dr hab. Adam Kupczyk - prof. WIP SGGW

mgr Agnieszka Wójcik doktorantka SGH

????/

Biogaz rolniczy na przestrzeni lat

Energia jest motorem rozwoju gospodarczego. Tradycyjne (kopalne) zasoby, systematycznie się zmniejszają a wykorzystanie proporcjonalnie rośnie. Rozwiązań tego problemu należy szukać w wykorzystywaniu odnawialnych źródeł energii.

Naturalny proces zastępowania starszych generacji nowymi można obecnie najlepiej zaobserwować w sektorze energetyki i odnawialnych źródeł energii, a szczególnie w biopaliwach transportowych, produkowanych z biomasy stałej, ciekłej czy biogazu (rolniczego, wysypiskowego oraz ze ścieków). Zmiany w pozyskiwaniu energii, a dokładnie zastępowanie jednej technologii-generacji energii drugą, wydajniejszą przedstawia rysunek poniżej.

Źródło: Nestorowicz P. Organizacja na krawędzi chaosu. PWSB Kraków 2001

Pierwszym przełomowym odkryciem na skalę światową w dziedzinie biopaliw transportowych były biopaliwa 1 generacji. Obecnie zbliża się era biopaliw 2.generacji oraz biopaliw i bioenergii z surowców odpadowych [Promotion …2008]. W tabeli 1, poniżej przedstawiono krótkie charakterystyki poszczególnych generacji biopaliw transportowych, od 1 do 4. Należy też zauważyć ogromną rolę surowca odpadowego oraz lignino-celulozowego przy produkcji biopaliw transportowych kolejnych generacji, które nastąpią po generacji pierwszej. Polska posiada ok. 12% biomasy.

Tabela 1. Generacje biopaliw transportowych istotne dla rozwoju bioenergetyki

Nazwa generacji	Opis	Uwagi/ Faza życia w Polsce i innych krajach
1.generacja	- Bioetanol (BioETOH), produkowany z roślin jadalnych - czyste oleje roślinne (PVO) - biodiesel stanowiący estry metylowe (RME) albo etylowe oleju rzepakowego - biodiesel powstający z transestryfikacji olejów posmażalniczych - biogaz oczyszczony, powstający z zawilgoconego gazu wysypiskowego, z oczyszczalni ścieków lub biogaz rolniczy - bioETBE - powstający w wyniki przeróbki chemicznej bioetanolu (przelicznik bioetanolowy= 0,45)	Pierwsza faza biopaliw mająca wiele wad. W Polsce estry w fazie rozwoju, bioetanol w fazie dojrzałości. Nadal prowadzone są wieloletnie badania nad tą generacją. Przewidywana była silna pozycja Polski w UE w tych sektorach. Modernizacja (bioetanol) wzrost zdolności produkcyjnych (biodiesel, bioetanol 1-fazowy).
2.generacja	- bioetanol otrzymywany w wyniku zaawansowanych procesów hydrolizy i fermentacji biomasy lignocelulozowej - syntetyczne biopaliwa stanowiące produkty przetwarzania biomasy odpadowej i lignocelulozowej poprzez zgazowanie i odpowiednią syntezę na ciekłe komponenty paliwowe (BtL) - biodiesel, otrzymywany w wyniku wodorowych procesów hydroodtleniania i dekarboksylacji olejów roślinnych i tłuszczów zwierzęcych - biogaz jako syntetycznie otrzymywany gaz ziemny (SNG) - biowodór	Koncepcja biopaliw 2. generacji opiera się na założeniu, że surowcem do ich wytwarzania powinna być zarówno biomasa jak i odpadowe oleje roślinne i tłuszcze zwierzęce oraz wszelkie odpadowe substancje pochodzenia organicznego, nieprzydatne w przemyśle spożywczym czy też leśnym.
3.generacja	- biowodór i biometanol, otrzymywane w wyniku zgazowania lignocelulozy i syntezy produktów zgazowania lub w wyniku procesów biochemicznych (opracowanie technologii powszechnego otrzymywania i wdrożenia biopaliw 3. generacji szacowane na 2030 r.)	Otrzymywane podobnie jak biopaliwa 2. generacji, ale z odpowiednio modyfikowanego surowca na etapie uprawy m.in. przy pomocy molekularnych technik biologicznych (uprawy drzew o niskiej zawartości ligniny, rozwój upraw z wbudowanymi enzymami (biowodór, biometanol, biobutanol).
4.generacja	- surowcami mogą być rośliny o zwiększonej, nawet genetycznie asymilacji C02 już w czasie uprawy, a stosowane technologie muszą uwzględniać wychwyt ditlenku węgla w odpowiednich formacjach geologicznych poprzez doprowadzenie do stadium węglanowego lub składowanie w wyrobiskach ropy naftowej i gazu. - wydzielona nowa generacja ze względu na konieczność zamknięcia bilansu ditlenku węgla lub eliminacji jego oddziaływania na środowisko.	Dłuższa w czasie perspektywa wdrożenia.

Źródło: opracowanie własne na podstawie: Kulczycki A., Dołęga A., Biopaliwa w Polsce. Konferencja nt. Rynek paliw-Strategia rządowa, 24-25 listopada 2008, Infor-media, Hotel Marriott, Warszawa

Badania nad biopaliwami 2. generacji, produkowanymi z roślin energetycznych i odpadów, w wielu krajach są na tyle zaawansowane, że obecnie planowana jest ich produkcja w skali przemysłowej. W krajach, gdzie uregulowania prawne, nakazujące zbieranie tłuszczów odpadowych funkcjonują sprawnie (np. Austria), znaczna cześć biokomponentów 1.generacji produkowana jest z surowców odpadowych.

Rozwój energetyki biogazowej na kontynentach

W Europie biogazownie rolnicze są bardzo powszechnym i rozwijającym się zjawiskiem. Dla przykładu można podać, że w Niemczech, kraju uznawanym za „biogazowego lidera” jest, około 5000 biogazowni. Drugim w kolejności krajem jest Wielka Brytania . Obydwa te kraje łącznie wytwarzają niemal 70% całkowitej produkcji biogazu w UE (w ujęciu energetycznym). Natomiast łącznie energia wytwarzana, w biogazowniach UE wynosi ok. 1,7 PJ rocznie i ciągle zwiększa się.

Warto też przyjrzeć się jak wygląda sytuacja na innych kontynentach.

W krajach Ameryki Południowej działa wiele anaerobowych oczyszczalni ścieków, ale nie ma wielu informacji na temat anaerobowego uzdatniania odpadów stałych. Pomimo podjęcia działań mających na celu wybudowanie takich zakładów, to do tej pory nie zakończyły się one powodzeniem, głównie ze względu na brak środków finansowych.

      W Ameryce Północnej tj. głównie w Stanach Zjednoczonych, które nie podpisały protokołu z Kioto, rząd stara się usilnie dążyć do wykorzystania energii odnawialnej. Podobnie jest w Kanadzie. Plany na przyszłość zakładają, że  na uniwersytetach północnoamerykańskich prowadzone mają być  badania nad anaerobowym przetwarzaniem odpadów. Pierwsze efekty tych badań można znaleźć w wielu raportach sporządzanych już w latach sześćdziesiątych i siedemdziesiątych. Jednak duża awaria podczas budowy biogazowi na Florydzie w połowie lat siedemdziesiątych wywarła bardzo negatywny wpływ na wszystkie planowane wówczas przedsięwzięcia w tej dziedzinie. Dlatego też  w obecnie nie ma działających biogazowi w Ameryce Północnej, prowadzone są natomiast rozmowy z doświadczonymi w tej branży przedsiębiorstwami europejskimi. Warto wspomnieć, że Amerykanie chcą otrzymywać gaz w swoich elektrowniach biogazowych z indyczych odchodów. Ten nowatorski projekt ma zasilać w energię 60 000 domków jednorodzinnych

     W  Chinach natomiast jest już kilka milionów biogazowi od sześciu do siedmiu milionów. Trzeba jednak wziąć pod uwagę to czy do tych kilku milionów biogazowi zalicza się wszystkie czy tylko te czynne instalacje. Podobnie jest w przypadku biogazowi w Indiach, których liczba też sięga już blisko miliona, chociaż nie wiadomo czy są one wszystkie czynne. Należy jednak zaznaczyć, że biogazownie w tych wspomnianych dwóch krajach zostały wykonane sposobem gospodarczym i działają w oparciu o podziemne, niezaizolowane komory fermentacyjne. Oznacza to, że są to obiekty o bardzo prostej konstrukcji uważane jednak za tanie i efektywne. Jako surowiec stosowane są w nich nawozy zwierzęce i resztki organiczne z domów a następnie przerabiane w trybie fermentacji periodycznej. Raz do roku komory fermentacyjne opróżnia się a substrat wywozi na pola jako nawóz. Magazynowany biogaz wykorzystuje się głównie na potrzeby własne do oświetlenia pomieszczeń oraz przygotowania posiłków.

Chociaż raporty dotyczące produkcji biogazu w Azji dotyczą przede wszystkim Chin oraz Indii to biogazownie działają również w innych krajach Azjatyckich takich jak Wietnam czy Tajlandia. W ciągu ostatnich kilku lat rynek biogazowi znacznie rozwinął się też w Japonii oraz w Korei. Powstało tam wiele nowoczesnych biogazowi rolniczych. Ich nowoczesność opiera się na technologiach stosowanych w krajach europejskich (Niemcy, Dania, Austria) tzn. że biogazownie te zostały wybudowane do przetwarzania odpadów biologicznych (odpady organiczne separowane od innych odpadów w gospodarstwach domowych i restauracjach) oraz w celu przetwarzania gnojowicy. Podobnie jak w Niemczech czy w Danii, w Japonii mamy do czynienia zarówno z dużymi scentralizowanymi biogazowniami jak i z  małymi biogazowniami, których wielkość dostosowana jest do wielkości gospodarstw rolniczych. W Korei sytuacja jest podobna tyle tylko, że Koreańczycy znajdują się dopiero na początku początkowego rozwoju tej technologii.

     Warto podkreślić, że mieszkańcy Azji mają ogromne ponad 100 letnie doświadczenie w eksploatacji, biogazowni, które nie wymagają zbyt dużych nakładów finansowych. Natomiast w Australii i Oceanii jest tylko znikoma ilość biogazowi, które służą do przetwarzania resztek zwierzęcych. Jednak od pewnego czasu, biogazownie działają przy uniwersytetach w celach badawczych. Tu również podobnie jak w Stanach Zjednoczonych na licencji wykupionej z krajów europejskich ma powstać duża biogazownia do przerabiania segregowanych odpadów w miejscu ich powstawania.

     Tak, więc biogazownie zaczynają odgrywać coraz to większą rolę w energetyce a rozwój ich zaczyna być zauważalny już nie tylko w Europie, ale też na innych kontynentach.

Biogaz rolniczy w Polsce

Rynek biogazu rolniczego w Polsce ma marginalne znaczenie. Do roku 2005 biogaz wytwarzany był tylko jako produkt uboczny na wysypiskach odpadów komunalnych oraz w oczyszczalniach ścieków (tabela 1). Obecnie wytwarzane jest nieco ponad 11 mln m³ biogazu otrzymanego z odpadów zwierzęcych i rolniczych, głownie w biogazowniach firmy Poldanor.
Źródło: EuroObserv`ER IEO 2008.

Dużym problemem jest szereg barier występujących w otoczeniu biogazu. Bariery te podzielić można na: społeczne, organizacyjne, techniczno-technologiczne, ekonomiczno-prawne. W skład poszczególnych barier wchodzą kolejno:

• do barier społecznych:

• obawy ewentualnych inwestorów w związku z niepewnymi aspektami prawnymi, problemami techniczno-technologicznymi i substratowymi

• w Niemczech oze to 300 tys. miejsc pracy w oze, silne, znaczące lobby, mające przedstawicieli w parlamencie. W Polsce- znikome oddziaływanie, marginalne zatrudnienie, -niechęć do wspólnego budowania obiektu- biogazowni/bioelektrowni

• złe postrzeganie firm, które chcą kupić/dzierżawić teren (np. na 10 lat) pod biogazownię i kupować surowiec w miejscu budowy biogazowni/bioelektrowni od rolnika.

• do barier organizacyjnych:

• ogromne rozdrobnienie organizacyjne biogazowni i biogazu; podległość pod: MRiRW, MG, MOŚ, MF, i in.

• brak zaplecza technicznego i merytorycznego

• konieczność korelacji produkcji biogazu/energii elektrycznej z odbiorem ciepła, szczególnie na wsi, gdzie ciepło nie znajduje nabywców

• ograniczona dostępność biomasy o odpowiedniej ilości, w odpowiednim czasie

• brak instalacji demonstracyjnych w Polsce

• konieczność zmian w zakresie uzyskiwania pozwolenia na przyłącze

• konieczność wydzielania odrębnego podmiotu (spółki) wewnątrz gospodarstwa rolnego zajmującego się produkcją energii elektrycznej, niezależnie od wielkości obrotu

• brak wiarygodnej, silnej jednostki ze sfery ekonomii (najlepiej PIB), która jednoznacznie mogłaby określić (zarekomendować) optymalne parametry biogazowni

• brak krajowych laboratoriów badawczych (np. regionalnych)

• brak wiarygodnych, dyplomowanych ekspertów krajowych, znających tematykę biogazowni/bioelektrowni

• do barier techniczno-technologicznych

• chęć budowy przez zainteresowanych biogazowni/bioelektrowni zbyt dużej mocy co najmniej 1MWe przynoszącej duże przychody, pokusa budowy jak największej biogazowni, w konsekwencji niedopasowania wielkości biogazowni do podaży substratów występują określone problemy eksploatacyjne i ekonomiczne (bardziej prawdopodobne bankructwo),

• zainteresowanie małymi biogazowniami już od 0,1 MWe, budowanymi wspólnie przez rolnikow (50 ha kukurydzy; inne uboczne/odpadowe substraty) i brak takiego modułu w ofercie firm, funkcjonujących na rynku

• brak polskiej myśli technicznej i technologii, dotychczas zakup drogich technologii z krajów UE, głównie z Niemiec, ale i z Austrii, Danii, Holandii czy Belgii.

• początkowe nieudane próby uruchomienia produkcji niektórych elementów do instalacji biogazowych w Polsce, obecnie nieco odmienne oblicze tego zagadnienia

• do barier ekonomiczno-prawnych

• brak stabilnego wsparcia źródeł energii odnawialnej w postaci aktu prawnego w randze ustawy, biogaz jako ważne oze wymagałby sam takiego wsparcia,

• brak stabilnej sytuacji w zakresie wykorzystania frakcji pofermentacyjnej (podstawa do funkcjonowania biogazowni rolniczych)

• obecnie brak możliwości łączenia certyfikatów przez biogazownie (zapis Prawa energetycznego, 2007, obecnie przewidywane są zmiany w tym dokumencie w najbliższym czasie)

• certyfikaty, nawet w przypadku ich łączenia nie są narzędziem satysfakcjonującym takim jak gwarancja stałej ceny na sprzedaż i/lub dopłatę do energii elektrycznej i ciepła z e źródeł odnawialnych (system EEG i funkcjonuje w Niemczech, Czechach, Chinach, łącznie w 23 krajach na całym świecie)

• wysoka bariera kapitałowa budowy obiektu, nawet przy wykorzystaniu środków publicznych

• dostępność środków publicznych wymaga wielu skomplikowanych dokumentów (biurokracja)

• długi okres zwrotu kapitału zainwestowanego w biogazownię (6-12 lat), gdy wejdzie możliwość łączenia certyfikatów (zielonego i z kogeneracji) skróci się o ok. 50%,

• aspekty prawne związane z Naturą 2000.

Jednak mimo tych barier prowadzonych jest szereg reform na rzecz rozpowszechniania biogazowni w Polsce. Rząd stworzył m.in. tzw. program rozwoju biogazownii rolniczych który to przewiduje budowę sieci małych instalacji na terenach o dużej powierzchni rolnej, które oprócz zabezpieczenia energetycznego będą narzędziem redukującym negatywny wpływ energetyki i rolnictwa na środowisko. Strategia ta sprawdziła się już w Niemczech, gdzie w ciągu dekady liczba biogazowni wzrosła z 400 do niespełna 5 tysięcy [Schattauer A., 2008]. Budowane są tam najczęściej instalacje o niewielkiej mocy energetycznej, przeciętna moc urządzeń wynosi około 0.3 MWe (w przeliczeniu na urządzenia wytwarzające energię elektryczną. Małe rozmiary inwestycji są uzasadnione ograniczonym dostępem do surowca, a także obowiązkami z zakresu ochrony środowiska nakładanymi na rolników (zwłaszcza prowadzących intensywną produkcję zwierzęcą). Potencjał produkcyjny rolnictwa w Polsce pozwala na uzyskanie substratów energetycznych umożliwiających wytworzenie ok. 5 - 6 mld m³ biogazu rocznie, który spełnia parametry czystości odpowiadające gazowi ziemnemu. Potencjał ten zakłada (na realnym poziomie) wykorzystanie w pierwszej kolejności produktów ubocznych rolnictwa, płynnych i stałych odchodów zwierzęcych oraz produktów ubocznych i pozostałości przemysłu rolno-spożywczego. Głównym celem tego programu jest też: poprawa bezpieczeństwa energetycznego poprzez dywersyfikację źródeł dostaw i miejsc wytwarzania nośników energii, realizacja działań zmierzających do poprawy stanu środowiska naturalnego, wykorzystanie dostępnego potencjału energetycznego, jakim dysponuje rolnictwo krajowe. Autorzy Programu szacują, że osiągnięcie tych celów pozwoli na zrealizowanie takich zamierzeń długofalowych jak osiągnięcie do roku 2013 produkcji biogazu na poziomie nie mniej niż 1 mld m³ a do roku 2020 na poziomie 2 mld m³ .

Tabela 5. Niektóre uwagi dotyczące produkcji biogazu na Podlasiu (badania SOCOTEC-Polska)

Czynnik	Rozpatrywane substraty na Podlasiu	Przebieg - zasady doboru substratów	Inwestorzy/grupy inne na Podlasiu
W ramach poszukiwań w 2009 r.	- pozostałości z procesów produkcji w mleczarstwie (serwatka, i in) - kiszonka z kukurydzy - kiszonka z zielonek - trawy z Parków Narodowych -trawy pochodzenia komunalnego - obornik, gnojówka i gnojowica - resztki z wytłoczenia rzepaku -słoma rzepakowa - słoma zbożowa - resztki z lasu - odpady z zpow - odpady z ubojni i zakładów mięsnych, masarni - rośliny energetyczne, wieloletnie - buraki cukrowe, wysłodki, liście buraczane - łęty ziemniaczane - wywar z gorzelni	1. ilość surowców w okresie eksploatacji i przez cały rok nie mniejsza niż zapotrzebowanie do osiągnięcia mocy znamionowej 2. jednorodny w przybliżeniu skład procentowy substratów i pilnowanie by bakterie fermentacyjne nie usnęły. 3. bardziej wartościowe substraty można wozić z odległości do ok. 30 km, rozwodnione- praktycznie wykorzystujemy na miejscu (gnojowica, serwatka). 4. Przydatność (produktywność) substratów i mieszanek substratów do produkcji biogazu powinno badać się w wyspecjalizowanych, akredytowanych jednostkach, żeby mieć pewność pozyskania biogazu w odpowiednich ilościach.	- zakłady mleczarskie (np. Piątnica) - najwięksi producenci rolni (kilkaset ha kukurydzy) - producenci biopaliw transportowych 1.generacji z kraju - developerzy i bankowcy - kapitał zagraniczny - zakłady mające potencjał i zaplecze (np. cukrownie) - zakłady posiadające najcenniejszą biomase (np. masarnie, ubojnie) - wysypiska śmieci, oczyszczalnie ścieków - firmy/organizacje powiązane z energetyką zawodową, krajowe I zagraniczne.

Poza działaniami krajowymi także Unia Europejska zdecydowała się na przeznaczenie dużej części funduszy unijnych na programy i strategie wspierające rozwój produkcji energii z biomasy w Polsce. Jako jeden z programów można wymienić strategię „Biogazownia w każdej gminie do 2020 roku”, który zakłada wdrożenie programu budowy ok. 2000 biogazowni rolniczych. [Kamieński, 2009]. W 2009 r. przyjęto jako priorytet usuwanie barier rozwoju dla biogazowni. W 2010 r. sporządzony zostanie przewodnik dla inwestorów zainteresowanych realizacją budowy biogazowni rolniczych, zawierający m.in. typowe projekty biogazowni. W 2009/2010 r. przeprowadzona będzie kampania informacyjna na temat korzyści wynikających z budowy biogazowni. Jedną z nich ma być wprowadzenie „świadectw pochodzenia biogazu” rolniczego do sieci dystrybucyjnej gazowej.

Program „Innowacyjna Energetyka. Rolnictwo Energetyczne” z lutego 2009 roku zakłada stworzenie optymalnych warunków rozwoju biogazowni rolniczych wytwarzających biogaz w oparciu o surowce rolnicze. Określa także późniejsze wykorzystanie wytworzonego w gospodarstwie rolnym biogazu jako nośnika energii elektrycznej, cieplnej a także gazowej, która może być dostarczana także innym odbiorcom sieci przesyłowej biogazu.

Program ten jest jednak bardzo nowoczesny i przełomowy dla sektora biogazu.

Wielu ekspertów uważa więc , że zaproponowane w nim zmiany są zaledwie ewolucyjne, a więc powolne, natomiast rozwój sektora, tak bardzo zapóźnionego mogą zapewnić jedynie zmiany systemowe, gwałtowne, z odważnymi krokami.

W związku z powyższym zaproponowano trzy prognozy dla sektora biogazu rolniczego, które znacznie różnią się od siebie założeniami a w końcowym efekcie-przewidywanymi rezultatami ilościowymi.

Główne założenia tych wariantów

NISKI	ŚREDNI	WYSOKI
Warunek wyjściowy
Skasowanie podstawowych barier rozwoju sektora	Skasowanie podstawowych barier rozwoju sektora	Skasowanie podstawowych barier rozwoju sektora
Podstawa wariantu
Program „Innowacyjna gospodarka. Rolnictwo energetyczne”	Program „Innowacyjna gospodarka. Rolnictwo energetyczne”	Podejście do problemu od nowa (metoda „czysta kartka”).
Główne założenia wariantu
jak w Programie „Innowacyjna gospodarka. Rolnictwo energetyczne”	jak w Programie „Innowacyjna gospodarka. Rolnictwo energetyczne” dodatkowo: łączenie świadectw pochodzenia różnych kolorów (za zieloną energię i kogenerację), zmniejszenie liczby podmiotów powiązanych z biogazem, wzmocnienie roli nauki, podjęcie badań w zakresie logistyki surowca rozproszonego.	skoncentrowanie działań w zakresie biogazu w obrębie jednej, silnej organizacji, nawiązanie rzeczywistej współpracy z organizacjami międzynarodowymi, uruchomienie profesjonalnego lobbingu na rzecz biogazu, biogazowni, oze, uproszczenie uwarunkowań prawnych (najlepiej zapis ustawowy) o biogazowniach/bioelektrowniach, ustabilizowanie przychodów biogaz woni z działalności w zakresie biogazu na wiele lat (np. system EEG), wykształcenie grupy niezależnych ekspertów biogazowych wysokiej klasy mię dzynarodowej (niezależni eksperci), inne rozdysponowanie środków na biogazownie, ułatwienia dla firm podejmujących produkcję urządzeń, instalacji do produkcji biogazu, badania nad efektywnością ekonomiczną i logistyką zbioru biomasy rozproszonej (z gospodarstw domowych, przetwórstwa rolno-spożywczego).

Można więc powiedzieć, że aby inwestycje biogazowe w Polsce stały się opłacalne i rozpowszechnione na szeroką skalę, wymagane jest też szereg procesów i zmian na rynku specjalistycznym, w edukacji i obowiązujących przepisach prawa. Inwestorzy powinni uzyskać wsparcie administracyjne i ekonomiczne na sprzedaż energii i przyłączanie biometanu do sieci, a także pozwolenia na wykorzystanie odpadów pofermentacyjnych ( nadal są ograniczone).

Wzrost znaczenia odpadów

Wykorzystanie surowców rolnych, takich jak nawóz pochodzenia zwierzęcego czy mokry obornik oraz innych odpadów zwierzęcych i organicznych do wytwarzania biogazu dzięki wysokiemu potencjałowi oszczędności w emisji gazów cieplarnianych daje znaczne korzyści dla środowiska zarówno przy produkcji energii cieplnej i elektrycznej, jak i stosowaniu jako biopaliwo. Instalacje na biogaz dzięki zdecentralizowanemu charakterowi i regionalnej strukturze inwestycyjnej mogą wnieść znaczący wkład w zrównoważony rozwój obszarów wiejskich i stwarzać nowe perspektywy zarobku dla rolników [Dyrektywa Parlamentu Europejskiego i Rady w sprawie promowania stosowania energii ze źródeł odnawialnych, 2008]

Biogaz w nowym świetle ukazuje znaczenie odpadów, a dokładniej ich rosnącą wartość. W wyniku prowadzenia procesu produkcyjnego żywności powstają produkty celowe, ale też dotychczas niedostrzegane cenne energetycznie surowce.

Jako przykład posłużyć może gospodarstwo w powiecie węgrowskim, PPRS-Turna 008]. o pow. ok. 500 ha, posiadającym 200 krów mlecznych i 100 sztuk bydła opasowego, gdzie obok spełniania zapotrzebowań rolno-spożywczych prowadzona jest też polityka energetyczna i odpadowa.

Tabela 2. Produkty podstawowe, dodatkowe i odpadowe w gospodarstwie energetycznym (układ: obora, gorzelnia, biogazownia)

Obiekt gospodarstwa	Opis wykorzystania produktów, odpadów
- gorzelnia rolnicza	produkcja destylatu rolniczego na sprzedaż, odpad w postaci wywaru cenną paszą zwiększającą przyrosty zwierząt w okresie zimowym jak również cennym substratem do biogazowni, wykorzystanie bioetanolu do napędu bloku energetycznego, wywar jako źródło przychodu (kilka gr. za 1 litr)
- obora, krowy mleczne	produkcja mleka na sprzedaż, cenny odpad w postaci odchodów stanowi substrat do produkcji biogazu razem z innymi odpadami organicznymi gospodarstwa, obornik jako nawóz
- biogazownia	produkcja biogazu na cele energetyczne (elektryczność, ciepło, ew. paliwo transportowe po oczyszczeniu powstałego biogazu) i w efekcie sprzedaż, zagospodarowanie odpadów z gorzelni, odchodów z obory, resztek organicznych z gospodarstwa czy specjalnych upraw energetycznych (niejadalne, kukurydza), możliwość zagospodarowania frakcji pofermentacyjnej we własnym gospodarstwie lub sprzedaż. Gorzelnia część ciepła niezbędną do procesów produkcyjnych może czerpać z biogazowni,

Źródło: opracowanie własne na podstawie kontaktów i współpracy z właścicielem PPRS- Turna

Takie gospodarstwo bioenergetyczne stwarza możliwość czerpania profitów z odchodów zwierząt i innych odpadów gospodarskich zamieniając je w użyteczne źródło energii, czyli biogaz. Granica opłacalności funkcjonowania takiej biogazowni rozpoczyna się w granicy ok. 0,2 MWe. Ważne jest, aby stworzyć ciągłość dostaw substratów, biogazowych aby produkcja energii była jak najbardziej efektywna i przyniosła zwrot zainwestowanych w nią funduszy w możliwie krótkim czasie.

Biogaz, produkowany z odpadów odgrywa obecnie coraz bardziej znaczącą rolę. Według rezolucji Parlamentu Europejskiego z dnia 12 marca 2008 r. w sprawie zrównoważonego rolnictwa i biogazu wysunięto m.in. następujące wnioski:

1. Biogaz stanowi znaczące źródło energii, przyczyniający się do zrównoważonego rozwoju gospodarczego, rolniczego i wiejskiego, a także do ochrony środowiska;

2. Podkreśla, że produkcja biogazu z nawozu zwierzęcego, osadów oraz odpadów miejskich, zwierzęcych i organicznych służy zróżnicowaniu źródeł energii i może w ten sposób coraz bardziej przyczyniać się do poprawy bezpieczeństwa, konkurencyjności i trwałości dostaw energii UE oraz otwierać przed rolnikami nowe perspektywy uzyskania dochodów;

3. Uważa, że stosowanie biogazu szczególnie przy produkcji ciepła i energii elektrycznej przyczyniłoby się w znacznym stopniu do osiągnięcia wiążącego celu, jakim jest dwudziestoprocentowy udział energii ze źródeł odnawialnych w całkowitym zużyciu energii w UE do roku 2020;

Ograniczenie emisji gazów cieplarnianych dzięki wykorzystaniu biopaliw i innych biopłynów uwzględnionych dla celów, o których mowa w Dyrektywie przedstawia następująca tabela:

Tabela 3. Zasady określania wpływu biopaliw, innych biopłynów i ich odpowiedników kopalnych na emisję gazów cieplarnianych. Typowe i standardowe wartości dla biopaliw produkowanych bez emisji netto dwutlenku węgla w związku ze zmianą sposobu użytkowania gruntów.

Ścieżka produkcji biopaliw	Typowe ograniczenie emisji gazów cieplarnianych	Standardowe ograniczenie emisji gazów cieplarnianych
Etanol z buraka cukrowego	61%	52%
Etanol z pszenicy (paliwo technologiczne nieokreślone)	32%	32%
Etanol z pszenicy (gaz ziemny jako paliwo technologiczne w elektrociepłowni)	53%	47%
Etanol z pszenicy (słoma jako paliwo technologiczne w elektrociepłowni)	69 %	69%
Etanol z kukurydzy wyprodukowany we Wspólnocie (gaz ziemny jako paliwo technologiczne w elektrociepłowni)	56 %	49 %
Etanol z trzciny cukrowej	71%	71%
Biodiesel z ziaren rzepaku	45%	38%
Biodiesel ze słonecznika	58 %	51 %
Biodiesel z soi	40%	31%
Czysty olej roślinny z ziaren rzepaku	58%	57%
Biogaz z organicznych odpadów komunalnych jako sprężony gaz ziemny	80%	73%
Biogaz z mokrego obornika jako sprężony gaz ziemny	84%	81%
Biogaz z suchego obornika jako sprężony gaz ziemny	86%	82%

Źródło: Załącznik VII Dyrektywy Parlamentu Europejskiego i Rady w sprawie promowania stosowania energii ze źródeł odnawialnych, 2008

Art. 18 Dyrektywy PE i Rady w sprawie promowania stosowania energii ze źródeł odnawialnych odnosi się do szczegółowych przepisów dotyczących biopaliw. Przede wszystkim ważne jest, aby opinia publiczna została poinformowana o dostępności i płynących dla środowiska korzyściach z wykorzystywania wszystkich poszczególnych źródeł energii odnawialnej w transporcie. Prawo Unii nakłada obowiązek informowania o procentowym składzie mieszanki a w przypadku, gdy zawartość biopaliw przekracza 10% musi być to jasno określone w momencie sprzedaży. Dla celów wykazania spełnienia krajowych obowiązków stosowania energii ze źródeł odnawialnych oraz osiągnięcia celu w zakresie stosowania energii ze źródeł odnawialnych we wszystkich formach transportu, wkład biopaliw wytworzonych z odpadów, pozostałości, niespożywczego materiału celulozowego oraz materiału lignocelulozowego uznaje się za dwukrotnie większy od wkładu innych biopaliw.

Każde państwo UE jest także zobowiązane do dostarczenia raportu o postępie w promowaniu i wykorzystaniu energii ze źródeł odnawialnych. Sprawozdanie to obejmuje w szczególności:

• Sektor energii elektrycznej, sektor ciepłowniczy i chłodniczy oraz sektor transportu

• Rozwój dostępności i wykorzystania zasobów biomasy do celów energetycznych;

• Szacunkowy wpływ produkcji biopaliw i innych biopłynów na bioróżnorodność, zasoby wodne, jakość wody i gleby na ich terytorium

Tabela poniżej przedstawia łączną krajową wartość docelowa w zakresie udziału energii ze źródeł odnawialnych w ostatecznym zużyciu energii brutto w 2020 r.*

Tabela 4. Całkowite cele krajowe

	Udział energii ze źródeł odnawialnych w ostatecznym zużyciu energii brutto, 2005 r. (S2005)	Docelowy udział energii ze źródeł odnawialnych w ostatecznym zużyciu energii brutto, 2020 r. (S2020)
Belgia	2,2 %	13 %
Bułgaria	9,4 %	16 %
Republika Czeska	6,1 %	13 %
Dania	17,0 %	30 %
Niemcy	5,8 %	18 %
Estonia	18,0 %	25 %
Irlandia	3,1 %	16 %
Grecja	6,9 %	18 %
Hiszpania	8,7 %	20 %
Francja	10,3 %	23 %
Włochy	5,2 %	17 %
Cypr	2,9 %	13 %
Łotwa	34,9 %	42 %
Litwa	15,0 %	23 %
Luksemburg	0,9 %	11 %
Węgry	4,3 %	13 %
Malta	0,0 %	10 %
Niderlandy	2,4 %	14 %
Austria	23,3 %	34 %
Polska	7,2 %	15 %
Portugalia	20,5 %	31 %
Rumunia	17,8 %	24 %
Słowenia	16,0 %	25 %
Republika Słowacka	6,7 %	14 %
Finlandia	28,5 %	38 %
Szwecja	39,8 %	49 %
Zjednoczone Królestwo	1,3 %	15 %

* Podkreśla się, że aby móc osiągnąć cele krajowe określone w niniejszym załączniku, w wytycznych w sprawie pomocy państwa na rzecz ochrony środowiska uznano ciągłą potrzebę stosowania krajowych mechanizmów wsparcia, po to by promować energię ze źródeł odnawialnych.

Źródło: Załącznik I Dyrektywy Parlamentu Europejskiego i Rady w sprawie promowania stosowania energii ze źródeł odnawialnych, 2008

Technologia przyszłości we współczesnym ujęciu

Ze względu na wysoką konkurencję wśród koncernów samochodowych i ich wyścig z czasem o wprowadzanie coraz to nowych rozwiązań technologicznych, pojazdów zasilanych paliwem wodorowym będzie z pewnością przybywać. Obecność nowatorskiego modelu w ofercie odzwierciedla prestiż i istnienie firmy motoryzacyjnej w przyszłości. Inwestycja w technologie wodorowe czy biogazowe instalowane w pojazdach mechanicznych to powoli obowiązkowy element kampanii reklamowej każdej marki samochodowej. Najbardziej ekologiczny, sprawny, cichy, nowoczesny, dynamiczny, bezpieczny, komfortowy i zużywający jak najmniej paliwa to z pewnością „samochód przyszłości”.

Przyszłość sektora energetyki a także rynku biopaliw jest uzależniona od wykorzystania energii i substratów pozyskiwanych ze źródeł odnawialnych. Faktem jest, że rozwój gospodarczy każdego kraju Unii Europejskiej musi opierać się w znacznym stopniu na biomasie, energetyce wodnej, wiatrowej lub innym OZE. Sektor biogazu w Polsce to dziedzina, która dopiero zacznie być dostrzegana przez nowych inwestorów, jednak mająca szansę realnie konkurować z dominująca w naszym kraju energetyką opartą na węglu.

Niezwykle ważna w tym procesie jest stymulacja działań prowadzących do popularyzacji wykorzystywania biomasy. Wiele ustaw czeka na modyfikacje odpowiadające potrzebom zmieniającej się gospodarki ( Ustawa „Prawo Energetyczne”, Ustawa o odpadach wraz ze wszystkimi rozporządzeniami, Ustawa o nawozach i nawożeniu, Plan zagospodarowania przestrzennego). Niezbędne jest określenie definicji biogazowni, której obecnie brakuje w polskim prawodawstwie, a także zaklasyfikowanie jej jako inwestycji celu publicznego. Należy określić warunki, jakim ma podlegać ciecz po fermentacji gnojowicy, odpadach roślinnych czy zwierzęcych w komorze biogazowni, stosowana następnie jako naturalny nawóz na polu uprawnym. Jako kraj o dużej powierzchni rolnej mamy doskonałe warunki do upraw roślin energetycznych, a wykorzystanie i budowa biogazowni rolniczych może stać się siłą napędową rozwoju sektora rolniczego w Polsce.

LITERATURA:

1. Action Plan. Ścieżki rozwoju oze do 2020 r., Case Doradc

2. Biogas Barometer EuroObserv`ER, 2008

3. Wiśniewski G., Kassenberg A., Kupczyk A., Ruciński D. i in. „Możliwości wykorzystania odnawialnych źródeł energii w Polsce do roku 2020”, IEO i inne, dla Ministerstwa Gospodarki, 2007

4. Europejskie Centrum Energii Odnawianej (EC BREC) http://www.ibmer.waw.pl

5. Fichtner GmbH & Co KG, Stuttgart, zitiert in: Leitfaden Bioenergie - Planung, Betrieb und Wirtschaftlichkeit von Bioenergieanlagen; Fachagentur Nachwachsende Rohstoffe e. V.

6. Braun R, Wellinger A „Potential of Co- digestion” IEA Bioenergy, task 37 - Energy from Biogas and landfill gas.

7. Schulz W.: From feedstock to feed - In. Processing biogas for natural gas networks, Renewable Energy World, 2004, vol. 7

8. Projekt Ministerstwa Rolnictwa i Rozwoju Wsi “Założenia Programu Rozwoju Biogazowni Rolniczych”, Minister Rolnictwa i Rozwoju Wsi, Warszawa, 2007

9. Dyrektywa Parlamentu Europejskiego i Rady w sprawie promowania stosowania energii ze źródeł odnawialnych, 2009/28/WE,24 kwietnia 2009

10. Strona firmy Polanor S.A. http://www.poldanor.com.pl

11. Schattauer A.,„Trends in Biogas -Technologie & Experiences”; Prezentacja na konferencji German Renewable Energy Day; Słowenia,2008

12. Bonatowska K.; Zielone światło dla biogazowni rolniczych; Ekopartner, Czerwiec 2009

Biogaz rolniczy, Misiaczyk Bartosz, 12/05/2007- www.agroenergetyka.pl

Schulz W.: From feedstock to feed - In. Processing biogas for natural gas networks, Renewable Energy World, 2004

Według „Założeń Programu Rozwoju Biogazowni Rolniczych” , Warszawa 2009

Bonatowska K; Zielone światło dla biogazowni; Ekopartner, czerwiec 2009

16

---