Adam Kupczyk SGGW

Agnieszka Wójcik- Sztandera, doktorantka SGH

Maria Majkowska SGGW

Streszczenie

Celem niniejszego artykułu jest m.in. pokazanie obecnej sytuacji biogazu w Polsce a także ewentualnych przemian. Przemian do jakich może dojść w tym sektorze energetyki w oparciu o tendencje panujące na świecie. Artykuł przedstawia też stan obecny biogazowi na świecie.

Słowa kluczowe: biogaz, bioenergia, gorzelnia, biogazownia, gospodarstwo energetyczne

Summary

The aim of this article is to show the current situation of biogas in Poland as well as possible changes. Transition to what may occur in the energy sector on the basis of trends in the world. This article presents also the current status of biogas in the world.

Keywords: biogas, bioenergy, distillery, biogas plant, farm energy

Biogaz rolniczy. Stan i perspektywy w Polsce na tle tendencji światowych i UE

Od poprzedniej publikacji w GMiL n.t. biogazu minął ponad rok. W tym okresie sektorowi biogazu towarzyszyło szereg wydarzeń krajowych i zagranicznych ( UE) mających wpływ na jego otoczenie. Po szczycie klimatycznym w Poznaniu (grudzień 2008), 24 kwietnia 2009 roku zaakceptowana została ostatnia wersja Dyrektywy 2009/28/EC, która zastąpi od 2011 roku Dyrektywy 2003/30/EC i 2001/77/EC. Program „Kierunki rozwoju biogazowi rolniczych w Polsce” mający silne wsparcie polityczne wszedł w fazę gotowości do realizacji. W uchwalonej przez Sejm 2-go grudnia ub. roku ustawie o zmianie ustawy „Prawo energetyczne” oraz o zmianie niektórych innych ustaw, wprowadzono definicje „ biogazu rolniczego” a także przewidziano objęciem systemem świadectw pochodzenia biogazu rolniczego wytworzonego w biogazowniach.

W świetle wprowadzonej definicji, biogaz rolniczy stanowi paliwo biogazowe otrzymywane w procesie fermentacji metanowej z surowców rolniczych, produktów ubocznych rolnictwa, płynnych lub stałych odchodów zwierzęcych, produktów ubocznych lub pozostałości przemysłu rolno- spożywczego albo biomasy leśnej.

W listopadzie 2009 roku Ministerstwo Gospodarki przyjęło Action Plan ( Plan Wykonawczy) stanowiący etap przygotowania do wejścia nowych uwarunkowań prawnych w tym Dyrektywy 2009/28/EC.

Wszystkie uwarunkowania prawne związane z Dyrektywą 2009/28/EC muszą być przygotowane i zaakceptowane prawnie (w tym przez Sejm RP) do 5 grudnia 2010 r.

Przepisy dotyczące świadectw pochodzenia biogazu rolniczego mają wejść w życie 1 stycznia 2011 roku.

Energia jako motor rozwoju

Energia jest motorem rozwoju gospodarczego każdego kraju, stąd walka o utrzymanie niezależności energetycznej poszczególnych krajów czy bloków gospodarczych. Według jednej z hipotez zasoby tradycyjnych (kopalnych ) nośników energii systematycznie się zmniejszają a wykorzystanie zwiększa się wykładniczo,,,. Równocześnie, ze względu na fakt, że kopalne nośniki „konsumuje” się głównie w procesie spalania i wydzielania gazów cieplarnianych, przypuszcza się, że człowiek jest przyczyną pogorszenia warunków środowiskowych na Ziemi i powstania tzw. efektu cieplarnianego.

Po Szczycie Klimatycznym Ziemi, który odbył się w końcu 2008 r. w Poznaniu uzmysłowiono sobie po raz kolejny, że energetyka jest jedna i składa się z trzech rozwijających się technologicznie filarów:

- energetyki zawodowej - opartej na nośnikach tradycyjnych, takich jak ropa naftowa, gaz ziemny, węgiel kamienny i brunatny. Energetyka „czarna” też się rozwija i wygenerowała w ostatnim okresie czystych technologii czy przechowywania odpadów (np. CO₂)

- energetyka odnawialna - oparta na ograniczonych zasobach oze, uznanych za „czyste” pod względem emisji CO₂,

- energetyka jądrowa - oparta na pierwiastkach promieniotwórczych, pokonująca bariery społecznej niechęci. Energetyka jądrowa rozwijana będzie w naszym kraju, a pierwsza elektrownia jądrowa ma powstać w trzeciej dekadzie ob. stulecia.

Są też i inne, nie znane źródła energii, nie ujęte w definicjach, słownikach czy dyrektywach, pochodzące np. z promieniowania kosmicznego ( promieniowanie Gwiazd Ciężkich). Co należy podkreślić to fakt, że żaden z tych rodzajów energii nie jest na straconej pozycji pod warunkiem, że energia wytworzona przy jego wykorzystaniu wykaże cechy tzw. „zrównoważoności”.

Ze względu na fakt ogromnego znaczenia energetyki dla rozwoju gospodarczego należy uznać, że za wszelką cenę sektory energetyczne będą dalej rozwijane, i że są to sektory atrakcyjne.

Starsze technologie wykorzystywane w energetyce zastępowane są technologiami nowszymi, bardziej efektywnymi, wydajnymi (rys. 1).

Rysunek 1 Nasycająca się efektywność technologii i powstawanie nowej technologii.

Naturalny proces zastępowania starszych generacji nowymi można obecnie najlepiej zaobserwować w sektorze odnawialnych źródeł energii, a szczególnie w biopaliwach transportowych, produkowanych z biomasy stałej, ciekłej czy biogazu,, . . Zacierają się też sposoby wykorzystania odnawialnych źródeł energii. Biopaliwa transportowe, biopłyny czy biogaz mogą mieć podobne zastosowania do napędu silników samochodowych, silników stacjonarnych, do ogrzewania w kotłach i piecach czy zasilania rurociągów gazowych (mieszanie z gazem ziemnym).

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, w tym biogazu z surowców odpadowych. W tabeli 1, poniżej przedstawiono krótkie charakterystyki poszczególnych generacji od 1 do 4.

Tabela 1. Generacje biopaliw/biopłynu/biogazu 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

W Dyrektywie 2009/28/EC, w związku z postępem technologicznym odchodzi się już nawet od podziału na cztery generacje, podstawowe kryterium podziału stanowi praktycznie stopień redukcji emisji CO₂.

Minimalna redukcja emisji CO₂ w 2011 r (przesunięcie do 2013 r), powinna wynieść 35%, w 2017 r.- 50% i w 2018 roku- 60%.

Tabela 2. 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%

Jak widać z danych tabeli 2 redukcja emisji przy biopaliwach jest bardzo niska, i technologie krajowe (etanol, biodiesel) wymagają intensywnych poszukiwań nowych rozwiązań.

W przeciwieństwie biogaz z surowców odpadowych ma wysoką redukcję emisji CO₂ i spełnia kryteria redukcji zmieniające się w funkcji czasu (35%, 50%, 60%)

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. W ciągu lat 2004-27 nastąpił wzrost produkcji biogazu o 27%. Średnio na 1000 mieszkańców EU przypada ok. 11,9 toe biogazu, w Polsce zaledwie 1,6 toe

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 do kilkunastu milionów biogazowi. 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.

Wzrost znaczenia odpadów i surowców ubocznych

Większość niemieckich biogazowni bazuje na kukurydzy jako surowcu do produkcji biogazu. Substratem dodatkowym są odchody zwierzęce, ułatwiające rozkład substratów na biogaz i inne składniki. Komisja Europejska zaleca jednak surowce odpadowe, w tym z rolnictwa oraz surowce uboczne.

Wykorzystanie surowców rolnych, takich jak odchody zwierzęce np. mokry obornik oraz innych surowców 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.

Jako pozytywny przykład realizacji tych zaleceń posłużyć może gospodarstwo w powiecie węgrowskim, PPRS-Turna o pow. ok. 480 ha, posiadające 220 krów mlecznych i 100 sztuk bydła opasowego, gdzie obok spełniania zapotrzebowań rolno-spożywczych prowadzona jest też polityka energetyczna i odpadowa. Buduje się tu kompleks bioenergetyczny.

Wykorzystanie różnych substratów w obiektach PPRS-Turna przedstawia tabela poniżej.

Tabela 3. Produkty podstawowe, dodatkowe i odpadowe w złożonym gospodarstwie (obora, gorzelnia, biogazownia)

Obiekt gospodarstwa	Opis wykorzystania produktów, odpadów
- gorzelnia rolnicza	produkcja destylatu rolniczego lub bioetanolu 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 (gnojowica, obornik) w postaci odchodów stanowi substrat do produkcji biogazu razem z innymi odpadami organicznymi gospodarstwa, obornik jako nawóz stosowany w gospodarstwie lub na sprzedać
- 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

Poszczególne obiekty kompleksu bioenergetycznego nie zawsze są rentowne ale ich połączenie pozwala na osiągnięcie efektu synergicznego i poprawę wyniku finansowego.

.

Biogaz w Polsce

W Polsce funkcjonuje ok. 200 obiektów biogazowych przy oczyszczalniach ścieków i składowiskach odpadów. Jak pokazuje poniższa tabela w latach 2006 - 2008 notowany był wzrost pozyskania biogazu (od 2613 TJ w 2006 roku do 5515 TJ w 2008 roku).

Tabela 1.

Krajowa produkcja biogazu w latach 2006-2008 [TJ]

Pozyskanie	2006 r.	2007 r.	2008 r.
Biogaz z wysypisk odpadów	791	879	1432
Biogaz z oczyszczalni ścieków	1803	1802	3976
Biogaz pozostały	19	27	107
Biogaz ogółem	2613	2708	5515

Od 2006 produkcja biometanu w kraju oparta jest głównie na biogazie z osadów ściekowych. W 2008 r. 72% wyprodukowanego biogazu pochodzi z tego właśnie źródła (tabela powyżej). Powodem tego stanu jest budowa dużych oczyszczalni biologicznych w oczyszczalniach ścieków w ostatnich latach, które wykorzystują wyprodukowaną energię elektryczną i cieplną dla własnych potrzeb i poprawy swojej rentowności. Druga część biogazu otrzymywana jest z wysypisk odpadów.

Biogazownie rolnicze dotychczas nie rozwijały się w Polsce, m.in. ze względu na niekorzystne silne bariery^, opisane w dalszej części publikacji. W związku z powyższym liczba funkcjonujących biogazowni rolniczych w naszym kraju wynosi obecnie 5, czyli tysiąc razy mniej niż w Niemczech. Kilkadziesiąt biogazowni otrzymało środki publiczne na budowę (pokrywające część inwestycji), kilkaset zamierza podjąć taką ścieżkę budowy w najbliższym czasie.

Podstawowe problemy związane z rozwojem sektora biogazowni w Polsce

Słaby rozwój sektora biogazu (rolniczego) w Polsce, można tłumaczyć silnymi barierami jakie występują w jego otoczeniu. Zazwyczaj silne bariery (wejścia) występują w atrakcyjnych sektorach. W przypadku biogazowni (rolniczych) bariery te podzielić można na: społeczne, organizacyjne, techniczno-technologiczne, ekonomiczno-prawne. Niektóre bariery występują na pograniczu wymienionych obszarów dysfunkcji. Ważniejsze problemy występujące w poszczególnych obszarach barier to:

1/ Bariery społeczne

• 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.

2/Bariery organizacyjne

• brak planów zagospodarowania przestrzennego w gminach i przygotowania urzędników do podejmowania decyzji w sprawie biogazowni,

• rozdrobnienie organizacyjne sektora biogazu; brak zaplecza technicznego i merytorycznego,

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

• ograniczona dostępność w miarę jednorodnej biomasy o odpowiedniej ilości i w odpowiednim czasie,

• brak instalacji demonstracyjnych w Polsce,

• brak krajowych laboratoriów badawczych (np. regionalnych) w zakresie biogazu,

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

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

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

- dotychczas brak było możliwości wsparcia merytorycznego ze strony ODR-ów.

3/Bariery techniczno-technologiczne

• 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),

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

• zapóźnienia Polski w całym obszarze RD&D jak i OZE,

• 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.

4/ Bariery ekonomiczno-prawne

• 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 różnych kolorów przez biogazownie (zapis Prawa energetycznego, 2007, obecnie przewidywane są zmiany w tym dokumencie w najbliższym czasie),

• konieczność zmian w zakresie uzyskiwania pozwolenia na przyłącze,

• 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 znaczne skrócenie gdy wejdzie możliwość łączenia certyfikatów o różnych kolorach,

• niekorzystne aspekty prawne związane z budową biogazowni/bioelektrowni na terenach Natury 2000.

Warianty rozwoju sektora biogazu rolniczego w Polsce

Jak wspomniano wcześniej, brak jest jednego dokumentu wysokiej rangi prawnej (najlepiej ustawa) w Polsce, który traktowałby sprawę biogazu kompleksowo. Dotychczas sektor biogazu nie był i nie jest traktowany systemowo, a o jego niedorozwoju w Polsce świadczą m.in.:

• odległe miejsce Polski w produkcji biogazu w UE, przy dość dużym potencjale dostępnej biomasy,

• brak doświadczeń i badań naukowych w tym zakresie w naszym kraju,

• brak wiodącego ośrodka badawczego, laboratoriów badawczych,

• zapóźnienia prawne i wadliwe prawo (np. wykorzystanie frakcji pofermentacyjnej),

• bardzo wysokie bariery kapitałowe i bariery w pozyskaniu środków pomocowych na zakup instalacji,

• instalacje zagraniczne jako forma podaży, bardzo słabo rozwinięta produkcja polskich elementów biogazowych instalacji,

• brak jednoznacznie określonych korzyści na wiele lat w wyniku prowadzenia działalności w zakresie produkcji biogazu.

Relatywnie nowym dokumentem branżowym, którego zadaniem jest niwelowanie ww obszarów dysfunkcji jest Program „Kierunki rozwoju biogazowni rolniczych w Polsce”, w którego tworzeniu brało udział Ministerstwo Rolnictwa i Rozwoju Wsi oraz Ministerstwo Gospodarki. Program ten jest programem mającym z jednej strony charakter ilościowy (prognozowana ilość produkowanego biogazu, moc zainstalowana w biogazownich, prognozowana liczba biogazowni rolniczych) zawiera wiele elementów jakościowych niezbędnych do osiągnięcia tych celów. Jest to Program dość nowoczesny, przełomowy dla sektora biogazu. Wielu ekspertów (zaawansowanych) uważa jednak, że zaproponowane w nim zmiany są zaledwie ewolucyjne, a więc powolne, natomiast rozwój sektora, tak bardzo zapóźnionego w relacji do innych krajów UE mogą zapewnić jedynie zmiany systemowe, gwałtowne, z odważnymi krokami.

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

Główne założenia tych wariantów:

• wariant NISKI - to wariant, w którym założenia są podobne do tych jakie występują w Programie „Kierunki rozwoju biogazowni rolniczych w Polsce”, w konsekwencji wykonanie 10% z 2 mld m³ biogazu w 2020 r.

Przewiduje się wsparcie finansowe dla inwestycji z takich programów jak: Program Operacyjny Infrastruktura i Środowisko, NFOŚiGW, Program Rozwoju Obszarów Wiejskich, Programy BOŚ S.A., Krajowy Program Restrukturyzacji- Działanie „Zwiększenie wartości dodanej podstawowej produkcji rolnej i leśnej”, Regionalne Programy Operacyjne na lata 2007-2013.

• wariant ŚREDNI- to wariant pewnej ewolucji wariantu pierwszego, m.in. w kierunku wzmocnienia poprzez możliwość nakładania świadectw pochodzenia o różnych kolorach. Należy przewidywać rozwój technologii i budowę opłacalnych mniejszych biogazowni (mikrobiogazowni, biogazowni przydomowych).

W wyniku jego wdrożenia moglibyśmy osiągnąć ok. 50% celu ilościowego z Projektu „Kierunki rozwoju biogazowni rolniczych w Polsce”, tzn. 1 mld m³ biogazu w 2020 r.

Szacunkowe wyniki takiego nałożenia świadectw pochodzenia przedstawiono w tabeli 4 poniżej.

Tabela 4 Koszty i wynik działania biogazowni rolniczej w wariancie Średnim (ceny energii i substratów- lipiec 2009)

Wyszczególnienie	Koszty/sprzedaż	Uwagi dodatkowe
Koszty eksploatacyjne biogazowni	2 390 000	Biogazownia na kiszonkę kukurydzy; 21 000 ton/rok, s.m.30%; s.m.o. 94% 700 m3 biogazu na 1 t s.m.o. kiszonki Cena kiszonki 80-100 zł/dt
Przychody ze sprzedaży energii elektrycznej (zmniejszonej o 7,5% na potrzeby własne)	1 230 000	8000 h pracy w ciągu roku 0,155 zł
Sprzedaż zielonych certyfikatów	2 101 000	0,245 zł
Sprzedaż żółtych certyfikatów	1 046 000	0,122
Sprzedaż ciepła (-15% wykorzystane na potrzeby własne)	655 000	0,100 zł
Przychody biogazowni łączne	5 032 000	12 mln zł z 50 % środków produkcji daje okres zwrotu niecałe 3 lata

• wariant WYSOKI - to raptowna zmiana podejścia do sektora biogazu, zapewnienie stałych i pewnych korzyści dla producentów biogazu, na wiele lat. W wyniku jego wdrożenia można by osiągnąć 100% cel w postaci 2 mld m³ biogazu w 2020 r.

W zestawieniu tych wariantów wydaje się jednak, że najbardziej prawdopodobny do realizacji jest wariant ŚREDNI, z powolną ewaluacją obecnego systemu niż wariant gwałtownych zmian i ustalenia stałych profitów dla właścicieli biogazowni.

W Czechach dzięki zastosowaniu systemu stałych, pewnych cen za energię elektryczna na wiele lat, wytwarzaną z biogazu, (w Niemczech też jest system EEG) działa obecnie już 140 biogazowni rolniczych. Przewiduje się do roku 2013 ich liczba zwiększy się do 400 a łączna moc sięgnie 200 MW. Doświadczenia naszych południowych sąsiadów mogą stanowić dla Polski cenne źródło informacji o skuteczności poszczególnych instrumentów polityki wspierającej rozwój biogazowni.

Z drugiej strony jeżeli wystąpi potrzeba uruchomienia rezerwy oze, w przypadku celów UE, to wyraźnie widać że rezerwa ta występuje po stronie biogazu.

Kupczyk A., Piechocki J., Perspektywy rozwoju rynku biogazu w Polsce, GMiL, nr. 12,2008, s. 13-19

Cylwik A., Kulesa M. , Kupczyk A., i in., Action Plan (Plan Wykonawczy)-Ścieżki rozwoju wykorzystania odnawialnych źródeł energii do 2020 r., CASE Doradcy dla Ministerstwa Gospodarki, listopad 2009

W Polsce i innych krajach odbywać się będą konsultacje społeczne, branżowe itp.

Jest to hipoteza najbardziej prawdopodobna

jednak od początku ub. stulecia, intensywnego korzystania z ropy naftowej mówi się, że ropy naftowej wystarczy na 30-45 lat, a ciągle rezerwy te występują, są odkrywane nowe zasoby.

Clark M.E.: Ariadne's Threat, St. Marts Press, NY 1989

Soliński J.: Energy sector- World and Poland. Development 1971-2000, prospects to 2030. Polish Member Committe of the World Energy Council, Warsaw, 2004.

Najprawdopodobniej tak jest (90%) ale są również i inne hipotezy alternatywne, które pojawiły się przed i w czasie Szczytu Ziemi w Poznaniu (2008), mówiące o tym, że człowiek nie ma wpływu na środowisko naturalne, tak jak nam się to wydaje (10%).

W przyszłości planuje się utworzenie jednej, wspólnej dyrektywy dla wszystkich rodzajów energii

Badania w tym zakresie prowadzone są wspólnie przez naukowców z USA i Rosji a ich miejscem jest przestrzeń kosmiczna

W myśl Dyrektywy 2009/28/EC i Dyrektywy uzupełniającej 2009/30/EC zrównoważoność oznacza połączenie aspektów: środowiskowych, ekonomicznych, społecznych i nawet zagospodarowania przestrzennego (dot. np. pół uprawnych, bioróżnorodności).

Polityka Energetyczna Polski 2030 r.

Cylwik A., Kulesa M. , Kupczyk A., i in., Action Plan (Plan Wykonawczy)-Ścieżki rozwoju wykorzystania odnawialnych źródeł energii do 2020 r., CASE Doradcy dla Ministerstwa Gospodarki, listopad 2009

Za M. E. Porterem: o wysokiej atrakcyjności sektora energetyki zawodowej świadczyć może: przewidywana wysoka stopa wzrostu, wysokie bariery wejścia i mała liczba uczestników sektora, którzy pokonali bariery wejścia, dość zmienne technologie, duża liczba substytutów, wysoka rentowność, wsparcie środkami publicznymi.

Nestorowicz P. Organizacja na krawędzi chaosu. PWSB Kraków 2001

Kujawski O., Przegląd produkcji biogazu. Czysta Energia, 12, 2009, s.23-25

Lechwacka M., Technologie uszlachetniania biogazu do jakości gazu ziemnego. Czysta Energia, 12,2009, s.26-27

Biogaz, produkcja, wykorzystanie. Poradnik Biogazu. Institut fur Energetik und Umwelt gGmbH, 2005

Bilitewski B., Hardtle G., Marek K., Waste Managemant. Springer, 1997

Biopłyny mają zastosowanie w energetyce do produkcji ciepła

Kupczyk A., Piechocki K., Perspektywy rozwoju rynku biogazu w Polsce. Gospodarka Materiałowa i Logistyka, nr 12, 2008, s. 13-19

Jedną z przyczyn nowego poddziału jest brak porozumienia co jest a co nie jest drugą generacją. Za przyjęciem technologii do 2 generacji idą skutki finansowe, w tym możliwość podwójnego naliczania biokomponentu do Narodowego Celu Wskaźnikowego.

Załącznik VII Dyrektywy Parlamentu Europejskiego i Rady w sprawie promowania stosowania energii ze źródeł odnawialnych, 2009/28/EC

Wg Barometr Eurobserv'ER, 2008

Rico, Julieta Andrea Puerto, Programa de Biocombustíveis no Brasil e na Colômbia: uma análise da implantação, resultados e perspectivas, Sao Paulo 2008

Richards, B. In situ methane enrichment in methanogenic energy crop digester.. Biomass and Bioenergy, 1994

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

Do tej liczby zalicza się też biogazownie przydomowe, o niskiej sprawności niewielkiej mocy (tzw. mikrobiogazownie).

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

W kilku funkcjonujących czy budowanych biogazowniach przewiduje się podobne substraty; np. biogazownia w Debowej Kłodzie (Lubelszczyzna ) bazuje na kukurydzy

Rezolucja Parlamentu Europejskiego z dnia 12 marca 2008 r. w sprawie zrównoważonego rolnictwa i biogazu: potrzeba przeglądu prawodawstwa UE (2007/2107(INI)

W literaturze można spotkać informacje, że rentowność biogazowni zaczyna się od mocy 0,4 MWe; sektor produkcji mleka surowego przez 1,5 roku przeżywał głęboki kryzys, polskie gorzelnie rolnicze znajdują się w fazie schyłkowej

Informacja bezposrednia, dyrektor Instytutu Energetyki Odnawialnej, Grzegorz Wisniewski, 2009

Kupczyk A., Ruciński D., Bartczak Ł., Rozwój biogazowi w Polsce. Przemysł Fermentacyjny i Owocowo-Warzywny, nr 3,2008 s.43-44

Kupczyk A., Gaworski M. Problemy produkcji biogazu rolniczego w Polsce. XIV Międzynarodowa Konferencja Naukowa „Problemy intensyfikacji produkcji zwierzęcej z uwzględnieniem ochrony środowiska i standardów UE” , 23-24 września, 2008, IBMER, Warszawa

Istnieje kilka mikrobiogazowni nie mających wpływu na omawiane statystyki.

Nie zawsze barierę można przypisać tylko do jednego obszaru

Cylwik A., Kulesa M., Kupczyk A., op.cit.

Tylko kilka osób w Polsce doskonale zna problematykę biogazowni/bioelektrowni

Odbywają się liczne konferencje w ODR-ach nt OZE i biogazowni/bioelektrowni. Obecnie ODR-y podjęły próby szkolenia w tym zakresie na terenach swojego działania. Wysoko należy ocenić działalność szkoleniowo-reklamową prowadzoną przez Centrum Elektroniki Stosowanej Sp. z o.o. z Krakowa (Witold Płatek, Dorota Szczepanik).

Ocena stanu i perspektyw produkcji krajowej urządzeń dla energetyki odnawialnej, IEO ECBREC dla Min. Środowiska, 2007

Op. cit. j.w.

Ludwik Latocha, informacja bezpośrednia, 2009 r.

Wprowadzeniu systemu EEG w Czechach towarzyszył dynamiczny przyrost liczby biogazowni rolniczych.

Wg Projektu KE REFUEL Polska posiada ok. 12% zasobów biomasy energetycznej w Europie.

Ekspertami zaawansowanymi byli m.in. Ludwik Latocha, właściciel i budowniczy mikrobiogazowni, nestor polskiego biogazu oraz Wacław Bilnicki z firmy Energa, która deklaruje wybudowanie największej liczby biogazowni w Polsce. Należy dodać że eksperci nie było zgodni co do takiego rozwoju wariantów w przyszłości.

Zakłada się słaby rozwój sektora biogazu wysypiskowego i osądów ściekowych. Dane w tym zakresie monitoruje Barometr Eurobserver, prognozy podaje Action Plan 2009

Cylwik A., Kulesa M., Kupczyk A., op.cit.

Szynel B., Skąd fundusze na biogazownie. Krajowa Izba Biopaliw - Monitoring Mediów za: Agrotechnika, 1.01.2010 r.

Problem w tym przypadku związany jest z ograniczoną praktyczną możliwością wykorzystania świadectwa za kogeneracje na terenach wiejskich, głównie związek ma to z małym popytem na ciepło, szczególnie o okresie letnim

Na podstawie danych Centrum Elektroniki Stosowanej z połowy 2009 r.; wykłady w SOCOTEC Polska Sp. z o.o. i z Wyższa Szkoła Agrobiznesu w Łomży.

W wariancie niskim nie wystąpią przychody ze sprzedaży żółtych certyfikatów.

EEG system funkcjonujący w 23 krajach, w tym w Chinach i Niemczech

Biogazownie w Czechach. Krajowa Izba Biopaliw- Monitoring Mediów za: Agrotechnika; 01-01-2010

16

---