W obliczu wyzwań związanych z transformacją energetyczną i dekarbonizacją, biogaz i biometan zyskują na znaczeniu jako lokalne, odnawialne źródła energii. Mogą one odegrać istotną rolę w polskim miksie energetycznym, przyczyniając się do redukcji emisji gazów cieplarnianych i zwiększenia niezależności energetycznej. W niniejszym artykule analizujemy potencjał produkcji biogazu i biometanu w Polsce oraz zaangażowanie firm gazowych w rozwój tej technologii.
Biogaz i biometan - podstawowe informacje
Na początek warto wyjaśnić różnicę między biogazem a biometanem, ponieważ terminy te są często używane zamiennie, choć nie oznaczają tego samego.
Biogaz - skład i właściwości
Biogaz to mieszanina gazów powstająca w procesie fermentacji beztlenowej materii organicznej. W zależności od substratu i warunków procesu, biogaz zawiera typowo:
- 50-75% metanu (CH₄)
- 25-45% dwutlenku węgla (CO₂)
- 0-10% pary wodnej
- 0-3% azotu (N₂)
- 0-2% tlenu (O₂)
- 0-1% wodoru (H₂)
- 0-1% siarkowodoru (H₂S) i inne związki siarki
Ze względu na zawartość dwutlenku węgla i innych gazów, wartość opałowa biogazu jest niższa niż gazu ziemnego i wynosi typowo 19-23 MJ/m³ (dla porównania gaz ziemny wysokometanowy ma wartość opałową około 34-38 MJ/m³).
Biometan - oczyszczony biogaz
Biometan to oczyszczony biogaz, zawierający głównie metan (95-99%) i niewielkie ilości pozostałych składników. Proces oczyszczania (upgrading) polega na usunięciu dwutlenku węgla, siarkowodoru, pary wodnej i innych zanieczyszczeń. Dzięki temu biometan ma właściwości bardzo zbliżone do gazu ziemnego i może być wprowadzany do sieci gazowej lub wykorzystywany jako paliwo transportowe.
Potencjał produkcji biogazu w Polsce
Polska ma znaczący, wciąż w dużej mierze niewykorzystany potencjał produkcji biogazu. Wynika to z dużej dostępności substratów, które mogą być wykorzystane w procesie fermentacji.
Dostępne substraty
Główne źródła substratów do produkcji biogazu w Polsce to:
- Odpady z rolnictwa - gnojowica, obornik, pozostałości z upraw
- Uprawy energetyczne - kukurydza, trawy, rośliny strączkowe
- Odpady z przemysłu spożywczego - wytłoki, serwatka, melasa, osady pofermentacyjne z gorzelni
- Odpady komunalne - frakcja organiczna odpadów komunalnych, osady ściekowe
Szacunki potencjału
Według różnych opracowań, teoretyczny potencjał produkcji biogazu w Polsce wynosi od 5 do 8 mld m³ rocznie, co odpowiada 30-50% krajowego zużycia gazu ziemnego. Realny potencjał, uwzględniający ograniczenia techniczne, ekonomiczne i logistyczne, szacuje się na 2-4 mld m³ rocznie.
Największy potencjał związany jest z odpadami z rolnictwa, szczególnie z hodowli zwierząt. Przykładowo, z gnojowicy od jednej krowy można wytworzyć około 300-500 m³ biogazu rocznie, a z gnojowicy od jednej świni - około 40-60 m³.
Obecny stan rynku biogazu w Polsce
Mimo dużego potencjału, rynek biogazu w Polsce jest wciąż na wczesnym etapie rozwoju.
Istniejące instalacje
Według danych Urzędu Regulacji Energetyki, w Polsce funkcjonuje obecnie około 340 biogazowni o łącznej mocy elektrycznej około 260 MW, w tym:
- Około 120 biogazowni rolniczych
- Około 110 biogazowni na składowiskach odpadów
- Około 110 biogazowni przy oczyszczalniach ścieków
Większość tych instalacji wykorzystuje biogaz do produkcji energii elektrycznej i ciepła w systemach kogeneracyjnych (CHP - Combined Heat and Power). Tylko nieliczne instalacje oczyszczają biogaz do jakości biometanu.
Bariery rozwoju
Główne bariery dla rozwoju rynku biogazu i biometanu w Polsce to:
- Wysokie koszty inwestycyjne - budowa biogazowni rolniczej o mocy 1 MW to koszt rzędu 12-15 mln zł, a instalacji upgrading'u do produkcji biometanu - dodatkowe 5-8 mln zł
- Skomplikowane procedury administracyjne - proces uzyskania pozwoleń na budowę biogazowni może trwać nawet 2-3 lata
- Brak dedykowanych mechanizmów wsparcia - obecne systemy wsparcia (np. system aukcyjny) nie są optymalnie dostosowane do specyfiki projektów biogazowych
- Opór społeczny - tzw. syndrom NIMBY (Not In My Back Yard) związany z obawami o uciążliwość instalacji
Zaangażowanie firm gazowych w rozwój biogazu i biometanu
Polskie firmy gazowe coraz aktywniej angażują się w rozwój sektora biogazu i biometanu, dostrzegając w nim szansę na dywersyfikację działalności i wpisanie się w trendy dekarbonizacyjne.
PGNiG/ORLEN - Program Biometanowy
Największe zaangażowanie wykazuje Grupa ORLEN, która po połączeniu z PGNiG realizuje Program Biometanowy. W ramach programu firma:
- Planuje budowę własnych biometanowni, z celem produkcji około 1 mld m³ biometanu rocznie do 2030 roku
- Oferuje gwarancję odbioru biometanu od zewnętrznych producentów
- Rozwija technologie i standardy jakościowe dla biometanu wprowadzanego do sieci
- Uruchomiła program doradztwa technicznego dla potencjalnych inwestorów
ORLEN traktuje biometan jako istotny element swojej strategii dekarbonizacyjnej i źródło zielonych produktów dla klientów biznesowych zainteresowanych redukcją śladu węglowego.
Fortum - Biogazowe partnerstwa
Fortum, firma o skandynawskich korzeniach, wykorzystuje doświadczenia z rynków nordyckich, gdzie biogaz i biometan są już istotnym elementem miksu energetycznego. W Polsce Fortum:
- Realizuje projekty biogazowe we współpracy z lokalnymi przedsiębiorstwami komunalnymi
- Rozwija koncepcję lokalnych centrów energetycznych, łączących biogazownie z systemami ciepłowniczymi
- Testuje innowacyjne technologie zwiększające efektywność produkcji biogazu
Polskie Sieci Gazowe - Przygotowanie infrastruktury
Operator systemu przesyłowego i spółki dystrybucyjne podejmują działania mające na celu przygotowanie infrastruktury do przyjmowania zwiększonych ilości biometanu:
- Opracowują standardy techniczne dla przyłączania biometanowni do sieci
- Testują systemy monitoringu jakości wprowadzanego biometanu
- Realizują pilotażowe przyłączenia biometanowni
Korzyści z rozwoju sektora biogazu i biometanu
Rozwój sektora biogazu i biometanu może przynieść liczne korzyści zarówno dla firm gazowych, jak i dla całej gospodarki i środowiska.
Korzyści środowiskowe
- Redukcja emisji gazów cieplarnianych - biometan jest paliwem odnawialnym, a jego wykorzystanie zamiast gazu ziemnego pozwala na redukcję emisji CO₂
- Zagospodarowanie odpadów - biogazownie umożliwiają energetyczne wykorzystanie odpadów organicznych
- Redukcja emisji metanu z rolnictwa - przetwarzanie gnojowicy i obornika w biogazowniach zapobiega emisji metanu, który jest silnym gazem cieplarnianym
- Produkcja nawozów organicznych - masa pofermentacyjna stanowi cenny nawóz o lepszych właściwościach niż surowa gnojowica
Korzyści ekonomiczne
- Dywersyfikacja dochodów rolników - biogazownie rolnicze mogą stanowić dodatkowe źródło dochodów dla gospodarstw
- Tworzenie miejsc pracy na obszarach wiejskich - szacuje się, że budowa 1000 biogazowni o mocy 1 MW może stworzyć około 10 000 stałych miejsc pracy
- Rozwój lokalnych łańcuchów dostaw - biogazownie opierają się głównie na lokalnych substratach
- Zmniejszenie kosztów gospodarki odpadami - energetyczne wykorzystanie odpadów organicznych może być tańsze niż inne metody ich zagospodarowania
Korzyści energetyczne
- Zwiększenie bezpieczeństwa energetycznego - lokalna produkcja biometanu zmniejsza zależność od importu gazu
- Stabilizacja systemu energetycznego - w przeciwieństwie do energii wiatrowej czy słonecznej, biogaz może być produkowany w sposób ciągły i przewidywalny
- Wykorzystanie istniejącej infrastruktury - biometan może być transportowany i wykorzystywany z użyciem istniejącej infrastruktury gazowej
- Możliwość magazynowania energii - biogaz/biometan może stanowić formę magazynowania nadwyżek energii z OZE (poprzez technologie Power-to-Gas)
Perspektywy rozwoju rynku biogazu i biometanu w Polsce
Perspektywy rozwoju rynku biogazu i biometanu w Polsce zależą od wielu czynników, w tym od ram regulacyjnych, dostępności finansowania i zaangażowania kluczowych graczy rynkowych.
Krajowy Plan na rzecz Energii i Klimatu 2021-2030
Zgodnie z KPEiK, Polska planuje zwiększenie udziału biogazu i biometanu w miksie energetycznym. Założony cel to produkcja około 2 mld m³ biometanu rocznie do 2030 roku, co stanowiłoby około 10% krajowego zużycia gazu.
System wsparcia dla biometanu
W trakcie opracowania jest dedykowany system wsparcia dla produkcji biometanu, który może przyjąć formę:
- Feed-in tariff - gwarantowana cena zakupu biometanu wprowadzanego do sieci
- System certyfikatów - podobny do systemu świadectw pochodzenia dla energii elektrycznej z OZE
- Dotacji inwestycyjnych - wsparcie na etapie budowy instalacji
Nowe modele biznesowe
Na rynku pojawiają się nowe modele biznesowe związane z biogazem i biometanem:
- Spółdzielnie biogazowe - tworzone przez grupy rolników dostarczających substraty i współwłaścicieli instalacji
- Biogazownie komunalne - integrujące gospodarkę odpadami z produkcją energii
- Biometan jako paliwo transportowe - rozwój sieci stacji tankowania bioCNG i bioLNG
- Kontrakty corporate PPA dla biometanu - długoterminowe umowy na dostawy biometanu dla odbiorców przemysłowych
Wnioski i rekomendacje
Biogaz i biometan mają potencjał, aby stać się istotnym elementem polskiego sektora energetycznego, przyspieszając transformację w kierunku gospodarki niskoemisyjnej i zwiększając bezpieczeństwo energetyczne kraju.
Aby w pełni wykorzystać ten potencjał, konieczne są jednak działania na wielu płaszczyznach:
- Stworzenie stabilnych i przewidywalnych ram prawnych - dedykowana ustawa o biogazie i biometanie
- Uproszczenie procedur administracyjnych - skrócenie procesu uzyskiwania pozwoleń
- Rozwój dedykowanych instrumentów finansowych - dostosowanych do specyfiki projektów biogazowych
- Intensyfikacja działań edukacyjnych - promowanie wiedzy o korzyściach z biogazowni wśród społeczności lokalnych
- Inwestycje w badania i rozwój - poszukiwanie technologii zwiększających efektywność produkcji biogazu i biometanu
Firmy gazowe, dzięki swojemu doświadczeniu i infrastrukturze, mają możliwość odegrania kluczowej roli w rozwoju rynku biogazu i biometanu. Zaangażowanie takich podmiotów jak ORLEN/PGNiG czy Fortum daje nadzieję, że sektor ten będzie się dynamicznie rozwijał w najbliższych latach, przynosząc korzyści zarówno biznesowi, jak i społeczeństwu oraz środowisku.
