Spojené státyEdit
Díky mnoha výhodám bioplynu se začíná stávat oblíbeným zdrojem energie a začíná se ve Spojených státech více využívat. V roce 2003 Spojené státy spotřebovaly 43 TWh (147 bilionů BTU) energie ze „skládkového plynu“, což je asi 0,6 % celkové spotřeby zemního plynu v USA. V USA se testuje metanový bioplyn získávaný z kravského hnoje. podle studie z roku 2008, kterou shromáždil časopis Science and Children, by metanový bioplyn z kravského hnoje stačil k výrobě 100 miliard kilowatthodin, což by stačilo k napájení milionů domácností v Americe. Testy navíc prokázaly, že metanový bioplyn může snížit emise 99 milionů tun skleníkových plynů, tedy asi 4 % skleníkových plynů produkovaných ve Spojených státech.
Například ve Vermontu byl bioplyn vyráběný na mléčných farmách zařazen do programu CVPS Cow Power. Tento program původně nabízela společnost Central Vermont Public Service Corporation jako dobrovolný tarif a po nedávné fúzi se společností Green Mountain Power se nyní jedná o program GMP Cow Power. Zákazníci se mohou rozhodnout, že budou platit příplatek na svém účtu za elektřinu, a tento příplatek je předáván přímo farmám zapojeným do programu. V Sheldonu ve Vermontu poskytuje společnost Green Mountain Dairy v rámci programu Cow Power energii z obnovitelných zdrojů. Začalo to tím, že bratři Bill a Brian Rowellovi, kteří farmu vlastní, chtěli řešit některé problémy spojené s hospodařením s hnojem, kterým čelí mléčné farmy, včetně zápachu hnoje a dostupnosti živin pro plodiny, které potřebují pěstovat pro krmení zvířat. Nainstalovali anaerobní fermentor, který zpracovává odpad z dojnic a dojicího centra od jejich 950 krav a vyrábí obnovitelnou energii, podestýlku, která nahrazuje piliny, a hnojivo vhodné pro rostliny. Energetické a ekologické atributy prodávají do programu GMP Cow Power. Systém provozovaný manželi Rowellovými vyrobí v průměru tolik elektřiny, že by stačila na napájení 300 až 350 dalších domácností. Výkon generátoru je asi 300 kilowattů.
V texaském Herefordu se kravský hnůj využívá k pohonu elektrárny na etanol. Přechodem na metanový bioplyn ušetřila elektrárna na etanol 1000 barelů ropy denně. Celkově elektrárna snížila náklady na dopravu a otevře mnoho dalších pracovních míst pro budoucí elektrárny, které budou spoléhat na bioplyn.
V Oakley v Kansasu využívá závod na výrobu etanolu, který je považován za jedno z největších bioplynových zařízení v Severní Americe, systém Integrated Manure Utilization System „IMUS“ k výrobě tepla pro své kotle s využitím hnoje z výkrmny, komunálních organických látek a odpadu ze závodu na výrobu etanolu. Očekává se, že při plné kapacitě zařízení nahradí 90 % fosilních paliv používaných při výrobě etanolu a metanolu.
V Kalifornii prosazuje společnost Southern California Gas Company přimíchávání bioplynu do stávajících plynovodů. Kalifornští státní úředníci však zaujali stanovisko, že bioplyn je „lepší využít v těžko elektrifikovatelných odvětvích ekonomiky – jako je letectví, těžký průmysl a dálková nákladní doprava.“ Podobně kravský hnůj různé rostlinné materiály jako zbytkypo sklizni plodin
EvropaEdit
Úroveň rozvoje je v Evropě velmi rozdílná. Zatímco země jako Německo, Rakousko a Švédsko jsou ve využívání bioplynu poměrně pokročilé, ve zbytku kontinentu, zejména ve východní Evropě, existuje obrovský potenciál pro tento obnovitelný zdroj energie. Mezi hlavní důvody tohoto nevyužitého potenciálu patří rozdílné právní rámce, vzdělávací programy a dostupnost technologií. Další výzvou pro další rozvoj bioplynu je negativní vnímání veřejnosti.
V únoru 2009 byla v Bruselu založena Evropská bioplynová asociace (EBA) jako nezisková organizace na podporu zavádění udržitelné výroby a využívání bioplynu v Evropě. Strategie EBA definuje tři priority: etablovat bioplyn jako důležitou součást evropského energetického mixu, podporovat třídění odpadu z domácností za účelem zvýšení potenciálu plynu a podporovat výrobu biometanu jako paliva pro vozidla. V červenci 2013 měla 60 členů z 24 zemí Evropy.
UKEdit
Ve Velké Británii je od září 2013 přibližně 130 zařízení na výrobu bioplynu, která nejsou určena pro odpadní vody. Většina z nich se nachází na farmách a některá větší zařízení existují i mimo farmy, která odebírají potravinářské a spotřebitelské odpady.
Dne 5. října 2010 byl bioplyn poprvé zaveden do britské plynové sítě. Odpadní vody z více než 30 000 domácností v hrabství Oxfordshire se posílají do čistírny odpadních vod v Didcotu, kde se zpracovávají v anaerobním fermentoru na bioplyn, který se následně čistí a dodává plyn pro přibližně 200 domácností.
V roce 2015 oznámila společnost Ecotricity, která se zabývá zelenou energií, své plány na výstavbu tří fermentorů pro vstřikování do sítě.“
ItálieEdit
V Itálii se bioplynové odvětví poprvé rozběhlo v roce 2008 díky zavedení výhodných krmných tarifů. Ty byly později nahrazeny výkupními cenami a byly upřednostňovány vedlejší produkty a zemědělský odpad, což od roku 2012 vedlo ke stagnaci výroby bioplynu a z něj získaného tepla a elektřiny. k září 2018 je v Itálii více než 200 bioplynových stanic s produkcí přibližně 1,2 GW
NěmeckoEdit
Německo je největším výrobcem bioplynu v Evropě a lídrem na trhu bioplynových technologií. V roce 2010 bylo v celé zemi v provozu 5 905 bioplynových stanic: Hlavními regiony jsou Dolní Sasko, Bavorsko a východní spolkové země. Většina těchto zařízení je využívána jako elektrárny. Obvykle jsou bioplynové stanice přímo propojeny s kogenerační jednotkou, která spalováním metanu z bioplynu vyrábí elektrickou energii. Elektrická energie je pak dodávána do veřejné elektrické sítě. V roce 2010 činil celkový instalovaný elektrický výkon těchto elektráren 2 291 MW. Dodávka elektřiny činila přibližně 12,8 TWh, což je 12,6 % z celkového množství vyrobené elektřiny z obnovitelných zdrojů.
Biogen se v Německu získává především kofermentací energetických plodin (tzv. „NawaRo“, což je zkratka nachwachsende Rohstoffe, německy obnovitelné zdroje) ve směsi s hnojem. Hlavní používanou plodinou je kukuřice. K výrobě bioplynu se používá také organický odpad a průmyslové a zemědělské zbytky, například odpad z potravinářského průmyslu. V tomto ohledu se výroba bioplynu v Německu výrazně liší od Velké Británie, kde je nejčastější výroba bioplynu ze skládek.
Výroba bioplynu se v Německu v posledních 20 letech rychle rozvíjí. Hlavním důvodem jsou zákonem vytvořené rámce. Vládní podpora obnovitelných zdrojů energie začala v roce 1991 zákonem o výkupu elektřiny (StrEG). Tento zákon zaručoval výrobcům energie z obnovitelných zdrojů dodávku do veřejné energetické sítě, čímž byly energetické společnosti nuceny odebírat veškerou vyrobenou energii od nezávislých soukromých výrobců zelené energie. V roce 2000 byl zákon o výkupu elektřiny nahrazen zákonem o obnovitelných zdrojích energie (EEG). Tento zákon dokonce garantoval pevnou kompenzaci za vyrobenou elektrickou energii po dobu 20 let. Částka kolem 8 ¢/kWh dala zemědělcům možnost stát se dodavateli energie a získat další zdroj příjmů.
Německá zemědělská výroba bioplynu dostala další impuls v roce 2004 zavedením tzv. bonusu NawaRo. Jedná se o zvláštní platbu poskytovanou za využívání obnovitelných zdrojů, tedy energetických plodin. V roce 2007 německá vláda zdůraznila svůj záměr investovat další úsilí a podporu do zlepšení dodávek energie z obnovitelných zdrojů, aby poskytla odpověď na rostoucí klimatické problémy a zvyšující se ceny ropy prostřednictvím „Integrovaného klimaticko-energetického programu“.
Tento neustálý trend podpory obnovitelných zdrojů energie vyvolává řadu problémů, kterým čelí řízení a organizace dodávek energie z obnovitelných zdrojů, což má také několik dopadů na výrobu bioplynu. První výzvou, kterou je třeba zaznamenat, je vysoká plošná náročnost dodávek elektrické energie z bioplynu. V roce 2011 zabíraly energetické plodiny pro výrobu bioplynu v Německu plochu přibližně 800 000 ha. Tato vysoká náročnost zemědělských ploch vytváří novou konkurenci s potravinářským průmyslem, která dosud neexistovala. V převážně venkovských regionech navíc vznikla nová odvětví a trhy, které s sebou nesou různé nové subjekty s hospodářským, politickým a občanským zázemím. Jejich vliv a působení je třeba řídit, aby se získaly všechny výhody, které tento nový zdroj energie nabízí. Konečně bioplyn bude dále hrát důležitou roli v německém zásobování obnovitelnou energií, pokud se zaměří na dobré řízení.
Rozvojové zeměEdit
Domácí bioplynové stanice přeměňují hnůj hospodářských zvířat a noční půdu na bioplyn a kejdu, tedy fermentovaný hnůj. Tato technologie je proveditelná pro drobné zemědělce s hospodářskými zvířaty produkujícími 50 kg hnoje denně, což odpovídá přibližně 6 prasatům nebo 3 kravám. Tento hnůj je třeba shromažďovat, aby jej bylo možné smíchat s vodou a přivádět do zařízení. Lze připojit toalety. Další podmínkou je teplota, která ovlivňuje proces fermentace. Při optimu 36 °C se tato technologie uplatní zejména u osob žijících v (sub)tropickém podnebí. Díky tomu je tato technologie často vhodná pro drobné vlastníky v rozvojových zemích.
V závislosti na velikosti a umístění lze typickou zděnou bioplynovou stanici s pevnou kopulí instalovat na dvoře venkovské domácnosti s investicí 300 až 500 USD v asijských zemích a až 1400 USD v africkém kontextu. Kvalitní bioplynová stanice potřebuje minimální náklady na údržbu a může bez větších problémů a reinvestic vyrábět plyn nejméně 15-20 let. Uživatelům bioplyn poskytuje čistou energii na vaření, snižuje znečištění ovzduší uvnitř budov a zkracuje čas potřebný pro tradiční sběr biomasy, zejména ženám a dětem. Kejda je čistým organickým hnojivem, které potenciálně zvyšuje produktivitu zemědělství.
Energie je důležitou součástí moderní společnosti a může sloužit jako jeden z nejdůležitějších ukazatelů socioekonomického rozvoje. Přestože došlo k technologickému pokroku, i přesto si přibližně tři miliardy lidí, především ve venkovských oblastech rozvojových zemí, nadále zajišťují své energetické potřeby pro vaření tradičním způsobem spalováním zdrojů biomasy, jako je palivové dřevo, zbytky plodin a zvířecí trus, v surových tradičních kamnech.
Technologie výroby bioplynu v domácnostech je osvědčenou a zavedenou technologií v mnoha částech světa, zejména v Asii. Několik zemí v tomto regionu zahájilo rozsáhlé programy domácího bioplynu, například Čína a Indie.
Nizozemská rozvojová organizace SNV podporuje národní programy domácího bioplynu, jejichž cílem je vytvořit komerčně životaschopná odvětví domácího bioplynu, v nichž místní společnosti prodávají, instalují a servisují bioplynové stanice pro domácnosti. V Asii pracuje SNV v Nepálu, Vietnamu, Bangladéši, Bhútánu, Kambodži, Laosu, Pákistánu a Indonésii a v Africe: ve Rwandě, Senegalu, Burkině Faso, Etiopii, Tanzanii, Ugandě, Keni, Beninu a Kamerunu.
V Jihoafrické republice se vyrábí a prodává předem sestavený bioplynový systém. Jedním z klíčových rysů je, že instalace vyžaduje méně dovedností a je rychlejší, protože fermentační nádrž je předem vyrobená z plastu.
IndieEdit
Biogaz v Indii je tradičně založen na mléčném hnoji jako vstupní surovině a tyto plynové stanice „gobar“ jsou v provozu již dlouhou dobu, zejména na indickém venkově. V posledních 2-3 desetiletích výzkumné organizace se zaměřením na energetickou bezpečnost venkova zdokonalily konstrukci těchto systémů, což vedlo k novějším účinným nízkonákladovým konstrukcím, jako je model Deenabandhu.
Model Deenabandhu je nový model výroby bioplynu populární v Indii. (Deenabandhu znamená „přítel bezmocných“.) Jednotka má obvykle kapacitu 2 až 3 metry krychlové. Je postavena z cihel nebo pomocí železocementové směsi. V Indii stojí model z cihel o něco více než model z ferocementu; indické ministerstvo pro novou a obnovitelnou energii však nabízí určitou dotaci na postavený model.
Biogen, což je převážně metan/zemní plyn, lze také ekonomicky využít k výrobě krmiva bohatého na bílkoviny pro dobytek, drůbež a ryby na vesnicích pěstováním kultury bakterií Methylococcus capsulatus s nepatrnou půdní a vodní stopou. Plynný oxid uhličitý, který vzniká jako vedlejší produkt z těchto rostlin, lze využít k levnější výrobě oleje z řas nebo spiruliny z algakultur, zejména v tropických zemích, jako je Indie, které mohou v blízké budoucnosti vytlačit hlavní postavení ropy. Vláda Indické unie zavádí mnoho programů na produktivní využití zemědělského odpadu nebo biomasy ve venkovských oblastech s cílem pozvednout venkovskou ekonomiku a pracovní potenciál. Díky těmto zařízením se nejedlá biomasa nebo odpad z jedlé biomasy přeměňuje na vysoce hodnotné produkty bez jakéhokoli znečištění vody nebo emisí skleníkových plynů.
LPG (zkapalněný ropný plyn) je klíčovým zdrojem paliva pro vaření v městské Indii a jeho ceny rostou spolu s celosvětovými cenami paliv. Také vysoké dotace poskytované po sobě jdoucími vládami na podporu LPG jako domácího paliva na vaření se staly finanční zátěží, která obnovuje zaměření na bioplyn jako alternativu paliva na vaření v městských zařízeních. To vedlo k vývoji prefabrikovaných varných zařízení pro modulární nasazení ve srovnání s konstrukcemi z RCC a cementu, jejichž výstavba trvá delší dobu. Obnovené zaměření na procesní technologie, jako je procesní model Biourja, posílilo postavení anaerobních fermentorů středního a velkého rozsahu v Indii jako potenciální alternativy k LPG jako primárnímu palivu na vaření.
V Indii, Nepálu, Pákistánu a Bangladéši se bioplyn vyráběný anaerobní digescí hnoje v malých fermentačních zařízeních nazývá gobar gas; odhaduje se, že taková zařízení existují ve více než 2 milionech domácností v Indii, 50 000 v Bangladéši a tisících v Pákistánu, zejména v severním Pandžábu, vzhledem k prosperující populaci hospodářských zvířat. Digestoř je vzduchotěsná kruhová jáma z betonu s potrubní přípojkou. Hnůj je do ní sváděn obvykle přímo z chléva pro dobytek. Jáma se naplní požadovaným množstvím odpadní vody. Plynové potrubí je přes regulační ventily napojeno na kuchyňské ohniště. Spalování tohoto bioplynu má velmi malý zápach nebo kouř. Díky jednoduchosti provedení a využití levných surovin na vesnicích se jedná o jeden z nejekologičtějších zdrojů energie pro potřeby venkova. Jedním z typů těchto systémů je fermentor Sintex. Některé konstrukce využívají vermikultury k dalšímu zhodnocení kejdy produkované bioplynovou stanicí pro použití jako kompost.
V Pákistánu realizuje organizace Rural Support Programmes Network program Pakistan Domestic Biogas Programme, v jehož rámci bylo instalováno 5 360 bioplynových stanic a vyškoleno více než 200 zedníků v této technologii, a jehož cílem je rozvoj bioplynového sektoru v Pákistánu.
V Nepálu poskytuje vláda dotace na výstavbu domácích bioplynových stanic.
ČínaEdit
Číňané experimentují s využitím bioplynu od roku 1958. Kolem roku 1970 Čína ve snaze zefektivnit zemědělství instalovala 6 000 000 fermentorů. V posledních několika letech se technologie setkala s vysokým tempem růstu. Zdá se, že se jedná o nejranější vývoj v oblasti výroby bioplynu ze zemědělského odpadu.
Výstavba bioplynových stanic na venkově v Číně vykazuje rostoucí trend rozvoje. Exponenciální růst dodávek energie způsobený rychlým hospodářským rozvojem a vážným stavem zamlžení v Číně vedly k tomu, že se bioplyn stal lepší ekologickou energií pro venkovské oblasti. V okrese Čching v provincii Che-pej se v současné době rozvíjí technologie využívání rostlinné slámy jako hlavního materiálu pro výrobu bioplynu.
Čína měla do roku 2007 26,5 milionu bioplynových stanic s produkcí 10,5 miliardy metrů krychlových bioplynu. V roce 2010 se roční produkce bioplynu zvýšila na 248 miliard metrů krychlových. Čínská vláda podporovala a financovala venkovské bioplynové projekty, ale pouze asi 60 % z nich fungovalo normálně. V zimním období je produkce bioplynu v severních oblastech Číny nižší. Je to způsobeno nedostatečnou technologií regulace tepla pro fermentory, a tak se v chladném prostředí nepodařilo dokončit kofermentaci různých vstupních surovin.
ZambieEdit
Lusaka, hlavní město Zambie, má dva miliony obyvatel, přičemž více než polovina obyvatel žije v příměstských oblastech. Většina této populace používá jako toalety jímkové latríny, které ročně vyprodukují přibližně 22 680 tun fekálního kalu. S tímto kalem se nakládá nedostatečně:
Vzhledem k tomu, že výzkumné práce a zavádění bioplynu začaly již v 80. letech 20. století, Zambie zaostává v zavádění a využívání bioplynu v subsaharské Africe. K zajištění energie na vaření a svícení je zapotřebí živočišný hnůj a rostlinné zbytky. Nedostatečné financování, neexistence politiky, regulačního rámce a strategií v oblasti bioplynu, nepříznivá měnová politika investorů, nedostatečné odborné znalosti, nedostatečné povědomí vedoucích představitelů, finančních institucí a místních obyvatel o výhodách bioplynové technologie, odpor ke změnám způsobený kulturními zvyklostmi a tradicemi místních obyvatel, vysoké náklady na instalaci a údržbu bioplynových fermentorů, nedostatečný výzkum a vývoj, nesprávná správa a nedostatečné monitorování instalovaných fermentorů, složitost trhu s uhlíkem, nedostatek pobídek a sociální spravedlnosti patří mezi problémy, které brání získání a udržitelnému zavedení domácí výroby bioplynu v Zambii.