Edukacja i ochrona środowiska

Znane również jako alternatywnei źródła energii, zielona energia, czysta energia czy też naturalne źródła energii – są to zasoby naturalne, odbudowujące się w krótkim czasie. Przyczyniają się do zamknięcia obiegu pierwiastków biogennych, czyli realizacji gospodarki o obiegu zamkniętym wspieranej przez strategię Europejskiego Zielonego Ładu Praktycznie są niewyczerpywalne i w przeciwieństwie do nieodnawialnych surowców (różne rodzaje węgla, ropa i gaz ziemny, pierwiastki promieniotwórcze, torf) ich pozyskiwanie nie godzi w ekosystem, jest procesem bezpiecznym dla środowiska i ekologicznym. OZE wykorzystują odpady i darmową energii przyrody. Dostępność OZE jest zmienna, spowodowana jest naturalnymi procesami zachodzącymi w środowisku, niezależnym od warunków pogodowych.

Rodzaje OZE:

• energia wiatrowa,
• energia słoneczna,
• energia wodna,
• energia geotermalna,
• energia aerotermalna,
• energia geotermalna,
• energia hydrotermalną,
• hydroenergia, energię fal, prądów i pływów morskich,
• energia otrzymywana z biomasy, biogazu, biogazu rolniczego oraz z biopłynów.

Korzyści wynikające ze stosowania OZE:

• przeciwdziałanie tzw. przekroczeniu progów bezpieczeństwa obiegu węgla (co mierzone jest koncentracją dwutlenku węgla, a obserwowane w zmianach klimatu); obecna koncentracja dwutlenku węgla w atmosferze osiągnęła na tyle wysoki poziom, że zdaniem naukowców stwarza realne zagrożenie dla cywilizacji, poziomu bioróżnorodności i procesów gospodarczych,
• przeciwdziałanie tzw. przekroczeniu progów bezpieczeństwa obiegu azotu (eutrofizacja),
• ograniczenie emisji GHG (dwutlenek węgla - CO₂), metan (CH₄), podtlenek azotu (N₂O), fluoropochodne węglowodorów (HFCs), perfluoropochodne związki węgla (PFCs), sześciofluorek siarki (SF₆), które absorbując promieniowanie podczerwone przyczyniają się do powstania efektu cieplarnianego,
• powstanie sprzyjających wzrostowi konkurencji na rynku energetycznym warunków dzięki przechodzeniu na energetykę wykorzystująca OZE,
• pozytywny wpływ na poprawę bezpieczeństwa energetycznego i umożliwienie stabilnego, zróżnicowanego pod względem źródeł dostawy energii, o odpowiednich parametrach jakościowych i  w  cenach społecznie akceptowalnych – przeciwdziałanie ubóstwu energetycznemu,
• rozwiązanie problemu nadwyżek surowców roślinnych w krajach o wysoko rozwiniętej gospodarce; przeciwdziałanie pogorszeniu opłacalności produkcji i zmniejszeniu dochodów rodzin rolniczych dzięki uprawie roślin które mogą znaleźć zastosowanie w branży bioenergetycznej,
• tworzenie nowych miejsc pracy.

Naturalna nazwa tego gazu to gaz błotny lub bagienny. Powstaje on w naturze na bagnach, w procesie rozkładu materii organicznej zalegającej dna zbiorników wodnych wszystkich rejonach świata. Na terenach bagiennych stwierdzić można zjawisko wydzielającego się w postaci pęcherzyków gazu, który ma właściwości palne. To właśnie biogaz.

Definicja terminu biogaz została umieszczona m.in. w Ustawie z dnia 20 lutego 2015 r. o odnawialnych źródłach energii (Dz.U. 2015 poz. 478): „gaz uzyskany z biomasy, w szczególności z instalacji przeróbki odpadów zwierzęcych lub roślinnych, oczyszczalni ścieków oraz składowisk odpadów”, zaś Dyrektywa 2003/30/WE definiuje biogaz jako „paliwo gazowe produkowane z biomasy i/lub ulegającej biodegradacji części odpadów, które może być oczyszczone do jakości naturalnego gazu, do użycia jako biopaliwo, lub gaz drzewny”.

Biogaz składa się głównie z:

• metanu - 50-75 %,
• dwutlenku węgla - 25-45 %
• śladowych ilości innych gazów (siarkowodoru, azotu, amoniaku, tlenu, wodoru).

Skład biogazu zależny jest od zastosowanych procesów technologicznych, rodzaju instalacji, szczelności złoża przetwarzanych materiałów oraz wybranych substratów (wsad do biogazowni),

Najwyższe stężenie metanu będzie zawierał biogaz wytworzony z surowców takich jak gnojowica, obornik czy wytłoki owocowe (do 65-70%)

Biogaz rolniczy zdefiniowany zgodnie z Ustawą z dnia 20 lutego 2015 r. o odnawialnych źródłach energii (Dz.U. 2015 poz. 478) to „gaz otrzymywany w procesie fermentacji metanowej:

a) produktów rolnych oraz produktów ubocznych rolnictwa, w tym odchodów zwierzęcych,

b) produktów z przetwórstwa produktów pochodzenia rolniczego i produktów ubocznych, odpadów lub pozostałości z tego przetwórstwa, w tym z przetwórstwa i produkcji żywności, pochodzących z zakładów przemysłowych, a także z zakładowych oczyszczalni ścieków z przetwórstwa rolno-spożywczego, w których jest prowadzony rozdział ścieków przemysłowych od pozostałych rodzajów osadów i ścieków,

c) produktów spożywczych przeterminowanych lub nieprzydatnych do spożycia,

d) tłuszczów i mieszanin olejów z separacji olej/ woda zawierających wyłącznie oleje jadalne i tłuszcze,

e) biomasy roślinnej zebranej z terenów innych niż zaewidencjonowane jako rolne,

f) odchodów zwierzęcych pozyskanych z działalności innej niż rolnicza – z wyłączeniem biogazu pozyskanego z odpadów komunalnych, ze składowisk odpadów, a także z substratów pochodzących z oczyszczalni ścieków innych niż wymienione w lit. b”.

Korzyści wynikające ze stosowania biogazu:

• samowystarczalność energetyczna producentów i redukcja kosztów zakupu energii zewnętrznej,
• możliwość sprzedaży wyprodukowanej energii do sieci energetycznej - dodatkowe dochody,
• wykorzystanie ciepła, które może być przekazywane do ogrzewania budynków, ciepłownictwa czy procesów przemysłowych; ciepło można konwertować na chłód,
• ograniczenie do minimum stosowania zasobów nieodnawialnych,
• konwersja na biometan; biogaz po odpowiednim oczyszczeniu, może być konwertowany na biometan, który może być sprężany do bio-CNG, skraplany do bio-LNG lub wtłaczany do sieci,
• dofinansowania i ulgi; wiele krajów oferuje różnego rodzaju dofinansowania do budowy biogazowni, ze względu na jej korzyści dla środowiska. To dodatkowy czynnik motywujący do inwestowania w tę technologię.

Według definicji, biometan to - „gaz uzyskany z biogazu, biogazu rolniczego lub wodoru odnawialnego, poddanych procesowi oczyszczenia, wprowadzany do sieci gazowej lub transportowany w postaci sprężonej albo skroplonej środkami transportu innymi niż sieci gazowe, lub wykorzystany do tankowania pojazdów silnikowych bez konieczności jego transportu” 

Korzyści stosowania biometanu:

• możliwość zastosowania biometanu we wszystkich obszarach korzystających z gazu ziemnego z tą różnicą, że emisje gazów cieplarnianych przy zastosowaniu biometanu są równe zero lub nawet ujemne (w zależności od zastosowanych do produkcji substratów),
• dla przedsiębiorstw możliwość znaczącego obniżenia swojego śladu węglowego,
• aktywizacja i rozwój terenów rolniczych,
• zagospodarowanie i przetwarzanie odpadów w paliwo,
• proces produkcji biogazu a następnie biometanu oparty na fermentacji beztlenowej powoduje powstanie masy pofermentacyjnej pofermentu, materiału bogatego w składniki odżywcze; dowiedziono, że nawożenie pofermentem gleb rolniczych poprawia szereg wskaźników jakości gleby oraz wiąże węgiel organiczny w glebach,
• w przypadku niemożliwości wtłoczenia biometanu do sieci, możliwe jest jego skroplenie do postaci bioLNG i transport w dowolne miejsce w którym może być zużyty,
• w formie ciekłej – bioLNG, stosowany bezpośrednio do napędu pojazdów ciężarowych; zgodność z  założeniami Narodowego Celu Wskaźnikowego i Narodowego Celu Redukcyjnego, do realizacji których zobowiązane są przedsiębiorstwa z branży paliwowej.

Biogazownia to zakład produkcyjny, w którym odbywa się proces fermentacji odpadów organicznych – biomasy roślinnej, odchodów zwierzęcych, odpadów organicznych, odpadów poubojowych i osadu biologicznego ze ścieków komunalnych, w wyniku którego powstaje biogaz.

Biogazownie dzielimy:

• ze względu na wykorzystany materiał organiczny;
  • wykorzystujące biogaz wydzielany z hałd składowiskowych,
  • wykorzystujące biogaz powstający z odpadów organicznych odseparowanych w oczyszczalni ścieków,
  • wytwarzające biogaz z biomasy i odpadów organicznych,
  • wytwarzające biogaz z odpadów organicznych wytwarzanych przez gospodarstwa domowe.
  • biogazownie mieszane;
• w zależności od produktu finalnego;
  • biogazownie energetyczne - wytwarzające energię cieplną i/lub elektryczną,
  • biometanownie - wytwarzające gaz, który można wtłoczyć do sieci gazowej.

Zalety z budowy i funkcjonowania biogazowni:

• produkcja odnawialnej energii, a tym samym zmniejszenie zużycia kopalnych surowców energetycznych oraz emisji związków powstających podczas ich spalania, w tym ograniczenie emisji gazów cieplarnianych,
• zmniejszenie ilości składowanych często niebezpiecznych dla środowiska odpadów poprzez ich odbiór i utylizację,
• produkcja naturalnych nawozów (poferment),
• zagospodarowanie nieuprawianych areałów,
• lokalne pozyskiwanie energii co wiąże się z niezależnością energetyczną,
• zmniejszenie zależności energetycznej; produkcja zielonego gazu może przyczynia się do zmniejszenia importowanego gazu ziemnego powodując wzrost bezpieczeństwa energetycznego kraju,
• zwiększenie liczby miejsc pracy zarówno w okresie modernizacji i udoskonalania biogazowni oraz jej transformacji w biometanownię jak i w okresie produkcyjnym,
• dalsze potencjalne inwestycje,
• duże dodatkowe środki pieniężne z podatków,
• wyjście naprzeciw coraz bardziej świadomego zagrożeń środowiskowych odbiorcy/ konsumenta, który będzie wybierał paliwo/ produkt z niskim śladem węglowym.

To część produktów, odpadów poprodukcyjnych lub pozostałości pochodzenia biologicznego z rolnictwa, w tym substancje roślinne i zwierzęce, leśnictwa, rybołówstwa i akwakultury, a także biogazy i frakcje odpadów przemysłowych, komunalnych i osadów ściekowych ulegające biodegradacji. Wykorzystywana w celu pozyskania energii w procesach:

• spalanie (spalanie bezpośrednie, współspalanie),
• fermentacji beztlenowej,
• fermentacji alkoholowej
• pirolizy,
• zgazowanie.

Efektem przetworzenia materii organicznej w proces fermentacji beztlenowej jest produkcja biogazu, którego głównym składnikiem  składu jest metan. Odpowiada on za 50-70% składu biogazu.

Zawartość szkodliwych pierwiastków w biomasie jest niższa niż w węglu. Dlatego spalanie biomasy jest uważane za korzystniejsze dla środowiska niż spalanie paliw kopalnych. Biomasa roślinna w procesie wzrostu pochłania dwutlenek węgla, przez co ma korzystniejszy bilans CO₂ od paliw kopalnych.

Ze względu na właściwości dzielimy biomasę na:

• stałą – drewno odpadowe, rośliny pochodzące z upraw energetycznych, odpady rolnicze, komunalne i przemysłowe; wyjątkowo cenne są uszlachetnione brykiet i pelet wytworzone w wyniku suszenia, mielenia i prasowania,
• gazową – biogaz będący głównie mieszaniną metanu i dwutlenku węgla, powstaje w miejscach rozkładu substancji organicznych poprzez proces fermentacji beztlenowej; nazywany jest często gazem błotnym,
• ciekłą – biodiesel produkowany z roślin oleistych oraz alkohole wytwarzane z roślin o dużej zawartości cukru np. z kukurydzy lub z trzciny cukrowej mogą być dodawane do paliw tradycyjnych. 

Masa pofermentacyjnaczyli  pozostałość z produkcji biogazu rolniczego występuje w postaci surowej, stałej lub płynnej – zależność od rodzaju biogazowni. Poferment jest dobrze przyswajalny przez rośliny gwarantując szybszy efekt nawozowy – zwłaszcza na ziemiach ubogich w materię organiczną. Nie zakwasza gleb i szybciej się w nich rozkłada, charakteryzuje się dużo mniejszym natężeniem emisji odorów niż gnojowica i jest łatwy w aplikacji. Duża zawartość azotu amonowego wiąże się z kompleksem sorpcyjnym w glebie, dzięki czemu nie ulega wymywaniu do wód gruntowych i tym samym jest nadal dostępna dla roślin. Poferment stanowi wartościowe, a jednocześnie relatywnie tanie rozwiązanie. Powstały w wyniku fermentacji produktów organicznych pochodzenia rolniczego lub produktów ubocznych przemysłu rolno-spożywczego, jest bezpiecznym nawozem. Jakość i walory nawozowe pofermentu są zależne od rodzaju włożonego do całego procesu fermentacji substratu.

Produkty pofermentacyjne mogą być wprowadzane do obrotu bez pozwolenia ministra rolnictwa i rozwoju wsi (ustawa z 20 lutego 2015 r. o odnawialnych źródłach energii). To ułatwienia dla producentów i łatwiejsze ich zbycie i zagospodarowanie. Produkty te spełniają niezbędne warunki:

• stanowią integralną część procesu produkcji biogazu,
• mogą być wykorzystywane bezpośrednio bez dalszego przetworzenia,
• sprostają wymaganiom w zakresie ochrony środowiska, co można udokumentować wynikami badań pofermentów i odpowiednią opinią,
• wykorzystanie pofermentu może być zapewnione poprzez zawarcie umowy z odbiorcami.

Korzyści wynikające ze stosowania pofermentu:

• wykorzystywany jako nawóz zwiększa efekt plonotwórczy w porównaniu z obornikiem lub gnojowicą (znacznie wyższa dostępność azotu w formie amonowej bezpośrednio pobieranej przez rośliny i  wbudowywanej w związki organiczne) - udowodniono doświadczalnie; pozytywnie wpływa na pojemność wodną i sorpcyjną gleby,
• ograniczenie eutrofizacji gleb, działanie protekcyjne dla organizmów żyjących w zbiornikach wodnych,
• ograniczenie zanieczyszczenia wód gruntowych związkami azotu i fosforu,
• przeciwdziałanie wprowadzaniu do gleby patogenów i nasion chwastów,
• redukcja odorów w porównaniu ze stosowaniem do nawożenia surowej gnojowicy i obornika.

Uwaga!

Nadmiarowe wykorzystywanie pofermentu z biogazowni > dawki około 30m³ /ha (30 000l/ha), może powodować fitotoksyczność wynikającą z dużej koncentracji metali ciężkich, a także wysokich zawartości potasu, sodu i chloru, co obniża zdolność kiełkowania i rozwój roślin. Stosowanie pofermentu na glebę jałową przez dłuższy okres pogłębia jej jałowość i brak struktury gruzełkowej.

To materiał stanowiący wsad do instalacji biogazowej o ustalonym składzie chemicznym, jakościowym i ilościowym. W kontekście biogazu, mowa tu np. o odpadach, osadach czy kiszonce, poddawanych procesowi fermentacji. Wybór substratów dla biogazowni jest kluczowym działaniem w kontekście jej prawidłowego i bezawaryjnego funkcjonowania jej oraz bezpośrednio wpływa na opłacalność samej inwestycji.

Uzasadnionym jest budowanie biogazowni w miejscu bezpośrednim powstawaniu substratu lub możliwie najbliższym. Gwarantuje to nieprzerwaną pracę biogazowni, zapewnia odpowiednią jego ilość, która zgodnie z zapotrzebowaniem i harmonogramem dostarczana będzie do instalacji. Wreszcie redukuje koszty transportu substratu.

Szczegółowa lista substratów możliwych do użycia w biogazowniach rolniczych, zaakceptowana przez Ministra Rolnictwa i Rozwoju Wsi, wymieniona jest w dokumencie - Rozporządzenie Ministra Rolnictwa i Rozwoju Wsi z dnia 12 października 2023 r. w sprawie szczegółowej listy substratów możliwych do wykorzystania w biogazowni rolniczej. 

Są to koncepcja, dążenia i długotrwały proces ciągnący się na kolejne pokolenia, które zakładają rozwój społeczno-ekonomiczny zaspokajający potrzeby współczesnych społeczeństw, w taki sposób by nie ograniczał możliwości rozwojowych i warunków bytowych przyszłych pokoleń.

Pojęcie - Zrównoważony rozwój - zostało zdefiniowane w 1987 r. w raporcie Światowej Komisji do spraw Środowiska i Rozwoju pn. Nasza wspólna przyszłość. Koncepcję zrównoważonego rozwoju przedstawiają 2 dokumenty przyjęte w 1992 na Konferencji Narodów Zjednoczonych - Środowisko i Rozwój - w Rio de Janeiro - Deklaracja w sprawie Środowiska i Rozwoju oraz Agenda 21 (Konferencja Szczyt Ziemi).

Koncepcja ta została ujęta w pierwszym rozdziale Konstytucji Rzeczypospolitej, wprowadzającym podstawowe zasady ustrojowe.

Zrównoważony rozwój uwzględnia:

• potrzebę trwałego rozwoju,
• potrzebę rozwiązywania problemów bieżących,
• potrzeby przyszłościowe,
• łączenie potrzeb bieżących z przyszłościowymi,
• wzajemne uwarunkowania problemów ochrony środowiska, wzrostu ekonomicznego i rozwoju społecznego.

Jednym ze strategicznych aspektów zrównoważonego rozwoju jest zmiana podejścia ludzkości do energetyki zawarty w zapisach Zrównoważonego rozwoju energetycznego (sustainable energy), który służy poprawie jakości życia w sposób trwały uwzględniający potrzeby obecnych i przyszłych pokoleń. Celem zrównoważonego rozwoju energetycznego jest rozwiązanie problemu bezpieczeństwa energetycznego ludzkości poprzez zapewnienie odpowiedniego poziomu usług energetycznych podmiotom gospodarczym w granicach tolerancji natury.

Rozwój biogazownictwa w Polsce jest mocno ograniczony brakiem akceptacji lokalnej społeczności na każdym etapie inwestycyjnym. Negatywne nastawienie najczęściej jest konsekwencją braku rzetelnej i  przystępnie przekazanej wiedzy na temat korzyści wynikających z takich inwestycji, efektywności energetycznej i ekonomicznej. Kluczowe znaczenie dla powodzenia prowadzenia inwestycji jest uzyskanie akceptacji lokalnej społeczności. Służyć może temu przeprowadzanie akcji edukacyjnych wśród młodzieży podczas organizacji festynów szkolnych i gminnych, pikników dla mieszkańców gminy oraz odpowiednia komunikacja i regularna informacja, która wyjaśni wszystkie wątpliwości i obawy.

• wysokie koszty inwestycyjne - około 30 mln zł za 1 MW instalacji w porównaniu do inwestycji związanych z innymi źródłami odnawialnymi,
• biurokracja,
• brak wsparcia finansowego oraz byt niska cena referencyjna dla biogazowni rolniczych,
• brak akceptacji społecznej i wyrażenia zgody na budowę oraz uruchomienie biogazowni lub biometanowni oraz partycypacji społecznej przy przygotowaniu tego typu inwestycji.
• ograniczona liczba projektantów, generalnych wykonawców, specjalistycznych firm budowlanych oraz technologów wyspecjalizowanych w projektowaniu, budowie oraz w eksploatacji biogazowni. 

Zgodnie z art. 23 oraz 24 ust. 1 ustawy z dnia 20 lutego 2015 r. o odnawialnych źródłach energii (Dz. U. z 2022 r. poz. 1378, z późn. zm.) działalność gospodarcza związana z uzyskiwaniem: biogazu rolniczego w  instalacjach OZE innych niż mikroinstalacja biogazu rolniczego, energii elektrycznej z biogazu rolniczego w instalacjach innych niż mikroinstalacja, stanowi działalność regulowaną w rozumieniu przepisów ustawy z  dnia 6 marca 2018 r. – Prawo przedsiębiorców (Dz. U. z 2023 r. poz. 221) i wymaga wpisu do rejestru wytwórców biogazu rolniczego prowadzonego przez Dyrektora Generalnego Krajowego Ośrodka Wsparcia Rolnictwa

Tu znjadziesz więcej informacji:

• Urząd Regulacji Energetyki (URE)
• Polska Izba Gospodarcza Energii Odnawialnej (PIGEO)
• Polskie Stowarzyszenie Biogazowe
• Instytut Energetyki Odnawialnej (IEO)
• Krajowa Agencja Poszanowania Energii S.A. (KAPE)
• Narodowy Fundusz Ochrony Środowiska i Gospodarki Wodnej (NFOŚiGW)
• Polska Agencja Rozwoju Przedsiębiorczości (PARP)
• Ministerstwo Klimatu i Środowiska
• Polskie Towarzystwo Biomasowe (PTB)
• Unia Producentów i Pracodawców Przemysłu Biogazowego i Biometanowego (UPEBBI)