Biomasa otacza nas dookoła. Najprościej mówiąc, jest to każda materia organiczna – może być zarówno pochodzenia roślinnego, jak i zwierzęcego – tłumaczy na stronach olsztyńskiego Uniwersytetu Warmińsko-Mazurskiego badacz z tej uczelni prof. Mariusz Stolarski, kierownik Katedry Genetyki, Hodowli Roślin, Inżynierii i Biosurowców.
– W kaskadowym i zrównoważonym wykorzystaniu biomasy chodzi o to, aby była ona wykorzystywana w sposób mądry i racjonalny. W pierwszej kolejności wykorzystuje się to, co jest bardziej wartościowe, czyli możemy pozyskać np. jakieś substancje bioaktywne, które mogą mieć zastosowanie w przemyśle (np. farmaceutycznym lub kosmetycznym). Biomasę zaś lub pozostałości poprodukcyjne, których nie potrafimy wykorzystać do innych, bardziej wartościowych celów, przeznacza się w końcowym etapie na cele energetyczne. To jest wielokierunkowe wykorzystanie biomasy – dodaje naukowiec.
A co najważniejsze, spalanie biomasy – bo to jest najpopularniejsza forma pozyskiwania z niej energii – zalicza się do katalogu odnawialnych źródeł energii. Ba, jest w nim prawdziwą potęgą.
Konkurencja dla pomp ciepła
Branża energetyczna zainteresowała się biomasą na długo, zanim zaczęto powszechnie dyskutować o czekającej świat transformacji energetycznej. Jak odnotowała Europejska Agencja Środowiska w opublikowanym w 2017 r. raporcie „The European Biomass Puzzle”, już w 2005 r. poziomy wykorzystania biomasy w energetyce ruszyły w górę – i od tamtej pory nieustannie rosną: według Centrum Informacji o Rynku Energii w 2021 r. stanowiła ona już źródło 56 proc. energii odnawialnej zużywanej w Unii Europejskiej.
W Polsce udział biomasy w energii pochodzącej z OZE może być jeszcze wyższy. – Jeśli weźmiemy pod uwagę wszystko razem, czyli produkcję ciepła, energii elektrycznej i paliw transportowych, to tylko biomasa stała stanowi ok. 64 proc. wszystkich źródeł OZE – twierdzi prof. Stolarski. – Ponadto po uwzględnieniu biopaliw ciekłych i biogazu udział ten wzrasta do ponad 75 proc. Natomiast potencjał biomasy nie zostaje do końca wykorzystany. Spójrzmy choćby na biogazownie rolnicze, których w Polsce jest ok. 150, a w Niemczech – ok. 10–11 tys. – wskazuje badacz.
CIRE, odwołując się do całościowych danych Głównego Urzędu Statystycznego z 2022 r. o rynku energii z OZE, pisze o 90-proc. udziale biomasy (91,7 proc. w 2021 r. oraz 89,1 proc. w 2022 r.). Przy czym warto tu także uściślić, że ta dominacja związana jest przede wszystkim z produkcją ciepła – w obszarze produkcji energii elektrycznej udział biomasy jest niewielki, np. według portalu gramwzielone.pl udział energetyki biomasowej w krajowym miksie wytwarzania energii elektrycznej z OZE wynosił 15 proc. W dużych instalacjach biomasa bywa współspalana z węglem kamiennym lub brunatnym, ale tu trudno o doprecyzowane dane, a w lipcu w Ministerstwie Klimatu i Środowiska pojawił się projekt rozporządzenia zawierający zakaz spalania pełnowartościowego drewna przez „dużą” energetykę.
Statystyczny spadek w przywołanych wyżej danych wynika prawdopodobnie nie tyle z jakiegoś spadku zainteresowania biomasą, ile z raptownego boomu na przydomową fotowoltaikę i inne OZE, który nastąpił w burzliwych miesiącach kryzysu energetycznego jesienią 2021 r. oraz w pierwszych miesiącach po rosyjskiej agresji na Ukrainę w 2022 r. Uwzględniając skalę ówczesnej modernizacji domowych źródeł energii elektrycznej i ciepła, zapewne udział biomasy w całym potencjale OZE jest dziś o kolejne 1 czy 2 proc. niższy.
Ale nie jest to przesądzone, tym bardziej że biomasa wraca do łask. – Na rynku odczuwalny jest powrót do zainteresowania kotłami na biomasę. Ma na to wpływ także to, że kotły te objęte są dotacją w ramach programu „Czyste powietrze” – relacjonuje na stronach portalu opolska360.pl Marek Kowalski, doradca techniczno-handlowy firmy Energetyczny Projekt. – Refundowane są dwie technologie: dotację można otrzymać na kotły na pellet oraz na kotły zgazowujące drewno – dodaje.
W obu przypadkach chodzi o technologie, którym daleko do prostych „pieców” na drewno – wysoce zróżnicowane pod względem wyrafinowania i ceny (od kilku do kilkudziesięciu tysięcy złotych), sterowane z aplikacji, zautomatyzowane. Jako źródło ciepła dla domu często zaczynają one rywalizować z pompami ciepła, choć pod pewnymi względami – jak konieczność wygospodarowania miejsca na przechowywanie np. pelletu, odpowiednia jego wilgotność itp. – mogą być bardziej kłopotliwe.
Drewno z pewnymi ograniczeniami
Biomasa, oczywiście, niejedną ma postać. Paliwem mogą być odpady drewniane powstające np. przy produkcji mebli czy innych towarów bazujących na tym surowcu, ale też rzepak, kukurydza czy ziarna zbóż i innych roślin – znane są przypadki wykorzystywania w charakterze paliwa owsa lub ziaren fasoli.
Ale przede wszystkim jest to drewno, którego zużycie na cele energetyczne – nie tylko w postaci odpadów, ale też surowca pozyskiwanego bezpośrednio w celu spalenia – może łatwo wymknąć się spod kontroli. Chodzi nie tylko o nadmiarową wycinkę czy idące ramię w ramię z nią zubożenie bioróżnorodności (w Europie wyjątkowo daleko posunięte), ale też m.in. zmiany sposobu użytkowania gruntów itp. skutkujące obniżeniem zdolności lasów do pochłaniania CO2.
Obawy w końcu przełożyły się na kolejne przepisy zmierzające do narzucenia kontroli nad użyciem biomasy w Unii Europejskiej. Najpierw tzw. dyrektywa RED II z 2018 r. zdefiniowała biomasę jako ulegającą biodegradacji frakcję produktów, odpadów lub pozostałości pochodzenia biologicznego z rolnictwa, łącznie z substancjami roślinnymi i zwierzęcymi, z leśnictwa i powiązanych działów przemysłu, w tym rybołóstwa i akwakultury, a także ulegającą biodegradacji frakcję odpadów, w tym odpadów przemysłowych i miejskich pochodzenia biologicznego. Znalazły się tam też kryteria zrównoważonego rozwoju i ograniczenia emisji gazów cieplarnianych, jakie powinny spełniać paliwa z biomasy.
Wreszcie, niespełna rok temu, w życie weszła dyrektywa RED III, aktualizując wspomniane kryteria i rozszerzając zakres ich stosowania, a także upoważniając państwa członkowskie do tworzenia krajowych systemów certyfikacji biomasy oraz energii z niej wytwarzanej. Najkrócej mówiąc, RED III utrzymuje status pierwotnej biomasy drzewnej jako OZE, ale wprowadza ograniczenia w jej stosowaniu. W jakimś stopniu wspomniany wyżej projekt rozporządzenia MKiŚ (z zakazem spalania pełnowartościowego drewna w elektrowniach) koresponduje z wymogami dyrektywy, aczkolwiek trudno tu mówić o pełnej implementacji zawartych w niej reguł.
Nowy front w bitwie o transformację
Pracownia na rzecz Wszystkich Istot oszacowała swego czasu, że zużycie biomasy drzewnej do produkcji energii w Polsce wzrosło w latach 2014–2020 o 9,5 mln m sześc., a największy wzrost – sięgający niemalże 14 tys. proc.! – odnotowano w energetyce zawodowej i przemysłowej. RED III oraz potencjalne rozporządzenie resortu klimatu prawdopodobnie znacząco ograniczą „przemysłowe” zużycie tego surowca. Jednak na poziomie indywidualnym popularność biomasy będzie zapewne nieubłaganie rosła.
– W krajach skandynawskich ludzie nie ogrzewają domów jednorodzinnych węglem, a właśnie biomasą – podkreśla prof. Stolarski. – Wychodzi się tam z założenia, że biomasa jest dostępna na miejscu, a paliw węglowych nie ma, więc korzysta się głównie z odnawialnych zasobów biomasy, co przyczynia się do rozwoju gospodarczego i ekonomicznego – dowodzi. Takie podejście zmniejsza uzależnienie od importowanych surowców i paliw, przynosi zysk lokalnemu rolnictwu i jego otoczeniu gospodarczemu. I być może, przy dobrze przemyślanym modelu użycia biomasy, rodzi szansę na otwarcie kolejnego szerokiego frontu w batalii o skuteczną, szybką i tanią transformację energetyczną.
Tym bardziej że pomysłów na wykorzystanie biomasy nie brakuje. Na wyobraźnię może działać choćby niedawny pomysł Japończyków, współpracujących w ramach konsorcjum z Brytyjczykami: w konstrukcji okrętu służącego do transportu biomasy zaprojektowano napęd korzystający z, rzecz jasna, biomasy. Jeżeli wynalazek przyoblecze się w fizyczną postać, „biostatek” może wypłynąć w morze jeszcze przed końcem bieżącej dekady.
Opinia partnera cyklu: Meva
Niclas Davidsson, CEO, Meva Energy
W świecie, gdzie neutralność klimatyczna i odnawialne źródła energii stają się coraz bardziej kluczowe, wykorzystanie biomasy może stać się jednym z kluczowych czynników wspierających zieloną transformację. Przy ambitnym celu Unii Europejskiej, jakim jest osiągnięcie 42,5 proc. energii z OZE do 2030 r. i neutralności klimatycznej do 2050 r., Polska, w której około 70 proc. energii pochodzi z paliw kopalnych, takich jak węgiel, staje przed istotnym pytaniem: jak najlepiej wykorzystać biomasę, aby zrealizować te ambitne cele, jednocześnie nie narażając naszych ekosystemów?
Jedną z odpowiedzi jest zmiana podejścia. Przyszłość biomasy nie leży w lasach, ale w przemyśle, na polach i w fabrykach, gdzie powstają odpady. Aby osiągnąć cele UE w zakresie odnawialnych źródeł energii i sprostać pilnym wyzwaniom klimatycznym, Polska musi skupić się na zrównoważonych źródłach biomasy, priorytetowo traktując wykorzystanie już wygenerowanych odpadów i produktów ubocznych z procesów pierwotnych.
Odpady biomasowe to rosnący problem, zwłaszcza biorąc pod uwagę ogromne ilości generowane w rolnictwie, leśnictwie i procesach przemysłowych. Odpady, takie jak trociny, pozostałości po zbiorach, drewno przetworzone czy produkty uboczne z przetwórstwa spożywczego, są często niedostatecznie wykorzystywane. Chociaż nie da się uniknąć dalszego wykorzystywania biomasy jako produktów pierwotnych, możemy maksymalizować jej wartość, stosując zasadę kaskadowego wykorzystania, zapewniając, że biomasa najpierw zostanie wykorzystana w aplikacjach o wyższej wartości, zanim zostanie wykorzystana energetycznie.
Wyzwanie polega na znalezieniu efektywnych sposobów zrównoważonego wykorzystania odpadów biomasowych, zamiast kierowania ich bezpośrednio do spalenia. Zgazowanie biomasy to wysoce efektywny energetycznie proces, już dziś stosowany w przemyśle, który przekształca lokalnie generowane odpady biogeniczne o niskiej wartości w odnawialny biosyngaz. Gaz jest bezpośrednio wykorzystywany w aplikacjach przemysłowych, zastępując paliwa kopalne, takie jak gaz płynny czy gaz ziemny. W procesie zgazowania powstaje również biowęgiel, będący obecnie największą istniejącą technologią usuwania dwutlenku węgla. Usuwanie dwutlenku węgla przy użyciu biowęgla (BCR – Biochar Carbon Removal) zostało uznane zarówno przez Komisję Europejską, jak i IPCC, i obecnie stanowi ponad 90 proc. wszystkich sprzedawanych kredytów węglowych na dobrowolnym rynku.
Jak jednak upewnić się, że w pełni wykorzystujemy potencjał biomasy? Istnieją metody, które pomagają nam zrozumieć i ocenić jej wpływ. Meva Energy przeprowadziła ocenę cyklu życia (LCA), aby zmierzyć wpływ środowiskowy technologii zgazowania biomasy. Wyniki są obiecujące – łączenie korzyści płynących z zastąpienia gazu kopalnego biogenicznym gazem odnawialnym z efektem węglowego pochłaniania biowęgla tworzy wyjątkową szansę na wyjście poza zero i osiągnięcie nawet ujemnych emisji.
Polska posiada jeden z najwyższych potencjałów biomasy w UE, zdolny do zaspokojenia ponad 20 proc. jej całkowitych potrzeb energetycznych. Przykładem tego jest współpraca między IKEA Industry w Zbąszynku a szwedzką firmą Meva Energy, która wykorzystuje trociny i resztki włókien MDF oraz płyty wiórowej z produkcji mebli IKEA. Poprzez przekształcenie tych odpadów w syngaz za pomocą zgazowania IKEA zastąpi swoje paliwa kopalne odnawialną bioenergią. Partnerstwo to pokazuje, jak przemysłowe strumienie odpadów mogą zostać przekształcone w lokalne, odnawialne systemy energetyczne, a także produkować biowęgiel przynoszący dodatkowe korzyści środowiskowe. W porównaniu ze śladem węglowym polskiej sieci elektroenergetycznej szacuje się, że instalacja zmniejszy emisję CO2 o około 20 000 ton rocznie.
Więcej Informacji: https://www.innoenergy.com/discover-innovative-solutions/online-marketplace-for-energy-innovations/meva-energy/
