Biogaz jako sposób na wykorzystanie resztek z pola
Wprowadzenie
Okres żniw to dla rolników czas intensywnej pracy, ale także moment, gdy powstaje ogromna ilość odpadów pożniwnych. Słoma, liście, łodygi, resztki kukurydzy, plewy czy chwasty – to wszystko zwykle traktowane jest jako problem, który trzeba zagospodarować. W wielu gospodarstwach resztki są spalane, przyorywane albo po prostu pozostawiane na polu.
Jednak w dobie rosnących kosztów energii i nawozów coraz częściej pojawia się pytanie: czy odpady pożniwne mogą stać się źródłem dodatkowych korzyści, zamiast generować koszty? Odpowiedź brzmi: tak – i właśnie w tym miejscu na scenę wkraczają mikrobiogazownie.
Czym są odpady pożniwne?
Pod pojęciem odpadów pożniwnych rozumiemy wszystkie pozostałości po zbiorach roślinnych, które nie znajdują zastosowania w żywieniu ludzi i zwierząt. Najczęściej są to:
- słoma zbóż (pszenna, żytnia, jęczmienna),
- resztki kukurydzy – kolby, łodygi, liście,
- łodygi i liście roślin oleistych (np. rzepaku, słonecznika),
- plewy i plewiska,
- resztki warzywne po zbiorach (liście kapusty, łodygi pomidora, marchew nienadająca się do sprzedaży).
Według danych Instytutu Uprawy Nawożenia i Gleboznawstwa (IUNG) w Polsce powstaje rocznie ponad 30 mln ton odpadów pożniwnych. To ogromny potencjał energetyczny, który w dużej mierze jest marnowany.
Tradycyjne metody zagospodarowania odpadów pożniwnych
Rolnicy od lat radzą sobie z odpadami na różne sposoby. Do najczęstszych należą:
- Przyoranie – resztki zostają na polu, poprawiają strukturę gleby i są źródłem materii organicznej.
- Wykorzystanie jako ściółka dla zwierząt – dotyczy głównie słomy.
- Spalanie – wciąż praktykowane w niektórych regionach, choć formalnie zakazane i szkodliwe dla środowiska.
- Kompostowanie – głównie w mniejszych gospodarstwach
Biogaz – nowe życie dla odpadów pożniwnych
W nowoczesnym gospodarstwie odpady pożniwne mogą zostać przekształcone w biogaz. Dzięki procesowi fermentacji beztlenowej w mikrobiogazowni powstaje:
- metan (CH₄) – wykorzystywany do produkcji energii elektrycznej i cieplnej,
- nawóz organiczny (poferment) – bogaty w azot, fosfor i potas, który można bezpiecznie stosować na polach.
Co ważne, takie rozwiązanie łączy produkcję energii z poprawą jakości gleby, bo poferment trafia z powrotem na pole zamiast mineralnych nawozów kupowanych w wysokich cenach.
Potencjał energetyczny odpadów pożniwnych
Przyjrzyjmy się, ile biogazu można uzyskać z typowych odpadów pożniwnych.
- Słoma zbóż: średnio 200–250 m³ biogazu z 1 tony suchej masy,
- Resztki kukurydzy: około 180–220 m³ biogazu z 1 tony,
- Łodygi i liście rzepaku: 150–180 m³ biogazu z 1 tony,
- Resztki warzywne: 80–120 m³ biogazu z 1 tony (ze względu na dużą zawartość wody).
Dla przykładu, rolnik gospodarujący na 30 ha kukurydzy może mieć do dyspozycji nawet 150–200 ton resztek pożniwnych. To oznacza potencjalnie 30–40 tys. m³ biogazu, co przekłada się na około 60–80 MWh energii elektrycznej rocznie – ilość wystarczającą, aby pokryć zapotrzebowanie energetyczne średniego gospodarstwa.
Dlaczego odpady pożniwne są dobrym substratem do biogazowni?
- Dostępność – powstają co roku w dużych ilościach i praktycznie za darmo.
- Lokalność – są wytwarzane w gospodarstwie, więc nie ma kosztów transportu.
- Zrównoważone zagospodarowanie – zamiast marnowania, powstaje z nich energia i nawóz.
- Redukcja emisji CO₂ – fermentacja beztlenowa ogranicza emisję gazów cieplarnianych w porównaniu z pozostawianiem resztek na polu czy ich spalaniem.
Wyzwania przy wykorzystaniu odpadów pożniwnych w biogazowni
Oczywiście nie wszystko jest takie proste – odpady pożniwne mają swoje ograniczenia:
- niska zawartość łatwo fermentujących cukrów – trzeba je często mieszać z innymi substratami (obornik, gnojowica),
- wysoka zawartość ligniny i celulozy – trudniejsze do rozkładu w procesie fermentacji,
- konieczność rozdrobnienia i przygotowania – zwiększa koszty, ale poprawia wydajność.
Dlatego najlepsze efekty uzyskuje się przy współfermentacji – łączeniu resztek roślinnych z odchodami zwierzęcymi.
Mikrobiogazownia – idealne rozwiązanie dla małych gospodarstw
Do tej pory biogazownie były kojarzone głównie z dużymi inwestycjami. Jednak rozwój technologii sprawił, że dziś dostępne są mikrobiogazownie, które działają już od mocy 1 kW.
Co to oznacza dla rolnika?
- Można zacząć od małej instalacji dopasowanej do własnego gospodarstwa,
- Wykorzystać własne odpady pożniwne i obornik,
- Uzyskać darmową energię do gospodarstwa,
- Zmniejszyć koszty nawozów dzięki wykorzystaniu pofermentu.
Przykład – ile energii daje słoma i resztki kukurydzy?
Załóżmy gospodarstwo posiadające:
- 20 ha zbóż → 40 ton słomy,
- 15 ha kukurydzy → 80 ton resztek kukurydzianych.
Łącznie daje to ok. 120 ton biomasy pożniwnej.
Przy średnim uzysku 200 m³ biogazu z tony, można wyprodukować:
- 24 000 m³ biogazu,
- co odpowiada ok. 48 MWh energii elektrycznej i dodatkowo 100–120 GJ ciepła.
To ilość, która może pokryć całe zapotrzebowanie energetyczne gospodarstwa rolnego, w tym:
- oświetlenie,
- chłodnie do mleka,
- ogrzewanie budynków gospodarczych,
- podgrzewanie wody.
Circular economy w praktyce
Wykorzystanie odpadów pożniwnych w biogazowni to doskonały przykład gospodarki o obiegu zamkniętym (circular economy):
- Odpady z pola trafiają do biogazowni,
- Powstaje energia dla gospodarstwa,
- Powstaje nawóz pofermentacyjny,
- Poferment wraca na pole i poprawia plony.
W ten sposób zamyka się obieg, w którym nic się nie marnuje.
Podsumowanie
Odpady pożniwne to nie kłopot, lecz szansa na dodatkowy dochód i niezależność energetyczną gospodarstwa. W połączeniu z odchodami zwierzęcymi stanowią świetny substrat dla mikrobiogazowni, która pozwala zamienić problem w realne oszczędności.
Korzystając z programów wsparcia takich jak „Energia dla Wsi”, inwestycja w mikrobiogazownię staje się jeszcze bardziej opłacalna. Dzięki temu rolnicy mogą nie tylko pozbyć się odpadów, ale też produkować własny prąd, ciepło i nawóz, zwiększając konkurencyjność swojego gospodarstwa.