Sustainable energy from biogas at wastewater treatment plants
More details
Hide details
1
TAURON Polska Energia S.A., Departament Analiz
Polityka Energetyczna – Energy Policy Journal 2015;18(4):101-112
KEYWORDS
ABSTRACT
Generating energy in a sustainable manner has become both a priority as well as a deter-minant of
modern societies. Fulfilment of the sustainability goal is achievable, among other methods, by means of
anaerobic digestion, this being one of the oldest biochemical processes occurring naturally on Earth. Biogas
resulting from digestion is a full-fledged renewable fuel with relatively high net energy content and
ease of conversion into electricity or heat. Aside from the abovementioned benefits, anaerobic digestion
plays a substantial ecological role stemming from its ability to neutralise hazardous organic waste, part of
which is inter alia, wastewater sludge. Given the above premises, wastewater treatment plants which apply
anaerobic digestion reap twofold benefits – the stabilization of sludge and the production of biogas – and
demonstrates a good example of sustainable and self-sufficient energy microsys-tems.
The purpose of this article is to present the biogas energy subsector from the global, Euro-pean, and Polish
perspective, discuss the actual process of anaerobic digestion of sludge at wastewater treatment plants
and – based on the example of Tychy-Urbanowice Wastewater Treatment Plant – analyse the resultaing
energy effect.
METADATA IN OTHER LANGUAGES:
Polish
Zrównoważona energetyka biogazowa
w oczyszczalniach ścieków
biogaz, fermentacja metanowa, oczyszczalnia ścieków, energetyka zrównoważona, samowystarczalność energetyczna, odnawialne źródła energii
Pozyskiwanie energii w sposób zrównoważony jest zarówno priorytetem, jak i wyznacznikiem
nowoczesnych społeczeństw. Spełnienie postulatu zrównoważonej energetyki możliwe jest
między innymi dzięki wykorzystaniu fermentacji metanowej, będącej jedną z najstarszych przemian
biochemicznych zachodzących na Ziemi w sposób naturalny. Powstający w efekcie fermentacji
metanowej biogaz jest paliwem odnawialnym, cechującym się wysoką wartością opałową
oraz łatwością konwersji do postaci energii elektrycznej lub ciepła. Obok korzyści energetycznych,
fermentacja metanowa odgrywa przede wszystkim istotną rolę ekologiczną, pozwalając na utylizację
niebezpiecznych odpadów organicznych, którymi są między innymi osady ściekowe. Wykorzystanie
fermentacji metanowej w oczyszczalniach ścieków pozwala zatem na uzyskanie dwojakich
korzyści – stabilizacji osadów i wytworzenia biogazu – oraz sprawia, że przedsiębiorstwa realizujące
te procesy stanowią dobry przykład zrównoważonych i samowystarczalnych mikrosystemów
energetycznych.
Celem artykułu jest przedstawienie podsektora energetyki biogazowej w ujęciu globalnym, europejskim
oraz krajowym, omówienie procesu fermentacji metanowej osadów w oczyszczalniach
ścieków oraz analiza uzyskanego efektu energetycznego na przykładzie Oczyszczalni Ścieków Tychy-Urbanowice.
REFERENCES (30)
1.
Bałazińska, M. i Stelmach, S. 2013. Energetyczne zagospodarowanie osadów ściekowych w powiązaniu z produkcją energii elektrycznej, Instytut Chemicznej Przeróbki Węgla, materiały konferencyjne Odpady-Nowa Energia 2013, www.ecocluster.com.pl/tems/show/konferencja-odpady-nowa-energia/34, dostęp w dniu 2015-05-25.
2.
Berent-Kowalska, G. i in. 2014. Energia ze źródeł odnawialnych w 2013 r. Główny Urząd Statystyczny, Warszawa 2014.
3.
Bień, J. i in. 2011. Kierunki zagospodarowania osadów w Polsce po roku 2013. Inżynieria i Ochrona Środowiska t. 14, nr 4.
4.
Bień J. i in. 2014. Ekspertyza, która będzie stanowić materiał bazowy do opracowania strategii postępowania z komunalnymi osadami ściekowymi na lata 2014–2020. Politechnika Częstochowska na zlecenie Generalnej Dyrekcji Ochrony Środowiska w Warszawie, Częstochowa 2014.
5.
Buńczyk, A. 2014. Energetyka cieplna w liczbach – 2013. Urząd Regulacji Energetyki, Warszawa.
6.
Curkowski, A. i in. 2009. Biogaz rolniczy – produkcja i wykorzystanie. Mazowiecka Agencja Energetyczna, Warszawa 2009.
7.
Gilecki, R. i in. 2014. Bilans energii pierwotnej w latach 1998–2013. Agencja Rynku Energii S.A., Warszawa.
8.
Hanergy & China New Energy Chamber of Commerce: Global Renewable Energy Report 2014, [Online] Dostępne w: www.hanergy.com/en/upload/contents/2014/07/53bfa4772d9f6.pdf [Dostęp: 22.05.2015].
9.
Institut für Energetik und Umwelt: Poradnik BIOGAZ: produkcja, wykorzystywanie (tłumaczenie Instytut Energetyki Odnawialnej), 2009, [Online] Dostępne w: www.ieo.pl/pl/raporty/doc_download/78-poradnik-biogaz.html [Dostęp: 29.05.2015].
10.
Komisja Środowiska Naturalnego Związku Miast Bałtyckich: Dobre Praktyki Związane z Gospodarką Osadami Ściekowymi, Project on Urban Reduction of Eutrophication, 2012.
11.
Klaczyński, E. 2013. Oczyszczalnia ścieków – stabilizacja osadów (cz. IV). Wodociągi-Kanalizacja 11(117)/2013, Wydawnictwo ABRYS.
12.
Kogut, P. i in. 2014. Rozruch instalacji biogazowej z wykorzystaniem osadu zaszczepowego. Rocznik Ochrona Środowiska 2014 (tom 16), Środkowo-Pomorskie Towarzystwo Naukowe Ochrony Środowiska.
13.
Kwaśny, J. i in. 2012. Przegląd technologii produkcji biogazu różnego pochodzenia. Czasopismo Techniczne, Wydawnictwo Politechniki Krakowskiej, zeszyt 17, rok 109, 2-Ch/2012.
14.
Le Seigneur, V.J. red, 2014. The State of Renewable Energies in Europe. 14th EurObserv’ER Report, 2014.
15.
Lavagne d’Ortigue, i in. 2015. Renewable Energy Capacity Statistics 2015. International Renewable Energy Agency (IRENA), 2015.
16.
Malej, J. 2000. Właściwości osadów ściekowych oraz wybrane sposoby ich unieszkodliwiania i utylizacji. Rocznik Ochrona Środowiska 2000 (tom 2), Wydawnictwo Środkowo-Pomorskiego Towarzystwa Naukowego Ochrony Środowiska.
17.
Monnet, F. 2003. An Introduction to Anaerobic Digestion of Organic Wastes, Remade Scotland.
18.
Myczko, A. i in. 2011. Budowa i eksploatacja biogazowni rolniczych. Poradnik dla inwestorów zainteresowanych budową biogazowni rolniczych, Instytut Technologiczno-Przyrodniczy, Warszawa-Poznań.
19.
Pająk, T. 2014. Termiczne przekształcanie osadów ściekowych wobec wyzwań roku 2016. Inżynieria i Ochrona Środowiska t. 17, nr 3.
20.
Regionalne Centrum Gospodarki Wodno-Ściekowej S.A.: Deklaracja Środowiskowa EMAS za rok 2013, Tychy 2014, [Online] Dostępne w: www.rcgw.pl/download.php?file=systemy_zarzadzania DEKLARACJA_EMAS.pdf [Dostęp 27.05.2015].
21.
Romaniuk, W. i in. 2010. Potencjalne możliwości rozwoju biogazowni w gospodarstwach rolnych w Polsce. Problemy Inżynierii Rolicznej nr 4.
22.
Środa, K. i in. 2012. Termiczne unieszkodliwianie osadów ściekowych. Inżynieria Ekologiczna nr 28.
23.
Urząd Regulacji Energetyki: Mapa odnawialnych źródeł energii na podstawie koncesji udzielonych przez Prezesa Urzędu Regulacji Energetyki, [Online] Dostępne w: www.ure.gov.pl/uremapoze/mapa.html [Dostęp: 28.05.2015].
24.
Urząd Regulacji Energetyki: Potencjał krajowy OZE w liczbach, [Online] Dostępne w: www.ure.gov.pl/pl/rynki-energii/energia-elektryczna/odnawialne-zrodla-ener/potencjal-krajowy-oze [Dostęp: 28.05.2015].
25.
Węglarzy, K. i Stekla, J. 2009. Agrogazownia w ochronie środowiska rolniczego. Wiadomości Zootechniczne R. XLVII, 3.
26.
Wojewódzki Inspektorat Ochrony Środowiska w Opolu: Gospodarka komunalnymi osadami ściekowymi w województwie opolskim – opracowania dla roku 2011, 2012 oraz 2013, [Online] Dostępne w: www.opole.pios.gov.pl/wms/wms.php [Dostęp: 23.05.2015].
27.
Zdebik, D. i in. 2015. Badania symulacyjne procesu fermentacji w układzie komory psychrofilnej i komory mezofilnej w odniesieniu do ilości wytwarzanego biogazu. Inżynieria Ekologiczna vol. 42.:.