Porovnání harmonogramů výstavby

Při výstavbě bioplynových stanic se vyskytuje řada faktorů, které mohou ovlivnit její harmonogram. Správné časování je přitom klíčem k úspěšnému uvedení do provozu. V následujícím textu se porovnávají zkušenosti z výstavby dvou montovaných stanic. Jde přitom o srovnání dvou skutečných harmonogramů, ale nikoli kvality použitých technologií.

Harmonogram výstavby je důležitou součástí každého projektu, protože spojuje mnoho souvisejících pracovních postupů a musí zohledňovat spoustu faktorů. Informace o časovosti (časovém harmonogramu) výstavby jsou nepostradatelné nejen pro investora a stavebníka, ale i pro financující banku, stavební úřad, provozovatele distribuční soustavy, koordinátora bezpečnosti a ochraně zdraví při práci (BOZP) a v případě bioplynových stanic (BPS) v neposlední řadě i pro dodavatele vstupních surovin. U zemědělských BPS je třeba alespoň jednu sezónu předem upravit osevní postup a zajistit vstupní suroviny pro zahájení provozu a následně pro trvalý provoz. Vstupní suroviny musí být v dostatečném množství dostupné až do další sklizně. Je neoddiskutovatelné, že stavba takového rozsahu s velkým ovlivněním navazujících postupů, úkonů a kroků musí být časově dobře naplánovaná. Jisté výhody, a to nejen finanční, mají krátké harmonogramy výstavby. Ty dokáží odbourat nepředvídatelné problémy vzdálených období, jako je například zdražení materiálů a služeb a, nebo snad i, změna legislativních podmínek.

Kdy nastávají problémy?

Dlouhé časy výstavby a stejně tak i odklon od plánovaného harmonogramu způsobují problémy v logistice vstupních materiálů, způsobují výrazné více náklady vycházející ze samotné podstaty zajištění chodu stavby. Při zpoždění harmonogramu jsou také nepříjemné problémy spojené s ušlou plánovanou tržbou jako např. odklad splátek úvěrů, dodatečný provozní úvěr apod.

Je-li odklon od harmonogramu v řádu dnů, není to nic katastrofálního. Začne-li se časová ztráta anebo rozdíl v čase výstavby mezi jednotlivými technologie či stavebníky počítat na týdny, je to na zamyšlenou. Ale když jde již o měsíce, nastává vážný problém.

Někdy ovšem hrají důležitou roli i dny, a to hlavně v případě dodržení termínu k připojení k síti, zahájení zkušebního provozu nebo na přelom roku při změně legislativní podpory. Tyto zásadní termíny musí být v harmonogramu plánovány obzvlášť pečlivě a s dostatečnou rezervou.

Při dlouhých časových ztrátách přichází i problémy se skladovými zásobami vstupních surovin. V nejhorších případech se stává, že je blokován silážní žlab loňskou sklizní a pro novou sklizeň je třeba najít nové uskladnění a někdy také nové uplatnění na trhu. V případě, že dodavatel vstupních surovin je současně investorem nové BPS, dá se předpokládat, že si s takovou situací poradí. Pokud však jde o dva různé subjekty, je tento problém závažný a řešení nebývají jednoduchá ani levná.

Čas letí jak bláznivý 

Správné časování výstavby je klíčem k úspěšnému uvedení do provozu. Často však nezáleží až tak na výstavbě samotné, ale na splnění legislativních povinností týkajících se stavby a uvedení do provozu. Územní souhlas, stavební povolení, vyjádření dotčených orgánů, zkušební provoz, místní šetření, schválení provozní dokumentace, schválení výrobny a první paralelní připojení, licence to všechno má své administrativní a technologické lhůty, které musí být respektovány.

Stavebník, který není na území České republiky zběhlý a nevyzná se v legislativních povinnostech, ztrácí zbytečný čas nalézáním potřebných vyjádření a souhlasných stanovisek. Když se objeví potřeba dalšího chybějícího „papíru“, správní lhůty na jeho získání navýší časovou ztrátu. Časové průtahy způsobené organizací výstavby a uvedením do provozu se mohou spojit s technickými, technologickými, ale i biologickými problémy. Harmonogram výstavby je pak překračován mnohdy i o měsíce

Pro příklad jak rozdílně mohou vypadat skutečné harmonogramy výstavby konkrétních BPS, byly vybrány dvě technologie, které jsou charakteristické převážně montážními pracemi: hlavní stavební či technologické objekty vznikají montáží předpřipravených dílců či komponent. Obě také shodně používají pouze jedinou stavební část vznikající přímo v místě – železobetonovou základovou desku. Vše ostatní, i když jsou technologie rozdílné, je již skládáno z prefabrikátů anebo jednotlivých částí. Je ale třeba zdůraznit, že rozdíly v harmonogramech nijak nesouvisí se značkou a kvalitou technologií, ale pouze s procesem a koordinací výstavby.

Představení technologií

• Betonová montovaná bioplynová stanice Agraferm Technologies (BPS 1)

Tato bioplynová stanice o výkonu 526 kW je složena ze dvou fermentorů pracujících sériově. Pouze kejda a další tekuté substráty mohou být dávkovány paralelně.

Fermentor I (F I) o objemu 870 m³ je složen z betonových prefabrikovaných dílců. Jednotlivé dílce jsou po sestavení protaženy ocelovým lanem a staženy. Stěna je složena ze tří vrstev s celkovou tloušťkou 31cm: Vnitřní vrstva betonu je silná 16 cm, následuje izolace a vnější krycí vrstva betonu. Dílce jsou vybaveny vodiči ocelového lana a případně topným registrem. Zakrytí je provedeno pevnou střechou z betonových výsečí uložených na středový sloup. V pevné střeše jsou umístěny pohony masivních míchadel. Fermentor II (F II) o objemu 2088 m³ je obdobné konstrukce jako F I s tím rozdílem, že míchadla jsou uložena na svislé stěně s pohonem přístupným z vnější strany a s těsněným prostupem hřídele stěnou fermentoru. Střecha je tvořena dvouplášťovým nasazeným plynojemem o objemu 1020 m³.

Technologii dále tvoří dávkovač tuhých substrátů 50 m³ s možností dávkovat do F I, strojovna s centrálním čerpadlem, homogenizační jímka, separátor, sklad fugátu 2280 m³, kontejner s kogenerací, kontejner s velínem a sociálním zázemím, fléra a další nutné periferie.

Zajímavostí a výhodou této technologie je vysoký podíl sušiny ve F I a jeho možné vysoké zatížení organickou hmotou: průměrný obsah sušiny ve F I je 14 %, průměrné zatížení je 9 kg organických látek na každý metr krychový obsahu fermentoru a den. F II pracuje již za běžných podmínek. Výhoda vysokého obsahu sušiny ve F I je však současně i nevýhodou. V případě výpadku proudu je totiž nutné zajistit míchání, aby tvořící plyn mohl odcházet z reagujícího substrátu. V případě odstávky míchadel dochází k tvoření velkých plynových bublin, které jen těžko unikají přes hustý substrát. Vznikající plyn začne zvedat hladinu ve fermentoru, a jakmile substrát ucpe přetlakovou pojistku, může dojít k poškození konstrukce fermentoru a havárii.

• Nerezová montovaná BPS WELTec Biopower (BPS 2)

Bioplynová stanice o výkonu 536 kW je složena ze dvou stejných fermentorů z ocelových dílců o objemu 2506 m³ s nasazeným dvouplášťovým plynojemem každý o objemu 759 m³. Fermentory jsou provozně řazeny paralelně s možností zapojení i do série. Dávkovač tuhých substrátů o objemu 50 m³ je schopen dávkovat do obou fermentorů. Stěna fermentoru je tvořena nerezovým plechem spojovaným šrouby, izolací a vnější krycí vrstvou z trapézových plechů. Celková síla stěny je 10 cm.

Míchání fermentorů je zajišťováno míchadly dvojího typu. Jednak je instalováno pomaluběžné míchadlo s pohonem umístěným na příhradové konstrukci stojící vedle fermentoru s izolovaným prostupem hřídele do reakčního prostoru a potom také i rychloběžná míchadla vnořena do substrátu na vodicích tyčích. Průměrný obsah sušiny v substrátu je kolem 8 % a zatížení organickou hmotou je 3–3,5 kg na m³ a den. Součástí technologie je i kontejner s centrálním čerpadlem, kontejner s kogenerační jednotkou a velínem, homogenizační jímka, sklad digestátu 2x2 500 m³, fléra a další periferie.

Výhodou této technologie je provoz fermentorů v paralelním uspořádání což nabízí možnost lepší optimalizace procesu a případně i možný záskok. Už několikrát tato technologie prokázala, že i v „jednom hrnci“ je možné dosáhnout velice dobrého fermentačního procesu s malými ztrátami ve vyhnilém substrátu.

Nevýhodou této konstrukce je malá účinnost biologického odsíření vzdušným kyslíkem, což je dáno malou pevnou plochou ve fermentoru kde by se mohli rozšířit bakterie redukující obsah sirovodíku v plynu. Zmíněnou nevýhodu je možné kompenzovat vhodným nastavením míchání fermentoru a to tak, aby zůstávala lehká, neškodná plovoucí vrstva na reagujícím substrátu, která se pak stane nosičem potřebných bakterií a elementární síry. Tam kde je pevná střecha fermentoru není třeba tento problém vůbec řešit a při správném nastavení odsiřovacího vzduchu je dosahováno velice dobré hodnoty H₂S v bioplynu.

Když dva dělají totéž …

K tomu, aby harmonogramy výstavby obou BPS mohly být navzájem srovnatelné, slouží výběr zásadních milníků, které jsou pro všechny stavby jasně definované. Jsou to natolik důležité, že v obdobném znění se vyskytují v harmonogramu každé stavby bioplynové stanice. Většina z nich se potom váže na další činnost či právní úkon a proto jsou tyto termíny obzvláště sledovány.

V tabulce je možné najít název klíčového milníku, datum kdy tento milník nastal a počet týdnů od nultého dne – tedy od předání staveniště. Klíčové milníky jsou seřazeny tak, jak většinou po sobě následují. Není to ovšem pevné pořadí a často se přizpůsobí v závislosti na okolnostech výstavby.

Kromě rozdílu v časech výstavby, který je bezmála 60 týdnů, je dobré si i všimnout nelogičnosti výstavby BPS 1, kdy dodávka kogenerace na staveniště byla 50 týdnů před jejím prvním startem, tzn., že kogenerace stála na stavbě téměř rok bez využití. 20 týdnů od prvního startu kogenerace po dosažení plného výkonu hovoří také o jistých problémech při zatížení biologického procesu a zvládnutí či spíše nezvládnutí náběhu a seřízení BPS.

Do výstavby BPS promlouvá spousta faktorů, které můžou ovlivnit dobu výstavby, anebo při výskytu neočekávaných skutečností může dojít k posunu harmonogramu. Časový rozdíl výstavby a uvedení do provozu u prezentovaných BPS je však více než rok.

Nezbývá než doporučit budoucím investorům, aby při výběru technologie či stavebníka dávali patřičnou pozornost na referenční stavby včetně jejich harmonogramů a případného zpoždění při uvádění do provozu. Krátká doba výstavby a dodržení termínů je základem k minimalizaci více nákladů a dodržení očekávané ekonomiky projektu. 

Ing. Adam Moravec

Hradec Králové

Porovnání harmonogramů výstavby bioplynových stanic

Foto: Bioplynová stanice WELTec Biopower je montovaná z nerezových ocelových dílců   Foto Adam Moravec