Biogaz w Polsce, biogaz na świecie… Jakkolwiek w wielu miejscach świata sytuacja rynku biogazowego jest bardzo różna – można powiedzieć jedno: nadchodzący czas wygląda bardzo optymistycznie. Przy czym należy też podkreślić, że podstawą do tego optymizmu są technologie biowaste-to-energy, czyli wykorzystanie do produkcji biogazu różnego rodzaju biomasy odpadowej czy w ogóle bioodpadów.
Tekst: dr hab. Inż. Jacek Dach, Instytut Inżynierii Biosystemów, Uniwersytet Przyrodniczy w Poznaniu. Zdjęcie: Pixabay.com
Niemiecki koncept zajmowania dużej powierzchni użytków rolnych dla produkcji upraw energetycznych na potrzeby biogazowni jest generalnie ślepą uliczką. Jak to wygląda w praktyce?
Chiny muszą zadbać o środowisko
Zacznijmy od analizy sytuacji w Chinach. Chiny to najludniejszy i jeden z najbardziej zanieczyszczonych krajów świata. Jednocześnie absolutny lider w zakresie liczby biogazowni – ponad 40 mln instalacji, choć w zdecydowanej większości małych, przydomowych.
Jednym z głównych powodów zanieczyszczenia środowiska (gleb, wód i atmosfery) jest gigantyczny problem z zagospodarowaniem odchodów zwierzęcych. Produkcja zwierzęca zlokalizowana jest w większości na bardzo gęsto zaludnionych terenach wschodnich Chin, dlatego zagospodarowanie grubo ponad miliarda ton obornika, gnojowicy i pomiotu stanowi ogromne wyzwanie.
Dlatego chiński przywódca Xi Jinping ogłaszając w 2016 roku pięć priorytetów rozwoju Chin na najbliższe lata, wymienił wśród nich konieczność rozwoju biogazowni w celu utylizacji odchodów zwierzęcych i poprawy stanu środowiska naturalnego.
Stąd wzmożone zainteresowanie partnerów chińskich pozyskiwaniem nowoczesnych technologii biogazowych oraz rozwiązań w zakresie przetwarzania (szczególnie w kwestii usuwania azotu) i stosowania pofermentu.
Z tego też m.in. powodu w październiku 2017 roku odbyło się w Yantai nad Morzem Żółtym sympozjum nad przetwarzaniem i recyklingiem odchodów zwierzęcych, gromadząc grupę najlepszych specjalistów z Azji, Europy,
Ameryki i Australii.
Dlaczego w Yantai? Jest to stolica prowincji o powierzchni 150 tys. km, w której ilość produkowanych nawozów naturalnych znacznie przewyższa całą polską produkcję. Wizyty studyjne na fermach wprost zalanych nadmiarem gnojowicy, jak też stan czystości rzek (czy też kanałów z gnojówką?) pozwoliły dosadnie poznać wagę problemu.
Jacek Dach o biogazie teraz i w przyszłym roku
Indie potrzebują energii
Indie są krajem równie zanieczyszczonym jak Chiny, pod względem liczby ludności prawie dogoniły chińskiego sąsiada (1,30 mld wobec 1,35 mld mieszkańców), ale w odróżnieniu od Chin cierpią na ogromny deficyt energii elektrycznej.
Wyłączenia prądu są na porządku dziennym. Stąd tak duże zainteresowanie partnerów hinduskich technologiami przetwarzania bioodpadów (ochrona środowiska) na biogaz i energię elektryczną (ratunek dla sieci energetycznych). Polskie wysokowydajne technologie biogazowe III generacji mogące pracować wyłącznie na odpadach biodegradowalnych są szczególnie dobrą odpowiedzią na te potrzeby.
Dlatego w kwietniu 2018 roku odbędzie się w Warszawie pod patronatem prezydenta Andrzeja Dudy kongres „Make in India”, na którym pojawi się być może premier Indii Narendra Modi. Jednym z głównych tematów biznesowych spotkania będzie transfer technologii energetycznych do Indii, więc jest to duża szansa dla naszych firm na eksport technologii lub przedsięwzięcia typu joint venture.
Kraje bogate w substraty
Szczególnym rynkiem biogazowym jest Brazylia. Aktualnie rynek ten jest w powijakach – tymczasem ceny rynkowe prądu (z uwagi na długotrwałą suszę i ograniczone dostawy z elektrowni wodnych) wahają się między 700 a 900 zł/MWh, z uwagi na jego powszechną produkcję w agregatach dieslowskich.
Jednocześnie Brazylia jest krajem zasypanym wręcz potencjalnymi substratami do produkcji biogazu (rozwinięta produkcja roślinna i zwierzęta), a wartość rynkowa energii elektrycznej, która mogłaby być wyprodukowana jedynie z 520 mln ton wytłoków z trzciny cukrowej to ponad 19 mld USD rocznie. Dodajmy, że wytłoki z trzciny cukrowej, słabo fermentujące w typowej technologii NaWaRo, są bardzo dobrym substratem dla polskich technologii III generacji.
Podobna, a w zasadzie nawet gorsza sytuacja w zakresie dostępności energii elektrycznej panuje w wielu krajach Afryki Subsaharyjskiej (choć biomasy jest tam pod dostatkiem). Otrzymywaliśmy w ciągu ostatnich dwóch lat wiele pytań związanych z potencjałem biogazowym różnych substratów dla lokalizacji inwestycji od Nigerii po RPA.
Wydaje się jednak, że bez podobnego zabezpieczenia eksportowego jak to, które uzyskał Ursus na eksport swoich ciągników, ten kontynent jest obarczony najwyższym ryzykiem inwestycyjnym.
Biogazownie – instalacje prośrodowiskowe
Wracając wreszcie do Europy, należy podkreślić wyczerpywanie się potencjału rozwojowego rynków opartych na scenariuszu rolniczo-kiszonkowym (Niemcy, Wielka Brytania, Austria czy Włochy), ale jednocześnie ogromny potencjał tkwiący w biogazie produkowanym na bazie biomasy ubocznej z rolnictwa i odpadów organicznych z przetwórstwa czy też sektora komunalnego.
W przypadku tego drugiego scenariusza za priorytet należy uznać rolę biogazowni jako instalacji prośrodowiskowych, służących do utylizacji bioodpadów, przy okazji wytwarzających biogaz (biometan lub energię elektryczną i ciepło) oraz wartościowy nawóz rolniczy.
W tym przypadku bardzo ciekawe jest porównanie Polski i Niemiec. Niemcy – lider europejski z blisko 9,5 tys. biogazowni rolniczych, przeznaczają co roku ponad 10 proc. rolniczej powierzchni kraju (1,7 mln ha) do produkcji 60 mln t kiszonki z kukurydzy, głównego substratu dla biogazowni.
Sytuacja na rynku jest w stanie zawieszenia – ceny dzierżawy gruntów (oraz kiszonek) wzrosły w ostatnich latach, biogazownie z wysokimi taryfami do produkowanego prądu wciąż trwają (nowe, już bez tych dotacji – w zasadzie nie powstają), ale wszyscy ze zmartwieniem myślą o nadchodzącym momencie zakończenia 20-letnich okresów dotowanych cen za energię. Na tym tle Polska, choć posiada jedynie 95 biogazowni rolniczych (1 proc. liczby niemieckich) jest jednocześnie państwem z największym potencjałem rozwoju rynku biogazowego w UE.
Dysponujemy bowiem potencjałem, który może skierować rozwój polskiego rynku w najbardziej pożądanym obecnie na świecie kierunku biowaste-to-energy, produkcji energii z bioodpadów. Ten potencjał to krajowe technologie III generacji, wyklute w bólach bardzo ciężkiej sytuacji ekonomicznej polskiego rynku OZE w latach 2012-16, jak też ogromna dostępność biomasy odpadowej i bioodpadów.
Blisko 100 mln t odchodów zwierzęcych, kilkanaście mln t słomy zbożowej, kukurydzianej i innej, kilka mln t najróżniejszych odpadów z przetwórstwa żywności oraz refoodu – daje to potencjał biogazowy na poziomie kilkunastu mld m3 rocznie lub ponad 3,5 GW mocy.
Biorąc pod uwagę, że biogazownie jako jedyne (może poza energetyką wodną) instalacje OZE są wręcz predysponowane do pracy szczytowej (dzięki magazynowaniu produkowanego w nocy gazu i wykorzystaniu go w dzień) – moc ta może być zwiększona o 1/3 czy więcej. To wszystko może być osiągnięte przy całkowitym uniknięciu konfliktu na linii produkcja żywności (pasz) względem produkcja biopaliw (wsadu do biogazowni).
Gdybyśmy bowiem chcieli choć w części iść w kierunku niemieckiego scenariusza „kiszonkowego”, to Polska mając powierzchnię użytków rolnych o ponad 1,5 mln ha większą niż Niemcy, mogłaby z łatwością podwoić moc uzyskiwaną z samej tylko biomasy odpadowej.
W przypadku wzięcia pod uwagę przez rząd sektora biogazowego jako części składowej tzw. Planu Morawieckiego – może to oznaczać prawdziwą eksplozję inwestycyjną na tym rynku, opartą na czysto polskiej myśli technologicznej i w przytłaczającej większości na aktywności krajowych podmiotów gospodarczych, często działających lokalnie. Co jest całkowitym przeciwieństwem do ewentualnej inwestycji w elektrownię atomową.