Wprowadzenie

W obliczu wyzwań związanych z transformacją energetyczną i osiągnięciem neutralności klimatycznej, branża gazowa stoi przed koniecznością zmiany swojego modelu biznesowego. Jednym z najbardziej obiecujących kierunków rozwoju jest biometan - odnawialny odpowiednik gazu ziemnego, który może być produkowany lokalnie i wprowadzany do istniejącej infrastruktury gazowej. W niniejszym artykule analizujemy potencjał biometanu w polskim systemie gazowniczym oraz związane z nim wyzwania i szanse.

Czym jest biometan i jak powstaje?

Biometan to oczyszczony i wzbogacony biogaz, którego skład jest zbliżony do gazu ziemnego. Zawiera głównie metan (CH₄) w stężeniu powyżej 95%, co pozwala na jego wprowadzenie do sieci gazowej lub wykorzystanie jako paliwo transportowe.

Proces produkcji biometanu

  1. Produkcja biogazu - fermentacja beztlenowa biomasy (odpady rolnicze, komunalne, osady ściekowe, uprawy energetyczne) prowadząca do powstania surowego biogazu zawierającego 50-65% metanu i 35-50% dwutlenku węgla oraz zanieczyszczenia.
  2. Oczyszczanie biogazu - usuwanie zanieczyszczeń takich jak siarkowodór, amoniak, siloksany czy para wodna.
  3. Uzdatnianie do biometanu - usuwanie dwutlenku węgla i zwiększanie zawartości metanu do poziomu powyżej 95%, najczęściej przy użyciu technologii:
    • Absorpcji wodnej
    • Adsorpcji zmiennociśnieniowej (PSA)
    • Separacji membranowej
    • Absorpcji chemicznej (aminy)
    • Separacji kriogenicznej
  4. Sprężanie i wtłaczanie do sieci lub wykorzystanie jako paliwo transportowe (bio-CNG lub bio-LNG).

"Biometan to rozwiązanie, które pozwala wykorzystać istniejącą infrastrukturę gazową do transportu energii odnawialnej. To prawdziwy pomost między obecnym a przyszłym systemem energetycznym."

- Prof. Anna Kowalska, ekspertka ds. bioenergii, Politechnika Warszawska

Potencjał biometanu w Polsce

Surowce do produkcji

Polska posiada znaczny potencjał surowcowy do produkcji biometanu:

  • Odpady rolnicze - gnojowica, obornik, pozostałości z upraw (słoma, liście buraków)
  • Odpady z przemysłu spożywczego - wysłodziny browarnicze, wywar gorzelniany, odpady z przetwórstwa owoców i warzyw
  • Bioodpady komunalne - resztki żywności, odpady z terenów zielonych
  • Osady ściekowe z oczyszczalni ścieków
  • Uprawy celowe na terenach zdegradowanych lub nieużytkach (kukurydza, sorgo, trawy wieloletnie)

Według szacunków Polskiej Organizacji Rozwoju Technologii Pomp Ciepła oraz Klastra Biogazu, potencjał produkcji biogazu w Polsce wynosi około 7-8 mld m³ rocznie, co po uzdatnieniu dałoby 4-5 mld m³ biometanu. To równowartość około 25% obecnego zużycia gazu ziemnego w kraju.

Obecny stan rozwoju

Mimo znacznego potencjału, rozwój sektora biometanu w Polsce jest dopiero w początkowej fazie:

  • Około 350 biogazowni o łącznej mocy ponad 250 MW
  • Zaledwie kilka instalacji uzdatniania biogazu do biometanu
  • Brak dedykowanego systemu wsparcia dla biometanu (w przeciwieństwie do innych krajów UE)

Korzyści z rozwoju sektora biometanu

Korzyści środowiskowe

  • Redukcja emisji gazów cieplarnianych - biometan ma ujemny ślad węglowy, gdy uwzględnimy uniknięte emisje metanu z rozkładu odpadów
  • Zagospodarowanie odpadów organicznych zgodnie z zasadami gospodarki o obiegu zamkniętym
  • Produkcja wysokiej jakości nawozu organicznego (pofermentu)
  • Ograniczenie zanieczyszczenia wód gruntowych związkami azotu

Korzyści energetyczne

  • Dywersyfikacja źródeł energii odnawialnej
  • Wykorzystanie istniejącej infrastruktury gazowej
  • Możliwość magazynowania energii odnawialnej (rozwiązanie problemu niestabilności OZE)
  • Dekarbonizacja tych sektorów, gdzie elektryfikacja jest trudna (przemysł, ciepłownictwo, transport ciężki)

Korzyści społeczno-gospodarcze

  • Tworzenie miejsc pracy w obszarach wiejskich
  • Dodatkowe źródło dochodu dla rolników
  • Zwiększenie bezpieczeństwa energetycznego poprzez lokalną produkcję
  • Rozwój krajowego know-how i technologii w obszarze biogazu/biometanu

Działania polskich firm gazowych w obszarze biometanu

Grupa Orlen/PGNiG

Największy polski koncern energetyczny podjął już szereg działań w obszarze biometanu:

  • Program "Agroenergia dla biometanu" - wsparcie dla rolników i przedsiębiorców zainteresowanych budową biogazowni
  • Projekty pilotażowe wtłaczania biometanu do sieci gazowej w kilku lokalizacjach
  • Działania na rzecz stworzenia systemu certyfikacji i gwarancji pochodzenia dla biometanu
  • Planowane inwestycje w instalacje o łącznej mocy produkcyjnej do 1 mld m³ biometanu rocznie do 2030 roku

Gaz-System

Polski operator systemu przesyłowego gazu również dostrzega potencjał biometanu:

  • Prace nad standardami przyłączenia instalacji biometanowych do sieci
  • Przygotowanie dedykowanych punktów wejścia do sieci dla biometanu
  • Udział w europejskich inicjatywach dotyczących rozwoju gazów odnawialnych

Mniejsze firmy i start-upy

W Polsce powstają również wyspecjalizowane firmy zajmujące się technologiami biogazowymi i biometanowymi:

  • Producenci instalacji biogazowych
  • Firmy oferujące technologie uzdatniania biogazu do biometanu
  • Dostawcy rozwiązań dla kontroli jakości biometanu
  • Firmy doradcze specjalizujące się w projektach biogazowych

Bariery rozwoju rynku biometanu w Polsce

Bariery regulacyjne

  • Brak dedykowanego systemu wsparcia dla biometanu
  • Skomplikowane procedury administracyjne przy realizacji inwestycji
  • Niekompletne regulacje dotyczące jakości biometanu i warunków jego wprowadzania do sieci

Bariery ekonomiczne

  • Wysokie koszty inwestycyjne instalacji uzdatniania biogazu
  • Niepewność co do przyszłych cen gazu i mechanizmów wsparcia
  • Ograniczona dostępność finansowania dla projektów biogazowych

Bariery techniczne

  • Niewystarczająca gęstość sieci gazowej na obszarach wiejskich, gdzie znajduje się najwięcej surowców
  • Wyzwania związane z zapewnieniem stałej jakości biometanu
  • Ograniczona przepustowość sieci dystrybucyjnej w niektórych regionach

Perspektywy rozwoju rynku biometanu w Polsce

Projektowane mechanizmy wsparcia

Ministerstwo Klimatu i Środowiska pracuje nad nowelizacją ustawy o odnawialnych źródłach energii, która ma wprowadzić:

  • System taryf gwarantowanych dla biometanu (FIT)
  • Aukcyjny system wsparcia dla większych instalacji
  • System gwarancji pochodzenia dla biometanu
  • Uproszczone procedury dla mniejszych instalacji biogazowych

Biometan w kontekście Krajowego Planu na rzecz Energii i Klimatu

W aktualizacji KPEiK przewiduje się wzrost udziału biometanu w miksie energetycznym Polski:

  • Cel na 2030 rok: produkcja około 1 mld m³ biometanu rocznie
  • Cel na 2040 rok: produkcja około 4 mld m³ biometanu rocznie

Biometan a Europejski Zielony Ład

Strategia UE dla biometanu zakłada:

  • Zwiększenie produkcji biometanu w UE do 35 mld m³ rocznie do 2030 roku
  • Włączenie biometanu do systemu handlu emisjami
  • Stworzenie europejskiego rynku biometanu

Podsumowanie

Biometan stanowi obiecujący kierunek rozwoju dla polskiego sektora gazowego, oferując możliwość transformacji w stronę gospodarki niskoemisyjnej przy jednoczesnym wykorzystaniu istniejącej infrastruktury i know-how. Jego rozwój może przynieść liczne korzyści środowiskowe, energetyczne i społeczno-gospodarcze.

Aby w pełni wykorzystać potencjał biometanu, konieczne jest jednak stworzenie sprzyjających ram regulacyjnych oraz systemu wsparcia, który zachęci do inwestycji w tym obszarze. Polskie firmy gazowe, które odpowiednio wcześnie rozpoznają tę szansę i zaangażują się w rozwój biometanu, mogą zbudować przewagę konkurencyjną w zmieniającym się otoczeniu energetycznym.

Biometan nie jest jedynym rozwiązaniem dla dekarbonizacji sektora gazowego, ale stanowi ważny element w szerszym portfolio technologii, obejmującym również wodór odnawialny, technologie magazynowania energii oraz efektywność energetyczną. Wspólnie technologie te mogą umożliwić transformację energetyczną przy zachowaniu bezpieczeństwa dostaw i konkurencyjności gospodarki.