Ekologiczne rozwiązania gazowe - czy to możliwe?

W dobie rosnącej świadomości ekologicznej i postępujących zmian klimatycznych, pytanie o możliwość ekologicznego wykorzystania gazu ziemnego staje się coraz bardziej istotne. Czy paliwo, które jest pochodzenia kopalnego, może być przyjazne dla środowiska? W tym artykule analizujemy nowoczesne rozwiązania, które mogą uczynić gazownictwo bardziej ekologicznym oraz perspektywy rozwoju tego sektora w kontekście europejskiej polityki klimatycznej.

Gaz ziemny a inne paliwa kopalne - porównanie ekologiczne

Zanim przejdziemy do innowacyjnych rozwiązań, warto zastanowić się nad obecną pozycją gazu ziemnego w kontekście ekologicznym. W porównaniu z innymi paliwami kopalnymi, gaz ziemny charakteryzuje się relatywnie niską emisją dwutlenku węgla podczas spalania. Według danych Krajowego Ośrodka Bilansowania i Zarządzania Emisjami, spalanie gazu ziemnego generuje o około 40% mniej CO2 niż spalanie węgla oraz o 25-30% mniej niż w przypadku oleju opałowego.

Dodatkowo, gaz ziemny praktycznie nie emituje pyłów zawieszonych (PM10, PM2.5) oraz zawiera śladowe ilości związków siarki, co przekłada się na niższe emisje tlenków siarki (SOx) odpowiedzialnych za kwaśne deszcze. Jest to istotna zaleta w kontekście walki ze smogiem, szczególnie w polskich miastach, gdzie problem zanieczyszczenia powietrza jest wyjątkowo dotkliwy.

Należy jednak pamiętać, że głównym składnikiem gazu ziemnego jest metan, który sam w sobie jest silnym gazem cieplarnianym - jego potencjał cieplarniany jest około 25 razy wyższy niż CO2 w perspektywie 100 lat. Oznacza to, że niekontrolowane wycieki metanu z infrastruktury gazowej mogą znacząco obniżać ekologiczne korzyści wynikające z niższej emisji CO2 podczas spalania.

Biogaz i biometan - ekologiczna alternatywa

Jednym z najbardziej obiecujących kierunków rozwoju ekologicznych rozwiązań gazowych jest produkcja i wykorzystanie biogazu oraz jego oczyszczonej formy - biometanu.

Biogaz powstaje w procesie fermentacji beztlenowej materii organicznej, takiej jak odpady rolnicze, osady ściekowe, odpady z przemysłu spożywczego czy frakcja organiczna odpadów komunalnych. Po procesie oczyszczania, z biogazu można uzyskać biometan, który pod względem właściwości jest praktycznie identyczny z gazem ziemnym i może być wtłaczany do istniejącej infrastruktury gazowej.

Główną zaletą biogazu/biometanu jest jego ekologiczny charakter:

• Jest uznawany za odnawialne źródło energii
• Jego spalanie jest neutralne pod względem emisji CO2, ponieważ uwalniany podczas spalania dwutlenek węgla został wcześniej zaabsorbowany przez rośliny w procesie fotosyntezy
• Pozwala na zagospodarowanie odpadów organicznych, które w przeciwnym razie mogłyby emitować metan do atmosfery podczas rozkładu na składowiskach
• Może być produkowany lokalnie, co zmniejsza potrzebę transportu paliwa na duże odległości

Według danych Europejskiego Stowarzyszenia Biogazu (EBA), potencjał produkcji biogazu w Polsce do 2030 roku szacuje się na około 7-8 mld m³ rocznie, co mogłoby pokryć nawet 25% krajowego zapotrzebowania na gaz.

Power-to-Gas (P2G) - integracja sektorów energetycznych

Innym innowacyjnym rozwiązaniem jest technologia Power-to-Gas, która polega na wykorzystaniu nadwyżek energii elektrycznej (np. z odnawialnych źródeł energii) do produkcji wodoru poprzez elektrolizę wody. Wodór ten może być następnie używany bezpośrednio lub łączony z dwutlenkiem węgla w procesie metanizacji, aby wytworzyć syntetyczny metan.

Zalety technologii P2G obejmują:

• Możliwość magazynowania nadwyżek energii z OZE (zwłaszcza wiatrowej i słonecznej), które charakteryzują się zmienną produkcją
• Wykorzystanie istniejącej infrastruktury gazowej do przesyłu i dystrybucji wytworzonego gazu
• W przypadku wykorzystania CO2 z procesów przemysłowych, P2G może przyczynić się do redukcji emisji gazów cieplarnianych
• Elastyczność systemu energetycznego poprzez integrację sektorów elektroenergetycznego i gazowego

Technologia ta jest obecnie w fazie pilotażowej w kilku krajach europejskich, w tym w Niemczech i Danii. W Polsce pierwsza instalacja demonstracyjna P2G powstaje w Puławach, gdzie nadwyżki energii elektrycznej będą wykorzystywane do produkcji wodoru, który następnie posłuży jako surowiec w procesach chemicznych.

Ograniczanie emisji metanu z infrastruktury gazowej

Jak wspomniano wcześniej, metan jest silnym gazem cieplarnianym, dlatego ograniczenie jego wycieków z infrastruktury gazowej ma kluczowe znaczenie dla ekologicznego charakteru gazownictwa. Według badań, w tradycyjnych systemach gazowych wycieki mogą sięgać nawet 2-3% całkowitej ilości transportowanego gazu.

Nowoczesne rozwiązania ograniczające emisję metanu obejmują:

• Zaawansowane systemy monitoringu i wykrywania wycieków (kamery termowizyjne, drony wyposażone w sensory metanu, stałe systemy detekcji)
• Regularne programy inspekcji i konserwacji infrastruktury
• Modernizacja starszych elementów infrastruktury, szczególnie w tłoczniach gazu i na stacjach redukcyjno-pomiarowych
• Wykorzystanie technologii bezwykopowych przy remontach gazociągów
• Implementacja systemów odzysku metanu w procesach eksploatacyjnych (np. podczas opróżniania gazociągów na czas remontów)

W Polsce PGNiG oraz Gaz-System wdrażają programy ograniczania emisji metanu, które mają na celu redukcję wycieków o 50% do 2030 roku. Działania te wpisują się w Europejską Strategię Metanową, która zakłada znaczące ograniczenie emisji metanu w UE.

Perspektywy rozwoju ekologicznych technologii gazowych w Polsce

Polska, jako kraj z silnym uzależnieniem od węgla i rosnącym znaczeniem gazu ziemnego w miksie energetycznym, stoi przed szczególnymi wyzwaniami i szansami związanymi z rozwojem ekologicznych technologii gazowych.

Według analiz Instytutu Energetyki Odnawialnej, potencjał rozwoju biogazowni w Polsce jest znaczący, a produkcja biogazu mogłaby stanowić istotny element transformacji energetycznej kraju. Obecnie funkcjonuje około 300 instalacji biogazowych o łącznej mocy około 250 MW, jednak potencjał szacuje się na nawet kilka tysięcy instalacji.

W kontekście technologii P2G, Polska może wykorzystać nadwyżki energii z planowanych morskich farm wiatrowych na Bałtyku oraz z dynamicznie rozwijającej się fotowoltaiki do produkcji wodoru i syntetycznego metanu. Ministerstwo Klimatu i Środowiska pracuje nad Polską Strategią Wodorową, która uwzględnia również technologie P2G.

Istotnym czynnikiem wpływającym na rozwój ekologicznych technologii gazowych w Polsce będzie również Europejski Zielony Ład oraz mechanizmy finansowania transformacji energetycznej, takie jak Fundusz Sprawiedliwej Transformacji czy mechanizm InvestEU.