Kierunek przyszłości – biometan i biowodór

Polska ma duży potencjał biogazowy, ponieważ wg danych Uniwersytetu Przyrodniczego w Poznaniu, możemy wyprodukować ok. 13-15 mld m³ rocznie ze 120 mln ton odchodów zwierzęcych. Kluczowe znaczenie dla rozwoju technologii produkcji biogazów będą miały unijna polityka klimatyczno-energetyczna oraz krajowy plan na rzecz energii i klimatu na lata 2021-2030.

– Najważniejsze cele do roku 2030 to przynajmniej siedmioprocentowa redukcja gazów cieplarnianych, zwiększenie udziału OZE o 21-23%, a także zwiększenie udziału OZE w transporcie o około 14%. Konieczna jest również redukcja udziału węgla w produkcji energii elektrycznej do 56-60% – mówi Andrzej Bobrowski.

Biogaz ze składowisk i odpadów komunalnych

Energia elektryczna i ciepło produkowane z odpadów maja status OZE. Wg danych GUS z 2018 r. w Polsce funkcjonowało 286 składowisk odpadów komunalnych, z czego 258 było wyposażonych w instalacje odgazowywania. 23 instalacje odzyskiwało energię cieplną, a 68 energię elektryczną.

– Jeśli chodzi o możliwości produkcji biogazu, nie możemy zapominać o oczyszczalniach ścieków. Wg GUS w 2019 r. mieliśmy w Polsce 2454 oczyszczalnie, które oczyszczały ścieki biologicznie oraz 817 oczyszczalni dysponujących procesem podwyższonego usuwania biogenu, zatem mogących być producentami biogazu – mówi Andrzej Bobrowski.

Biometan

Według projektu nowelizacji ustawy o OZE biometan jest gazem uzyskanym z biogazu lub biogazu rolniczego, spełniający wymagania określone w przepisach wydanych na podstawie art.9 ust. 1 ustawy Prawo energetyczne. „Raport Biogaz w Polsce” określa biometan jako paliwo II generacji, które powstaje z materiałów nie stanowiących konkurencji dla żywności, np. obornik, słoma, materiały pochodzenia drzewnego, a także gaz wysypiskowy, czy w procesie fermentacji osadów ściekowych. Nie istnieje obecnie uniwersalna definicja ani norma określające skład biometanu.

– Biometan to oczywiście biogaz, który wykazuje parametry gazu sieciowego lub zbliżone, przy czym najważniejszym elementem jest zawartość metanu zbliżona do występującej w lokalnie dostępnym gazie ziemnym. Mówimy tu o zawartości siarkowodoru nie przekraczającej 7 mg/m³ o cieple spalania na poziomie minimum 34 MJ/m³ dla gazu ziemnego wysokometanowego grupy E, czyli mnimum 86% zawartości metanu w biometanie – wyjaśnia przewodniczący.

W Europie działa ponad 700 wytwórni biometanu, przy czym w dwóch ostatnich latach obserwujemy wzrost ich liczby o 50% w stosunku do roku 2017. W związku z implementacją unijnej dyrektywy RED II zaobserwować możemy wyraźny wzrost zainteresowania biometanem. Od stycznia trwają prace nad ustawą biometanową, co powoduje również konieczność realizacji narodowego celu wskaźnikowego, czyli określenia udziału biopaliw w zużyciu paliw na potrzeby transportu. Analizy wykazują, że biometan w transporcie może być mieszany z gazem ziemnym i wykorzystywany jako CNG (sprężony gaz ziemny) lub LPG (skroplony gaz ziemny). Instalacje montowane w pojazdach nie powinny wymagać przeróbek i dostosowania. Biometan może mieć również zastosowanie w produkcji biowodoru.

Biowodór

– Przede wszystkim musimy zdać sobie sprawę z podstawowego faktu, że wodór nie występuje w stanie wolnym. Można go wyprodukować, a wśród metod produkcji na czoło wysuwa się elektroliza wody (rozdzielenie wody na wodór i tlen pod wpływem prądu elektrycznego) oraz reforming parowy gazu (wytwarzanie wodoru z przekształcenia gazu ziemnego pod wpływem ciepła – mówi Marek Pituła z Polskiego Stowarzyszenia Biometanu.

Ta druga metoda jest obecnie najbardziej ekonomiczna, ponieważ elektroliza jest sposobem bardzo energochłonnym i drogim. Biowodór z kolei należy do tzw. Trzeciej generacji paliw, produkowanych przy użyciu mikroorganizmów, które przetwarzają wodór w biowodór, w procesie fermentacji i fotolizy.

Fermentacja

Warto tu powiedzieć przede wszystkim o fotofermentacji, która wykorzystuje organizmy fotosyntetyzujące w warunkach beztlenowych i oczywiście światło. Zaletą tego procesu jest uzyskanie względnie czystego wodoru (zawiera 10-20% dwutlenku węgla) i eliminuje przymus wymagającego energetycznie i czasowo procesu oczyszczania pozyskanego gazu.

– Na szczególną uwagę zasługuje moim zdaniem proces tzw. fermentacji ciemnej. Jaki źródło energii wykorzystywane sa tu węglowodany, związki organiczne, polimery (skrobia, celuloza, itp.), czy biomasa alg. Zdaniem specjalistów metoda ta wydaje się obecnie jedną z najbardziej obiecujących jeśli chodzi o syntezę wodoru – mówi Andrzej Bobrowski.

Fermentacja ciemna charakteryzuje się niezwykłą wydajnością i stosunkowo niskimi kosztami. Doświadczenia w skali przemysłowej miały miejsce w Międzyrzeczu Podlaskim przy wsparciu zespołu naukowców kierowanego przez prof. Jacka Dacha z Uniwersytetu Przyrodniczego w Poznaniu. Technologia posiada już patent europejski i jest gotowa do komercjalizacji.

Bioprzyszłość

Europejski Zielony Ład zobowiązuje Unię Europejską do osiągnięcia neutralności klimatycznej do 2050 r. Wymaga to całkowitego zastąpienia paliw kopalnych nowymi, niskoemisyjnymi źródłami energii. Mogą nimi być biometan i biowodór, szczególnie jeśli chodzi o sektor transportu.

– Żeby osiągnąć neutralność klimatyczną potrzebujemy przede wszystkim regulacji prawnych. Z jednej strony konieczna jest jak najszybsza nowelizacja ustawy o OZE. Mam tu na myśli zwiększenie mocy do 75 kWe dla mikroinstalacji biogazu i umożliwienie kwalifikowania mikrobiogazowni rolniczych do przedsiębiorstw energetycznych w rozumieniu prawa energetycznego. Pozwoli to uprościć procedury związane z nabywaniem uprawnień do sprzedaży nadwyżek energii w taryfie FIT. Należałoby również rozważyć zmianę Rozporządzenia Rady Ministrów z 19 września 2019 r. w sprawie przedsięwzięć mogących znacząco oddziaływać na środowisko – mówi Andrzej Bobrowski.

Samorządy, przynajmniej niektóre, już dziś inwestują w technologie przyszłości, zwłaszcza jeśli chodzi np. o energetyczne przekształcanie odpadów.

– Wszystkie działania wymagają konsultacji z sektorem eksperckim, badawczym, ale także biznesowym. Zintegrowana polityka energetyczna samorządów wymaga przede wszystkim osób, które będą pełniły funkcje pełnomocników prezydentów, burmistrzów, czy wójtów, oczywiście odpowiedzialnych za politykę klimatyczną. Tego życzę wszystkim samorządom – mówi Andrzej Porawski, dyrektor biura Związku Miast Polskich.