Biogaz ratunkiem dla dekarbonizacji w Polsce? Przy okazji pozbędziemy się odpadów

Autorzy: Adam Juszczak, Grzegorz Jeż, Obserwator Finansowy

„Obserwator Finansowy”: Co to jest biogaz? Czym jest biogaz i jakie są najważniejsze źródła bioenergii?

Adam Juszczak: Biogaz powstaje w wyniku rozkładu materii organicznej, czyli biomasy. Mogą nią być odpady organiczne z przemysłu spożywczego, odchody zwierzęce, odpady z ubojni, nienadająca się do konsumpcji żywność czy rośliny specjalnie uprawiane w tym celu. Biogaz zawiera metan, dwutlenek węgla i związki siarki. Zatem biogaz to mieszanina metanu i innych substancji, która nie może być wtłaczana do sieci gazowej ze względu na inne właściwości fizyko-chemiczne niż gaz ziemny. Biometanownia pozwala oczyścić biogaz z CO₂ i związków siarki. Oczyszczony gaz może już być wtłoczony do sieci gazowej albo – przy wykorzystaniu infrastruktury skraplającej – zostać zamieniony w bioLNG, czyli ciekły biometan.

Bioenergia odpowiada dziś za ok 10 proc. zapotrzebowania na energię z zasobów naturalnych na świecie. Ponad 90 proc. to jednak spalanie stałej biomasy, które jest obarczone licznymi negatywnymi skutkami dla środowiska. Jedynie 3 proc. to biogaz i biometan. Rozwój tego sektora może jednak znacząco wspomóc dekarbonizację – jako stabilne źródło zielonej energii w elektroenergetyce, ogrzewaniu czy transporcie. To także istotne wsparcie w gospodarowaniu odpadami. Ale konieczna jest odpowiednia legislacja, za którą pójdą inwestycje i odpowiednie narzędzia wsparcia.

Czy gaz uzyskany z biomasy jest ekologicznym źródłem energii?

Należy zaznaczyć, że żadne źródło energii nie jest w 100 proc. ekologiczne. Biogaz, tak jak inne niskoemisyjne źródła energii, ma swoje wady. Nieoczyszczony do formy biometanu zawiera pewną ilość potencjalnie szkodliwych związków, np. wspomniane związki siarki. Niemniej jednak użycie biogazu ciągle jest dalece bardziej przyjazne dla środowiska, klimatu i zdrowia niż wykorzystanie paliw kopalnych – węgla, ropy czy gazu ziemnego. Warto zaznaczyć, że dużo zależy tu także od użytego substratu. Przykładowo produkcja biogazu z użyciem odpadków rolniczych i odpadów komunalnych jest alternatywą bardziej przyjazną dla środowiska wobec ich składowania.

Czy opłaca się inwestować w bioenergię?

Dużo zależy od użytych substratów, ale biogaz i biometan mogą być konkurencyjne wobec innych źródeł energii. A przede wszystkim – bardziej stabilne. W 2022 r. przez długi okres biometan, którego koszt produkcji wynosił ok 55 euro/MWh był znacznie bardziej opłacalnym paliwem niż gaz ziemny, którego koszt na rynkach europejskich przekraczał 100 euro/MWh

Przy produkcji biogazu powstaje jako produkt uboczny, tzw. poferment. Co to takiego?

Poferment to pozostałość po procesie beztlenowej fermentacji metanowej, jaka powstaje w biogazowniach rolniczych. Dzięki jego wysokiej wartości nawozowej oraz obecności materii organicznej zastępującej nawozy organiczne okazuje się doskonałym produktem do użyźniania gleby. Może być szeroko użytkowany w rolnictwie. Najprostszym sposobem wykorzystania tego produktu jest bezpośrednie użycie płynnego pofermentu na grunty orne i użytki zielone – np. do kompostowania. Sam poferment opuszczający komorę fermentacyjną swoimi właściwościami fizycznymi przypomina typową gnojowicę, ale charakteryzuje się mniejszą emisją odorów. Wykorzystanie go może także przyczyniać się do ograniczenia emisji metanu ze składowania i stosowania nawozów naturalnych, a także zmniejszenie emisji gazów cieplarnianych, która jest związana z produkcją nawozów mineralnych (zwłaszcza azotowych).

Więcej o zielonej energii przeczytasz na Spider's Web:

Czy budowa biometanowni to sposób na samowystarczalność energetyczną? Na jaką skalę?

Według badaczy z Uniwersytetu Przyrodniczego w Poznaniu polski potencjał produkcji biometanu może wynosić nawet 8 mld m³  rocznie. Według obecnych zapowiedzi rządu szacuje się, że w ciągu dekady osiągniemy produkcję ok 1 mld m³ biometanu rocznie. Porównując to do zapotrzebowania na gaz w Polsce, które wynosi ogółem ok 20 mld m³ rocznie (a w 2033 r. ma to być według Gaz Systemu od 22,5 do 27,4 mld m³) widzimy, że biometan, choć nie jest jedynym remedium na dekarbonizację i samowystarczalność może mieć w niej istotny udział. Nie jest to tylko zresztą kwestia Polski – według European Biomethane Association kraje EU-27 mogą produkować nawet 41 mld m³ biometanu rocznie w 2030 r., a w 2050 r. – 151 mld m³. Dla porównania obecne zapotrzebowanie EU-27 na gaz wyniosło 360 mld m³ – czyli biometan mógłby w przyszłości pokryć ok 40 proc. Zainteresowanie biometanem w UE widać już chociażby w strategii Repower EU, według której mamy w skali Unii produkować 35 mld m³ biometanu w 2030 r. To blisko 12-krotny wzrost z 3 mld m³ w 2020 r.

Czy to stabilne źródło energii?

Biogazownie nie zależą od warunków pogodowych. Pod tym względem to źródło znacznie stabilniejsze od fotowoltaiki i farm wiatrowych, któremu znacznie bliżej do tradycyjnych instalacji gazowych. Należy jednak pamiętać, że w przeciwieństwie do elektrowni słonecznych czy wiatrowych wymaga on substratu w postaci biomasy, którą w dużym stopniu mogą być odpady organiczne, co dodatkowo wspomaga problem z ich zagospodarowaniem. Na plus bezpieczeństwa energetycznego przemawiają też niewielkie moce poszczególnych instalacji biogazowych, co sprawia, że awaria danej biogazowni nie wpływa znacząco na stabilność systemu elektroenergetycznego.

Orlen zamierza uruchomić pierwszą biometanownię w Głąbowie w 2024 r. Czy to ważny projekt?

W krajach EU już na koniec 2021 r. działało ponad 1000 biometanowni. To pokazuje, że w tym temacie mamy wiele do nadrobienia. Biometanownia w Głąbnowie – jak każdy pilotażowy projekt – jest przede wszystkim istotna jako projekt przecierający szlaki dla kolejnych tego typu inwestycji w Polsce.

Czy biogazownie i biometanownie mogą stać się ważnym ogniwem w zapewnieniu bezpieczeństwa energetycznego Polski?

Jak wspominałem wcześniej potencjał biometanu w Polsce oceniany jest nawet na 8–9 mld m3 rocznie, choć oczywiście przed nami daleka droga do osiągnięcia tego celu. Biogaz może też mieć istotny udział w strukturze wytwarzania energii jak ma to miejsce np. w Niemczech, choć należy zaznaczyć, że nie zastąpi to potrzeby inwestycji w inne źródła energii, takie jak fotowoltaika, elektrownie wiatrowe czy energetyka jądrowa.

Przed Polską jednak długa droga by biogaz i biometan miały istotny udział w naszym miksie energetycznych. Na koniec 2022 r. w Polsce funkcjonowało łącznie 378 instalacji biogazowych, o mocy 271,1 MW. Od 2015 r. liczba biogazowni wzrosła o 111, a moc zainstalowana o 66,7 MW – widzimy więc, że dynamika przyrostu w porównaniu np. do lawinowo rosnącej liczby paneli fotowoltaicznych była na bardzo niskim poziomie.

Od czego zależy skuteczne wytwarzanie biometanu i biogazu?

Obecnie najbardziej brakowało wystarczających mechanizmów wsparcia takich inwestycji. Samo URE przyznaje, że dotychczasowe akcje w przypadku biogazowni nie przyniosły spodziewanych rezultatów. To ma szansę się zmienić. Na początku czerwca sejm przyjął znaczącą większością głosów ustawę o ułatwieniach w przygotowaniu i realizacji inwestycji w zakresie biogazowni rolniczych, a także ich funkcjonowaniu. Ruszył także program Energia dla Wsi który wspomaga m.in. budowę biogazowni. Na taką inwestycję można otrzymać do 1 mln zł z czego blisko połowę w formie bezzwrotnej dotacji.

Jakie państwa przodują w produkcji biogazu?

Niekwestionowanym liderem w liczbach bezwzględnych są oczywiście Chiny, mając ponad 100 tys. biogazowni, co wynika z masowych inwestycji państwa środka we wszystkie rodzaje energii niskoemisyjnej.

W Unii Europejskiej najwięcej biogazowni działa w Niemczech, które mają ich ponad 11 tys. Tu należy jednak zaznaczyć, że większość substratu dla niemieckich biogazowni stanowi specjalnie hodowana w tym celu kukurydza. W Polsce planuje się oprzeć produkcję biogazu na odpadach, co może być znacznie lepszym rozwiązaniem. Mimo pewnych wad niemieckiego rozwiązania należy przyjrzeć się ich programom rozwoju OZE – w tym biogazowni właśnie – które spowodowały, że są one liderem na tym rynku w UE.