Od niedawna odnotowuje się dynamiczny rozwój sektora biogazu w Unii Europejskiej.

Doskonałym przykładem są nasi zachodni sąsiedzi – Niemcy, gdzie po wprowadzeniu nowelizacji do ustawy o Energiach Odnawialnych w sierpniu 2004 roku w szybkim tempie pojawiają się nowe biogazownie wykorzystujące coraz bardziej zaawansowane technologie. Jak jest w Polsce? Ile jest instalacji produkujących energię z biogazu? Co jest najczęściej stosowanym substratem i gdzie znajdują się przykładowe instalacje, w których oprócz wykorzystania „zielonej” – odnawialnej energii często stosuje się korzystne energetycznie skojarzone wytwarzanie ciepła i elektryczności – kogenerację?

Biogaz w liczbach – statystyki

Biogaz to mieszanina gazów składająca się w znacznej mierze z metanu (CH4) oraz dwutlenku węgla (CO2) .  Podstawowym źródłem biogazu mogą być:

  • wysypiska odpadów
  • oczyszczalnie ścieków
  • biogazownie rolnicze i komunalne

W Polsce istnieje 126 działających instalacji pozyskujących biogaz na cele energetyczne (stan na 31.12.2009 wg URE). Łączna moc wytwarzana w elektrowniach biogazowych wynosi około 70,88 MW. Wykres 1 przedstawia ilość produkowanej mocy dla poszczególnych województw.

Małe elektrownie i elektrociepłownie biogazowe

Najbardziej rozpowszechnione w Polsce są małe elektrownie (lub elektrociepłownie) biogazowe przy wysypiskach odpadów, które stanowią  ponad połowę wszystkich instalacji tego typu. Kolejną co do wielkości grupę zajmują instalacje pozyskujące biogaz z oczyszczalni ścieków, których w kraju łącznie jest 46. Najmniej, bo tylko 6, jest biogazowni rolniczych, jednak zainteresowanie tego typu inwestycjami wciąż wzrasta. Ilościowy udział poszczególnych instalacji ze względu na typ substratów przedstawia wykres 2.

Produkcja energii z biogazu może następować w dwojaki sposób:

  • rozdzielnie (osobna produkcja elektryczności lub ciepła)
  • produkcja energii elektrycznej i cieplnej w skojarzeniu – kogeneracja rozproszona (CHP –combined heat and power)

Z energetycznego, ekologicznego i ekonomicznego punktu widzenia znacznie bardziej korzystne jest wytwarzanie energii w skojarzeniu, ponieważ jest to proces przebiegający z wyższą sprawnością (produkując energię w skojarzeniu lepiej wykorzystywana jest energia chemiczna paliwa).

W dalszej części artykułu przedstawione zostaną wybrane instalacje wykorzystujące biogaz w celach energetycznych.

Energia z odpadów – wykorzystanie gazu składowiskowego

Najczęściej stosowanym substratem dla małych elektrowni (i elektrociepłowni) biogazowych w Polsce jest gaz składowiskowy. W kraju istnieją 74 instalacje zlokalizowane przy składowiskach odpadów, co stanowi 59% ogólnej liczby wszystkich elektrowni biogazowych.  Energia pozyskana w ten sposób przyczynia się dwojako do ochrony środowiska:

  • ogranicza emisję CO2, która powstałaby, gdybyśmy zamiast biogazu wykorzystali paliwa kopalne;
  • pozwala efektywnie wykorzystać odpady, ponadto zapobiega niekontrolowanemu uwalnianiu się i samozapłonowi metanu (którego potencjał tworzenia efektu cieplarnianego jest wyższy niż  CO2).

Przykład – Mała elektrownia biogazowa Sobuczyna (woj. śląskie)

Przykład – Mała elektrownia biogazowa Lubin

Mała elektrownia biogazowa Lubin

 

Zlokalizowana jest na Składowisku Odpadów w Lubinie, pracuje od sierpnia 2007 roku. Właścicielem elektrowni jest Firma JANEX Jan Busse. Roczną produkcję energii szacuje się na 8280 MWh, co pozwala zmniejszyć emisję o 14 000 t CO2 rocznie. Gaz pochodzący z 98 studni na składowisku, dostarczany jest do silnika CAT 3516 o mocy 1150 kW i jest w stanie zaopatrzyć w energię ponad 5 tys. gospodarstw domowych. Instalacja dodatkowo posiada trzy niezależne zespoły prądotwórcze WOLA 180 kW eksploatowane przez właściciela. Łączna energia wyprodukowana przez zespoły urządzeń to około 12 200 MWh rocznie.

 

Fot. 2. Mała elektrownia biogazowa Lubin (fot. ENER-G Polska)

Przykład – Mała elektrownia biogazowa – Kąsie (gmina Bełchatów)

Ścieki źródłem energii – zagospodarowanie biogazu oczyszczalnianego
Innym przykładem zagospodarowania biogazu do celów energetycznych jest wykorzystanie metanu wydzielającego się w oczyszczalniach ścieków. 46 polskich oczyszczalni  wyposażonych jest w instalacje do produkcji ciepła lub moduły ko generacyjne, dzięki którym można produkować energię.  Bardzo korzystne ze względów energetycznych i ekonomicznych są oczyszczalnie ścieków wyposażone w komory fermentacyjne (tzw. wydzielone komory fermentacyjne WKF). Gaz fermentacyjny, który powstaje w komorach jako produkt uboczny biologicznej degradacji, jest stosunkowo bogaty w metan, więc jego wykorzystanie do wytwarzania energii jest opłacalne.

Przykład – Oczyszczalnia Ścieków „Kujawy” w Krakowie

Biogazownia rolnicza – prąd, ciepło i nawóz

W ostatnim czasie coraz większą popularność zyskują biogazownie rolnicze, w których substratem do produkcji metanu, a następnie energii mogą być:

  • rośliny, np. buraki cukrowe i pastewne, zboża, kukurydza, wierzby, topole, słoma czy nadwyżki z trwałych użytków rolnych,
  • odpady przetwórstwa rolnego i spożywczego, np. gnojowica, obornik, wywar gorzelniany, gliceryna, odpady  poubojowe, przemysłu mleczarskiego, resztki żywności.

Przykłady – Biogazownia w Pawłówku (gmina Przechlewo)

Przykład – Biogazownia w Płaszczycy (gmina Przechlewo)

Przykład – Biogazownia w Koczale

Podsumowanie

Obecnie udział sektora biogazu, tak jak i innych odnawialnych źródeł energii, na Polskim rynku nie jest wysoki. Największe znaczenie ma biogaz powstający na wysypiskach śmieci oraz przy oczyszczalniach ścieków, z czego za produkcję prądu odpowiedzialne są głównie te pierwsze. Szansą na rozwój sektora jest coraz większe zainteresowanie inwestorów biogazowniami rolniczymi, które pomimo popularności na zachodzie w Polsce wciąż stanowią rzadkość.


Źródła:

  • www.ure.gov.pl – Urząd Regulacji Energetyki
  • www.energ.pl
  • www.poldanor.com.pl
  • www.ces.com.pl

Dominika Nowicka

Cały artykuł – GLOBEnergia 3/2010

wykorzystanie biogazu