Бъдещето на биогаза в Европа
Във връзка с усилията си в борбата с климатичните промени и за изграждане на устойчива и екологична икономика, Европа се насочва към развиване на производството на алтернативни източници на енергия. Един от тях е биогаза, пред който обаче има и определени предизвикателства, свързани с екосъобразността на производството, засягащи избора на суровини, чието добиване само по себе си е екологично, и местоположението на инсталациите, където те се обработват, така че да се намали максимално нуждата от транспорт.
За Насърчаване на най-добрите практики ще спомогне и утвърждаването на гаранции за произход на готовия продукт. Друга трудност представлява гарантирането на безопасността на съоръженията, тъй като изтичането на биометан може да има сериозни последствия. Европейски държави имат различен опит в това производство и от направените грешки, както и от положителните примери за взети правилни решения, могат да се извлекат много поуки, които да насочват развитието на този сектор в цяла Европа.
Текст: списание Енергия
снимка: HOST
Перспективите за биогаз в Европа изглеждат обещаващи, като консервативните оценки сочат десетократно увеличение на производството до 2030 г. Според анализатори индустрията ще трябва да остане силно свързана с местната икономика и да бъде безопасна и устойчива според оценки на въздействието върху околната среда, ако иска да избегне реакции от страна на еколози. Към момента производството на биогаз остава изключително малко по обем. Понастоящем цялата индустрия в Европа произвежда около 2 милиарда кубически метра биогаз годишно, малка част от общото потребление на газ в ЕС, което в момента възлиза на около 470 млрд. куб. м годишно. По-голямата част от производството в момента се извършва в Германия, където има около 9500 биогазови инсталации, което е повече от половината от общия брой инсталации в Европейския съюз, които функционират в момента.
От тази индустрия обаче имат големи амбиции за бъдещето, като Франция и Италия засега се разглеждат като новите европейски лидери. Изследване, поръчано от промишления консорциум Gas for climate, твърди, че производството в Европа може да нарасне до 98 млрд. куб. м биометан до 2050 г. - увеличение с 4800% спрямо сегашните нива. На тези прогнози обаче противоречат оценки, направени от неправителствената екологична организация Международен съвет за чист транспорт (ICCT), според които потенциалът за устойчиво производство на биогаз в Европа е около 36 млрд. куб. м годишно до 2050 г. Различните предвиждания се разминават заради планираните разходи, които са свързани с опазването на околната среда.
Опитът от Германия
В Германия входните суровини за биогаз инсталации са почти изцяло земеделски култури (главно царевица), които се отглеждат специално за индустрията. Интензивното земеделие и цялостните екологични последствия в следствие на това производство предизвика все по-голяма критика и правителството реши да прекрати своята подкрепа и да замрази схемата за подпомагане на производството на биогаз, като днес дори представители на индустрията признават, че опитът на Германия в това отношение не е окуражителен. Скоро след като през 2014 г. германското правителство оттегля подкрепата си, производството преминава в застой. Производството на биогаз се подпомага, когато се извършва в много малки, предимно фермерски инсталации, като за суровина се използва главно оборски тор.
Сега производителите са се насочили точно към такива суровини, чиято екологична оценка не е толкова противоречива - освен оборски тор това включва и селскостопански отпадъци и остатъци, които не се конкурират със земеделските земи, използвани за производство на храни. Такъв е моделът, който е подкрепян от Дания, която открива първата си инсталация за производство на биогаз от оборски тор през 1975 г. Страната започва да развива мащабно производството на биометан след приемането на националното си „енергийно споразумение“ за 2012-2020 г. и в резултат на това биометанът представлява около 10% от количеството, което се инжектира в мрежата за природен газ. Датският модел вече се е превърнал в златен стандарт за Европа и до голяма степен печели последователи като Франция и Италия.
снимка: Inderen
Подход на кръговата икономика на местно ниво
Във Франция заявената цел на правителството е да се предложи допълнителен източник на доходи на фермерите и да стимулира местната икономика в селските райони. Освен това има и ползи за околната среда, тъй като при производството на биометан от селскостопански отпадъци и остатъци се произвеждат и дигестати, които представляват алтернатива на химическите торове и използването им позволява да се намалят въглеродните емисии. Икономическите и екологичните ползи, свързани с този начин на производство на биогаз, което е насочено главно към селските общности, не се поставят под въпрос от еколозите, но те изтъкват други проблеми, свързани с опазването на околната среда, като това, че е трудно да се гарантира, че инсталациите не са твърде големи и са разположени на правилното място, за да се избегнат свързани с транспорта разходи и емисии.
Изследването на ICCT например посочва, че инсталациите за производство на биометан обикновено са разпръснати в множество ферми в провинцията, далеч от градските центрове, където именно се намират газовите мрежи в повечето случаи. Събирането на биометана от фермата и транспортирането му с камион за инжектиране в градската газова мрежа включва допълнителни транспортни разходи и свързаните с тях въглеродни емисии, които също трябва да бъдат взети предвид при изготвянето на екологична оценка на това производство. По тази причина еколозите гледат на биометана главно като на местен източник на енергия и поне засега най-икономичният начин за използване на биогаза е използването му на място, но тогава това всъщност се премахва една от основните цели на производството му - допълнителни доходи за земеделските производители.
Въпреки това във Франция се забелязва най-високият темп на растеж на инсталациите за биометан през периода 2017 г.-2018 г. поради благоприятните политически условия. Целта на правителството е до 2020 г. броя на инсталациите за биометан, които инжектират газ в мрежата, да достигне 1000. И за момента френският подход остава наистина силно свързан с местния модел на кръгова икономика. Пример за това са инсталации за биометан, които да бъдат интегрирани в система, чрез която ще се доставя гориво за местните градски или училищни автобуси и логистични компании, намиращи се наблизо. Последният елемент от тази кръгова икономика са произвежданите дигестати, които е възможно да бъдат използвани на местно ниво като тор.
снимка: Inderen
Рискове, свързани с биометана
Засега изграждането на такава напълно завършена кръгова икономика, свързана с биогаза, е само теоретично. Според експертите има редица основни въпроси, които трябва да бъдат решени, за да може производството на биометан да стане наистина кръгово, устойчиво и екологично. Първият се отнася до суровините, които се вкарват в инсталацията за биометанация. Ако газът се произвежда при химическо разграждане на промишлени или битови отпадъци, дигестатите вероятно няма да бъдат използвани като тор. Това означава, че е необходимо на място да се извършва строг контрол на качеството, което изисква ежедневната работа с инсталациите да се извършва от компетентен персонал. Друго затруднение, свързано с екосъобразността, се отнася до местоположението.
В идеалния случай блоковете за биометанация трябва да бъдат разположени близо до мрежата за разпространение на природен газ или да бъдат оборудвани със станции, които да бъдат използвани на място от превозни средства, но разходите за изграждането на подобна инфраструктура могат да бъдат много високи. Друго конкретно предизвикателство пред развиването на този вид производство се отнася до самия процес и възможността за изтичане на метан, който представлява парников газ около 70-80 пъти по-силен от CO2. За справянето с този риск са необходими специфични умения, за да се провери дали инсталациите са правилно запечатани, за да се предотврати изтичането на метан. За извършването на тези тестове обаче е необходимо голямо количество вода, което от своя страна също се превръща в екологичен проблем.
Размерът на биометановите инсталации също има огромно значение. В най-добрия случай трябва да разполагате с инфраструктура, която не е твърде малка, за да се постигнат икономии поради мащаба на производство, но от друга страна не можете да имате изключително голяма инфраструктура, защото тя носи със себе си по-голям риск от обезлесяване. И като цяло както източникът на суровини за производството, така и консуматорите на биогаз не трябва да да твърде отдалечени от инсталациите за обработка, така че да не се избегнат правени в миналото грешки при опитите за използване на по-екологични източници на енергия. Пример за такава грешка можем да намерим сред практики, извършвани преди във Франция - когато въглищните централи преминали на дървесни пелети, в южната част на Франция товари от дървесина са били внасяни от Бразилия до пристанището на Марсилия и транспортирани за изгаряне в електроцентралите.
снимка: HOST
Гаранции за произход
Засега тези проблеми не са от голямо значение, защото индустрията за биогаз е твърде малка, за да нанесе сериозни щети, но с растежа на този сектор ще се налагат и все по-сериозни регулации. За да се осигури доверието в това производство е необходима надеждна система от гаранции за произход, чрез които да се удостоверява как се произвежда биометанът и от какви видове суровини. Въздействието върху околната среда е различно в зависимост от това дали газът идва от селскостопански остатъци или от специални култури, като въглеродно-интензивната царевицата, която преди беше много популярна в Германия. Представители на сектора сами отбелязват ограниченията на германския модел, както и че практиките в Дания, Италия и Франция вече показват пътя напред. Сред хората от сектора и земеделски производители се говори за използването на втора реколта за производството на биогаз.
Това вече е установена практиката в Италия, където земеделските стопани отглеждат две реколти годишно, една се използва за храна, а другата - гориво, като по този начин обработваемата земя се използва по-ефективно. Биогазът е и трябва, за да се постигне ефикасност и екосъобразност, да си остане изключително местен продукт - нито суровините трябва да се донасят отдалеч, нито самата готова продукция да се превозва на големи разстояния, където да бъде използвана. Еколозите като цяло са съгласни с този подход, но също така предупреждават, че това дали отглеждането на втора реколта е екологична или не зависи много от конкретните обстоятелства на място. Практиката, при която заедно се отглеждат няколко вида насаждения, е безвредна и устойчива в Италия поради специфичните климатични условия, но този успешен опит не може непременно да се възпроизведе на други места в Европа, особено ако те се намират на север.
В крайна сметка способността на този сектор от енергетиката да се разраства ще зависи от способността му да докаже екологичната устойчивост на своите продукти. По тази причина въвеждането на общоевропейска система от гаранции за произход се счита за изключително важна стъпка. Има желание всички страни, произвеждащи биометан, да въвеждат национални регистри, които следва да бъдат хармонизирани в цяла Европа, като се издават едни и същи сертификати и се посочват суровините, използвани за производството на биометан. Според Пфлюгер, Европейската комисия в момента прави оценка на схема, разработена от Европейския регистър на възобновяемите газове. Към момента схемата е доброволна, но би могла да получи одобрението на европейските политици и да стане задължителна в бъдеще.
Друг проблем, освен проследяване на произхода на продукта и установяването на екологичната устойчивост на производството Докато не бъде създадена надеждна система за проследяване, вероятно прогнозите за растеж на индустрията ще продължат да се разминават. Трябва да бъде избегнато и двойното отчитане на количествата биогаз и обикновен природен газ. След като биогаза бъде инжектиран в разпределителната инфраструктура, той не може да бъде разграничен от останалия газ, защото молекулите им са идентични, затова, за да се проследяват количествата, трябва внимателно да се отчита това, което се инжектира в газоразпределителната система. Според някои прогнози, позоваващи се на възможността за съвместно отглеждане на различни видове насаждения и използването на остатъци от селското и горското стопанство, до 2030 г. можем да разполагаме с около 45 млрд. куб. м биогаз от анаеробно разлагане и газификация на биомаса.
Други обаче предвиждат значително по-скромни количества - до около 20 млрд. куб. м биометан в Европейския съюз до 2030 г. - значително по-малко от най-оптимистичните предвиждания, но все пак 10 пъти повече от сегашните нива на производство. Това какви количества ще бъдат достигнати зависи до голяма степен от действията на политиците, които ще определят различни регулации или въвеждане на регистър. Обсъжданията около рисковете и ползите, както и свързаните с тях мерки, засягащи производството на биометан, трябва да се разглеждат в по-широкия контекст на все по-голямото екологично значение на газа. Подходът, използван при регулациите на биометана, ще окаже въздействие и на възможностите за развитие и насърчаване на производството и употребата на други нисковъглеродни газове като водорода, което от своя страна може да има огромно значение за успеха на планирания преход на Европа към система със 100% възобновяема енергия.