2023-06-21 / Autor: Dominik Wójcicki
W najbliższych latach może nas czekać intensywny rozwój biogazowni, które staną się wzmocnieniem dla krajowego systemu energetycznego.
Biogazownia – jak działa?
Elektrociepłownia na biogaz rolniczy, inaczej zwana biogazownią, to instalacja służąca do produkcji biogazu, który obok słońca, wody czy wiatru jest jednym z odnawialnych źródeł energii. Produkcja biogazu umożliwia zagospodarowanie bioodpadów (tzw. biomasy) oraz przetworzenie ich na energię elektryczną i ciepło. Biogaz powstaje w wyniku beztlenowej fermentacji metanowej, a wsad do jego wytworzenia pochodzi z przetwórstwa rolno-spożywczego oraz hodowli. Może to być choćby kiszonka z roślin energetycznych (np. kukurydzy, traw, żyta), odpady z przetwórstwa rolno-spożywczego (m.in. wysłodki buraczane, wytłoki owocowo-warzywne), gnojowica, obornik. Surowce pozyskiwane są z usytuowanych w pobliżu zakładów produkcyjnych i przetwórczych oraz z gospodarstw rolnych.
Biogazownie stają się alternatywą dla paliw kopalnych, których spalanie w tradycyjnych elektrociepłowniach poddawane jest coraz większym restrykcjom prawnym. Produkcja odbywająca się w biogazowniach zaliczana jest do rozwiązań wspierających zasady gospodarki o obiegu zamkniętym, gdyż zachodzi tutaj zjawisko ograniczenia ilości składowanych odpadów poprzez ich bieżące wykorzystywanie jako surowców wtórnych.
W Polsce rynek biogazowni jest dopiero budowany, przy czym chodzi o taki jego docelowy kształt, by możliwa była w tych obiektach także produkcja biometanu, to jest oczyszczonego biogazu, uzdatnionego do jakości gazu ziemnego. Produkcja biometanu to nie tylko dalsza dywersyfikacja produktowa, ale zwielokrotnienie wartości dodanej generowanej przez biogaz poprzez wejście na zupełnie nowe tory jego wykorzystania. Oczyszczony do postaci odpowiadającej jakości gazu ziemnego może służyć jako odnawialne paliwo transportowe (umożliwiając podmiotom paliwowym realizację Narodowego Celu Wskaźnikowego w zakresie biopaliw zaawansowanych, a także Narodowego Celu Redukcyjnego), ale również ograniczać emisje towarzyszące przemysłowi, który zakupując tego typu zieloną energię do swoich procesów wytwórczych zmniejsza ślad węglowy swoich produktów. To z kolei będzie miało istotny wpływ na koszty obsługi wymogów środowiskowych, w szczególności w sektorach objętych systemem handlu emisjami ETS, jak również może przyczynić się do lepszego pozycjonowania rynkowego takich produktów.
Szansa na wsparcie transformacji energetycznej
Innymi słowy zwiększenie wykorzystania potencjału biogazu i biometanu może być kluczowe w polskiej transformacji energetyczno-gazowej. Celem ma być choćby zapełnienie luki po gazie rosyjskim. Zrobić to można nie tylko poprzez pozyskiwanie błękitnego paliwa z innych stron świata, ale też właśnie poprzez biogaz i biometan produkowany u siebie. Szacunki wskazują, że w Polsce dałoby radę wytworzyć nawet 8 mld m3 biometanu rocznie, co pozwoliłoby pokryć blisko 40% zapotrzebowania kraju na gaz ziemny. Lokalne zasoby gazu ziemnego to ok. 20% naszej konsumpcji, zatem doliczając biometan, samowystarczalność energetyczna istotnie by wzrosła. Co więcej, biometan charakteryzuje się małą emisyjnością, a jego właściwości fizykochemiczne pozwalają na wykorzystanie go jako substytutu gazu ziemnego jedynie po odpowiednim dostosowaniu infrastruktury gazowej i urządzeń do niej przyłączonych.
Naturalnie nie jest tylko trend polski. W Europie każdego roku powstaje lub jest przekształcanych około 50-100 biometanowni. Największe tego typu instalacje funkcjonują w Danii, Niemczech, Szwecji oraz we Włoszech. W tradycyjnych biogazowniach rolniczych produkowany jest biogaz o zawartości ok. 55% metanu. Po oczyszczeniu w specjalnych modułach powstaje z niego biometan o zawartość ok. 98% metanu, co odpowiada parametrom gazu ziemnego.
Dotychczas w Polsce wybudowanych zostało około 100 biogazowni rolniczych, jednak żadna z nich nie wytwarza biometanu. Zostały one zaprojektowane w różnych technologiach, przez kilkadziesiąt firm z całego świata, ale wszystkie realizują ten sam proces – fermentację metanową, zaś wytworzony w jej efekcie biogaz przetwarzają na energię elektryczną i ciepło. To się musi zmienić i takie są zapisy rządowej Polityki Energetycznej Polski do 2040 r.
Dokument rządowy przewiduje powstanie co najmniej jednej biogazowni w każdym powiecie, dysponującym odpowiednim potencjałem surowcowym.
Z uwagi na fakt, że rynek energii ulega zmianom skutkującym zwiększeniem wykorzystania niskoemisyjnych lub bezemisyjnych źródeł energii, konieczna jest odpowiedź na te potrzeby i taką odpowiedzią jest akurat zwiększenie wykorzystywania biogazu i biometanu w sieciach gazowych. Z tego też względu w ciągu najbliższych lat operatorzy gazowi będą musieli zaangażować się w działalność badawczo-rozwojową w zakresie możliwości zatłaczania tych gazów do sieci, ich transportu i magazynowania. O biogazowniach mówi zresztą także Bruksela. Polityka klimatyczno-energetyczna Unii Europejskiej, w tym dążenia państw członkowskich do redukcji emisji CO2 oraz przepisy Dyrektywy Parlamentu Europejskiego i Rady (UE) 2018/2001 z 11 grudnia 2018 r. w sprawie promowania stosowania energii ze źródeł odnawialnych czytelnie wskazują na potrzebę podjęcia skoordynowanych działań na rzecz rozwoju sektora biogazu oraz jego wykorzystania w nowym obszarze, jakim jest produkcja biometanu. Ze względu na charakterystykę pracy, biogazownie i biometanownie są jednymi z najbardziej stabilnych rodzajów odnawialnych źródeł energii w produkcji energii oraz mogą stanowić uzupełnienie dla generacji innych źródeł OZE.
Bez wątpienia nasza gospodarka, w szczególności rolnictwo i przemysł rolno-spożywczy, dysponują wystarczająco dużym potencjałem wsadowym w postaci biomasy oraz produktów ubocznych i odpadów pochodzenia rolniczego. Szacunki wskazują na istnienie ok. 120-150 mln ton użytecznych biogazowo odpadów. Ponadto w najbliższych latach można oczekiwać wzrostu ilości biodegradowalnej frakcji odpadów komunalnych zbieranych selektywnie, które również będą wymagały zagospodarowania, przykładowo w biogazowniach przemysłowych. To zatem adekwatna podaż odpadów, aby w oparciu o nie rozwinąć sprawnie działający przemysł biogazowy, być może nawet taki, który dorównywa europejskiemu liderowi w tym względzie, jakim jest aktualnie Dania. W tym skandynawskim państwie 27% paliwa gazowego zatłaczanego do sieci stanowi już dzisiaj biogaz, a docelowe wielkości mają być znacznie większe.
Korzyści płynące z rozwoju sektora biogazu i biometanu dla naszej gospodarki wydają się być bardzo szerokie. To m.in. poprawa w zakresie bezpieczeństwa energetycznego kraju, zmniejszenie uzależnienia od importu surowców energetycznych, wzrost konkurencyjności krajowego rolnictwa, pozyskanie znacznych ilości wysokiej jakości przyjaznych dla środowiska nawozów organicznych w formie pozostałości pofermentacyjnych substratu pochodzenia rolniczego, ograniczenie kosztów gospodarki komunalnej w gminach, ograniczenie emisji metanu do atmosfery, umożliwienie realizacji celów klimatycznych, tzw. zazielenianie sieci gazowej, stabilizacja i bilansowanie sieci elektroenergetycznych i gazowych oraz impuls do rozwoju lokalnych rynków energii i gazu. Istotne może być również wykorzystanie biometanu do celów transportowych.
Dodać również można, że system instalacji biogazowych, ze względu na ich specyfikę pracy, może stanowić jeden z kluczowych elementów bilansowania sieci energetycznych i gazowych, w szczególności w aspekcie zwiększającej się roli instalacji fotowoltaicznych i wiatrowych w krajowym systemie elektroenergetycznym oraz rosnącego zapotrzebowania na energię po stronie odbiorców. Moc zainstalowana w instalacjach biogazowych wynosi obecnie ponad 256 MW, z czego około 120 MW w instalacjach biogazu rolniczego. Dlatego niezwykle istotne jest podjęcie wspólnych działań przez administrację rządową oraz przedstawicieli branży biogazowej i biometanowej, zmierzających do zdynamizowania rozwoju sektora wytwarzania biogazu z wykorzystaniem dostępnej bazy surowcowej, a w przyszłości także produkcji biometanu. Jest to szczególnie ważne w ujęciu korzyści, jakie niesie ze sobą produkcja i wykorzystanie biogazu oraz biometanu.
Działania na rzecz rozwoju rynku
Z uwagi na rosnące zainteresowanie produkcją biogazu, w 2021 r. z inicjatywy Ministerstwa Klimatu i Środowiska podpisano dokument o nazwie „Porozumienie o współpracy na rzecz rozwoju sektora biogazu i biometanu”. Jego celem jest wspieranie rozwoju sektora biogazu i biometanu w Polsce, m.in. poprzez podejmowanie działań na rzecz rozwoju rynku i powszechnego zastosowania biogazu i biometanu w gospodarce, a także maksymalizacji tzw. local content, rozumianego jako udział polskich przedsiębiorców i naukowców, z zastosowaniem polskich rozwiązań technologicznych w łańcuchu dostaw na potrzeby budowy i eksploatacji biogazowni oraz biometanowni. W ramach Porozumienia współpracują przedstawiciele administracji, inwestorów, podmiotów uczestniczących w łańcuchu dostaw dla sektora biogazu i biometanu, instytucji otoczenia biznesu, instytucji finansowych i ubezpieczeniowych oraz przedstawiciele świata nauki, którym przyświeca idea dynamizacji rozwoju biogazu i biometanu w Polsce. Porozumienie ma zainicjować rzeczywistą budowę nowego sektora polskiej gospodarki.
Rzecz jasna przeszkód w rozwoju rynku biometanu także niestety nie brakuje. Po pierwsze, obecnie w kraju nie funkcjonuje system lokalnych sieci dystrybucyjnych dla biogazu – istnieją odmienne parametry jakościowe biogazu i gazu ziemnego. Po drugie, ze względu na zawartość metanu na poziomie między 70% a 80% takie sieci lokalnych systemów dystrybucyjnych biogazu w chwili obecnej nie mogą zostać zintegrowane z istniejącą infrastrukturą dystrybucyjną gazu ziemnego. Niestety też przebieg procesu inwestycyjnego wydaje się być długotrwały i uciążliwy, m.in. wskutek procedury oceny oddziaływania na środowisko, realizowanej z udziałem społeczeństwa, często wyrażającego niechęć i zgłaszającego obawy w odniesieniu do instalacji produkujących biogaz, wynikających z utartych stereotypów na temat uciążliwości tego typu instalacji.
Już teraz jednak największe firmy w kraju przystąpiły do inwestycji w obszarze biogazu. PKN Orlen, poprzez spółkę zależną Orlen Południe, buduje biogazownię rolniczą w województwie warmińsko-mazurskim, która od 2024 r. będzie mogła wyprodukować ok. 7 mln m3 biometanu rocznie, przekształcanego następnie w paliwo. Produkowany w biogazowni biogaz będzie oczyszczany z zanieczyszczeń, głównie dwutlenku węgla oraz związków siarki i azotu. W ten sposób powstanie biometan, który po skropleniu może stać się paliwem silnikowym. Biogaz produkowany w biometanowni będzie podlegał procesowi doczyszczania oraz skraplania. Odbywać się to będzie na miejscu, poprzez schłodzenie do temperatury poniżej 162°C. Następnie paliwo trafi z biometanowni do odbiorców autocysternami kriogenicznymi.
– Realizacja naszego programu, opierającego się na produkcji biogazu oczyszczonego do parametrów biometanu i wtłaczanego do sieci dystrybucyjnej, będzie miała duże znaczenie dla spełnienia Narodowego Celu Wskaźnikowego. Wytwarzany biometan będziemy również wykorzystywać do produkcji biowodoru. Orlen Południe w obu tych obszarach zamierza być pionierem na krajowym rynku – powiedział Marcin Rej, prezes zarządu Orlen Południe.
Spółka do tej pory nabyła trzy działające biogazownie, które planuje przekształcić w nowoczesne biometanownie. Instalacje są zlokalizowane w miejscowościach Konopnica (województwo łódzkie), Wojny-Wawrzyńce (województwo podlaskie) oraz Buczek (województwo kujawskopomorskie). Jednocześnie połączenie z PGNiG stwarza dodatkowe szanse na rozwój tej ważnej w kontekście dekarbonizacji gałęzi działalności.
O biogazowniach myślą jednak także inni. Grupa Kapitałowa PGE, jako największy wytwórca energii elektrycznej w kraju, od dawna rozważa rozwiązania biogazowe. Tyle tylko, że jej oddziały ciepłownicze znajdują się przeważnie w centrach dużych miast, co znacząco utrudnia zastosowanie rozwiązań biogazowych i nie pozwala na uzyskanie bardzo istotnego pod względem ekonomicznym efektu synergii, łączącego dostęp do substratu z poziomem zapotrzebowania na ciepło.
W nowe instalacje OZE, w tym w budowę biogazowni, zamierza inwestować Grupa Kapitałowa ENEA. Będzie prowadzić działania zmierzające do zwiększenia efektywności i konkurencyjności instalacji już przez siebie posiadanych poprzez m.in. zagospodarowanie ciepła odpadowego z biogazowni. Ponadto planuje zbadanie możliwości wykorzystania biogazów jako komponentu, paliwa alternatywnego (wodór, metan) w ramach generacji konwencjonalnej (turbiny gazowe). Jednym z planowanych działań w ramach realizacji strategii ENEI jest stworzenie grupy kilku elektrowni biogazowych, zlokalizowanych na spójnym obszarze, wykorzystujących efekt skali w zakresie pozyskania substratu. Budowa nowych mocy wpłynąć ma korzystnie na funkcjonowanie dotychczasowych źródeł biogazowych będących w posiadaniu Grupy Kapitałowej ENEA, a nowe obiekty będą mogły ubiegać się o partycypację w lokalnych klastrach energetycznych.
"Chemia i Biznes” to dwumiesięcznik biznesowo-gospodarczy, stworzony z myślą o firmach poszukujących rzetelnej, aktualnej i profesjonalnie przygotowanej informacji na temat rynku chemicznego i sektorów powiązanych.
WięcejSklep
Książka: Surfaktanty i ich zastosowanie w produktach kosmetycznych
95.00 zł
Książka: Atlas Mikrobiologii Kosmetyków
94.00 zł
Książka: Zagęstniki (modyfikatory reologii) w produktach kosmetycznych
78.00 zł
“Chemia i Biznes” nr 1/2025
20.00 zł
“Chemia i Biznes” nr 6/2024
30.00 zł
"Kosmetyki i Detergenty" nr 4/2024
30.00 zł
Emulsje i inne formy fizykochemiczne produktów kosmetycznych. Wprowadzenie do recepturowania
108.00 zł
Bilety - XIV Międzynarodowa Konferencja Przemysłu Detergentowego
639.60 zł
WięcejNajnowsze
WięcejNajpopularniejsze
WięcejPolecane
WięcejW obiektywie
Legislacja, trendy i surowce: X edycja Konferencji Przemysłu Chemii Budowlanej
3 grudnia 2024 r. odbyła się w Warszawie 10. edycja Konferencji Przemysłu Chemii Budowlanej. W...
Marki własne w Kielcach
6 i 7 listopada br. do Targów Kielce na Targi Marek Własnych przyjechali przedstawiciele sektora marek...
Targi Packaging Innovations stałym punktem w branży opakowaniowej
W dniach 9-10 października br. w EXPO Kraków, odbyła się 16. edycja Międzynarodowych Targów...
Targi Warsaw Pack ważne dla sektora opakowań
Warsaw Pack to wydarzenie, gdzie liderzy branży prezentują najnowsze technologie pakowania i...