy 1 MW, która bazuje na takich substratach jak obornik bydlęcy czy pomiot kurzy?

W przypadku instalacji biogazowej o mocy 1 MW, opartej głównie na oborniku bydlęcym lub kurzym, wprowadzenie suplementów lub współsubstratów może znacząco wpłynąć na wyniki ekonomiczne. Standardowa elektrownia tego rozmiaru, pracująca ok. 8000 godzin rocznie, generuje zwykle ok. 8000 MWh energii elektrycznej rocznie. Przy obecnych polskich taryfach gwarantowanych dla biogazu (od 0,4 do 0,6 PLN za kWh) odpowiada to przychodom podstawowym na poziomie 3,2–4,8 mln PLN rocznie.

Dobór surowców jest fundamentem efektywności biogazowni. Najwyższą wydajność uzyskuje się dzięki zachowaniu odpowiedniej proporcji między substratami bogatymi w węgiel, a tymi bogatymi w azot

Jednak sam obornik często stanowi stosunkowo skromne źródło energii, a liczne badania wykazały, iż współfermentacja z odpadami bogatymi w energię lub produktami ubocznymi z rolnictwa może zwiększyć wydajność gazu średnio o 20–30%, a w niektórych zoptymalizowanych przypadkach choćby o 50%.

Przekładając te ulepszenia na przychody, wzrost produkcji o 20–30% oznacza dodatkowe od 640 tys. do choćby 1,44 mln PLN rocznie (ok. 150–340 tys. EUR), podczas gdy górna granica 50% może przynieść ponad 2 mln PLN dodatkowych przychodów. Liczby te wyraźnie pokazują duży potencjał suplementów w zwiększaniu rentowności, choć są to wartości przychodów brutto i nie uwzględniają jeszcze kosztów pozyskania, transportu i przetwarzania dodatkowych substratów. Niemniej jednak sygnał ekonomiczny jest jednoznaczny: strategie współfermentacji, jeżeli są starannie zarządzane, z uwzględnieniem wyzwań takich jak inhibicja azotowa z obornika kurzego, mogą znacząco poprawić finansową stabilność polskich biogazowni, a jednocześnie przyczyniać się do realizacji krajowych celów w zakresie energii odnawialnej.

Jeszcze kilka lat temu operatorzy biogazowni byli sceptycznie nastawieni do suplementacji procesu produkcji. Czy w tej chwili widać, iż świadomość w tym zakresie rośnie?

Rzeczywiście, jeszcze kilka lat temu w Polsce temat suplementacji w biogazowniach budził sporo sceptycyzmu. Operatorzy często uznawali dodatki za zbędny wydatek i próbowali radzić sobie wyłącznie optymalizacją substratów i temperatury. Wielu inwestorów skupiało swoją uwagę na innych aspektach instalacji, a przecież fermentor to system biologiczny, wymagający precyzyjnego żywienia. Suplementy są stałym wydatkiem operacyjnym (OPEX), zatem w czasach niskich cen energii operatorzy obawiali się, iż to obniży marżę. Mało było badań i wdrożeń w Polsce, więc korzystano głównie z wiedzy niemieckiej czy austriackiej, gdzie kofermentacja (np. kukurydza gnojowica) w wielu przypadkach dostarczała naturalnie wystarczająco mikroelementów.

Panował mit, iż „łatwo przedawkować i zabić fermentor”. Przełom nastąpił, gdy biogazownie, które zdecydowały się wdrożyć suplementację, zaczęły raportować realne korzyści: stabilniejszy proces, mniej „zjazdów” oraz zwiększenie produkcji metanu. Wzrost cen energii i konkurencja o substraty sprawiła, iż każdy pojedynczy procent wydajności zaczął mieć duże znaczenie finansowe. Coraz więcej instalacji bazuje na problematycznych substratach, np. pomiocie kurzym, odpadach poubojowych czy przemysłowych, gdzie inhibitory (amon, siarka) i niedobory mikroelementów są wyraźne. W takim przypadku konieczne są nie tylko zadbanie o uzupełnienie niedoborów pierwiastków śladowych, ale także redukcja toksyczności azotu amonowego oraz oczywiście kontrola siarkowodoru dzięki produktów na bazie żelaza. Cieszymy się, iż coraz więcej inwestorów traktuje rozwiązania oraz doświadczenie biologów METHODO jako ważne narzędzie do optymalizacji procesu oraz inwestycję przynoszącą pewne korzyści, a nie fanaberię.

METHODO POLSKA to firma o korzeniach włoskich. Czy rynek polski i włoski są do siebie podobne pod względem jakości prowadzenia biogazowni? Czy w Polsce przykłada się należytą wagę do jakości parametrów wsadu, który trafia do biogazowni?

Włochy to jeden z liderów Europy w produkcji biogazu i biometanu, dysponujący ponad 2200 instalacjami. Działają one średnio od 20 lat i bazują głównie na substratach rolniczych i dedykowanych uprawach energetycznych. Włosi poświęcają dużo uwagi na standaryzację substratów. Zawartość suchej masy, bilans C/N oraz wszystkie parametry fermentacyjne są dokładnie analizowane. Operatorzy mają świadomość, iż biogazownia działa jak żywy organizm, więc zawartość komory fermentacyjnej jest badana niemal jak w przemyśle spożywczym. Suplementacja to dla inwestorów włoskich jeden z podstawowych warunków produkcji. Włochy to stabilne procesy, wysokie uzyski metanu (często powyżej 55–60%) i rozwinięty rynek biometanu wtłaczanego do sieci.

Polskie biogazownie często pracują na trudniejszych odpadach (pomiot kurzy, gnojowica, odpady spożywcze), co wymaga większej kontroli, a jednak monitoring jakości wsadu bywa niedopilnowany. Wciąż zdarza się, iż substrat jest traktowany przez operatorów ilościowo, a nie jakościowo. Szczęśliwie ostatnie lata pokazały rosnącą świadomość inwestorów, co skutkuje m.in. wdrażaniem regularnych badań laboratoryjnych i kontrolą procesu, czego istotną częścią staje się dopasowanie personalizowanej suplementacji mikroelementami, produktami enzymatycznymi czy redukującymi toksyczność azotu amonowego.

Rynek włoski jest bardziej dojrzały i ustandaryzowany, z dużym naciskiem na jakość substratu i stabilność procesu. W Polsce dbałość o stabilność procesu zmierza w stronę zbliżenia się do włoskiego modelu, co jest dobrze rokującym trendem. Jesteśmy dumni, iż METHODO POLSKA ma szansę przenosić na Polskę ogromne doświadczenie naszych włoskich biologów METHODO. Nasza działalność opiera się bowiem przede wszystkim na analizie procesu, doradztwie biologicznym, a dopiero w kolejnym etapie na doborze suplementów w formie personalizowanej pod każdego inwestora.

Kacper Tetera

Biogas Sales Manager METHODO Polska

Jako menedżer zajmujący się rozwojem sprzedaży innowacyjnych suplementów METHODO na co dzień odpowiadam za dostarczanie inwestorom praktycznych i eksperckich rozwiązań, pozwalających w pełni wykorzystać potencjał różnorodnych substratów, w tym pomiotu kurzego.

Dzięki produktom METHODO możliwe jest stosowanie wysokiego udziału pomiotu kurzego w procesie fermentacji, przy jednoczesnym zachowaniu wydajności i stabilności procesów zachodzących w biogazowni/biometanowni.

Nasze rozwiązania chronią biogazownie i biometanownie przed inhibicją procesu spowodowaną wolnym amoniakiem, który powstaje podczas biodegradacji materii bogatej w azot. Zwiększenie udziału substratu w postaci pomiotu kurzego prowadzi do obniżenia kosztów prowadzenia instalacji poprzez zmniejszenie udziału drogich substratów.

Matteo Carretta

Dyrektor techniczny METHODO Italy

METHODO Biogas, będąca częścią grupy METHODO Chemicals, to włoski lider specjalizujący się w biologicznym zarządzaniu instalacjami biogazu i biometanu. Firma wspiera opłacalność transformacji energetycznej dzięki innowacyjnym produktom i usługom, które powstają w całości w jej włoskich zakładach. METHODO Biogas dostarcza elastyczne i dopasowane rozwiązania, dostosowane do indywidualnych potrzeb każdej instalacji. Zwiększa to wydajność fermentacji i rozwiązuje wyzwania takie jak gromadzenie się amoniaku, powstawanie piany czy tworzenie się warstw pływających. Dzięki ponad 500 uruchomionym instalacjom biologicznym i ponad 650 zoptymalizowanym zakładom w całej Europie METHODO Biogas jest uznanym liderem branży.

Dedykowany zespół 7 wysoko wykwalifikowanych biologów zapewnia całodobowe wsparcie przez 365 dni w roku, nieprzerwanie monitorując procesy fermentacyjne w celu maksymalizacji wydajności i równowagi biochemicznej. Ta elastyczna, wyspecjalizowana struktura umożliwia szybki i bezpieczny rozruch instalacji, choćby przy trudnych substratach, takich jak obornik drobiowy, osady przemysłowe czy ściekowe. Od 2025 r. firma działa w USA, a także z dużym zainteresowaniem spogląda na rynki rozwijające się, takie jak Polska. Utworzenie oddziału METHODO Polska stanowi strategiczny krok w kierunku bezpośredniego dostarczania wiedzy i dopasowanych rozwiązań lokalnym operatorom.

Chcesz wiedzieć więcej? Czytaj magazyn Rynek Biogazu i Biometanu:

Rozmawiała: Beata Szczepaniak
Zdjęcia: Janusz Świdurski/Fotorealizacje