Zagospodarowanie pofermentu przez biogazownie w kontekście ustawy o nawozach i nawożeniu

Głównym źródłem energii odnawialnej w Polsce jest biomasa. W zależności od prowadzonych procesów biomasę można przekształcić w biopaliwa ciekłe, stałe i gazowe. Wśród paliw gazowych wyróżnić można między innymi biogaz rolniczy. Poza produkcją biogazu pamiętać należy o kwestiach zgodnego z prawem zagospodarowania pofermentu (pulpy pofermentacyjnej).

Poferment – powstawanie i właściwości

W biogazowniach rolniczych głównym produktem procesu fermentacji metanowej jest biogaz. Drugim zasadniczym produktem jest poferment, zwany inaczej pulpą pofermentacyjną. W skład pofermentu wchodzą przede wszystkim nierozłożone w procesie fermentacji metanowej związki organiczne, składniki mineralne oraz biomasa organizmów żywych. Skład pofermentu w głównej mierze warunkowany jest charakterystyką substratów wykorzystywanych do procesu produkcji biogazu. Innymi czynnikami mającymi wpływ na właściwości omawianej pozostałości są m.in. rozdrobnienie substratu, przebieg procesu fermentacji czy technologie wykorzystywane w biogazowniach rolniczych.

Nawozowe wykorzystanie pofermentu

Najczęściej stosowanym rozwiązaniem w kontekście zagospodarowania pulpy pofermentacyjnej jest jej wykorzystanie nawozowe. Rozwiązanie to jest praktykowane przede wszystkim ze względu na brak konieczności prowadzenia innych działań, takich jak separacja, suszenie czy konfekcjonowanie.

Najważniejszym aktem prawnym dotyczącym nawozowego wykorzystania pozostałości z procesu fermentacji metanowej jest Ustawa z dnia 10 lipca 2007 r. o nawozach i nawożeniu (Dz.U. 2007 nr 147 poz. 1033). W przytoczonym akcie prawnym przedstawione są regulacje dotyczące m.in. warunków i trybu wprowadzania do obrotu środków wspomagających uprawę roślin oraz ich stosowania w rolnictwie. W myśl ustawy pod pojęciem nawozów rozumie się „produkty przeznaczone do dostarczania roślinom składników pokarmowych lub zwiększania żyzności gleb albo zwiększania żyzności stawów rybnych, którymi są nawozy mineralne, nawozy naturalne, nawozy organiczne i nawozy organiczno-mineralne”. W myśl dokumentu poferment może być traktowany jako nawóz organiczny bądź organiczno-mineralny. Kryterium klasyfikacji będzie m.in. zawartość materii organicznej w pofermencie. O tym, jak cennym i przydatnym w rolnictwie nawozem jest poferment, świadczą liczne wyniki badań, w tym badania własne, np. Czekała i in. 2017, „Composting potential of the solid fraction of digested pulp produced by a biogas plant”, Biosystems Engineering 160, 25-29.

Poferment może być wykorzystywany jako nawóz na polach, jednak należy przestrzegać pewnych warunków. Zabrania się między innymi stosowania nawozu na glebach zamarzniętych, zalanych wodą, nasyconych wodą, pokrytych śniegiem oraz w postaci płynnej podczas wegetacji roślin przeznaczonych do bezpośredniego spożycia przez ludzi. Pamiętać jednak należy, że jeżeli do fermentacji wykorzystano typowo rolnicze substraty, w tym gnojowicę, obornik czy produkty uboczne przemysłu rolno-spożywczego, to poferment jako nawóz uznaje się za bezpieczny dla środowiska.

Rozporządzenie Ministra Środowiska z dnia 20 stycznia 2015 r. w sprawie procesu odzysku R10 (Dz.U. 2015 poz. 132) jest aktem prawnym, w którym zostały podane warunki dotyczące odzysku R10 – Obróbka na powierzchni ziemi przynosząca korzyści dla rolnictwa lub poprawę stanu środowiska. Jeden z najważniejszych zapisów dotyczy konieczności spełniania wymagań szczegółowego sposobu stosowania nawozów, określonego w przepisach wydanych na podstawie art. 22 pkt 1 ustawy z dnia 10 lipca 2007 r. o nawozach i nawożeniu.

Innym aktem wykonawczym do Ustawy o nawozach i nawożeniu jest Rozporządzenie Ministra Rolnictwa i Rozwoju Wsi z dnia 18 czerwca 2008 r. w sprawie wykonania niektórych przepisów ustawy o nawozach i nawożeniu (Dz.U. 2008 nr 119 poz. 765). W akcie tym podane są m.in. dopuszczalne zakresy zanieczyszczeń, które mogą być obecne w nawozach.

Liczne badania prowadzone w Polsce, jak i na świecie jednoznacznie wskazują na przydatność pofermentu w procesie wzrostu i rozwoju roślin. W praktyce właściciele biogazowni rolniczych zazwyczaj zbywają poferment za niewielkie sumy pieniędzy, nieadekwatne do wartości nawozowej charakteryzującej omawianą pozostałość.

Alternatywne kierunki zagospodarowania pofermentu
Mimo że bezpośrednie wykorzystanie pofermentu w celach nawozowych jest najczęściej stosowanym rozwiązaniem – poszukuje się również innych metod jego zagospodarowania. Kluczowym działaniem w gospodarce pofermentem jest dokonanie jego separacji. W wyniku omawianego procesu powstają co najmniej dwie różne frakcje, tzn. płynna i stała różniące się właściwościami. W największym dotyczy to zawartości suchej masy oraz zawartości składników pokarmowych dostępnych dla roślin. Frakcję płynną najczęściej wykorzystuje się jako nawóz bądź kieruje na początek instalacji do uwodnienia nowej porcji wsadu w formie stałej (np. kiszonki). Zdecydowanie większa możliwość zagospodarowania charakteryzuje frakcję stałą, która może być wykorzystana do realizacji celów nawozowych (odzysk R3) lub energetycznych (R1).

Rysunek 1. Frakcja stała pofermentu (Wojciech Czekała)
Rysunek 1. Frakcja stała pofermentu (Wojciech Czekała)

Frakcja ta jest zasobna w materię organiczną (najczęściej 60–90 proc.), w związku z czym nadaje się do nawożenia gleb polskich, z reguły ubogich w próchnicę. Jednocześnie chcąc zwiększyć wartość nawozową tej frakcji warto poddać ją kompostowaniu. Innym kierunkiem jej wykorzystania jest produkcja biopaliw stałych – czyli brykietów i pelletów.

Rysunek 2. Pellety z frakcji stałej pofermentu (badania własne)
Rysunek 2. Pellety z frakcji stałej pofermentu (badania własne)

Jak wspomniano wcześniej, pulpa pofermentacyjna ze względu na swoje właściwości i skład chemiczny może i winna być wykorzystywana w rolnictwie jako nawóz – mimo że jest klasyfikowana jako odpad. Dlatego w wielu krajach jest ona traktowana jako cenny materiał nawozowy wykorzystywany w rolnictwie. Natomiast w Polsce możliwości zagospodarowania pulpy są mało korzystne, chociaż w ostatnich latach widać powolne zmiany zmierzające do poprawy tej sytuacji. Rozważając kwestię rolniczego wykorzystania pofermentu, warto mieć na uwadze fakt, że może on stanowić dodatkowe źródło przychodów dla instalacji. Licząc tylko zawartość NPK wg cen rynkowych – średnia wartość 1 m3 waha się między 25 a 45 zł – w zależności od substratów, z których poferment został wyprodukowany. Poza tym należy jeszcze uwzględnić obecność mikroelementów niezbędnych roślinie (miedź, cynk, mangan, żelazo i inne) zwiększających wartość nawozową i ekonomiczną pofermentu.

Praca została zrealizowana w ramach projektu: „Badania nad opracowaniem innowacyjnego nawozu organiczno-mineralnego z pofermentu”; współfinansowanego ze środków Unii Europejskiej w ramach Programu Operacyjnego – Inteligentny Rozwój (Wsparcie otoczenia i potencjału przedsiębiorstw do prowadzenia działalności B+R+I, działanie 2.3 Proinnowacyjne usługi dla przedsiębiorstw, poddziałanie 2.3.2 Bony na innowacje dla MŚP), wniosek POIR.02.03.02-30-0002/16.