Rynek biogazu w Polsce jest jednym najbardziej perspektywicznym pod względem minimalizowania emisji gazów cieplarnianych (w tym metanu), kreowania gospodarki idącej w kierunku obiegu zamkniętego wraz z trendem waste-to-energy, a w konsekwencji, możliwości dekarbonizacji kraju i Europy.
Obecnie na terenie Polski funkcjonują 383 instalacje biogazowe o mocy 280 MW i chociaż udział energii ze źródeł odnawialnych w pozyskaniu energii pierwotnej ogółem wzrósł w latach 2017-2021 z 14,38% do 21,12% , to nadal rynek biogazowy i biometanowy jest obszarem, w ramach którego jest jeszcze wiele do zrobienia. Dobrych przykładów z zakresu zielonej transformacji z wykorzystaniem GOZ w naszym kraju jednak nie brakuje. Jednym z nich są Tychy i ich idea inteligentnego i zrównoważonego miasta.
Regionalne Centrum Gospodarki Wodno-Ściekowej S.A. (RCGW S.A.) jest eksploatatorem ponad 40 przepompowni ścieków na terenie miasta Tychy, ponad 400 km sieci kanalizacyjnej, oczyszczalni ścieków, a także inwestorem i eksploatatorem Wodnego Parku Tychy. Od 2006 roku w ramach tyskiej oczyszczalni ścieków produkowana jest energia elektryczna i ciepło w biogazowej instalacji OZE CHP. Biogazownia stanowi kluczowy element węzła gospodarki osadowej na tyskiej oczyszczalni ścieków komunalnych. Powstający w niej biogaz jest produktem procesu kofermentacji metanowej osadów ściekowych oraz przemysłowych odpadów biodegradowalnych, dostarczanych przez zewnętrznych kontrahentów. Kofermentacja prowadzona jest w dwóch Wydzielonych Komorach Fermentacyjnych o objętości 5500 m3 każda. Powstający biogaz spalany jest na dwóch instalacjach OZE CHP – na oczyszczalni ścieków (1,09 MWe) i Wodnym Parku Tychy (1,2 MWe).
Od doświadczeń do realizacji
Kluczowa dla intensywnego rozwoju Spółki na polu efektywności energetycznej była otwartość na współpracę z innymi branżami – energetyczną, odpadową i ciepłowniczą, dlatego też w 2009 roku rozpoczęto doświadczenia z procesem kofermentacji i dozowaniem odpadowej serwatki oraz innych odpadów biodegradowalnych. Podstawowym efektem prowadzenia kofermentacji osadów ściekowych i odpadów biodegradowalnych pozyskiwanych ze źródeł przemysłowych jest wysokowydajna produkcja ekologicznego paliwa. To właśnie duży potencjał energetyczny OZE z biogazu był impulsem do inwestycji w Wodny Park Tychy (WPT). Obiekt został oddany do użytku końcem kwietnia 2018 roku i jest innowacyjny nie tylko pod względem zastosowania wielu energooszczędnych rozwiązań, ale przede wszystkim – ze względu na symbiozę energetyczną, jaka łączy go z oczyszczalnią ścieków Tychy-Urbanowice poprzez zasilanie go zieloną energią pochodzącą z biogazu produkowanego w oczyszczalni. Paliwo transportowane jest dedykowanym gazociągiem o długość 6,2 kilometra, a dzięki zastosowaniu nowoczesnej, zero-dyfuzyjnej technologii, tj. rurociągu w otulinie z folii aluminiowej, możliwy jest stały monitoring i wczesne wykrywanie awarii lub wycieku gazu. Jest to pierwsze tego typu rozwiązanie w Polsce. Wodny Park Tychy posiada własną elektrociepłownię, zasilaną biogazem z oczyszczalni, wyposażoną w trzy biogazowe jednostki kogeneracyjne o łącznej mocy elektrycznej 1,2 MW i cieplnej 1,294 MW oraz kocioł biogazowy o mocy 1,1MW.
Wodny Park Tychy został oddany do użytku końcem kwietnia 2018 roku i jest innowacyjny nie tylko pod względem zastosowania wielu energooszczędnych rozwiązań, ale przede wszystkim ze względu na symbiozę energetyczną, jaka łączy go z oczyszczalnią ścieków Tychy-Urbanowice.
Wykorzystanie energii odnawialnej pochodzącej z własnego źródła przyczynia się także do zmniejszenia ilości emisji do środowiska w tym dwutlenku węgla, pyłów czy tlenków siarki, w porównaniu do konwencjonalnej elektrowni węglowej. Wysokowydajna produkcja biogazu, prowadzona na terenie tyskiej oczyszczalni ścieków, wykorzystująca rocznie ok. 100 tys. ton odpadów biodegradowalnych z różnych gałęzi przemysłu, pozwoliła uzyskać bardzo dobre wskaźniki efektywności energetycznej. Instalacja biogazowa produkuje biopaliwo, którego ilość pozwala na pokrycie zarówno całego własnego zapotrzebowania na energię, jak i zapotrzebowania drugiego obiektu użyteczności publicznej o bardzo dużej energochłonności tj. Wodnego Parku Tychy. W sumie w obu instalacjach opartych na jednym źródle kofermentacji produkuje się ponad 6 mln m3 biogazu rocznie, z którego w ramach kogeneracji uzyskuje się około 15 GWh energii elektrycznej i 62 TJ ciepła. Do sieci dystrybucyjnych sprzedaje się również nadwyżkę energii pozostałą po całkowitym zabezpieczeniu energetycznym obu obiektów tj. około 4 GWh energii elektrycznej i około 3-4TJ ciepła.
Posiadane nadwyżki zdolności produkcji energii elektrycznej i cieplnej mogą zostać wykorzystane do zasilania innych obiektów użyteczności publicznej, czy też publicznego transportu. Spółka podjęła działania również w tej materii, będąc współzałożycielem Tyskiego Klastra Energii – społeczności energetycznej, która dąży do umożliwienia bilansowania produkowanej na miejscu energii w klastrze. Do Klastra aktualnie należy 15 Członków z gminy Bieruń oraz Tychy, a celem porozumienia poza bilansowaniem jest m.in. rozwój odnawialnych źródeł energii, poprawa efektywności energetycznej, zmniejszenie zanieczyszczenia powietrza w celu podniesienia jakość życia w mieście.
Koncepcja SymbioTychy
Przedstawione działania RCGW S.A. to interesujący przykład transformacji w sektorze komunalnym realizowanej sukcesywnie od kilkunastu lat dla budowy inteligentnego i zrównoważonego miasta w ramach koncepcji tzw. SymbioTychy. Jest ona oparta na interdyscyplinarnym, wieloaspektowym podejściu do wykorzystania w ramach GOZ odpadów biodegradowalnych pozwalających zasilić obiekty komunalne zeroemisyjną energią elektryczną i cieplną. Osiągnięte efekty mogą być motorem napędowym do transformacji energetycznej i wykorzystania potencjału, jaki posiada sektor komunalny w całej gminie Tychy, a sam model zarządzania możliwy jest do powielenia nie tylko w kraju, ale i poza jego granicami.
SymbioTychy to koncepcja budowy inteligentnego miasta oparta na współpracy sektora wodno-ściekowego, odpadowego, energetycznego i ciepłowniczego, oraz wykorzystaniu GOZ dla zielonej transformacji energetycznej miasta Tychy.
Korzyści z realizacji projektu biogazowych/biometanowych
Zwiększenie energii z biogazu w finalnym zużyciu energii brutto powoduje, że biogazownie i biometanownie mogą odegrać istotną rolę w transformacji energetycznej Polski, obniżając emisję dwutlenku węgla (CO2) oraz jonów amoniowych (NH4) z energetycznego spalania nieodnawialnych paliw kopalnych, przy jednoczesnym rozproszeniu ośrodków produkcji energii. Inwestycje takie jak RCGW S.A. są dowodem na to, że realizacja przedsięwzięć z obszaru biogazownictwa jest korzystna na wielu obszarach.
Realizacja projektu przez RCGW S.A. pozwoliła na osiągnięcie następujących korzyści:
- Realizacja GOZu poprzez unieszkodliwianie osadów i odpadów, tym samym redukcja emisji metanu do atmosfery, redukcja masy składowania odpadów, a nawet umożliwienie ich dalszego wykorzystania.
- Produkcja paliwa, które jest odnawialnym źródłem energii (możliwość udziału w systemach wsparcia).
- Produkcja paliwa, które może być w łatwy sposób magazynowane.
- Stabilność produkcji biogazu – odbywa się 24 godziny na dobę 365 dni w roku.
- Szerokie spektrum wykorzystania paliwa:
• paliwo do zasilania CHP – produkcja energii elektrycznej (15 GWh) i cieplnej (62 TJ),
• uzdatnianie do biometanu i zatłaczanie do sieci – z 6 mln m3 można otrzymać około 4 mln m3 biometanu (w przyszłości),
• możliwość skroplenia i wykorzystania w transporcie,
• możliwość reformingu i wytwarzania wodoru,
• możliwość dalszego przekształcania zgodnie z potrzebami rynkowymi. - Redukcja emisji substancji szkodliwych do atmosfery:
• od 2006 uniknięto emisji około 103 000 Mg CO2 (licząc tylko dla energii elektrycznej),
• systemowo obniżono również wskaźniki emisji tlenków siarki czy pyłów. - Oszczędność paliw kopalnych:
• od 2006 dzięki wyprodukowanej energii elektrycznej i cieplnej system zaoszczędził około 83 000 Mg węgla kamiennego (1250 wagonów). - Możliwość gospodarczego wykorzystania pofermentu – np. jako nawozu lub ulepszacza gleby będącego cennym źródłem azotu i fosforu.
Niniejszy materiał został opublikowany dzięki dofinansowaniu Narodowego Funduszu Ochrony Środowiska i Gospodarki Wodnej. Za jego treść odpowiada wyłącznie Instytut Ochrony Środowiska-Państwowy Instytut Badawczy.
Więcej o tematyce biogazu znajdziesz na stronie projektu Bioinitium.
