Biorafinerie, biogazownie, produkcja biopolimerów – wszystkie te instalacje mają na celu jedno – bardziej zrównoważone, zgodne z unijnymi regulacjami oblicze polskiego przemysłu. Wchodząc głębiej w kierunki realizacji tego celu mamy po pierwsze wprowadzanie w życie GOZ, a po drugie odchodzenie polskiej gospodarki od paliw kopalnych. Jakie surowce są najlepszym kandydatem do produkcji biogazu w naszym kraju? Wykorzystanie których roślin do produkcji biopolimerów pozwoli na jak największe obniżenie poziomów emisji gazów cieplarnianych?
Polskie biogazownie: niewiele, ale z dobrą technologią
Polski rynek biogazu, choć niewielki w porównaniu choćby z innymi europejskimi krajami takimi jak Niemcy czy Dania, posiada dobrze rozwinięte technologie – pod tym względem jest zdecydowanie gotowy na szybkie wzrosty. – Należy podkreślić, że polski rynek biogazu, choć wciąż bardzo mały na tle Europy – dysponuje bardzo nowoczesnymi, rodzimymi technologiami fermentacji, które są w stanie w wysokowydajny sposób przetwarzać niezwykle szeroką gamę biomasy ubocznej z rolnictwa i bioodpadów – mówi w opracowaniu „Biogaz w Polsce 2020” dr hab. inż. Haliny Kowalczyk-Juśko z Uniwersytetu przyrodniczego w Lublinie.
Udział biogazowni w produkcji OZE w Polsce utrzymuje się na podobnym, niskim poziomie. Podczas gdy turbin wiatrowych i paneli fotowoltaicznych przybywa jak grzybów po deszczu, nowych inwestycji w biogazowni nie widać, a porównując rok 2020 z 2019, moc zainstalowanych biogazowni nawet spadła:
Tymczasem wyraźnie widać, że efektywność technologiczna polskich biogazowni rośnie – ilość energii elektrycznej wytworzonej z biogazu, jak i samego biogazu pokazuje stabilny trend wzrostowy:
Źródło: Raport Biogaz w Polsce 2020
Dlaczego więc, pomimo wzrostu efektywności biogazowni, nie rośnie sumaryczna moc tych instalacji? Winny jest przede wszystkim spadek cen zielonych certyfikatów, który spowodował zastój rozwoju branży w latach 2016-2018, ale również częste zmiany w systemie wsparcia zielonych energii – wyjaśniają eksperci raportu Biogaz w Polsce 2020. Jest jednak światełko w tunelu dla technologii biogazowych – to strategia „Polityka energetyczna Polski do 2040 roku”. Jej zapisy wyraźnie wskazują, że państwo interesuje się tym rodzajem OZE: „Energetyczne wykorzystanie biomasy – zarówno termiczne, jaki i beztlenowe (biogaz) w biogazowniach oraz na potrzeby produkcji biopaliw – będzie ulegać zwiększaniu”.
Z czego można zrobić biogaz?
Jakie rośliny zasilają polskie biogazownie? Największy udział ma gnojowica (27%), a zaraz za nim ex aequo plasują się odpady warzywno-owocowe oraz wywar pogorzelniany (po 21%). Kiszonka z kukurydzy, dawniej stanowiącą główny materiał wsadowy w polskich biogazowniach, obecnie stanowi już tylko 16%. Przyczyny tych zmian również tłumaczy w raporcie „Biogaz w Polsce 2020” dr hab. inż. Haliny Kowalczyk-Juśko z Uniwersytetu przyrodniczego w Lublinie:
– W doborze substratów ciągle znaczący jest udział kiszonki z kukurydzy jako wydajnego substratu stabilizującego proces, jednak coraz większe znaczenie mają surowce odpadowe. Dzieje się tak, ponieważ odpady są tańsze w pozyskaniu niż kiszonka z kukurydzy, a często charakteryzują się większą wydajnością biogazową – dodaje dr hab. inż. Halina Kowalczyk-Juśko.
Źródło: Raport Biogaz w Polsce 2020
Biogaz wyprodukować można praktycznie z każdej rośliny, ale znaczenie dla opłacalności biznesu ma zawartość suchej masy. Wysoką może pochwalić się kukurydza, rzepak, burak cukrowy i żyto hybrydowe. Kolejnym kryterium jest oczywiście dostępność surowca.
– Co do zasady, opieramy się na roślinach, które są obecnie szeroko uprawiane w Polsce i ich pozostałościach – biogazownie mają charakter lokalny, a my musimy dbać o koszty logistyki surowca. Ważne jest jednak rozróżnienie i podkreślenie, że kluczowe są dla nas substraty odpadowe. Dlatego interesująca może być dla nas słoma albo pozostałości po przetwórstwie owoców i warzyw. Do tego należy dodać gnojowicę, odpady po uboju czy odpady komunalne. Wyznacznikiem są wymagania Dyrektywy RED 2. Aby zaliczyć wyprodukowany biometan na poczet naszych zobowiązań regulacyjnych, surowce muszą być rzeczywiście odpadem, nie mogą mieć zastosowania paszowego. Kryteriów przydatności surowca jest więcej. W przypadku substratów odpadowych często pojawiają się dodatkowe komplikacje technologiczne, musimy brać pod uwagę także inne kryteria środowiskowe. Przykładem jest zawartość wody w substracie – z pewnej perspektywy środowiskowej może być korzystne, by woda znajdowała się już przetwarzanym surowcu, co pozwala zredukować pobór wody świeżej. Staramy się budować portfel wykorzystując różne surowce – kierując się wypadkową kryteriów regulacyjnych, technologicznych, rynkowych. Podobnie jak w przypadku biogazu, także w szerszym kontekście biorafinerii o substratach do produkcji biopaliw myślimy portfelowo. Obok rzepaku dążymy do wykorzystania również zużytego oleju, ale jesteśmy świadomi, że potencjał produkcji w regionie UCO (ang. Used Cooking Oil) nie jest duży. Ilość tego surowca jest zależna i od wielkości jego produkcji w kraju i od stopnia zorganizowania systemu jego zbiórki. W Polsce nie mamy tak dużego potencjału jak np. Belgia, słynna z produkcji frytek i z dobrym systemem zbiórki. W doborze surowca dla biorafinerii ważna jest również odległość instalacji od pól z surowcem: różne rodzaje upraw mają też różne profile emisyjne, zależne od województwa, a my te profile emisyjne staramy się jakoś zbilansować z odległością od naszych instalacji. To daje nam pewną układankę różnych wsadów, z których chcemy korzystać – powiedział w rozmowie z naszym portalem ekspert Grupy Orlen, kierownik działu Zrównoważonego Rozwoju Biznesu, Bartosz Krzemiński.
Surowce dla biogazowni, surowce do produkcji bioplastików
Rola roślin nie musi zamykać się na dostarczaniu nam żywności, czy nawet, jak w przypadku biogazowni, bardziej zrównoważonej energii. Mogą również pomóc nam w wyeliminowaniu plastiku z półek sklepowych. Pionierem wdrożeń na dużą skalę biopolimerów w naszej części Europy jest Grupa Azoty. Spółka opracowała tworzywo na bazie skrobi ziemniaczanej, które razem z Polską Grupą Opakowaniową Opakomet S.A., będzie wypuszczać na rynek biodegradowalne opakowania. Tworzywo jest w stu procentach biodegradowalne, i, co stanowi prawdziwy przełom, wytrzymalsze od tradycyjnej foliówki. Firmę zaskoczył bardzo pozytywny odzew rynku: – Informacje w mediach o planach produkcji biodegradowalnych opakowań z naszego tworzywa wywołały silne zainteresowanie aktualnych klientów Opakometu, jak również wiele zapytań zewnętrznych. Uwaga, którą przyciągnęło biotworzywo ze skrobi ziemniaczanej przerosło wszelkie nasze oczekiwania – powiedział w wywiadzie dla naszego portalu wiceprezes Grupy Azoty, Grzegorz Kądzielawski.
Grupa Azoty, tak jak producenci biogazu, nie zamierza zamykać się w tworzeniu biopolimerów na odpady: – Biorąc pod uwagę nasze tworzywo, skrobię termoplastyczną, bazujemy na mące ziemniaczanej. Natomiast przy nowym tworzywie, nad którym obecnie pracujemy, będziemy bazowali na odpadzie. Staramy się, aby nasze nowe tworzywo było maksymalnie ekologiczne, szukamy więc surowca, który będzie rzeczywistym odpadem, tj. nie ma obecnie szans na jego szersze zagospodarowanie – mówił Grzegorz Kądzielawski.
Czy masowy rozwój biogazowni i produkcji biopolimerów nie spowoduje skoku cen żywności?
Ekspert Grupy Orlen nie widzi takiego zagrożenia i wyjaśnia.
– Głównym celem uprawy roślin nie powinno być wytworzenie biogazu. Biogaz ma być tylko sposobem na wykorzystanie odpadu, czyli tego, co nie zostałoby w żaden inny sensowny sposób zagospodarowane. W ten sposób biometan produkowany z odpadów roślinnych przyczyni się do rozszerzania GOZ i nie będzie konkurował o powierzchnię z roślinami do produkcji żywności – mówi ekspert Grupy Orlen, Bartosz Krzemiński.
I dodaje: – Przede wszystkim staramy się efektywnie wykorzystywać odpady, których utylizacją w tej czy innej formie musiałby zająć się ich producent i ponieść związane z tym koszty. Przejmując to zadanie poprawiamy ekonomikę całego łańcucha wytwórczego. To prawda, że pod względem składu chemicznego wiele surowców mogłoby nadawać się równocześnie do zastosowań żywnościowych i biopaliwowych. W praktyce takie ryzyko jest bardzo ograniczone regulacyjnie – legislacja europejska promuje surowce odpadowe, czyli tak zwanej drugiej generacji, a ogranicza bodźce do wprowadzania biopaliw pierwszej generacji, czyli pochodzących z upraw, które mogą bezpośrednio posłużyć produkcji żywności. Na poziomie Unii Europejskiej jeżeli chodzi o surowce bezpośrednio konkurujące z żywnością, to ta ilość będzie co najwyżej stabilna albo będzie malała procentowo. To jest perspektywa już do roku 2030. Urośnie za to procentowy udział paliw odpadowych (drugiej generacji). Załącznik IX do dyrektywy RED wskazuje jako możliwe do wykorzystania między innymi algi, odpady celulozowe (słoma) i odpady komunalne, tłuszcz pochodzący z ryb, elementy łodyg roślinnych, ścieki, resztki pozostałe po produkcji oleju palmowego. Wyzwanie polega na tym, że wszystkie są bardzo trudne w obróbce, trudno zamienić je w paliwo, a ich dostępność w Europie jest niejednokrotnie bardzo ograniczona. Są one również obłożone istotnymi restrykcjami, np. w przypadku tłuszczy rybich musi to być część, która nie nadaje się do zagospodarowania paszowego, a tego typu surowca jest niewiele. Pomimo wszystkich wymienionych trudności, pozyskanie surowca w konkurencyjnej cenie jest dla nas nadal istotne, ponieważ późniejsze koszty technologiczne związane z przetwarzaniem są stosunkowo wysokie. Dlatego staramy się tak łączyć różne źródła zaopatrzenia, by nie tworzyć sobie dodatkowych wyzwań kosztowych – biopaliwa to bardzo konkurencyjny rynek. Biogaz jest najszczęśliwszym przykładem z tych wszystkich tutaj wymienionych rozwiązań: znamy technologię, wiemy jak go doczyszczać do poziomu biometanu, mamy z czego go wytworzyć. Biogaz wspiera ograniczenie śladu CO2 w zakładach produkcyjnych, a także śladu węglowego sprzedawanych paliw po stronie klientów. Dlatego właśnie w Grupie Orlen stawiamy na biogaz.
