Biopaliwa w cieniu elektromobliności

PGNiG Grupa Orlen

W opinii publicznej i dyrektywach unijnych od lat prym wiedzie elektromobilność jako złoty środek na odchodzenie od paliw kopalnych oraz dekarbonizację transportu i przemysłu. W ostatnim czasie elektryczna rewolucja jednak hamuje, bynajmniej nie w narracji unijnych urzędników, ale w wyniku reakcji europejskiego przemysłu i konsumentów. Tymczasem wśród wielu alternatyw, które zostały zepchnięte na dalszy plan są biopaliwa. Polska jest liderem w ich produkcji, a zatrudnienie w tym sektorze jest największe w Europie. Także w Pomorskiem. Jest więc o co walczyć.

W świadomości przeciętnego odbiorcy biopaliwa kojarzą się najczęściej jako dodatek do paliw samochodów lub też biogaz, który służy do produkcji ciepła. To jednak wąskie ujęcie.

- Biopaliwa to paliwa pochodzenia roślinnego lub zwierzęcego, często otrzymywane z biomasy, także odpadowej. Należą do grupy odnawialnych źródeł energii, których udział w rynku paliw na całym świecie systematycznie wzrasta i jest regulowany przepisami prawa - tłumaczy dr inż. Piotr Rybarczyk z Katedry Inżynierii Procesowej i Technologii Chemicznej Wydziału Chemicznego Politechniki Gdańskiej.

Biomasa to nic innego jak przetworzone rośliny - powszechnie stosowany jest rzepak lub kukurydza, używane jest nawet drewno i glony. Źródłem biomasy są też odpady zwierzęce, a dokładniej odchody. Dzięki rozwoju technologii ilość używanych surowców do ich produkcji stale rośnie.

Od samochodów do gazowni

Użytkownicy samochodów najbardziej kojarzą ciekłą formę biopaliw, czyli bioetanol, biometanol lub biodiesel. Etanol najczęściej wytwarza się z kukurydzy, a biodiesel z oleju rzepakowego, z uwagi na wysoką efektywność tych procesów, także w ujęciu środowiskowym mierzoną redukcją emisji gazów cieplarnianych w stosunku do ich kopalnego odpowiednika. Obecnie benzyny i paliwo diesla do silników spalinowych zawierają dodatki w postaci biopaliw, np. benzyna 95 zawiera do 10% bioetanolu, a paliwo B7 do 7% biodiesla. Są to tzw. paliwa normatywne, stosowane w pojazdach o standardowych silnikach. Przykładowo we Francji zatankować można benzynę E85 zawierającą do 85% etanolu zalecaną do silników typu flexifuel.

W przemyśle używany jest biogaz, który powstaje w wyniku fermentacji odpadów rolniczej produkcji zwierzęcej, gnojownica, obornik, słoma. Są też stałe biopaliwa – jak pellet, brykiet, słoma i inne przetworzone odpady organiczne.

- Biopaliwa są stosowane w transporcie, a rozwój biogazowni w Polsce będzie sprzyjał m.in. wprowadzaniu biogazu do sieci gazu ziemnego, po wcześniejszym oczyszczeniu i uzdatnieniu tego biopaliwa. W ostatnich latach maleje nieznacznie wykorzystanie biopaliw stałych np. słomy, pelletu, drewna czy brykietu, choć w przypadku Polski, a także Europy, to właśnie one stanowią największą część rynku biopaliw. Przyszłościowym rozwiązaniem jest też pozyskiwanie tzw. zielonego wodoru, który może być otrzymywany z biomasy i stanowić substytut wodoru otrzymywanego metodami konwencjonalnymi - mówi dr inż. Piotr Rybarczyk.

Rynek w Polsce

Rynek wytwarzania biopaliw w Polsce dynamicznie rozwinął się w ostatniej dekadzie. Według raportu EurObserv’ER „The state of renewable energies in Europe” zatrudnienie w sektorze biopaliw już w 2021 roku obejmowało 141 600 miejsc pracy, z czego 17 900 przypadało na Polskę, która uplasowała się wówczas na trzecim miejscu po Francji i Rumunii. W kolejnych latach Polska przesunęła się na najwyższe miejsce na podium. W 2022 roku w sektorze biopaliw w Polsce pracowało 21 500 osób, więcej niż na Węgrzech (20 400) i we Francji (19 000). Z kolei środki publiczne przeznaczone na badania i rozwój w polskie biopaliwa w 2021 roku wyniosły 2,4 mln euro.

W Polsce pojawia się coraz więcej firm z nowoczesnymi instalacjami umożliwiającymi wytwarzanie biopaliw, przy czym zwykle nie jest to ich jedyna specjalizacja. Bioetanol wytwarzają m.in. Bioagra-Oil, Envien Biopaliwa Polska, BGW, AWW czy IMA Polska. Z kolei biodiesla oferuje również Bioagra-Oil, Envien Biopaliwa czy Euroservice.

W rozwój technologii otrzymywania i oczyszczania biogazu, a także w inne biopaliwa intensywnie inwestuje Orlen.

We wrześniu 2023 koncern podpisał umowy na budowę zakładu przerobu nasion oleistych w Kętrzynie, za pośrednictwem bioenergetycznej spółki zależnej Orlen Południe. Z kolei w Rafinerii Orlen Południe w Jedliczu już w przyszłym roku ma ruszyć produkcja bioetanolu, dodatku do paliw. Koszt całej elektrociepłowni to 170 milionów złotych, a inwestycja związana z produkcją bioetanolu pochłonie ponad miliard złotych. Zakład będzie produkował rocznie 25 tysięcy ton bioetanolu, głównie ze słomy i zbóż. To połowa krajowego zapotrzebowania na bioetanol.

Piotr Rybarczyk wyjaśnia, że biopaliwa mogą spełniać wiele ról w przemyśle. Dla przykładu, bioetanol może być traktowany jako surowiec w procesach chemicznych, ale też jako źródło energii. Biopaliwa znajdują zastosowanie w wielu gałęziach przemysłu, np. spożywczym, papierniczym, energetycznym czy rolniczym.

Biogazownie są dobrym przykładem wykorzystania biopaliw w przemyśle. Biogaz otrzymywany m.in. w wyniku przetwarzania odpadów żywnościowych i rolniczych, służy jako surowiec do wytwarzania energii cieplnej i elektrycznej w procesie kogeneracji. Ze względu na dużą produkcję rolną, Polska ma duży potencjał do produkcji biogazu. Dlatego rośnie liczba biogazowni. Aktualnie mamy w kraju ponad 200 biogazowni rolniczych, przeważnie jako małe jednostki o mocy do 1 MW, i prawie 150 biogazowni komunalnych.

Pomorskie biopaliwa

Spory udział w krajowym rynku mają pomorskie firmy. W regionie działa ADM Czernin S.A. oraz ADM Malbork S.A. będące częścią międzynarodowego koncernu ADM (Archer Daniels Midland Company), który wytwarza również produkty i tłuszcze spożywcze oraz pasze dla zwierząt.

Dynamicznie rozwijają się biogazownie. Zaletą takich instalacji, jest wykorzystywanie z lokalnych surowców np. kiszonki z kukurydzy, sianokiszonki czy gnojowicy. Powstały dzięki fermentacji metanowej biogaz służy jako paliwo do silnika spalinowego do produkcji prądu i ciepła.

W rejestrze wytwórców biogazu rolniczego Krajowego Ośrodka Wsparcia Rolnictwa jest 146 podmiotów, z czego 12 na Pomorzu. Liderem są zakłady Good Valley Agro S.A. z Przechlewa z czterema biogazowniami w pomorskim oraz czterema w zachodniopomorskim. Od 2023 roku działa też biogazownia w Wicku w powiecie lęborskim.

Strategia bez aktualizacji

Na przestrzeni lat Komisja Europejska przyjmowała różne strategie dotyczące transportu. Jedyny dokument dotyczący wyłącznie biopaliw tj. strategia UE na rzecz biopaliw, pochodzi z 2006 r. i nie doczekał się aktualizacji. Stwierdza on, że UE wspiera rozwój biopaliw w celu doprowadzenia do dekarbonizacji transportu i dywersyfikacji źródeł dostaw paliw.

Temat biopaliw pojawia się w dyrektywach unijnych dot. promowania energii ze źródeł odnawialnych. Dodawanie bioetanolu do paliw konwencjonalnych ma przyczynić się do obniżenia emisji CO2 z silników samochodowych. Unia Europejska chce osiągnąć 14-procentowy udział bioetanolu w paliwach wykorzystywanych w sektorze transportu.

W Polsce jednym z instrumentów ograniczających emisję gazów cieplarnianych z transportu drogowego i kolejowego jest Narodowy Cel Wskaźnikowy. Wynika on z Ustawy o biokomponentach i biopaliwach ciekłych. Jest to obowiązek zapewnienia minimalnego udziału biokomponentów i innych paliw odnawialnych w ogóle paliw ciekłych zużywanych w transporcie drogowym. W 2023 r. minimalny udział wynosił 8,9%, w 2024 - 9,1%, a w 2025 będzie to 9,2%. Jednak, aby biokomponenty zaliczyć na poczet realizacji wskaźnika, muszą one spełniać tzw. kryteria zrównoważonego rozwoju. Dotyczą one m.in. gruntów, na których produkowane są surowce rolne czy zawartości węgla w glebie.

Biopaliwa, a konkretnie biometan, pojawiają się także w Ustawie o elektromobilności i paliwach alternatywnych, jednak dotychczas nie były to zapisy znacząco stymulujące wzrost ich wykorzystania w transporcie. Chodzi o wymóg zapewniania udziału autobusów zeroemisyjnych lub autobusów napędzanych biometanem. W praktyce, część miast z uwagi na ograniczone możliwości tankowania tego paliwa, nie bierze takiego napędu pod uwagę. Najnowsza nowelizacja zakłada, że biometan będzie jednym z rozwiązań proponowanych jako paliwo zeroemisyjne.

Ekologia czy konkurencja?

Małe zainteresowanie biopaliwami w porównaniu do elektromobilności może wynikać rozbieżnych opinii na ich temat. Przeciwnicy biopaliw zarzucają, że ich produkcja i spalanie daje gorszy bilans energetyczny i ekologiczny niż paliwa kopalne.

Piotr Rybarczyk kontruje: - Konieczność odchodzenia od paliw konwencjonalnych w kierunku odnawialnych źródeł energii wynika z wyczerpywania zasobów naturalnych ropy naftowej i dużej uciążliwości środowiskowej zarówno procesów niezbędnych do przetwarzania ropy w paliwa, jak i spalania tych paliw. Jednym z celów UE w stosowaniu biopaliw jest m.in. ograniczenie emisji dwutlenku węgla. Jest to możliwe dzięki korzystnemu bilansowi produkcji i spalania biopaliw w stosunku do wielkości CO2 przyswajanego przez rośliny w trakcie wzrostu biomasy, a także ograniczenia emisji gazów cieplarnianych z odpadów organicznych, jeśli będą one poddane np. fermentacji w warunkach hermetycznych i wytworzeniu biogazu, a nie składowane na wolnym powietrzu. Ciekawostką jest, że biomasa wykorzystywana na cele energetyczne może być uprawiana na gruntach zanieczyszczonych lub zdegradowanych, niezdatnych np. do produkcji rolnej. Wówczas można osiągnąć dwa cele: pozyskanie biopaliwa oraz w dłuższej perspektywie czasowej, oczyszczenie gleby w procesie fitoremediacji. Ponadto, spalanie biopaliw w porównaniu ze spalaniem produktów naftowych skutkuje niższymi emisjami wielu zanieczyszczeń, np. węglowodorów czy związków siarki. Z drugiej jednak strony, np. wykorzystanie olejów żywnościowych jako biopaliw wpływa na intensyfikację produkcji rolnej i upraw roślin, co może w przyszłości skutkować ograniczeniem bioróżnorodności, nadmierną eksploatacją gleb oraz ograniczeniem gruntów dostępnych do produkcji żywności. W mojej ocenie, najkorzystniejszym podejściem do otrzymywania biopaliw, przede wszystkim z ekologicznego, ale też ekonomicznego punktu widzenia, jest przetwarzanie odpadów organicznych, najlepiej w miejscu ich powstawania.

Inny zarzut dotyczy samych upraw pod biopaliwa, które wg przeciwników mają niszczyć bioróżnorodność, a przez to, że zajmują duże powierzchnie rywalizują z produkcją  żywności.

Organizacje branżowe przekonują jednak, że w praktyce produkcja biopaliw w Europie nie wpływa negatywnie na sektor rolniczy ani wytwórstwa żywności. Adam Stępień z Krajowej Izby Biopaliw tłumaczy, że producenci biopaliw, poza nimi, wytwarzają także pasze białkowe dla zwierząt z produktów ubocznych. Przykładowo - śruta rzepakowa towarzysząca produkcji oleju rzepakowego na biodiesel ogranicza import śruty sojowej gmo. Dzięki biopaliwom, w skali roku powstaje w Polsce ok. 2,5 mln ton wysokiej jakości pasz dla zwierząt gospodarskich.

Adam Stępień
Dyrektor generalny  Krajowej Izby Biopaliw

Choć w dyrektywach unijnych stawia się przede wszystkim na eletromobilność, od ponad 20 lat skutecznie pokazujemy, że różne technologie mają nadal miejsce w transporcie. Proces odejścia od paliw ciekłych i przejścia na transport zeroemisyjny w pewnym momencie dobiegnie końca. Jednak jest to proces kosztowny, polegający na zmianie technologii, silników, pojazdów i infrastruktury. Floty będą wymieniane stopniowo. Na etapie przejściowym, w którym się obecnie znajdujemy, a który to potrwa jeszcze co najmniej kilka dekad, biopaliwa efektywnie odwęglają paliwa ciekłe, wzmacniając tym samym proces dekarbonizacji transportu. Polska ma trudną sytuację, z uwagi na skalę i strukturę wykorzystania paliw zużywanych w transporcie. Inaczej proces przebiega np. w małej Finlandii, gdzie w skali roku zużywa się ok. 3 mln ton ON, a inaczej w Polsce, gdzie jest to 18 mln ton. Biopaliwa są wykorzystywane od dawna i coraz bardziej dostępne. Obecnie produkujemy w skali roku 1 mln ton biodiesla i 450 tys. m3 bioetanolu, będących dodatkami do paliw i nie jest to szczyt naszych możliwości, których praktyczne wykorzystanie jednak istotnie może stymulować, ale i ograniczać legislacja.

Regulacje kontra rynek  i nauka

Biomasa to nie jedyne alternatywne wobec paliw kopalnych źródło energii, które jest w cieniu energetyki ze słońca i wiatru. W numerze 9 „Biznes Prestiżu” w tekście „Słońce i wiatr lepsze od wody” opisaliśmy sytuację hydroenergetyki, czyli energii pozyskiwanej z elektrowni wodnych. Choć w Polsce jest 771 elektrowni wodnych to udział hydroenergetyki w krajowej produkcji prądu pozostaje daleko w tyle za innymi OZE. Wyścig przegrywa nie tylko z energią ze słońca i wiatru, ale i biomasy.

- Rozwój energetyki wodnej w Polsce, jak również w wielu państwach Unii Europejskiej blokuje przekonanie o szkodliwości stopni wodnych dla środowiska przyrodniczego. W oparciu o nie sformułowano akty prawne związane z ochroną przyrody i zasobów wodnych, tak, aby można je było wykorzystywać do blokowania wszelkich inicjatyw związanych nie tylko z energetyką wodną, ale również np. z ochroną przeciwpowodziową. Kampanie prowadzone przez środowiska „proekologiczne” jednostronnie postrzegają skutki budowy stopni wodnych i zbiorników wodnych wykorzystywanych m.in. do produkcji energii elektrycznej – wyjaśniał na łamach „Biznes Prestiżu” dr inż. Witold Sterpejkowicz-Wersocki z Katedry Geotechniki i Inżynierii Wodnej Politechniki Gdańskiej.

Hydroenergetyka, podobnie jak biopaliwa nie mają szczęścia do polityki unijnej i krajowej.

- Problemem jest niestabilność uwarunkowań prawnych i ekonomicznych, wynikające z braku konsekwentnej polityki wobec sektora hydroenergetycznego, wysokich obciążeń fiskalnych, a także związanych z utrzymaniem zapór i zbiorników wielozadaniowych – tłumaczył Witold Sterpejkowicz – Wersocki.

Co ważne, także w tym sektorze Pomorskie na tle reszty kraju wypada dobrze, gdyż 112 elektrowni odpowiada za 15% krajowego potencjału energii uzyskiwanej z wody.