Produktem finalnym procesu fermentacji beztlenowej jest biogaz. Jednak tylko część kosubstratów użytych jako wsad ulega przemianom do biogazu. Pozostałość stanowi odpad, który może przynieść dodatkowy dochód dla instalacji. Jednak nie zawsze istnieje możliwość racjonalnego zagospodarowania całej przefermentowanej substancji. Wówczas pozostałość ta może stać się obciążeniem, a koszty postępowania z nią (przechowywania, wywozu, rozlewania, wykonywania analiz glebowych) podnoszą ogólne koszty funkcjonowania biogazowni. W krajach, w których fermentacja beztlenowa jest już szeroko wdrożonym sposobem produkcji energii, istnieją rozwiązania prawne i techniczne przyjazne dla producentów biogazu. W Polsce zagadnienia produkcji biogazu są nowe, często budzą obawy, a uregulowania legislacyjne są niezbyt ścisłe, często sprzeczne ze sobą lub wręcz utrudniające inwestycje biogazowe. Również w kwestii zagospodarowania pozostałości pofermentacyjnej można natrafić na przepisy nieżyciowe, skostniałe, oparte na ocenach technologii sprzed wielu lat. Rozwój produkcji biometanu w Polsce jest w dużym stopniu ograniczany przez takie właśnie przepisy.

Zgodnie z rozporządzeniem ministra środowiska z 27 września 2001 roku w sprawie katalogu odpadów (Dz.U. Nr 112, poz. 1206) masa pozostająca po zakończeniu procesu fermentacji w biogazowni ujęta jest w katalogu odpadów pod nazwą „przefermentowany odpad z beztlenowego rozkładu odpadów zwierzęcych i roślinnych” o kodzie 19 06 06 oraz „ciecze z beztlenowego rozkładu odpadów zwierzęcych i roślinnych” o kodzie 19 06 05. Rozporządzenie to w oddzielnych kategoriach obejmuje ciecze i odpady z beztlenowego rozkładu odpadów komunalnych (odpowiednio 19 06 03 i 19 06 04). W związku z tym postępowanie z pozostałością pofermentacyjną powinno uwzględniać regulacje zawarte w Ustawie o odpadach z 27 kwietnia 2001 r. (Dz.U Nr 62, poz. 628 z późn. zm.) i aktach wykonawczych do tej ustawy.

Ustawa o odpadach nakłada na inwestora obowiązek uzyskania pozwolenia na odzysk i wytwarzanie odpadów. Pozwolenie może być wydane pod warunkiem ustalenia precyzyjnych zasad gospodarowania odpadami w instalacji biogazowni rolniczej. W myśl art. 13 Ustawy o odpadach „odzysk lub unieszkodliwianie odpadów może odbywać się tylko w miejscu wyznaczonym w trybie przepisów o zagospodarowaniu przestrzennym”, w związku z tym należy biogazownie lokalizować zgodnie z miejscowym planem zagospodarowania przestrzennego.

Jednym z aktów wykonawczych powiązanych z Ustawą o odpadach jest rozporządzenie w sprawie procesu odzysku R10 (Dz.U. z 2007 r. nr 228, poz. 1685), które określa zasady stosowania wybranych odpadów do rozprowadzania na powierzchni gleby w celu jej nawożenia lub ulepszenia. W załączniku do tego rozporządzenia znajduje się wykaz odpadów wraz z kodami, a także szczegółowe warunki stosowania. W zakresie pozostałości pofermentacyjnej w załączniku znalazły się obydwa skategoryzowane odpady, jednak w postaci nieco zmienionej w stosunku do katalogu, gdyż są to:

Rozporządzenie obwarowuje stosowanie tych substratów do użyźniania gleby wieloma szczegółowymi wymogami:

Jak wynika z powyższego zestawienia, rolnicze wykorzystanie substancji pofermentacyjnej wymaga przestrzegania wielu zaleceń, podczas gdy nawożenie gnojowicą w zasadzie jest dość dowolne, pod warunkiem spełnienia wymogów ustawy azotanowej. Tymczasem w biogazowniach rolniczych najczęściej to gnojowica i biomasa roślinna są podstawowymi substratami. Nasuwa się więc pytanie, dlaczego substancja o korzystniejszych parametrach nawozowych i środowiskowych traktowana jest w naszym ustawodawstwie jako bardziej niebezpieczna niż powszechnie wykorzystywana gnojowica?

Rozporządzenie (WE) nr 1774/2002 Parlamentu Europejskiego i Rady z 3 października 2002 roku ustanawiające przepisy zdrowotne związane z ubocznymi produktami zwierzęcymi nie przeznaczonymi do spożycia przez ludzi, nakłada obowiązek przeprowadzania badań pozostałości po produkcji biogazu przed zastosowaniem ich jako nawozu na polach. Zgodnie z załącznikiem VI do tego rozporządzenia próbki pozostałości po produkcji biogazu lub kompostu pobrane w trakcie lub po wycofaniu z przechowywania w zakładzie wytwarzającym biogaz podlegają badaniom liczebności bakterii Salmonella i Enterobacteriaceae.

 

Ponadto podczas fermentacji ulega zmianie stosunek węgla do azotu, wskutek wbudowywania węgla w powstający biometan. Podczas fermentacji maleje zawartość substancji organicznej, rośnie zaś zawartość azotu i związków mineralnych. Wzrost ten wynika z ubytku substancji organicznej. Współczynnik wykorzystania substancji organicznej z gnojowicy surowej świńskiej czy bydlęcej, kształtuje się na poziomie 48 procent, zaś wzrasta do 75–80 procent dla substratu składającego się z gnojowicy, kiszonki i ziarna zboża.

Istotne dla środowiska jest obniżenie w procesie fermentacji beztlenowej odoru – nieprzyjemnych i uciążliwych substancji zapachowych, które występują w niektórych substratach, na przykład w gnojowicy. Według badań amerykańskich, przeprowadzonych na Uniwersytecie we Florydzie, dzięki kontrolowanej fermentacji w warunkach beztlenowych poziom odoru można zredukować do 97 procent w stosunku do poziomu gnojowicy świeżej. W obiektach funkcjonujących w Polsce oszacowano redukcję odoru na poziomie 80 procent. Z kolei przechowywanie nieprzefermentowanej gnojowicy przez trzy dni zwiększa intensywność odoru o 77 procent.

 

W przypadku zastosowania odpadów z rzeźni istotne jest to, że muszą one być poddane higienizacji, dzięki czemu wyklucza się możliwość rozprzestrzeniania się ewentualnych czynników chorobotwórczych zawartych w tych odpadach.

Zarówno w kilku biogazowniach funkcjonujących w Polsce, jak i w większości obiektów w innych krajach, substancja pofermentacyjna wykorzystywana jest do nawożenia upraw polowych i użytków zielonych. W porównaniu do gnojowicy surowej, substancja pofermentacyjna wykazuje wiele zalet i korzyści ekologicznych. Do najważniejszych należy zaliczyć:

 

Niekorzystną cechą substancji pofermentacyjnej jest jej wysokie uwodnienie. W zależności od stosowanego substratu, zawartość wody w substancji pofermentacyjnej waha się od 90 do 97 procent. Szczególnie dużą zawartością wody cechuje się substancja pofermentacyjna w przypadku pozyskiwania biogazu z samej gnojowicy – 94 procent. Przy substracie składającym się z gnojowicy, kiszonki i ziarna zbóż, substancja pofermentacyjna zawiera około 90 procent wody. Duża zawartość wody w substancji pofermentacyjnej wpływa na koszty transportu z biogazowni na pole oraz wielkość zbiorników do przechowywania pozostałości, a co za tym idzie zwiększenie kosztów budowy i eksploatacji biogazowni.

Dzięki odparowaniu ulega zmniejszeniu objętość odpadów pofermentacyjnych i zwiększenie stężenia substancji odżywczych. Otrzymana woda jest oczyszczana tak, aby mogła zostać odprowadzona do zbiorników otwartych. Pozostały koncentrat może zostać zastosowany w celach nawozowych. Zredukowanie ilości pozostałości pofermentacyjnych pozwala obniżyć koszty związane z ich rozrzucaniem oraz zmniejszyć wymaganą objętość zbiorników na odpady pofermentacyjne. Należy jednak pamiętać, że odparowanie wiąże się z dużym wydatkiem energii cieplnej, jest więc możliwe tylko przy dobrym zbilansowaniu ilości energii produkowanej, zużywanej w procesie fermentacji i na ewentualne inne cele (ogrzewanie fermy, domu mieszkalnego, itp.). W większości biogazowni występuje nadmiar energii cieplnej, dlatego suszenie masy pofermentacyjnej nie powinno sprawiać trudności.

Użyźnianie pól i trwałych użytków zielonych przy użyciu masy pofermentacyjnej wymaga przestrzegania przepisów regulujących zagadnienia związane z nawozami i nawożeniem. Ustawa o nawozach i nawożeniu (Dz.U, 2000, Nr 89, poz. 991 z późniejszymi zmianami) ogranicza dawkę azotu do 170 kgN/ha, zarówno w nawozach mineralnych, jak i organicznych. Krajowe przepisy zostały dostosowane do Dyrektywy Azotanowej Nr 91/679/EEC.

 

Więcej w lipcowym numerze „Agroenergetyki”