Wprowadzenie
Transformacja energetyczna w kierunku gospodarki niskoemisyjnej stawia przed polskim sektorem gazowym nowe wyzwania, ale też otwiera nowe możliwości. Biometan i wodór to dwa kluczowe odnawialne źródła gazu, które mogą odegrać istotną rolę w zielonej transformacji Polski, zapewniając nie tylko korzyści środowiskowe, ale również wzmacniając bezpieczeństwo energetyczne kraju.
W tym artykule przyglądamy się obecnemu stanowi rozwoju technologii biometanu i wodoru w Polsce, perspektywom ich wdrożenia na szerszą skalę oraz kluczowym graczom i projektom w tym obszarze.
Biometan - zielony gaz z odpadów
Biometan to oczyszczony biogaz, składający się głównie z metanu, otrzymywany w procesie fermentacji beztlenowej materii organicznej, takiej jak odpady rolnicze, spożywcze czy osady ściekowe. Po oczyszczeniu do jakości odpowiadającej gazowi ziemnemu, może być wprowadzany do sieci gazowej lub wykorzystywany jako paliwo transportowe.
Stan obecny produkcji biometanu w Polsce
Polska posiada znaczny potencjał produkcji biometanu, jednak obecnie jego wykorzystanie jest ograniczone. W naszym kraju funkcjonuje:
- Ponad 300 biogazowni (głównie rolniczych i na składowiskach odpadów)
- Tylko kilka instalacji oczyszczających biogaz do jakości biometanu
- Łączna produkcja biogazu na poziomie około 300 mln m³ rocznie
Jednym z pionierów w tym obszarze jest biogazownia w Koczale (województwo pomorskie), która jako pierwsza w Polsce rozpoczęła wtłaczanie biometanu do sieci gazowej, po uprzednim oczyszczeniu biogazu do odpowiednich parametrów.
Potencjał i perspektywy rozwoju
Według różnych szacunków, potencjał produkcji biometanu w Polsce wynosi od 4 do 8 mld m³ rocznie, co stanowi znaczącą część zapotrzebowania kraju na gaz ziemny (obecnie około 20 mld m³ rocznie). Kluczowe obszary, z których może pochodzić surowiec do produkcji biometanu, to:
- Sektor rolniczy - wykorzystanie odpadów z hodowli zwierząt i upraw
- Przemysł spożywczy - przetwarzanie odpadów organicznych
- Gospodarka komunalna - odpady organiczne i osady ściekowe
Realizacja tego potencjału wymaga jednak znacznych inwestycji oraz zmian regulacyjnych. Polski rząd przyjął w 2021 roku dokument "Kierunki rozwoju biogazowni rolniczych w Polsce w latach 2021-2030", zakładający wzrost liczby biogazowni do 500 oraz wprowadzenie systemów wsparcia dla producetów biometanu.
Inwestycje i projekty w sektorze biometanu
Coraz więcej polskich firm energetycznych dostrzega potencjał biometanu i rozpoczyna inwestycje w tym obszarze:
- PGNiG (obecnie część Orlenu) - program "Zielone Paliwo dla Transportu" zakładający budowę biogazowni i instalacji produkcji biometanu
- Orlen - plan budowy 20 biogazowni do 2030 roku
- Polskie Stowarzyszenie Biometanu - inicjatywa skupiająca firmy i instytucje zaangażowane w rozwój sektora
- Polska Spółka Gazownictwa - projekty pilotażowe zatłaczania biometanu do sieci dystrybucyjnej
Wśród najbardziej zaawansowanych projektów znajduje się biogazownia w Jeżewie (województwo wielkopolskie), gdzie konsorcjum firm planuje produkcję około 7 mln m³ biometanu rocznie ze słomy kukurydzianej i innych odpadów rolniczych.
Wodór - paliwo przyszłości
Wodór jest coraz częściej wskazywany jako kluczowe paliwo przyszłości, szczególnie w kontekście dekarbonizacji sektorów trudnych do elektryfikacji. W zależności od metody produkcji, wyróżnia się kilka rodzajów wodoru:
- Wodór szary - produkowany z paliw kopalnych, głównie gazu ziemnego, bez wychwytywania CO2
- Wodór niebieski - produkowany z paliw kopalnych z wykorzystaniem technologii wychwytywania CO2
- Wodór zielony - produkowany w procesie elektrolizy wody przy użyciu energii ze źródeł odnawialnych
- Wodór różowy - produkowany w procesie elektrolizy z wykorzystaniem energii jądrowej
Obecny stan rozwoju technologii wodorowych w Polsce
Polski sektor wodorowy znajduje się we wczesnej fazie rozwoju, ale dynamicznie się rozwija:
- Krajowa produkcja wodoru (głównie szarego) na poziomie około 1 mln ton rocznie, głównie dla przemysłu chemicznego
- Kilka działających i budowanych stacji tankowania wodoru dla transportu
- Pierwsze projekty elektrolizerów zasilanych energią odnawialną
- Projekty badawczo-rozwojowe dotyczące ogniw paliwowych i magazynowania wodoru
Jednym z pionierów jest Grupa Lotos (obecnie część Orlenu), która w ramach projektu "Pure H2" uruchomiła w 2021 roku pilotażową instalację do produkcji wodoru o wysokiej czystości na potrzeby transportu.
Polska Strategia Wodorowa i kluczowe projekty
W 2021 roku Polska przyjęła "Polską Strategię Wodorową do roku 2030 z perspektywą do 2040 roku", która zakłada m.in.:
- Budowę 2 GW mocy instalacji do produkcji wodoru i jego pochodnych z niskoemisyjnych źródeł, procesów i technologii
- Uruchomienie 800-1000 nowych autobusów wodorowych
- Powstanie minimum 32 stacji tankowania i bunkrowania wodoru
- Powstanie co najmniej 5 dolin wodorowych
Wśród kluczowych projektów wodorowych w Polsce można wymienić:
1. Doliny Wodorowe
Koncepcja dolin wodorowych polega na tworzeniu ekosystemów łączących producentów, dystrybutorów i odbiorców wodoru w określonym regionie. W Polsce planowane są m.in.:
- Podkarpacka Dolina Wodorowa - skupiająca się na zastosowaniach w transporcie i lotnictwie
- Dolnośląska Dolina Wodorowa - z naciskiem na zastosowania przemysłowe
- Mazowiecka Dolina Wodorowa - łącząca zastosowania transportowe i energetyczne
2. Projekty transportowe
Transport jest jednym z pierwszych sektorów, w których wodór znajduje zastosowanie:
- Miasta takie jak Warszawa, Poznań, Gdynia i Konin testują lub zamawiają autobusy wodorowe
- PKP Cargo rozwija projekt lokomotywy wodorowej
- Grupa Orlen buduje sieć stacji tankowania wodoru wzdłuż głównych szlaków transportowych
3. Projekty energetyczne
Wodór może odegrać istotną rolę w magazynowaniu energii i bilansowaniu systemu energetycznego:
- Projekt PGE w Elektrowni Dolna Odra - instalacja P2G (Power-to-Gas) przekształcająca nadwyżki energii z OZE w wodór
- Projekt H2District - wykorzystanie wodoru w lokalnych systemach energetycznych
- Tauron i AGH - badania nad wykorzystaniem wodoru w istniejących blokach gazowych
Perspektywy dla polskiego sektora gazowego
Wodór stwarza zarówno wyzwania, jak i możliwości dla polskiego sektora gazowego:
- Adaptacja infrastruktury - sieci gazowe wymagają dostosowania do transportu mieszanki wodoru z gazem ziemnym (do ok. 20% wodoru) lub czystego wodoru
- Magazynowanie - podziemne magazyny gazu mogą być wykorzystane do przechowywania wodoru
- Nowe modele biznesowe - firmy gazowe mogą stać się kluczowymi graczami w łańcuchu wartości wodoru
GAZ-SYSTEM przeprowadza obecnie analizy dotyczące możliwości adaptacji istniejącej infrastruktury przesyłowej do transportu wodoru, a także planuje udział w międzynarodowych projektach dotyczących tzw. autostrad wodorowych.
Integracja biometanu i wodoru w polskim systemie energetycznym
Potencjalne synergie między biometanem a wodorem mogą przynieść korzyści dla całego systemu energetycznego Polski:
Możliwości łączenia technologii
- Biogazownie produkujące wodór - biometan może być surowcem do produkcji wodoru (reforming parowy)
- Wykorzystanie CO2 z biogazowni - CO2 wydzielane podczas oczyszczania biogazu może być wykorzystane w procesie metanizacji z użyciem wodoru, tworząc syntetyczny metan
- Rozproszone huby energetyczne - biogazownie mogą stać się lokalnymi centrami energetycznymi produkującymi biometan, wodór oraz energię elektryczną i cieplną
Wyzwania techniczne i ekonomiczne
Przed szerokim wdrożeniem tych technologii stoi jednak szereg wyzwań:
- Koszty produkcji - zarówno biometan, jak i zielony wodór są obecnie droższe niż gaz ziemny
- Bariery regulacyjne - brak kompleksowych ram prawnych dla biometanu i wodoru
- Infrastruktura - potrzeba znacznych inwestycji w infrastrukturę produkcyjną, przesyłową i magazynową
- Standaryzacja - konieczność określenia jednolitych norm jakościowych dla biometanu i wodoru
Rola głównych firm gazowych w transformacji
Największe polskie firmy gazowe aktywnie angażują się w rozwój odnawialnych źródeł gazu:
Grupa Orlen (wraz z PGNiG)
Po połączeniu z PGNiG, Orlen stał się liderem transformacji gazowej w Polsce. Kluczowe inicjatywy obejmują:
- Program biogazowy zakładający budowę sieci biogazowni o łącznej mocy 70-80 MW
- Projekt "Hydrogen Eagle" obejmujący budowę elektrolizerów o mocy około 250 MW i sieci stacji wodorowych
- Badania nad technologiami Power-to-Gas i magazynowaniem wodoru
GAZ-SYSTEM
Operator systemu przesyłowego przygotowuje infrastrukturę do nowej rzeczywistości:
- Program dostosowania sieci przesyłowej do transportu gazów zdekarbonizowanych
- Udział w europejskiej inicjatywie European Hydrogen Backbone
- Opracowanie standardów dla zatłaczania biometanu do sieci wysokiego ciśnienia
Polska Spółka Gazownictwa
Największy dystrybutor gazu w Polsce rozwija projekty:
- Pilotażowe zatłaczanie biometanu do sieci dystrybucyjnej
- Badania nad wpływem domieszki wodoru na infrastrukturę dystrybucyjną
- Modernizacja sieci pod kątem zdekarbonizowanych gazów
Podsumowanie i perspektywy
Biometan i wodór mają potencjał, by stać się istotnymi elementami polskiego miksu energetycznego, wspierając dekarbonizację gospodarki przy jednoczesnym wykorzystaniu istniejącej infrastruktury gazowej. Do 2030 roku można oczekiwać:
- Wzrostu udziału biometanu w krajowym bilansie gazowym do 2-3 mld m³ rocznie
- Rozwoju pilotażowych projektów wykorzystania wodoru w przemyśle i transporcie
- Stopniowego wprowadzania domieszki wodoru (do 10%) do sieci gazowej
- Powstania dedykowanych wodorociągów w regionach przemysłowych
Sukces tych technologii będzie jednak zależał od stworzenia sprzyjających ram regulacyjnych, systemów wsparcia finansowego oraz kontynuacji badań nad efektywnością i bezpieczeństwem ich stosowania. Rozwijanie odnawialnych źródeł gazu to nie tylko wyzwanie technologiczne, ale również szansa na budowę nowych kompetencji i tworzenie miejsc pracy w polskiej gospodarce.
Dla konsumentów gazu oznacza to stopniową transformację w kierunku bardziej zrównoważonych źródeł energii, potencjalnie większą niezależność energetyczną kraju oraz - w dłuższej perspektywie - stabilizację cen po początkowym okresie wyższych kosztów związanych z inwestycjami w nowe technologie.