Biometan: co to jest i czym różni się od biogazu oraz gazu ziemnego

Biometan to biogaz oczyszczony z dwutlenku węgla i zanieczyszczeń tak, aby jego skład i parametry spalania odpowiadały gazowi ziemnemu. Zawiera zwykle ponad 95% metanu (CH₄) i może być wtłaczany do sieci gazowej, sprężany jako bioCNG, skraplany do bioLNG albo zużywany lokalnie. Od surowego biogazu różni go przede wszystkim stężenie metanu i brak zanieczyszczeń, od gazu ziemnego natomiast wyłącznie pochodzenie.

Biogaz, biometan i gaz ziemny: skład

Biogaz powstaje w komorze fermentacyjnej, w której mieszanina bakterii beztlenowo rozkłada materię organiczną. Jego głównymi składnikami są metan i dwutlenek węgla, a dodatkowo para wodna oraz śladowe ilości siarkowodoru (H₂S), amoniaku (NH₃), azotu, tlenu i – zależnie od substratów – siloksanów. Poniższa tabela pokazuje typowe rzędy wielkości; konkretne wartości zależą od substratów i warunków procesu.

Wartość opałowa czystego metanu to ok. 9,97 kWh na 1 m³ normalny (dolna wartość opałowa). Dlatego 1 m³ biogazu o zawartości 55% CH₄ ma energię ok. 5,5 kWh, czyli mniej więcej połowę tego, co m³ biometanu.

Dlaczego uszlachetnianie jest konieczne

Sieć gazowa jest projektowana pod określony zakres parametrów: liczbę Wobbego, wartość opałową, punkt rosy wody i węglowodorów, a także zawartość związków siarki, tlenu czy wodoru. Biogaz z dużą ilością CO₂ nie mieści się w tych widełkach, a ponadto zawiera składniki korodujące i powodujące zużycie armatury. Uszlachetnianie polega więc na kilku krokach:

1. Oczyszczanie wstępne – usunięcie H₂S, wody, często lotnych związków organicznych i siloksanów.
2. Separacja CO₂ – właściwe „uszlachetnianie”, realizowane np. membranami, adsorpcją (PSA), absorpcją w wodzie lub w aminach albo metodą kriogeniczną.
3. Kondycjonowanie i sprężanie – osuszenie, dostosowanie ciśnienia do sieci, ewentualne wzbogacenie propanem oraz nawonienie.
4. Pomiary jakości i ilości – bez nich nie można przyjąć gazu do sieci ani rozliczyć sprzedaży.

Każdy z tych etapów omawiamy w osobnych wpisach tego cyklu.

Biometan a „zielony gaz”

Samo słowo „biometan” opisuje skład gazu, nie jego zrównoważoność. Zrównoważony biometan to taki, który spełnia kryteria dyrektywy RED II (dyrektywa (UE) 2018/2001), czyli m.in. pochodzi z dopuszczonych surowców i osiąga wymaganą redukcję emisji gazów cieplarnianych względem paliwa kopalnego. Dopiero spełnienie tych warunków (i potwierdzenie ich certyfikatem) umożliwia zaliczanie biometanu do celów OZE czy sprzedaż ze „zieloną” premią.

Co można zrobić z biometanem

• Wtłaczanie do sieci gazowej – najprostsza logistycznie droga, jeśli w pobliżu przebiega gazociąg o odpowiedniej przepustowości. Zielone cząsteczki „rozpuszczają się” w sieci, a ich pochodzenie potwierdza system gwarancji pochodzenia.
• Paliwo transportowe – jako bioCNG (sprężony, np. do 200–250 bar) lub bioLNG (skroplony w temperaturze około −162°C). Biometan może napędzać tę samą flotę, która jeździ na gazie ziemnym.
• Dostawa „off-grid” – w butlach lub zbiornikach do odbiorcy, który nie ma dostępu do sieci.
• Wykorzystanie jako surowiec – m.in. do produkcji wodoru metodą reformingu albo w chemii.

Skala w Europie

Według Europejskiego Stowarzyszenia Biogazu (EBA) w Europie działają już setki instalacji biometanowych, a produkcja rośnie z roku na rok. W grudniu 2019 r. rynek koncentrował się głównie w Niemczech, Wielkiej Brytanii, Szwecji, Francji, Holandii i Danii. W Polsce biometan wtłaczany do sieci pozostawał wtedy na etapie analiz i pierwszych projektów; powstawały natomiast liczne biogazownie rolnicze z kogeneracją, które w przyszłości mogą zostać zaadaptowane do produkcji biometanu.

Najważniejsze różnice w praktyce eksploatacji

Biogazownia z silnikiem CHP sprzedaje energię elektryczną i ciepło, a jej parametry opisują moc elektryczna i sprawność. Biometanownia sprzedaje gaz, a jej kluczowymi wskaźnikami są przepustowość (m³/h biometanu), straty metanu w uszlachetnianiu i zużycie energii własnej. Zmienia się też system pomiarów (chromatograf zamiast tylko analizatorów biogazu), obsługa (procesy ciśnieniowe) i otoczenie prawne – od koncesji i warunków przyłączenia po certyfikację zrównoważoności. Dla inwestora oznacza to inny profil przychodów, inne ryzyka i inne kompetencje zespołu, co warto zrozumieć przed wejściem w projekt.

Podsumowanie

Biometan jest biogazem „doprowadzonym do standardu gazu ziemnego”. Dzięki temu korzysta z istniejącej infrastruktury – gazociągów, stacji, silników i palników – i może zastępować gaz kopalny bez zmian po stronie odbiorcy. O jego wartości klimatycznej decyduje surowiec, technologia (w tym straty metanu) oraz bilans emisji w całym łańcuchu.