Czym są biogazownie rolnicze?

Biogazownie rolnicze to instalacje, służące do produkcji tzw. biogazu, zbliżonego swymi właściwościami i składem do gazu ziemnego. Biogaz, tak, jak gaz ziemny, składa się głównie z metanu (45-75 proc. zawartości biogazu) oraz z dwutlenku węgla, pary wodnej i śladowych ilości innych substancji. Wytwarza się go z odpadów z produkcji rolnej i spożywczej, np. gnojowicy, obornika, serwatki z mleczarni, resztek owoców i warzyw z fabryk żywności, tzw. wywaru pogorzelnianego, ale i z kiszonek kukurydzy, zbóż, traw, liści buraków i ziemniaków oraz innych roślin (w tym z tzw. roślin energetycznych). W biogazowniach te surowce przetwarza się w szczelnie zamkniętych komorach (dzięki czemu ich zapach nie wydostaje się na zewnątrz), stosując tzw. fermentację beztlenową. W jej wyniku surowiec rozkłada się, a jego część zamienia się w biogaz. Ta nazwa wzięła się z tego, że powstaje on w wyniku procesów biologicznych, naturalnych, podobnych do tego, co zachodzi w przewodzie pokarmowym krowy (dlatego biogazownie nazywa się czasem betonowymi krowami).

Jedyny produkt uboczny przy produkcji biogazu to tzw. poferment (płyn lub masa w zależności od rodzaju użytego surowca), który przechowuje się w specjalnych zbiornikach lub lagunach (powinny być one przykryte). Należy go w nich magazynować od 20 do 60 dni (w zależności od rodzaju użytego surowca), tak, żeby do końca "przefermentował" i odgazował się. Jeśli ten warunek jest spełniony, a biogazownia właściwie zaprojektowana i eksploatowana, to wówczas poferment powinien mieć mało wyczuwalny, słaby zapach (może to być zapach ziemi, humusu, ale i gnojowicy, jeśli była ona surowcem do produkcji biogazu). Wykorzystuje się go jako nawóz. Jest dużo lepszym nawozem niż gnojowica czy obornik (m.in. dlatego używając go, można ograniczyć stosowanie nawozów sztucznych). Nie tylko dlatego, że nie jest – przy spełnieniu wyżej opisanych warunków - zbytnio uciążliwy zapachowo i daje według badań warszawskiej SGGW plony o 20 proc. większe niż w przypadku stosowania gnojowicy czy obornika, ale również z tego powodu, że nie ma w nim nasion chwastów i aż 75-80 zawartego w pofermencie azotu to tzw. azot amonowy, lepiej przyswajany przez rośliny niż tzw. azot azotanowy, który jest jednym z głównych składników popularnych nawozów sztucznych, np. saletrzaku i saletry amonowej. To ma olbrzymie znaczenie, bo po pierwsze, brak nasion chwastów, których jest pełno w oborniku czy gnojowicy, pozwala zmniejszyć zużycie chemicznych środków chwastobójczych – herbicydów. Po drugie, azot amonowy, którego tak dużo zawiera poferment, ulega tzw. sorpcji wymiennej w glebie, dzięki czemu nie spływa z pól po deszczu i nie przedostaje się do wód gruntowych. Tak, jak dzieje się w przypadku tzw. azotu azotanowego. To jest o tyle ważne, że azot, przedostając się w bardzo dużych ilościach do wód gruntowych, do strumieni i rzek, zaczyna występować w nich w zbyt dużym stężeniu, co jest szkodliwe. Woda ze zbyt dużą zawartością azotu nie nadaje się do picia. Poza tym prowadzi to m.in. do "przeżyźnienia" rzek, jezior i mórz, skutkującego tym, że pojawia się w nich coraz więcej glonów, np. sinic. Te sprawiają, że jezioro czy rzeka zaczyna "kwitnąć", zamienia się w nieprzyjemną, zieloną breję (to w Polsce dość powszechne latem zjawisko). Sinice zabierają wodzie tlen, bardzo potrzebny żyjącym w niej rybom i innym zwierzętom, a co gorsza wydzielają trujące substancje, groźne także dla ludzkiego zdrowia.

Czy biogazownie śmierdzą?

Najczęstszy i mający niewiele wspólnego z rzeczywistością mit związany z biogazowniami mówi, że one śmierdzą, i że ich fetor rozchodzi się na całą okolicę. Tymczasem z zebranych przez nas dotąd informacji wynika, że na razie w Polsce szerzej znane są tylko dwa przypadki takich biogazowni (w Liszkowie w woj. kujawsko-pomorskim oraz w Piekoszowie w świętokrzyskiem - przyczyną ich uciążliwości były poważne błędy oraz nieprawidłowości projektowe i eksploatacyjne), na 200 istniejących w naszym kraju, w tym 30 rolniczych.

Jakie jest prawdopodobieństwo, że taki scenariusz, jak w Liszkowie czy Piekoszowie, powtórzy się w jakiejś innej biogazowni rolniczej? Niewielkie. Właściciel biogazowni w Liszkowie poniósł przez swoje błędy duże straty finansowe, a tej w Piekoszowie także najprawdopodobniej dostanie za to mocno po kieszeni. To oznacza, że właściciele innych biogazowni w Polsce, nauczeni tym przykładem, zrobią wszystko, żeby do takiej sytuacji nie dopuścić.

Po tym, co się stało w Liszkowie, odpowiednie służby doprowadziły do zamknięcia tamtejszej biogazowni i nakazały jej właścicielowi tak przerobić obiekt, żeby już nie zatruwał okolicy fetorem (to samo prawdopodobnie stanie się z instalacją w Piekoszowie). To jest zaś paradoksalnie argument za budową tego typu instalacji, bo pokazuje, że jeśli biogazownia zostanie źle zaprojektowana, będzie niewłaściwie eksploatowana, a przez to uciążliwa dla otoczenia, to mieszkańcy nie są w takiej sytuacji bezradni i bezbronni, ale mogą doprowadzić do zamknięcia czy poprawienia funkcjonowania takiej instalacji.

Jednak generalnie rzecz biorąc, właściwie zaprojektowana i eksploatowana biogazownia nie powinna być uciążliwa dla otoczenia bardziej niż zwykłe hodowlane gospodarstwo rolne (czego dowodem są nie tylko biogazownie w krajach zachodniej Europy, ale i te zbudowane w Polsce, np. w Konopnicy czy Boleszynie). Uciążliwość tej instalacji polega głównie na tym, że w jej bezpośrednim sąsiedztwie może rzeczywiście czasem nieprzyjemnie pachnieć, ale nie bardziej niż w sąsiedztwie zwykłego gospodarstwa rolnego hodującego zwierzęta. Wynika to choćby z tego, że trzeba do niej dostarczyć surowiec (niekiedy dowozi się go z zewnątrz, przynajmniej w części, co oznacza również zwiększony ruch ciężarówek czy ciągników do gospodarstwa z biogazową instalacją) i przechowywać go tam (w przypadku gnojowicy czy obornika polskie przepisy nakazują ich przechowywanie w przykrytych zbiornikach). W wielu biogazowniach ten problem eliminuje się bądź minimalizuje, dostarczając do nich surowiec, np. gnojowicę, rurociągami łączącymi je bezpośrednio z oborą czy chlewnią. Kluczowe jest więc, czy biogazownia przy gospodarstwie rolnym korzysta wyłącznie z własnych surowców, czy też dowozi je także z zewnątrz i czy te dowożone z zewnątrz emitują odór. Spory kłopot mogą sprawiać, na co dowodem jest biogazownia w Piekoszowie, obiekty stosujące jako surowiec odpady poubojowe.

Biogazownie poprawiają jakość życia na wsi

Dużym problemem wsi i gospodarstw rolnych jest powstająca w hodowli zwierząt gnojowica, obornik i odchody zwierzęce. Rolnicy wywożą je na pola jako nawóz, a ich fetor może unosić się w okolicy przez wiele dni. Jednak one nie tylko bardzo śmierdzą, ale zawierają również wiele mikroorganizmów chorobotwórczych. W biogazowni, na skutek podgrzewania takiego surowca w komorze fermentacyjnej, większość tych mikroorganizmów ginie (w niektórych przypadkach drobnoustroje chorobotwórcze usuwa się już z surowca, poddając go tzw. higienizacji, zanim trafi on do instalacji biogazowej). Po "obróbce" gnojowicy, obornika czy odchodów zwierzęcych w biogazowni ich fetor staje się dużo mniej wyczuwalny, a nawet zupełnie znika.

Biogazownie nie "trują"

Produkowany w instalacjach biogazowych gaz wykorzystuje się do różnych celów. W Szwecji jego część przerabia się na tzw. biometan, który służy jako paliwo samochodowe. W Niemczech biogaz zatłacza się także do gazociągów, mieszając go w nich z gazem ziemnym (dzięki temu służy on tam m.in. do zasilania kuchenek gazowych). Najczęściej jednak biogaz spala się na miejscu, w biogazowni, produkując w ten sposób z niego energię elektryczną i cieplną (z tej drugiej mogą korzystać okoliczne budynki, można nią ogrzewać domy i mieszkania, a także dostarczać do nich ciepłą wodę użytkową, czyli tę płynącą z kranów). Spaliny z biogazowni prawie nie różnią się od spalin ze zwykłego pieca gazowego, spalającego gaz ziemny. Są dużo czystsze niż dym z pieców i kotłowni opalanych węglem. Dzieje się tak m.in. dlatego, że przed spaleniem biogaz oczyszcza się ze szkodliwych domieszek (w szczególności z siarkowodoru), bo mogą one powodować korozję i uszkodzenia niektórych części biogazowej instalacji. Dzięki temu spaliny z biogazowni nie są uciążliwe dla otoczenia.

Zachodnia Europa nie boi się biogazowni

Niemcy są jednym z najbardziej czułych na punkcie ochrony środowiska krajów na świecie (w żadnym innym państwie ekolodzy nie mają tak dużego wpływu na politykę, niemiecka Partia Zielonych jest tam jedną z czterech najsilniejszych partii politycznych, ma liczną reprezentację w parlamencie). To był też powód, dla którego nasz zachodni sąsiad zdecydowanie postawił na rozwój biogazowni i wprowadził finansowe zachęty do ich budowy. Uznał je za technologię proekologiczną, m.in. dlatego, że biogaz jest odnawialnym źródłem energii i może być traktowany jako tzw. biopaliwo drugiej generacji. Na paliwo przerabia się w jego przypadku całą roślinę, a nie tylko jej niewielką część, jak w przypadku bioetanolu czy estrów roślinnych (dodawanych dziś w krajach UE do benzyny i oleju napędowego), wytwarzanych z ziaren zbóż, rzepaku czy słonecznika.

Dziś Niemcy mają ponad 7 tys. biogazowni (w większości rolniczych) i są biogazowym liderem w Europie. Oczywiście, ma to też swoje minusy. W Niemczech biogazowy boom przybrał takie rozmiary, że wzbudza to coraz więcej krytycznych głosów. Jednym nie podoba się dotowanie całej energetyki odnawialnej, a więc i biogazowni, bo koszty tej operacji przerzuca się na odbiorców, podnosząc ceny energii. Drudzy twierdzą, że pod uprawy roślin dla biogazowni przeznaczono w Niemczech tak dużo ziemi (ponad 800 tys. ha), że poważnie zmniejszyło to produkcję żywności w tym kraju (np. wielu rolników zrezygnowało z hodowli bydła, przerzucając się na uprawę kukurydzy dla biogazowni). Do tego stopnia, że nasz zachodni sąsiad wytwarza mniej zbóż niż ich konsumuje, więc musi je importować. Na dodatek przez biogazowy boom wzrosły tam ceny ziemi rolnej, jej dzierżawy, pogarszając kondycję i utrudniając rozwój tym gospodarstwom rolnym, które nastawione są na produkcję żywności.

Są jeszcze poważniejsze zarzuty. Np. takie, że przez tak dużą liczbę biogazowni w Niemczech wywozi się tam na pola tyle tzw. pofermentu (jako nawozu), że w glebie w niektórych miejscach jest więcej azotu niż przewidują normy. To zaś grozi zanieczyszczeniem wód gruntowych. Można by odnieść się do tego tak, że każdy nadmierny, przesadny, niekontrolowany rozwój jakiejś technologii czy branży niesie za sobą jakieś ryzyka. W przypadku biogazowni w Niemczech ich rozwój jest tam rzeczywiście przesadny. My jednak mamy jeszcze czas, by wyciągnąć z niemieckiej lekcji własne wnioski i nie tworzyć u nas warunków do zbyt szybkiego, niekontrolowanego rozwoju energetyki biogazowej.

Oprócz Niemiec na produkcję biogazu postawiły też inne bogate kraje zachodnie, znane z dbałości o ochronę środowiska. Niemal ośmiokrotnie mniejsza od Polski Szwajcaria w 2011 r. miała 585 biogazowni. Równie mała Dania "jedynie" 180, ale za to 20 naprawdę dużych, tzw. centralnych, wybudowanych jeszcze na przełomie lat 80 i 90. XX wieku. Czterokrotnie mniejsza od naszego kraju Austria dysponowała w zeszłym roku 550 instalacjami biogazowymi, z czego aż 300 rolniczymi. Szwecja z 10 milionami mieszkańców - 230. W 38-milionowej Polsce mamy ich dziś około 200, w tym tylko 30 rolniczych (dane z października 2012 r.).

Biogazownie mogą dać tysiące nowych miejsc pracy i zwiększyć dochody rolników oraz samorządów

W Niemczech, już w 2010 r. biogazownie zapewniały 39 tys. miejsc pracy. W Polsce, ze względu na nasz duży potencjał w tej dziedzinie, też mogą to być tysiące etatów i to głównie na terenach wiejskich (gdzie trudno ściągnąć inwestorów), także w najbiedniejszych, nękanych dziś dużym bezrobociem gminach rolniczych.

Biogazownie to także sposób na zwiększenie dochodów samorządów (chodzi o płacone przez właścicieli tych instalacji lokalne podatki, liczone w setkach tysięcy złotych) i wielu polskich gospodarstw rolnych. Według szacunków Agencji Restrukturyzacji i Modernizacji Rolnictwa w Polsce aż w 20-30 tys. gospodarstwach rolnych mogą powstać małe biogazownie o mocy od 30 do 150 kW (tyle polskich gospodarstw ma wystarczające zaplecze surowcowe do tego, żeby prowadzić taką instalację). Rolnicy nie muszą jednak sami budować biogazowni, żeby dzięki niej zarabiać. Wystarczy, że będą do niej dostarczać surowiec (mogą go sprzedawać lub w zamian za niego otrzymywać nawóz wytwarzany z masy pofermentacyjnej). Szacuje się, że w Polsce zysk rolnika z jednego hektara kukurydzy uprawianej na rzecz biogazowni może sięgać 6 tys. zł rocznie.

Polska może dzięki biogazowniom zmniejszyć import gazu z Rosji i zwiększyć swą samowystarczalność energetyczną

Nasz kraj należy do tych państw w UE, które mają największy biogazowy potencjał i może być w unijnej czołówce w produkcji biogazu. Według danych z ekspertyzy Grzegorza Wiśniewskiego, prezesa Instytutu Energii Odnawialnej, przygotowanej dla Ministerstwa Gospodarki, Polska może wytwarzać nawet 6,6 mld m³ biogazu rocznie (jeszcze bardziej optymistyczne prognozy przedstawia prof. Jan Popczyk, znany ekspert energetyczny z Politechniki Śląskiej). Dla porównania: nasz kraj importuje rocznie (w zdecydowanej większości z Rosji) około 10 mld m³ gazu ziemnego, wydobycie krajowe tego surowca to 4,3 mld m³ (dane z 2011 r.), a jego zużycie przez indywidualnych odbiorców na terenach wiejskich w Polsce to 500 mln m³.

Biogaz jest w Polsce najbardziej optymalnym odnawialnym źródłem energii

Aż połowa energii elektrycznej produkowanej obecnie (dane z 2011 r.) w Polsce ze źródeł odnawialnych pochodzi ze spalania biomasy (m.in. słomy). Z biogazowni – niecałe 5 proc., mimo, że to te one, według ekspertów i ekologów, są dużo lepszym źródłem energii. W dużych klasycznych (zwanych kondensacyjnymi) elektrowniach efektywność spalania biomasy wynosi 20-30 proc., co oznacza, że tylko taka część energii zawartej w spalanej tam biomasie jest przetworzona na prąd. Reszta się marnuje. Dla porównania efektywność energetyczna biogazowni dochodzi do 80 proc. (w przypadku elektrowni słonecznych to co najwyżej 25 proc.). To wszystko m.in. dzięki jednoczesnej produkcji prądu i ciepła.

Oprócz tego, biogazownie w przeciwieństwie do elektrowni wiatrowych, słonecznych czy wodnych mogą produkować energię niemal bez przerwy (przez 85-95 proc. godzin w roku) i cały czas w tej samej ilości. Są więc stabilnym źródłem energii, nie mówiąc o tym, że mniej niż wiatraki czy siłownie wodne (wymagające budowy tam na rzekach) ingerują w krajobraz i środowisko. Są świetnym sposobem na tworzenie małych lokalnych źródeł energii i idealnie wpisują się w ideę tzw. energetyki rozproszonej.

Kilka faktów i liczb

• W Europie biogaz jest obecnie (dane z 2012 r.) o połowę tańszy od gazu ziemnego.
• Jedna duża biogazownia (o mocy 2 MW) może produkować tyle prądu, że wystarczy go dla kilku tysięcy domów i mieszkań.
• Biogazownie w Niemczech produkują tyle energii elektrycznej, ile zużywa jej 5,3 mln tamtejszych gospodarstw domowych.
• 5,4-6 kWh – średnio tyle energii elektrycznej można wyprodukować z 1 m³ biogazu. Dla porównania: przeciętny odkurzacz domowy zużywa w ciągu godziny 1,5 kWh, a 3-osobowe gospodarstwo domowe w Polsce zużywa przeciętnie 3,5 tys. kWh rocznie.
• 200 m³ – tyle biogazu można wyprodukować z jednej tony kiszonki kukurydzy (z obornika bydlęcego do 100 m³, a z gnojowicy 25 m³)
• 9,5 tys. m³ – tyle biogazu można wyprodukować z kiszonki kukurydzy zebranej z jednego hektara pola (przy plonie 47,6 ton na 1 ha)
• 1,7 mld m³ – tyle biogazu można wyprodukować w Polsce z samych odpadów z produkcji rolnej i z przemysłu rolno-spożywczego.

Jacek Krzemiński