Możliwości poprawy bilansu energetycznego i ekonomicznego biogazowni rolniczej – Kamil Kozłowski, Andrzej Lewicki, Maria Cieślik, Damian Janczak, Wojciech Czekała, Anna Smurzyńska, Michał Brzoski

Pełen tekst

(1)mgr in¿. Kamil KOZ£OWSKI, dr in¿. Andrzej LEWICKI, mgr in¿. Marta CIEŒLIK*, dr in¿. Damian JANCZAK, dr in¿. Wojciech CZEKA£A, mgr in¿. Anna SMURZYÑSKA, in¿. Micha³ BRZOSKI Uniwersytet Przyrodniczy w Poznaniu, Instytut In¿ynierii Biosystemów * Katedra Biotechnologii i Mikrobiologii ¯ywnoœci e-mail: kamil.koz11@gmail.com data przyjêcia: 2016-06-27; data akceptacji: 2017-06-13. MO¯LIWOŒCI POPRAWY BILANSU ENERGETYCZNEGO I EKONOMICZNEGO BIOGAZOWNI ROLNICZEJ Streszczenie Rozwój instalacji odnawialnych Ÿróde³ energii, w tym instalacji biogazowych, wp³ywa na zmniejszenie zagro¿eñ zwi¹zanych z wykorzystaniem konwencjonalnych systemów produkcji energii elektrycznej i ciep³a. Problemy wynikaj¹ce z niekorzystnej sytuacji na rynku œwiadectw pochodzenia sprawiaj¹, ¿e op³acalnoœæ funkcjonowania biogazowni w Polsce w oparciu o kiszonkê z kukurydzy jest nieuzasadniona ekonomicznie. Celem pracy by³o okreœlenie potencja³u energetycznego i ekonomicznego bioodpadów mog¹cych stanowiæ alternatywny wsad do biogazowni. Na podstawie wyników badañ oraz analizy ekonomicznej stwierdzono, ¿e przysz³oœæ nisko dofinansowanego rynku Odnawialnych róde³ Energii w Polsce nale¿y oprzeæ na wykorzystaniu bioodpadów z przemys³u rolno-spo¿ywczego. Wynika to z faktu, ¿e substraty te charakteryzuj¹ siê wysokim potencja³em energetycznym i ekonomicznym. S³owa kluczowe: bioodpady, biogaz, fermentacja metanowa, odnawialne Ÿród³a energii Wstêp Zmiany klimatu oraz zagro¿enia wynikaj¹ce ze stosowania konwencjonalnych systemów wytwarzania energii elektrycznej i ciep³a powoduj¹ zwiêkszenie udzia³u odnawialnych Ÿróde³ energii w krajowych systemach energetycznych [18]. W ostatnim czasie obserwuje siê znacz¹cy wzrost zainteresowania instalacjami umo¿liwiaj¹cymi produkowanie tzw. czystej energii tak¿e w Polsce [26]. Do instalacji tych zaliczane s¹ miêdzy innymi biogazownie pozwalaj¹ce na jednoczesn¹ produkcjê energii elektrycznej i ciep³a z metanu wytworzonego w wyniku fermentacji. Sam proces fermentacji metanowej jest procesem mikrobiologicznym, w wyniku którego z materii organicznej, w warunkach beztlenowych, powstaje metan, dwutlenek wêgla oraz inne gazy w œladowych iloœciach [8, 14, 15]. Niestety, jak wynika z Rejestru Wytwórców Biogazu Rolniczego sporz¹dzonego przez Agencjê Rynku Rolnego (na dzieñ 10.06.2016 r.), w Polsce funkcjonuje tylko 90 biogazowni rolniczych [1]. Jest to niewielka iloœæ w porównaniu chocia¿by z liczb¹ ponad 7 tys. instalacji w Niemczech [11, 12, 20]. Ró¿nica ta wynika przede wszystkim z zastosowania w tym kraju korzystniejszego systemu wsparcia OZE [7]. W zwi¹zku z tym nale¿y pamiêtaæ, ¿e wykorzystanie niemieckich technologii, opieraj¹cych siê w g³ównej mierze na fermentacji kiszonki z kukurydzy, jest w Polsce nieop³acalne. Nowe technologie poprawiaj¹ce efektywnoœæ ekonomiczn¹ biogazowni Planuj¹c budowê biogazowni w Polsce nale¿y pamiêtaæ o wykorzystaniu nowych technologii poprawiaj¹cych wydajnoœæ energetyczn¹ instalacji, a zarazem bilans ekonomiczny ca³ej inwestycji [5, 28]. Najpopularniejsz¹ metod¹ wykorzystania biogazu jest skojarzona produkcja energii elektrycznej i ciep³a w kogeneracji (CHP) [22, 27]. Rozwi¹zaniem poprawiaj¹cym znacz¹co efektywnoœæ ekonomiczn¹ inwestycji biogazowej jest ca³kowite zagospodarowanie produkowanego ciep³a. Mo¿e byæ ono wykorzystane np. do ogrzania okolicznych gospodarstw i domów oraz w suszarniach.. 10. Na œwiecie obserwuje siê tak¿e rosn¹ce zainteresowanie wykorzystaniem metanu odseparowanego z biogazu w ogniwach paliwowych [27]. Produktem procesu fermentacji jest tak¿e pulpa pofermentacyjna, która mo¿e byæ wykorzystana jako wartoœciowy nawóz lub materia³ do produkcji brykietów i/lub pelletów [5, 6]. Kolejnym produktem procesu, który mo¿e byæ dodatkowo zagospodarowany np. w szklarniach, jest dwutlenek wêgla (CO2) [3, 19]. Jego procentowy udzia³ w produkowanej mieszance gazów mieœci siê w granicach od 30 do 50% w zale¿noœci od stosowanego substratu wsadowego. W ostatnich latach powsta³o wiele technologii odseparowywania CO2 z biogazu [2, 10, 11, 23]. Nale¿y jednak podkreœliæ, ¿e najlepszym i najprostszym sposobem poprawy efektywnoœci ekonomicznej instalacji jest zast¹pienie kiszonki z kukurydzy (popularnie stosowanej jako materia³ wsadowy) ró¿nego rodzaju bioodpadami, za utylizacjê których uzyskuje siê dodatkowy przychód [13]. Bioodpady - alternatywny substrat do biogazowni Maj¹c na uwadze fakt, ¿e zastosowanie kiszonki z kukurydzy jako wsadu do biogazowni w warunkach polskich jest nieuzasadnione ekonomicznie, koniecznoœci¹ staje siê poszukiwanie materia³ów mog¹cych stanowiæ alternatywny substrat lub kosubstrat w procesie fermentacji metanowej [9, 13]. Rozwi¹zaniem mo¿e byæ wykorzystanie powstaj¹cych w du¿ych iloœciach bioodpadów [14]. Do najpopularniejszych substratów z tej grupy zalicza siê m.in. wywary gorzelniane, odpady z produkcji skrobi (wycierka ziemniaczana), odpady z produkcji cukru (wys³odki, melasa), odpady rybne oraz odpady z przetwórstwa rolno-spo¿ywczego (przeterminowana ¿ywnoœæ, resztki po¿ywienia i wyt³oki owocowe). Cel pracy Celem pracy by³o okreœlenie potencja³u energetycznego i ekonomicznego bioodpadów mog¹cych stanowiæ alternatywny wsad do biogazowni.. TECHNIKA ROLNICZA OGRODNICZA LEŒNA. 3/2017.

(2) Metodyka i metody Metodyka badañ wydajnoœci biogazowej Badania wydajnoœci metanowej substratów w technologii batch culture przeprowadzono w Pracowni Ekotechnologii Instytutu In¿ynierii Biosystemów Uniwersytetu Przyrodniczego w Poznaniu na podstawie procedur wewnêtrznych, bazuj¹cych na zaadoptowanej normie DIN 38 414-S8 oraz VDI 4630, normach powszechnie stosowanych w Europie. Szczegó³ow¹ metodykê wykonanych badañ przedstawi³a Cieœlik i in. [4]. Metodyka obliczeñ ekonomicznych Znaj¹c objêtoœæ metanu mo¿liw¹ do uzyskania z 1 Mg substratu, mo¿na wyliczyæ mo¿liw¹ do uzyskania iloœæ energii elektrycznej oraz ciep³a. Metr szeœcienny metanu w warunkach normalnych ma wartoœæ energetyczn¹ 9,17 kWh. Dlatego do obliczenia iloœci wytworzonej energii konieczne jest wprowadzenie wspó³czynnika wydajnoœci energetycznej metanu -3 -3 równego 0,00917 MWh·m (9,17 kWh·m ). Wyra¿enie wspó³czynnika wydajnoœci w MWh energii wynika z faktu, ¿e to w³aœnie megawatogodzina jest podstawow¹ jednostk¹ rozliczeniow¹ producentów energii z OZE w Polsce. Wykorzystane do obliczeñ wzory przedstawiono poni¿ej: Iloœæ energii elektrycznej wyprodukowanej w kogeneracji: EE = VCH · WeCH · çe, (1) gdzie: EE - iloœæ energii elektrycznej wyprodukowanej w kogeneracji -1 [MWh·Mg œw.m.], 3 -1 VCH - objêtoœæ metanu [m ·Mg œw.m.], WeCH - wspó³czynnik wydajnoœci energetycznej metanu -3 [0,00917 MWh·m ], çe - sprawnoœæ elektryczna agregatu kogeneracyjnego [-] (na potrzeby obliczeñ przyjêto sprawnoœæ na poziomie 40%). Iloœæ ciep³a wyprodukowanego w kogeneracji: (2) ET = VCH · WeCH · çt, gdzie: E T - iloœæ ciep³a wyprodukowanego w kogeneracji -1 [MWh·Mg œw.m.], 3 -1 VCH4 - objêtoœæ metanu [m ·Mg œw.m.], WeCH - wspó³czynnik wydajnoœci energetycznej metanu -3 [0,00917 MWh·m ], çt - sprawnoœæ termiczna agregatu kogeneracyjnego [-] (na potrzeby obliczeñ przyjêto sprawnoœæ na poziomie 45%). W praktyce iloœæ wyprodukowanego ciep³a podaje siê w gigad¿ulach (GJ). Wiedz¹c, ¿e 1 GJ równy jest 0,274 MWh, wytworzone ciep³o wyra¿one w MWh mo¿na przeliczyæ wed³ug nastêpuj¹cego równania: -1 (3) ET(CJ) = ET(MWh)· 0,274 gdzie: ET(CJ) - iloœæ wytworzonej w kogeneracji energii termicznej -1 [GJ·Mg œw.m.], ET(MWh) - iloœæ wytworzonej w kogeneracji -1 energii termicznej [MWh·Mg œw.m.]. Przychód ze sprzeda¿y energii elektrycznej i ciep³a wyprodukowanego w kogeneracji z 1 Mg œw.m. substratu obliczono w nastêpuj¹cy sposób: PRZk = PRZee· PRZet, (4) gdzie: PRZk - przychód ca³kowity ze sprzeda¿y energii elektrycznej -1 i ciep³a wyprodukowanego w kogeneracji [PLN·Mg œw.m.], PRZee - przychód ze sprzeda¿y energii elektrycznej, -1 PRZet - przychód ze sprzeda¿y ciep³a [PLN·Mg œw.m.]. Przychód uzyskany ze sprzeda¿y energii elektrycznej jest uzale¿niony od iloœci wyprodukowanej energii (pomniejszonej o ok. 5% zu¿ycia na potrzeby w³asne instalacji), ceny za 4. 4. 4. 4. 4. 4. 4. TECHNIKA ROLNICZA OGRODNICZA LEŒNA. sprzeda¿y energii elektrycznej oraz ceny zielonego i ¿ó³tego certyfikatu. Przychód ze sprzeda¿y energii elektrycznej mo¿na obliczyæ z nastêpuj¹cych wzorów: PRZee = EE · CE· 0,95, (5) gdzie: PRZee - przychód ze sprzeda¿y energii elektrycznej, EE - iloœæ wytworzonej energii elektrycznej [MWh·Mg-1 œw.m.], CE - cena sprzeda¿y energii elektrycznej [PLN·MWh-1], 0,95 - wspó³czynnik sprzeda¿y energii elektrycznej pomniejszony o iloœæ energii wykorzystanej na potrzeby w³asne instalacji. Ca³kowita cena sprzeda¿y energii elektrycznej: CE = Cee + Czc + C¿c, (6) gdzie: CE - ca³kowita cena sprzeda¿y energii elektrycznej [PLN·MWh-1], -1 Cee - cena sprzeda¿y energii elektrycznej [PLN·MWh ], -1 Czc - cena sprzeda¿y zielonego certyfikatu [PLN·MWh ], -1 C¿c - cena sprzeda¿y ¿ó³tego certyfikatu [PLN·MWh ]. Przychód ze sprzeda¿y ciep³a: PRZet = ET· CT, (7) gdzie: PRZet - przychód ze sprzeda¿y ciep³a [PLN], ET - iloœæ wytworzonego ciep³¹ [GJ], -1 CT - cena energii cieplnej [PLN·GJ ]. Bilans ekonomiczny wynikaj¹cy z wykorzystania substratu: Z = PRZk - Ks, (8) Z - zysk roczny z tytu³u wykorzystania Mg substratu -1 [PLN·Mg œw.m.], PRZk - przychód ca³kowity ze sprzeda¿y energii elektrycznej -1 i ciep³a wyprodukowanego w kogeneracji [PLN·Mg œw.m.], -1 Ks - koszt substratu [PLN·Mg œw.m.]. Przyjête do obliczeñ ceny œwiadectw pochodzenia, sprzeda¿y energii elektrycznej oraz ciep³a ustalono na podstawie danych z Towarowej Gie³dy Energii oraz Urzêdu Regulacji Energetyki na dzieñ 14.06.2016 r., st¹d cena energii -1 elektrycznej wynios³a 171,87 PLN·MWh , zielonego -1 certyfikatu - 94,10 PLN·MWh , natomiast ¿ó³tego certyfikatu -1 125,00 PLN·MWh . Dane zebrano w tab. 1. Tab. 1. Ceny œwiadectw pochodzenia, sprzeda¿y energii elektrycznej oraz ciep³a [24, 25] Table 1. Prices of the Certificates of origin and sale of electricity and heat [24, 25] Energia elektryczna Zielony certyfikat ¯ó³ty certyfikat GJ ciep³a. Cena 171,87 94,10 125,00 25,00. Jednostka -1 PLN·MWh -1 PLN·MWh -1 PLN·MWh -1 PLN·GJ. W obliczeniach ekonomicznych nie uwzglêdniono kosztów amortyzacji oraz obs³ugi instalacji. Wyniki i dyskusja Wyniki analiz podstawowych parametrów fizykochemicznych substratów przedstawiono w tab. 2. Najwy¿sz¹ procentow¹ zawartoœci¹ suchej masy i jednoczeœnie najni¿szym udzia³em suchej masy organicznej wœród badanych substratów charakteryzowa³ siê pomiot drobiowy. Nale¿y pamiêtaæ, ¿e substrat ten cechuje siê wysok¹ zawartoœci¹ azotu organicznego i niskim stosunkiem C:N, co powoduje problemy w jego praktycznym zastosowaniu jako wsadu do instalacji biogazowej [20].. 3/2017. 11.

(3) Tab. 5. Wyniki obliczeñ energetyczno-ekonomicznych dla badanych substratów Table 5. The results of energy and economic calculation for analyzed substrates. Tab. 2. Parametry fizykochemiczne substratów Table 2. Physical and chemical parameters of the substrates Substrat. Sucha masa [%] 7 12 28 16 34 67 21 33. Wywar gorzelniany Wycierka ziemniaczana Wyt³oki jab³kowe Wys³odki buraczane Odpady rybne Pomiot kurzy Odpady restauracyjne Kiszonka z kukurydzy. Sucha masa organiczna [% s.m.] 95 98 98 92 90 61 95 95. Substrat. Najni¿sz¹ zawartoœci¹ suchej masy charakteryzowa³ siê natomiast wywar gorzelniany. Sucha masa organiczna wszystkich materia³ów, poza pomiotem drobiowym, wynios³a ponad 90% suchej masy, co mo¿e œwiadczyæ o zdatnoœci poszczególnych materia³ów do procesu fermentacji. Nale¿y zaznaczyæ, ¿e biogaz w procesie fermentacji metanowej produkowany jest tylko z masy organicznej. W tab. 3 przedstawiono wyniki wydajnoœci biogazowych badanych substratów. Tab. 3. Wydajnoœæ biogazowa substratów Table 3. Biogas efficiency of the substrates Substrat Wywar gorzelniany Wycierka ziemniaczana Wyt³oki jab³kowe Wys³odki buraczane Odpady rybne Pomiot kurzy Odpady restauracyjne Kiszonka z kukurydzy. Wydajnoœæ biogazowa. 48 82 168 110 300 175 175 220. 725 700 614 750 980 426 887 715. Zawartoœæ metanu. 55 50 55 50 68 52 61 53. W praktyce biogazowej przyjmuje siê jednak okreœlaæ potencja³ energetyczny substratów w oparciu o œwie¿¹ masê materia³u. Pozwala to przysz³ym inwestorom na proste okreœlenie iloœci energii elektrycznej i ciep³a mo¿liwych do uzyskania z dostêpnej masy substratu. W tab. 4 i 5 przedstawiono potencja³ energetyczny bioodpadów oraz zestawienie mo¿liwego do uzyskania przychodu z tytu³u wykorzystania w procesie fermentacji z kosztami ich pozyskania. Tab. 4. Potencja³ energetyczny bioodpadów Table 4. The energy potential of biowaste Substrat Wywar gorzelniany Wycierka ziemniaczana Wyt³oki jab³kowe Wys³odki buraczane Odpady rybne Pomiot kurzy Odpady restauracyjne Kiszonka z kukurydzy. 12. Energia elektryczna wytworzona w kogeneracji 0,097 0,150 0,339 0,202 0,748 0,334 0,392 0,428. Ciep³o wytworzone w kogeneracji. 0,109 0,169 0,381 0,227 0,842 0,376 0,441 0,481. 0,398 0,617 1,392 0,828 3,072 1,370 1,608 1,756. Wywar gorzelniany Wycierka ziemniaczana Wyt³oki jab³kowe Wys³odki buraczane Odpady rybne Pomiot kurzy Odpady restauracyjne Kiszonka z kukurydzy. Przychód Koszty Bilans z produkcji pozyskania ekonomiczny energii substratu 45,91 71,29 160,67 95,64 354,73 158,24 185,63 202,75. 15,00 50,00 55,00 40,00 60,00 20,00 -50,00 120,00. 30,91 21,29 105,67 55,64 294,73 138,24 235,63 82,75. Z obliczeñ dotycz¹cych potencja³u energetycznego substratów wynika, ¿e bioodpady s¹ bardzo dobrym substratem do biogazowni, przewy¿szaj¹c w niektórych przypadkach najczêœciej stosowan¹ w Europie Œrodkowo-Wschodniej kiszonkê z kukurydzy [7]. Spoœród przebadanych substratów najkorzystniejsze ekonomicznie wydaje siê byæ zastosowanie jako wsadu do biogazowni odpadów rybnych, co pozwala na osi¹gniêcie zysku na poziomie ok. 295 z³ z jednego Mg œwie¿ej masy. Niewiele ni¿szy zysk jest równie¿ mo¿liwy przy wyko-rzystaniu na cele biogazowe odpadów restauracyjnych. Ich wysoki potencja³ energetyczny oraz ekonomiczny dla polskich warunków na rynku biogazu wykaza³ równie¿ Lewicki i in. [17]. Wykorzystanie wywaru gorzelnianego oraz wycierki ziemniaczanej jako wsadu do biogazowni uzasadnione jest w przypadku funkcjonowania instalacji w pobli¿u zak³adu produkcyjnego wytwarzaj¹cego du¿e iloœci tego odpadu. Rozwi¹zanie to pozwoli wyeliminowaæ koszty transportu, które mog¹ wp³yn¹æ na niekorzystny bilans ekonomiczny [13]. W przypadku zastosowania w celach biogazowych pomiotu kurzego lub innych materia³ów o wysokiej zawartoœci bia³ka, nale¿y zwróciæ szczególn¹ uwagê na utrzymanie odpowiedniego stosunku C/N [15]. Wykorzystanie tego rodzaju substratów mo¿e prowadziæ do zwiêkszenia stê¿enia amoniaku w pulpie fermentacyjnej oraz w konsekwencji do inhibicji procesu [16]. Podsumowanie Uwzglêdnienie w obliczeniach bilansu ekonomicznego dodatkowego kosztu pozyskania substratu udowadnia, ¿e przy obecnym systemie wsparcia opieranie pracy biogazowni na kiszonce z kukurydzy, której cena mieœci siê w przedziale 100150 PLN·Mg-1, jest nieuzasadnione ekonomicznie. Mo¿na jednoznacznie stwierdziæ, ¿e przysz³oœæ nisko dofinansowanego rynku Odnawialnych róde³ Energii le¿y w komercyjnych rozwi¹zaniach przetwarzania bioodpadów na energiê. Wiêkszoœæ tych substratów charakteryzuje siê wy¿sz¹ wydajnoœci¹ energetyczn¹ i efektywnoœci¹ fermentacji ni¿ powszechnie stosowana jako wsad do biogazowni kiszonka z kukurydzy. Bibliografia [1] Agencja Rynku Rolnego: Rejestr wytwórców biogazu rolniczego z dnia 10.06.2016 r. [2] Basu S., Khan A.L., Cano-Odena A., Liu C.Q., Vankelecom I.F.J.: Membrane-based technologies for biogas separations. Chem. Soc. Rev., 2010, 39, 750-768.. TECHNIKA ROLNICZA OGRODNICZA LEŒNA. 3/2017.

(4) [3] Besford R.T.: The greenhouse effect: acclimation of tomato plants growing in high CO2, photosynthesis and ribulose-1, 5-bisphosphate carboxylase protein. J. Exp. Bot., 1990, 41, 925-931. [4] Cieœlik M., Dach J., Lewicki A., Smurzyñska A., Janczak D., Pawlicka-Kaczorowska J., Boniecki P., Cyplik P., Czeka³a W., JóŸwiakowski K.: Methane fermentation of the maize straw silage under meso- and thermophilic conditions. Energy, 2016, 115, 1495-1502. [5] Czeka³a W., Bartnikowska S., Lewicka A., Buga³a A., Zbytek Z., Lewicki A.: Economic and energy efficiency of the solid biofuels produced from digested pulp. MATEC Web Conf, 2016, 60, 04005, DOI: 10.1051/matecconf/20166004005. [6] Czeka³a W., Pilarski K., Dach J., Janczak D., Szymañska M.: Analiza mo¿liwoœci zagospodarowania pofermentu z biogazowni. Technika Rolnicza Ogrodnicza Leœna, 2012, 4. [7] Dach J., Boniecki P., Przyby³ J., Janczak D., Lewicki A., Czeka³a W., Witaszek K., Rodriguez Carmona P.C., Cieœlik M.: Energetic efficiency analysis of the agricultural biogas plant in 250 kW(e) experimental installation. Energy, 2014, 69, 34-38. [8] Dach J., Koszela K., Boniecki P., Zaborowicz M., Lewicki A., Czeka³a W., Skwarcz J., Wei Q., Piekarska-Boniecka H., Bia³obrzewski I.: The use of neural modelling to estimate the methane production from slurry fermentation processes. Renewable and Sustainable Energy Reviews, 2016, 56, 603-610. [9] Dach J., Zbytek Z., Pilarski K., Adamski M.: Badania efektywnoœci wykorzystania odpadów z produkcji biopaliw jako substratu w biogazowni. Technika Rolnicza Ogrodnicza Leœna, 2009, 6. [10] Deng L.Y., Hägg M.B.: Techno-economic evaluation of biogas upgrading process using CO2 facilitated transport membrane. Int. J. Greenh. Gas Control, 2010, 4, 638-646. [11] Grande C.A., Rodrigues A.E.: Layered vacuum pressureswing adsorption for biogas upgrading. Ind. Eng. Chem. Res., 2007, 46, 7844-7848. [12] Guenther-Lübbers W., Bergmann H., Theuvsen L.: Potential analy-sis of the biogas production - as measured by effects of added value and employment. Journal of Cleaner Production, 2016, 129 (15), 556-564. [13] Janczak D., Koz³owski K., Zbytek Z., Cieœlik M., Buga³a A., Czeka³a W.: Energetic efficiency of the vegetable waste used as substrate for biogas production. MATEC Web Conf., 2016, 60, 06002, DOI: 10.1051/matecconf/20166406002. [14] Koszela K., Pilarski K., Dach J., Boniecki P., Jêdruœ A.: Koncepcja wykorzystania sztucznych sieci neuronowych do prognozowania zawartoœci metanu w substratach. Technika Rolnicza Ogrodnicza Leœna, 2012, 4. [15] Koz³owski K., Dach J., Lewicki A., Cieœlik M., Czeka³a W., Janczak D.: Parametry œrodowiskowe oraz procesowe fermentacji metanowej prowadzonej w trybie ci¹g³ym (CSTR). In¿ynieria Ekologiczna, 2016, 50, 153-160.. [16] Lewicki A., Koz³owski K., Pietrowski A., Zbytek Z.: Fermentacja metanowa pomiotu kurzego. Journal of Research and Applications inAgricultural Engineering, 2016, 61(4), 28-30. [17] Lewicki A., Rodriguez Carmona P.C., Dach J., Boniecki P., Janczak D., Czeka³a W., Cieœlik M., Przyby³ J.: Energetic aspects of food waste used as an alternative substrates for biogas plant. ICEE International Conference on Energy & Environment, 2nd International Conference on Energy and Environment: Bringing together Engineering and Economics: 18-19 June 2015, Guimarães, Portugal, Proceedings, 2015, 714-720. [18] Mesariæ P., Krajcar S.: Home demand side management integrated with electric vehicles and renewable energy sources. Energy and Buildings, 2015, 108, 1-9. [19] Moreton O.R., Rowley P.N.: The feasibility of biomass CHP as an energy and CO2 source for commercial glasshouses. Applied Energy, 2012, 96, 339-346. [20] Nie H., Jacobi H.F., Strach K., Xu C., Zhou H., Liebetrau J.: Monofermentation of chicken manure: Ammonia inhibition and recirculation of the digestate. Bioresource Technology, 2015, 178, 238-246. [21] Piwowar A., Dzikuæ M., Adamczyk J.: Agricultural biogas plants in Poland - selected technological, market and environmental aspects. Renewable and Sustainable Energy Reviews, 2016, 58, 69-74. [22] Szulc R., Dach J.: Kierunki rozwoju ekoenergetyki w polskim rolnictwie. Monografia. Polskie Towarzystwo In¿ynierii Rolniczej, Kraków, 2014, 72-86. [23] Tippayawong N., Thanompongchart P.: Biogas quality upgrade by simultaneous removal of CO2 and H2S in a packed column reactor, Energy, 2010, 35, 4531-4535. [24] Towarowa Gie³da Energii: Maj na Towarowej Gie³dzie Energii z dnia 3 czerwca 2016. https://www.tge.pl/pl/27/aktualnosci/6/2016/ - dostêp 14.06.2016. [25] Urz¹d Regulacji Energetyki: Informacja Prezesa Urzêdu Regulacji Energetyki nr 2/2016 w sprawie œredniej kwartalnej ceny energii elektrycznej sprzedanej na zasadach innych ni¿ wynikaj¹ce z art. 49a ust. 1 i 2 ustawy - Prawo energetyczne z dnia 13 stycznia 2016 r. [26] Urz¹d Regulacji Energetyki: Potencja³ krajowy w liczbach: moc zainstalowana OZE (MW) - stan na 31.03.2016 r. [27] Wu B, Zhang X., Shang D., Bao D., Zhang S., Zhengc T.: Energetic-environmental-economic assessment of the biogas system with three utilization pathways: Combined heat and power, biomethane and fuel cell. Bioresource Technology, 2016, 214, 722-728. [28] Zbytek Z., Dach J., Paw³owski T., Smurzyñska A., Czeka³a W., Janczak D.: Energy and economic potential of maize straw used for biofuels production. MATEC Web Conf, 2016, 60, 04008, DOI: 10.1051/matecconf/20166004008.. THE POSSIBILITY OF IMPROVING THE ENERGY AND ECONOMIC BALANCE OF AGRICULTURAL BIOGAS PLANT Summary. Development of Renewable Energy Sources installations, including biogas plants, reduces the risks with the use of conventional electricity and heat systems. Problems on the energy market with price of certificates of origin (green certificates) make the profitability of the biogas plants in Poland operating based on the maize silage economically unjustified. The aim of this study was to determine the energy and economic potential of biowaste that may be an alternative feedstock for the biogas plant. Based on the research and economic analysis, it was found that the future of low-subsidized Renewable Energy Sources market in Poland should be focused on the use of biowaste from the agri-food industry. This is due to the fact that these substrates are characterized by a high energy and economic potential. Key words: biowaste, biogas, methane fermentation, renewable energy sources. TECHNIKA ROLNICZA OGRODNICZA LEŒNA. 3/2017. 13.

(5)