Pět velkých bioplynových stanic zapojených v projektu H2020 SYSTEMIC[1] jako demonstrační zařízení, vybudovalo v roce 2021 inovativní zařízení na využití a recyklaci živin. Tyto bioplynové stanice zpracovávají bioodpad, hnůj a čistírenské kaly na cenné organické a minerální hnojivé produkty. Přestože každá z nich pracuje v jedinečných podmínkách, existují podobnosti v překážkách, kterým čelily, a v klíčových faktorech, díky nimž se jejich inovace staly úspěšnými.

 

Pět bioplynových stanic investovalo do inovativních systémů úpravy digestátu, včetně odpařovačů, reverzní osmózy a stripování dusíku a zpětného získávání fosforu. Realizace technických inovací se neobešla bez komplikací. Tři z demonstračních zařízení, která musela během doby trvání projektu projektovat a stavět svá zařízení, se potýkala se zpožděním při projektování, výstavbě nebo uvádění technických zařízení do provozu. Jako překážky byly uváděny nedostatek kvalifikovaných inženýrů a nedostatek materiálu.

 

Vývoj inovací v oblasti zpracování digestátu zahrnuje také vývoj produktů a trhu, který je klíčovou součástí úspěšného obchodního modelu. Úspěšným příkladem je prodej plně biologicky rozložitelných mulčovacích rohoží, květináčů a papíru, které vyrábí demonstrační závod BENAS (Brémy, Německo). Bioplynová stanice je vybavena zařízením FibrePlus, které zahrnuje jednotku na odstraňování čpavku a následnou separaci organických vláken, která se poté dále zpracovávají na papír a kartonové výrobky. Další demonstrační zařízení bylo instalováno ve společnost Groot Zevert Vergisting (GZV, Beltrum), která provozuje anaerobní fermentor a zpracovává 71 000 tun chlévské mrvy a 23 000 tun zbytků ze zemědělsko-potravinářského průmyslu na bioplyn a biologické hnojivo.  GZV se nachází v regionu, kde zemědělci naléhavě potřebují nalézt udržitelná řešení pro přebytek živočišného hnoje, který nelze aplikovat na půdu v rámci aplikačních limitů pro fosfor a dusík.  Do roku 2019 vyvážela společnost GZV hygienizovaný digestát do Německa na vzdálenost 250 km.  Společnost  Groot Zevert Vergisting (Beltrum, Nizozemsko), která produkuje půdní zlepšovač s nízkým obsahem P z pevné frakce digestátu  zkoumá možnosti použití tohoto vláknitého produktu jako náhrady rašeliny v půdě pro pěstování květináčů, což by přineslo mnohem větší zisk ve srovnání s prodejem jako půdního zlepšovače místním zemědělcům.

 

Uvedené příklady mohou sloužit jako inspirativní projekty pro producenty digestátu či kalů, které  jsou „kontroverzní“ hmotou. Z jednoho úhlu pohledu jsou cenným zdrojem živin a mikroprvků, jež mají pozitivní vliv na zemědělskou půdu, avšak na druhou stranu mohou být nebezpečným materiálem, neboť mohou obsahovat značné množství škodlivých látek. V souladu s novými strategie EU je cílem maximální recirkulace živin v kalech obsažených a zvýšit využívání této suroviny do oblasti obnovitelného zdroje energie či pro získávání fosforu z kalů, významným faktorem bude také nová legislativa pro produkci hnojiv.

 

Nová nařízení o hnojivech

 

Nařízení o hnojivech 2003/2003 definuje a uvádí anorganická hnojiva (primární, sekundární a mikroživiny), vápníkové materiály a upravuje jejich uvádění na trh stanovením kritérií pro uvádění na trh v EU jako minerální hnojiva:

  • splňovat stávající označení typu (jednoduché nebo složené) z nařízení;
  • splňovat odpovídající minimální požadavky na složení (např. 3 % N, 5 % P2O5 a součet při
  • 15 %, v závislosti na typu);
  • chemicky získané;
  • bez přídavku organických živin živočišného nebo rostlinného původu.

 

Stávající nařízení o hnojivech nezahrnuje organická hnojiva a druhotné suroviny, které by jinak byly odstraněny jako odpad. Proto bylo zveřejněno nové nařízení o hnojivech (2019/1009), které do 16. července 2022 nahradí stávající nařízení o hnojivech. Nové nařízení o hnojivech stanoví společná pravidla pro přeměnu bioodpadu na suroviny, které lze použít k výrobě hnojivých produktů, a definuje požadavky na bezpečnost, kvalitu a označování, které musí splňovat všechny hnojivé produkty, aby s nimi bylo možné volně obchodovat v celé EU. Výrobci budou muset prokázat, že jejich výrobky splňují tyto požadavky, jakož i limity pro organické kontaminanty, mikrobiální kontaminanty a fyzikální nečistoty, a teprve poté je opatřit značkou CE. Nová pravidla se budou vztahovat na všechny typy hnojiv, aby byla zaručena nejvyšší úroveň ochrany půdy. Nařízení zavádí limit pro kadmium ve fosforečných hnojivech ve výši 60 mg/kg P2O5.

 

Vzhledem k tomu, že některá hnojiva se nevyrábějí,  ani se s nimi přeshraničně neobchoduje ve velkém množství, navrhuje Evropská komise (EK) volitelnou harmonizaci: výrobci si mohou v závislosti na své obchodní strategii a typu výrobku zvolit, zda chtějí svůj výrobek označit značkou CE, aby byl volně obchodovatelný podle společných evropských pravidel, nebo zda se s ním bude obchodovat v jednom členském státě podle jeho národních norem.  V současné době EK zavádí různé správní orgány, které jsou potřebné k tomu, aby bylo možné provádět posuzování shody výrobků, dozor nad trhem, vypracovávat analytické metody pro jednotlivé výrobky atd. Na národní úrovni musí každý členský stát jmenovat certifikované oznamující orgány, které budou posuzovat shodu výrobků s nařízením.

 

Využití čistírenských kalů v zemědělství

 

Nejčastějším způsobem využití kalů v ČR je přímá aplikace a rekultivace do zemědělství, dále pak kompostování či skládkování (ČSU, 2019). V podmínkách ČR byla přímá aplikace a rekultivace do zemědělství pro rok 2018 nejrozšířenějším způsobem nakládání s kaly. Kaly lze k rekultivačním účelům (proces navracení krajiny do původního stavu po antropogenním vlivu člověka) využit pouze za předpokladu, že došlo k eliminaci nebezpečných vlastností. Výsledkem takového procesu je obnovení funkčnosti ekosystému dané krajiny. Dle legislativy musí kal, pro tyto účely, splňovat ekotoxikologická kritéria a legislativní limity obsahu škodlivin. Jen tehdy může být využit pro přípravu rekultivačních substrátů, které jsou svými vlastnostmi a složením důležité pro růst rostlin a přináší do směsi organickou hmotu a značnou bakteriální mikroflóru.[2] V podmínkách ČR bylo kompostování pro rok 2018 druhým nejrozšířenějším způsobem nakládání s kaly. Kompostovací proces může být rozčleněn do dvou kategorií, a to uzavřený a otevřený systém. V případě otevřeného kompostovacího systému je využíváno přirozeného větrání, zatímco v případě uzavřeného kompostovacího systému je využito zvýšené aerace.[3] Kal, jenž je určen ke kompostovaní, musí splňovat určité parametry. Zejména musí mít optimální fyzikální, chemické a mikrobiologické vlastnosti či nesmí obsahovat rezidua plastů nebo jiné látky cizorodé. Podmínkou je také to, aby byl stabilizovaný a hygienizovaný. Kromě výše zmíněného, musí být kaly bohaté na obsah dusíku a fosforu a musí dosahovat dostatečné vlhkosti. V případě vysokého zastoupení vody v kalech, je nezbytné takový materiál smíchat s jiným na vodu chudým organickým materiálem. Pro optimální průběh kompostovacího procesu je vhodné, aby obsah vody v kalech kolísal mezi 50-55 %, pod 50 % se výrazně zpomaluje rychlost kompostování, zatímco při zastoupení vody nad 60 % dochází k nedokonalému průběhu z důvodu snižování teploty a obsahu kyslíku.

 

[1] https://systemicproject.eu/lessons-learnt-from-five-large-scale-demonstration-plants/

[2]  HRDINA, Pavel. Výroba rekultivačních materiálů z kalů. Odpady- online.cz [online]. 15.7.2003 [cit. 2018-01-07].

Dostupné z: http://odpady- online.cz/vyroba-rekultivacnich-materialu-z-kalu/

 

[3] Lyčková et al., 2008 http://hgf10.vsb.cz/546/ZpracovaniKalu/charakter.html