Rolniczy potencjał energetyczny: biogazownie rolnicze przyszłością polskiej wsi

Wykorzystanie biomasy rolniczej na cele energetyczne wzbudza wiele emocji. Pojawiają się opinie powołujące się na ekspertyzy, których autorzy w konkluzjach dochodzą do całkowicie odmiennych wniosków. Wystarczy przypomnieć ubiegłoroczne dyskusje o zagrożeniach, jakie dla rynku żywności (wzrost cen i ograniczenie jej dostępności) niesie rozwój rynku energii, a zwłaszcza biopaliw, oparty na biomasie rolniczej. Warto też wspomnieć, że udział kosztu surowca rolniczego w cenie detalicznej produktu żywnościowego z reguły kształtuje się poniżej 20%. Życie szybko zweryfikowało opinie dot. zagrożeń dla rynku żywności (ze strony rynku energii) – w latach 2008-2009 zapasy zbóż w skali świata wzrosły
o ok. 19%, w UE o ok. 57%, a w Polsce o ok. 185%. Jednocześnie nastąpił daleko idący, wręcz dramatyczny dla poziomu przychodów rolniczych i możliwości kontynuowania produkcji spadek cen. Prognozy na rok gospodarczy 2009/2010 przewidują dalszy wzrost zapasów zbóż przy jednoczesnym wzroście produkcji biopaliw. Zdarzenia zachodzące na tym rynku nakazują wstrzemięźliwość w formułowaniu katastroficznych ocen i prognoz. W przeciwnym przypadku uprawniona będzie teza, że ich autorom przyświecają inne cele niż bezpieczeństwo żywnościowe.

 

Rozważając możliwość wykorzystania na cele energetyczne biomasy pochodzenia rolniczego, w tym na produkcję biogazu, należy mieć na uwadze długoterminowe perspektywy i zadania stawiane przed rolnictwem. Zakłada się, że do 2050 r. w skali świata produkcja żywności powinna dwukrotnie wzrosnąć. Cel ten wymaga nie tylko wzrostu produkcji jednostkowej, ale również utrzymywania dostępnego rolniczego potencjału produkcyjnego we właściwej kulturze do czasu, kiedy ten potencjał w całości zostanie przeznaczony na produkcję żywności. Sprzyja temu obecne przeznaczenie części produkcji,
a właściwie jej nadwyżek na cele energetyczne, do momentu, kiedy rozwój technologii umożliwi wykorzystanie innych odnawialnych nośników energii. Wykorzystanie biomasy rolniczej na cele energetyczne zapobiegać będzie trwałemu wyłączaniu użytków rolnych
z produkcji, a w konsekwencji ułatwi realizację zadania, przed którym stoi światowe, a zatem i polskie rolnictwo. Wykorzystanie na cele energetyczne produktów ubocznych
i pozostałości z rolnictwa oraz przemysłu rolno-spożywczego, w tym płynnych i stałych odchodów zwierzęcych, jest właściwym działaniem. Przy dostępnych technologiach,
a zwłaszcza przy koszcie wytworzenia z biomasy różnych nośników energii odnawialnych, produkcja biogazu z ww. surowców wydaje się najbardziej racjonalnym rozwiązaniem. Nie oznacza to rezygnacji z wytwarzania z biomasy rolniczej innych nośników energii (biopaliwa ciekłe, energia cieplna oraz elektryczna).

Wytwarzanie nośników energii I generacji do czasu realnego, a nie hasłowego wdrożenia technologii pozwalających na wytwarzanie biopaliw II i dalszych generacji jest zasadne, tym bardziej że pozwalają na to dostępne (w skali niepowodującej zagrożenia dla rynku żywności) zasoby biomasy rolniczej. Istota problemu polega na rzetelnym oszacowaniu tych zasobów oraz stworzeniu rynku biomasy rolniczej i wytwarzanych z niej nośników energii. Wymaga to dynamicznego włączenia się do tego procesu szeroko rozumianej energetyki oraz wypracowania partnerskich zasad – działania muszą być ekonomicznie uzasadnione na każdym etapie i dla każdego podmiotu uczestniczącego.

 

Obserwowana od kilku lat stagnacja w uprawie wieloletnich roślin energetycznych jednoznacznie wskazuje, że tego rynku nie zbudujemy bez partnerstwa
i opłacalności dla wszystkich uczestników rynku. Brak biomasy pochodzenia rolniczego do współspalania nie wynika z niedoborem potencjału produkcyjnego – rolnicy nie uruchamiają go
z wielu powodów, a do najważniejszych należą: brak wieloletnich gwarancji odbioru produktu oraz wysokie koszty założenia plantacji.

Przedstawiana na konferencjach i w publikacjach ocena rolniczego potencjału energetycznego nie zawsze oparta jest na realiach i w wielu przypadkach wydaje się wynikać z przyjętych założeń dot. niezbędnego (oczekiwanego) poziomu produkcji energii odnawialnej z tego surowca. Tymczasem ocena rolniczego potencjału energetycznego winna w pierwszej kolejności być oparta m.in. na uwarunkowaniach, agroklimatycznych, dostępnym potencjale produkcyjnym rolnictwa, zapotrzebowaniu na surowce rolnicze na cele żywnościowe i paszowe, strukturze zasiewów i potencjale plonotwórczym roślin, wielkości pogłowia zwierząt oraz zapotrzebowaniu na użytki rolne do celów nierolniczych ( infrastruktura).

Powyższe oznacza, że założenia rozwoju energetyki odnawialnej powinny opierać się na rolniczym potencjale energetycznym, a nie być podstawą do jego określania, jak to, niestety, zbyt często jest prezentowane.

W ocenie MRiRW potencjał energetyczny rolnictwa docelowo umożliwia pozyskanie surowców (substratów) niezbędnych do wytworzenia ok. 5-6 mld m³ biogazu rocznie, o czystości gazu ziemnego wysokometanowego. W szacunku uwzględniono wykorzystanie w pierwszej kolejności produktów ubocznych rolnictwa, płynnych i stałych odchodów zwierzęcych oraz produktów ubocznych i pozostałości przemysłu rolno-spożywczego. Równocześnie przewiduje się prowadzenie upraw roślinnych, w tym określanych jako energetyczne, z przeznaczeniem na substrat dla biogazowni. Jest to możliwe docelowo na ok. 700 tys. ha. Pozwoli to na pełne zabezpieczenie krajowych potrzeb żywnościowych oraz produkcji biopaliw na poziomie określanym przez Narodowy Cel Wskaźnikowy, jak też pozyskanie surowców niezbędnych do wytwarzania biopaliw i biogazu.

Według badań Instytutu Budownictwa, Mechanizacji i Elektryfikacji Rolnictwa, realnie dostępny potencjał surowcowy produkcji biogazu, zawarty w produktach ubocznych rolnictwa i pozostałościach przemysłu rolno-spożywczego, wynosi odpowiednio:

·        z produktów ubocznych produkcji rolnej – ok. 1 540 mln m³,

·        z produktów ubocznych przetwórstwa rolno-spożywczego – ok. 100 mln m³.

Łącznie, wg IBMER, z surowców ubocznych i pozostałości roślinnych przemysłu rolno-spożywczego możemy wytworzyć ok. 1 700 mln m³ biogazu rocznie. W Polsce zużywa się rocznie ok. 14 000 mln m³ gazu ziemnego, w tym odbiorcy indywidualni
z terenów wiejskich wykorzystują ok. 500 mln m³ gazu. Szacowana ilość biogazu po oczyszczeniu mogłaby pokryć ok. 10% zapotrzebowania kraju na biogaz lub
w całości zaspokoić potrzeby odbiorców z terenów wiejskich oraz dostarczyć dodatkowo
125 tys. MWh_e (energii elektrycznej)i 200 tys. MWh_c (energii cieplnej).

Trwałe użytki zielone mogą być istotnym źródłem surowca do produkcji biogazu. Instytut Melioracji i Użytków Zielonych szacuje, że możliwości pozyskania biomasy
z trwałych użytków zielonych są znaczne (tab. 1).

Tab. 1. Możliwości produkcja biomasy z trwałych użytków rolnych (po zabezpieczeniu potrzeb paszowych na danym poziomie)

Źródło: IMUZ

Z trwałych użytków zielonych możemy pozyskać rocznie co najmniej 2 300 tys. ton traw do wykorzystania energetycznego, przy założeniu, że są to uprawy nienawożone, a pozyskiwana biomasa jest wykorzystywana bez szkody dla produkcji pasz.

Szacunkowe wielkości dot. możliwości produkcji biogazu z ww. substratów przedstawiono w tabeli 2.

Tab. 2. Możliwości produkcji biogazu z biomasy z trwałych użytków zielonych

Źródło: IMUZ

Zasoby energii zawartej w runi trwałych użytków zielonych oraz możliwości wytwarzania z nich biogazu są znaczne (łącznie ok. 1,1-1,7 mld m³/rok). Wiele z łąk jest koszonych tylko raz lub dwa (podczas gdy najefektywniejsze jest użytkowanie trójkośne),
a pokos bardzo często nie jest wykorzystany w jakikolwiek sposób. Znaczny potencjał może stanowić także koszenie niedojadów na pastwiskach.

 

Ważnym surowcem do produkcji biogazu są również odchody zwierzęce. Przykładowo jedna sztuka duża (SD) inwentarza żywego w ciągu doby wytwarza 50-55 kg gnojowicy. Wydajność gnojowicy jako surowca energetycznego zależy od koncentracji suchej masy
i zawartości substancji organicznych. Przeciętnie z 1 m³ gnojowicy bydlęcej można uzyskać ok. 25 m³ biogazu, a z gnojowicy świńskiej 26 m³. Szacuje się, że w gospodarstwach polskich powstaje rocznie 35-38 mln m³ gnojowicy, z której co najmniej 20% może być surowcem do wytwarzania biogazu. Pomijamy tutaj możliwość wykorzystania w tym celu obornika.

Pozostałości poubojowe przemysłu mięsnego ogółem szacuje się na ok.
500-700 tys. ton, z czego tylko niewielka część jest wykorzystywana do dalszego przerobu na cele energetyczne.

W ocenie MRiRW potencjał energetyczny polskiego rolnictwa jest wystarczający do osiągnięcia następujących celów w dziedzinie produkcji biogazu rolniczego:

·        stworzenie warunków do budowy instalacji biogazowych oraz rynku urządzeń, maszyn i usług towarzyszących.

Pozwoli to wpłynąć na:

·        poprawę bezpieczeństwa energetycznego poprzez dywersyfikację źródeł dostaw
i miejsc wytwarzania nośników energii,

·        poprawę jakości dostarczanej energii elektrycznej, zwłaszcza w rejonach odległych od obecnych źródeł wytwarzania,

·        zabezpieczenie dostaw tego nośnika energii dla mieszkańców wsi i małych miasteczek oddalonych od gazowych sieci przesyłowych i dystrybucyjnych,

·        ochronę środowiska naturalnego w procesie wytwarzania energii,

·        ochronę środowiska naturalnego w rolnictwie,

·        wykorzystanie dostępnego potencjału energetycznego, jaki posiada rolnictwo krajowe,

·        zróżnicowanie źródeł przychodów rolniczych.

Budowa biogazowni będzie miała istotny wpływ na zwiększenie produkcji energii cieplnej i elektrycznej z OZE. Podkreślić należy pozytywny wpływ na ochronę środowiska naturalnego poprzez zagospodarowanie produktów ubocznych oraz pozostałości rolnictwa i przemysłu rolno-spożywczego, jak też odpadów i ścieków komunalnych. Prognozuje się, że w pierwszej kolejności potencjalnymi inwestorami i beneficjentami obecnie już dostępnej i oferowanej pomocy mogą być gospodarstwa posiadające powyżej 100 SD inwentarza, których mamy ponad 2 000. Nie można wykluczyć, że inwestowaniem w biogazownie (oparte o biomasę rolniczą) będą zainteresowane samorządy lub ich podmioty prawne występujące w procesach inwestycyjnych samodzielnie lub wspólnie z innymi inwestorami. Energetyka przemysłowa już dziś potwierdza, że jest zainteresowana inwestycjami w takie instalacje.

 

Mając na uwadze powyższe uwarunkowania, minister rolnictwa i rozwoju wsi współuczestniczy w przygotowywaniu projektu rządowego programu rozwoju biogazowni rolniczych Innowacyjna Energetyka Rolnictwo Energetyczne. W maju tego roku resort rolnictwa przekazał ministrowi gospodarki opracowanie Założenia programu rozwoju biogazowni rolniczych, który zakłada szereg mechanizmów promujących i wpływających na rozwój biogazowni i skierowany jest przede wszystkim do wielu grup odbiorców, w tym m.in.: władz państwowych i samorządowych, szeroko rozumianych odbiorców energii, dostawców, dystrybutorów oraz wytwórców energii i wielu innych organów
oraz podmiotów zainteresowanych rozwojem tego sektora.

Prace nad Założeniami odbywały się przy współudziale działającego społecznie zespołu złożonego z praktyków, przedstawicieli świata nauki i władz gminnych. Efekty prac trafiły do konsultacji społecznych. Niestety, wiele uwag i propozycji zostało złożonych już po zakończeniu prac nad dokumentem i przekazaniu go do resortu wiodącego. Trzeba jednak zaznaczyć, że ich ilość świadczy o dużym zainteresowaniu tematem, a ponieważ program Innowacyjna Energetyka. Rolnictwo Energetyczne jest nadal projektem, istnieje szansa, że
w toku prac nad nim uda się jeszcze uwzględnić najcenniejsze z nich.

Główne działania przewidziane do realizacji w Założeniach związane są z promocją
i upowszechnianiem wiedzy w dziedzinie produkcji i wykorzystania biogazu rolniczego, jak również odnawialnych źródeł energii w ogóle. Istotne jest, aby przeciwdziałać stereotypom dot. biogazowni (m.in. instalacja wydzielająca odory). Wyrażamy przekonanie, że program oraz jego wyniki spowodują zainteresowanie tematyką instalacji biogazowych szkół i uczelni, które przygotują szerszą ofertę kształcenia z zakresu odnawialnych źródeł energii oraz zarządzania energetyką lokalną, jak też budowy i eksploatacji biogazowni. Również media mogą przyczynić się w dużej mierze do realizacji tego celu poprzez wprowadzenie kampanii reklamowych i audycji mających na celu zwrócenie uwagi społeczeństwa na korzyści budowy biogazowni, w szczególności opartych na surowcu pochodzenia rolniczego.

 

Działania edukacyjno-inoformacyjne są, w opinii resortu rolnictwa, jednymi
z najważniejszych. Niechęć mieszkańców gmin do budowy biogazowni w ich sąsiedztwie wynika zazwyczaj z niewiedzy bądź wiedzy niepełnej. Uświadomienie wszystkich zalet
i korzyści, a także zagrożeń poprzez szeroko zakrojoną kampanię informacyjną przyczyni się do likwidacji tego problemu.

Ponadto Założenia definiują istniejące bariery prawne, ekonomiczne, technologiczne
i społeczne budowy biogazowni opartych na surowcu rolniczym.

Bariery ekonomiczne to przede wszystkim koszty budowy biogazowni, łączące się
z utrudnieniami technologicznymi – ograniczona oferta krajowych technologii, a dostępne oferty zagraniczne często przewyższają możliwości inwestora. Częściowym rozwiązaniem tego problemu są istniejące formy wsparcia finansowego dostępne nie tylko we wspomnianym PROW, lecz również w innych programach nadzorowanych przez ministra gospodarki czy ministra rozwoju regionalnego. Jeden z rozdziałów programu informuje adresatów z dostępnymi formami wsparcia w ramach różnych programów finansowych – zarówno krajowych, jak i unijnych.

Ograniczeniem jest fakt, że w warunkach polskich produkcja biogazu jest stosunkowo nowym zagadnieniem. Obserwując zainteresowanie biogazowniami, przekładające się na ilość uczestników organizowanych konferencji, można stwierdzić, że świadomość społeczeństwa w tym zakresie zwiększa się. Istotną grupę ograniczeń stanowią także bariery legislacyjne. Założenia programu rozwoju biogazowni przewidują działania zmierzające do rozwiązania również tego zagadnienia. Zdefiniowano główne problemy prawne i rozpoczęto prace nad ich usuwaniem. Wymaga to jednak ścisłej współpracy kilku resortów: gospodarki, środowiska, finansów i rolnictwa. Najpoważniejsze zmiany dokonywane są w Prawie energetycznym, których inicjatorem był resort rolnictwa.

Produkcja biogazu jest wbrew pozorom zagadnieniem skomplikowanym. Niezależnie od wiedzy teoretycznej niezbędna jest wiedza praktyczna w zakresie optymalnego doboru składu substratu jak też przebiegu procesu fermentacji. W naszych warunkach winniśmy wykorzystać dorobek naukowy oraz doświadczenia z eksploatacji już istniejących obiektów, jak też wykorzystać doświadczenia krajów, które eksploatują biogazownie od wielu lat.

Program rozwoju biogazowni rolniczych nie przesądza o minimalnej czy też maksymalnej mocy instalowanych urządzeń, jak też o sposobie wykorzystania wytworzonego biogazu (oczyszczenie i dostarczenie do sieci, wytworzenie energii elektrycznej i/lub cieplnej). Naturalne i rozsądne wydaje się pozostawienie tych decyzji potencjalnym inwestorom i zarządzającym konkretnymi instalacjami. Zwracamy uwagę, że instalację
o mocy 1-2 MWe są inwestycjami dużymi z punktu widzenia odnawialnych źródeł energii, ale niewielkimi dla energetyki zawodowej. Natomiast ze względu na uwarunkowania produkcyjne, rolnicy są zainteresowani instalacjami znacznie mniejszymi (do kilkuset kW). Na wybór wielkości instalacji i sposób wykorzystania biogazu wpłynie wiele czynników charakterystycznych dla konkretnej lokalizacji (odległość od sieci przesyłowej, ogólnego i lokalnego zapotrzebowania na konkretny nośnik energii itp.).

Należy podkreślić, że energia OZE, a w szczególności biogaz wyprodukowany z surowców rolniczych, są produktami niezwykle ważnymi dla całego kraju, jak również dla polskiej wsi ze względu na wiele czynników, o których wspomniano wcześniej. Doświadczenia wynikające z przerw w dostawie gazu ziemnego z krajów trzecich powinny mieć istotny wpływ na decyzje umożliwiające zwiększenie krajowego bezpieczeństwa energetycznego poprzez uniezależnienie się od dostaw energii w zakresie wynikającym z posiadanego potencjału, a zatem również rozwój inwestycji biogazowych. Przyjęcie przez rząd programu IERE będzie również bardzo pozytywnym sygnałem, potwierdzającym poparcie państwa dla tego rodzaju przedsięwzięć.

 

Kazimierz Żmuda, zastępca dyrektora Departamentu Rynków Rolnych w Ministerstwie Rolnictwa i Rozwoju Wsi

Elżbieta Czerwiakowska-Bojko, Wydział Energii Odnawialnych i Biopaliw, Ministerstwo Rolnictwa i Rozwoju Wsi, Warszawa