Biometan w akcji: czy pomoże polskiej gospodarce w transformacji energetycznej?

Przez wielu jest uważany za idealne paliwo przejściowe między gospodarką opartą o paliwa kopalne, a tą całkowicie bezemisyjną. Doskonale wpisuje się przy tym w ideę gospodarki obiegu zamkniętego – zwłaszcza w Polsce. Nasz kraj, jako znaczący europejski producent żywności, a co za tym idzie substratu do produkcji biometanu, jest określany jako rynek o wielkim potencjale dla rozkwitu tego typu instalacji. W praktyce jednak, liczba pracujących nad Wisłą biometanowni przyłączonych do sieci wynosi równe zero. Jakie są szanse na zmianę w tej kwestii i dlaczego polska gospodarka potrzebuje biometanowni?

Biometan, będący odnawialnym gazem pochodzącym z naturalnych surowców takich jak odpady rolnicze, resztki żywności czy też odpadów organicznych z oczyszczalni ścieków, w Europie przeżywa swój rozkwit. W Polsce, mimo wielu starań zarówno ze strony inwestorów, regulatorów oraz organizacji pozarządowych, potencjał tego surowca pozostaje niewykorzystany. Dlaczego?

Wyzwanie: ciepło spalania

– Wiele mówi się o kwestiach braku legislacji, długoterminowej strategii państwa czy problemach z akceptacją strony społecznej. Mniej uwagi poświęca się aspektom technicznym, które przez swoją kosztowność potrafią skutecznie blokować inwestycje biometanowe na długie lata – wskazuje Przemysław Kubaszewski, Industry Manager w Endress+Hauser Polska. Wyjaśnia przy tym, że największym problemem dla inwestorów jest spełnienie warunków wartości ciepła spalania biometanu. – Gaz ten składa się niemal wyłącznie z metanu, stanowiącego 95-99% jego objętości. Z kolei gaz ziemny to mieszanina metanu i wyższych węglowodorów takich jak etan, propan, butan, które naturalnie podwyższają wartość ciepła spalania gazu. Żeby spełnić obecnie wymogi w zakresie warunków przyłączeniowych do sieci gazowej, należy doczyszczać biometan do zawartości metanu rzędu 98-99%. Warto przy tym dodać, że nierzadko wymagana wartość ciepła spalania w warunkach technicznych jest wyższa niż zawartość 100% metanu w biometanie, co jest po prostu fizycznie nieosiągalne.

Przemysław Kubaszewski, Endress+Hauser

Innym ewentualnym rozwiązaniem jest tzw. „dozowanie propanu”, co jednak jest problematycznym z dwóch powodów. Po pierwsze, znacznie podnosi koszty inwestycyjne i operacyjne. Po drugie, propan jest gazem nieodnawialnym, a co za tym idzie inwestor może nie uzyskać gwarancji pochodzenia czy też uczestnictwa w systemach wsparcia.

Chłonność sieci i parametry jakościowe

Według danych operatora dystrybucyjnego polskiej sieci gazowej – spółki PSG (Polska Spółka Gazownictwa) – do połowy roku 2024 zostało wydanych ponad 400 warunków o przyłączenie do sieci gazowej. Istotne szczegóły tych dokumentów często dotykają problemu tzw. chłonności sieci.

– W praktyce wygląda to tak, że w okresie jesienno-zimowym operator nie ma żadnego problemu z przyjęciem odpowiedniej ilości gazu z biometanowni. Kłopot pojawia się wiosną i latem, gdy pobory, w szczególności na końcówkach sieci dystrybucyjnej, są minimalne, a same warunki przyłączenia do sieci ograniczają nam ilość gazu, który możemy wtłoczyć – wyjaśnia Przemysław Kubaszewski. – Można to porównać do znanego wszystkim już problemu instalacji fotowoltaicznych w słoneczne, letnie dni. Rozwiązaniem jest w tu projekt tzw. spinek systemowych, które zwiększą naturalne zdolności sieci do wchłonięcia gazu w krytycznych miesiącach. Z dostępnych obecnie informacji wynika, że PSG jest na etapie pozyskania środków finansowych na ten cel.

Trzecim wyzwaniem dla rozwoju biometanowni jest problem parametrów jakościowych gazu innych niż wartość ciepła spalania. Polskie wymogi dosyć rygorystycznie określają np. dopuszczalną zawartość amoniaku w biometanie na poziomach niemal najniższych w Europie. Wartość ta jest często nieosiągalna dla większości obecnych technologii oczyszczania biogazu.

Warto również wspomnieć o wymogu kontroli ciągłej parametrów jakościowych. Każdy producent biometanu musi zamontować w miejscu oddania gazu do sieci umożliwiający taką kontrolę system, z założenia niezawodny i możliwie jak najtańszy, a jednocześnie spełniający wymogi operatora sieci. Najbardziej obrazowym przykładem są tu wymogi w zakresie pomiarów związków siarki. Polska, jako jedyny kraj w Europie w wymaganiach w zakresie pomiarów tych związków proponuje ich oznaczanie w prawie całym spektrum, obejmując siarkowodór, merkaptany i siarkę całkowitą. Powoduje to drastyczne zwiększenie kosztów inwestycyjnych i operacyjnych systemu nadzorującego jakość wtłaczanego biometanu. Koszty te są niemal dwukrotnie wyższe w porównaniu do analogicznych instalacji europejskich.

Szansa, którą warto wykorzystać

Ostatnim, rzadko wskazywanym problemem dla rozwoju biometanowni, jest konkurencja wewnętrzna.

– Polska przespała niemal cały biogazowy boom, który w Europie miał miejsce kilkanaście lat temu. Aktualnie posiadamy około 400 biogazowni rolniczych i komunalnych, Niemcy mają ich ponad 10 tysięcy i pełnią one u naszych sąsiadów ważną rolę w stabilizacji systemu elektroenergetycznego – zwraca uwagę Przemysław Kubaszewski. – Ze względu na wzrosty cen prądu biogaz stał się ciekawą alternatywą dla firm posiadających własny substrat i możliwość wybudowania tego typu obiektu przy swojej fabryce. W przypadku biogazu wyzwaniem zawsze jest wykorzystanie pełnych możliwości energetycznych paliwa, bo duża część energii produkowana w silnikach kogeneracyjnych zmieniania jest na ciepło, które często trudno wykorzystać w całości. Ale duże zakłady produkcyjne tego problemu nie mają i w większości przypadków są w stanie wykorzystać całą energię niesioną przez biogaz, bez konieczności kondycjonowania go do parametrów biometanu i wtłaczania do sieci gazowej przy spełnieniu szeregu kosztownych wymagań operatora.

Jednocześnie, branża transportowa z niepokojem patrzy na wdrożenie ETS2 i objęcie podatkiem węglowym np. transportu kołowego. Tutaj rozwiązaniem jest skroplenie biometanu i wykorzystanie go w postaci ciekłej do zasilania np. ciągników siodłowych wykorzystujących bioLNG o nierzadko ujemnym śladzie węglowym.

Również branża nawozowa, tak niezbędna do funkcjonowania rolnictwa w Polsce, z utęsknieniem rozgląda się za niskoemisyjnymi alternatywami rozwiązań do produkcji nawozów.

– Możliwości są w tym przypadku trzy. Pierwsza to wykorzystanie importowanego zielnego amoniaku, druga – produkcja zielonego wodoru w Polsce (wodór jest podstawowym produktem, z którego otrzymuje się amoniak) trzecia – wykorzystanie lokalnie produkowanego biometanu do podtrzymania produkcji amoniaku w kraju. Każda z tych propozycji jest niezwykle trudna do wprowadzenia i wymaga olbrzymich środków inwestycyjnych. W każdym przypadku wyzwaniem są ilości – branża nawozowa to największy poborca gazu ziemnego w Polsce. Z łatwością odkupi każdą ilość biometanu, która tylko znajdzie się w sieci przy akceptowalnej cenie – mówi Przemysław Kubaszewski.

Jak widać, zainteresowanie niskoemisyjnym gazem jest bardzo duże, ale możliwości jego wykorzystania – ograniczone. Wydaje się więc, że Państwo powinno przejąć pieczę nad omawianym obszarem, mającym wpływ na bezpieczeństwo energetyczne kraju i jego konkurencyjność na rynkach europejskich i światowych. Choć biometan jest tylko częścią skomplikowanej układanki, ze względu na związane z jego wykorzystaniem możliwości należy dążyć do jego efektywnego wykorzystania w transformacyjnym miksie energetycznym.