Wprowadzenie
Mikrobiogazownie stają się coraz popularniejszym rozwiązaniem w małych i średnich gospodarstwach rolnych. Ich potencjał wzrasta wraz z rosnącym znaczeniem lokalnych, odnawialnych źródeł energii oraz potrzebą zagospodarowania odpadów organicznych. Jednym z kluczowych elementów, który może znacznie zwiększyć opłacalność instalacji biogazowej, jest kogeneracja – czyli jednoczesna produkcja ciepła i energii elektrycznej z biogazu.
W artykule wyjaśnimy:
- czym jest kogeneracja i jak działa,
- czy warto ją stosować w mikrobiogazowniach do 50 kW,
- kiedy taka inwestycja się opłaca,
- jakie wyzwania i bariery trzeba wziąć pod uwagę.
Czym jest kogeneracja?
Kogeneracja (CHP – Combined Heat and Power) to technologia umożliwiająca równoczesne wytwarzanie energii elektrycznej i cieplnej w jednym procesie technologicznym. W przypadku mikrobiogazowni, paliwem wykorzystywanym w kogeneratorze jest biogaz, powstający w wyniku fermentacji metanowej odpadów organicznych (np. gnojowicy, obornika, kiszonek, resztek roślinnych, odpadów spożywczych).
Głównym elementem instalacji kogeneracyjnej jest silnik gazowy (lub mikroturbina), który napędza generator wytwarzający prąd. Ciepło powstaje jako „produkt uboczny” pracy silnika – z chłodzenia i spalin – i może być wykorzystywane lokalnie: do ogrzewania budynków mieszkalnych, gospodarstw, szklarni, suszarni czy w procesach technologicznych.
Jak działa kogeneracja w mikrobiogazowni?
Schemat działania mikrobiogazowni z kogeneracją:
- Dostarczanie substratów – najczęściej odpady rolnicze, obornik, gnojowica.
- Proces fermentacji – w zamkniętym fermentorze dochodzi do produkcji biogazu.
- Zasilanie kogeneratora – biogaz trafia do agregatu kogeneracyjnego.
- Produkcja energii – generator wytwarza prąd, który może być zużywany na potrzeby własne gospodarstwa lub sprzedawany.
- Odzysk ciepła – energia cieplna wykorzystywana lokalnie (np. do ogrzewania chlewni).
- Powstaje poferment – nawóz organiczny, który można wykorzystać na polu.
Dlaczego kogeneracja to dobre rozwiązanie?
Zalety zastosowania kogeneracji w mikrobiogazowniach:
✅ Zwiększenie efektywności energetycznej – odzyskiwane ciepło to nawet 40–50% całkowitej energii zawartej w biogazie.
✅ Niezależność energetyczna – gospodarstwo może uniezależnić się od zewnętrznych dostawców prądu i ciepła.
✅ Niższe rachunki za energię – samodzielna produkcja energii i wykorzystanie jej na własne potrzeby to konkretne oszczędności.
✅ Redukcja emisji CO₂ – biogaz to OZE, a kogeneracja minimalizuje straty energetyczne.
✅ Wielozadaniowość – ciepło z kogeneracji może zasilać wiele instalacji jednocześnie.
Czy warto stosować kogenerację w mikrobiogazowniach do 50 kW?
Odpowiedź brzmi: tak – ale nie zawsze i nie wszędzie.
Dla mikrobiogazowni o mocy:
- poniżej 20 kW – niestety, nadal nie ma na rynku polskim dostępnych, opłacalnych układów kogeneracyjnych. Powód? Wysokie koszty spełnienia wymogów technicznych, brak rozwiązań seryjnych i niedopasowanie oferty do potrzeb rolników. Efektem jest wykluczenie energetyczne małych gospodarstw, które nie mogą w pełni wykorzystać potencjału biogazu.
- 20–50 kW – sytuacja wygląda lepiej. Pojawiają się oferty odpowiednich agregatów, choć nadal inwestycja wymaga indywidualnego podejścia i wsparcia dotacyjnego (np. z programu „Energia dla wsi”).
Kiedy kogeneracja się opłaca?
Kogeneracja w mikrobiogazowni będzie opłacalna, gdy spełnione są warunki:
🔹 Dobre zagospodarowanie ciepła – np. ogrzewanie chlewni, obory, suszarni zboża, szklarni, wody użytkowej.
🔹 Wysokie zużycie energii w gospodarstwie – np. chłodnie mleczne, dojarki, wentylacja, wentylatory.
🔹 Dostępność substratów – odpowiednia ilość odchodów zwierzęcych i/lub odpadów organicznych do stabilnej produkcji biogazu.
🔹 Dostęp do dotacji – np. z programu „Energia dla wsi” czy funduszy regionalnych.
🔹 Dostęp do serwisu i technologii – kogenerator musi być niezawodny i łatwy w obsłudze.
Przykład (symulacja): mikrobiogazownia 30 kW z kogeneracją
🔸 Gospodarstwo mleczne – 80 krów + obornik + kiszonka z traw.
🔸 Roczna produkcja biogazu: ok. 60 000 m³
🔸 Produkcja energii elektrycznej: ok. 98 MWh/rok
🔸 Produkcja energii cieplnej: ok. 590 GJ/rok
🔸 Wykorzystanie prądu: chłodnia, dojarnia, oświetlenie, gospodarstwo domowe.
🔸 Wykorzystanie ciepła: podgrzewanie wody, ogrzewanie stodoły i domu.
Efekt: samowystarczalność + oszczędności rzędu 30–40 tys. zł rocznie.
Wyzwania i bariery
Nie każda instalacja kogeneracyjna w mikrobiogazowni będzie działać efektywnie. Oto najczęstsze przeszkody:
⚠️ Wysokie koszty początkowe – kogenerator to nawet 40–60% kosztu całej inwestycji.
⚠️ Brak odpowiednich rozwiązań dla mocy <20 kW – wykluczenie małych gospodarstw.
⚠️ Koszty serwisu i eksploatacji – agregaty wymagają regularnego nadzoru i serwisowania.
⚠️ Zmienne zużycie ciepła – problematyczne w gospodarstwach sezonowych.
⚠️ Problemy z rozliczeniem energii – ograniczenia systemu net-billing dla instalacji nieprosumentów.
Alternatywy dla kogeneracji
Jeśli kogeneracja nie jest możliwa, warto rozważyć:
🔸 Sprzedaż biogazu do sieci – w miejscach z dostępem do gazociągów.
🔸 Produkcja tylko energii elektrycznej – i zrzut ciepła do otoczenia (mniej efektywne).
🔸 Wykorzystanie biogazu do ogrzewania – np. w kotłach gazowych.
🔸 Nowe rozwiązania – jak Fermentor 1–20 kW – które powoli niwelują wykluczenie najmniejszych gospodarstw.
Podsumowanie
Kogeneracja to skuteczny sposób na maksymalne wykorzystanie potencjału biogazu w gospodarstwie rolnym. Pozwala nie tylko na produkcję prądu, ale też na odzysk i efektywne spożytkowanie ciepła – co przekłada się na oszczędności, niezależność i wyższą efektywność instalacji.
W przypadku mikrobiogazowni kluczowe jest jednak dobre dopasowanie technologii do skali gospodarstwa, analiza ekonomiczna i dostęp do dotacji. Dla instalacji 20–50 kW kogeneracja ma sens – zwłaszcza jeśli gospodarstwo zużywa dużo energii i ciepła. Dla mniejszych instalacji warto obserwować rozwój rynku – bo zmiany nadchodzą.
Chcesz wiedzieć, czy kogeneracja opłaca się w Twoim gospodarstwie?
Skontaktuj się z nami – pomożemy dobrać technologię i zoptymalizować inwestycję!