Biometan w RPA: co mówi przegląd z 2023 r. o uszlachetnianiu biogazu i komercjalizacji

Biometan w RPA jest na wczesnym etapie rozwoju: branża szacowała w październiku 2022 r., że łączna moc zainstalowana instalacji biogazowych w kraju to ok. 30 MW, głównie w projektach przemysłowych, a przegląd z lipca 2023 r. w Energies porządkuje techniki uszlachetniania, które mogłyby służyć komercjalizacji biometanu. Poniższa analiza streszcza dostępne informacje i pokazuje, czego brakuje do rozwoju rynku.

Punkt wyjścia: skala biogazu

Stowarzyszenie SABIA (Southern African Biogas Industry Association) informowało w październiku 2022 r., że w RPA zainstalowano około 30 MW mocy biogazowych w różnych projektach przemysłowych, z czego większość to fermentacja beztlenowa. To niewielka skala wobec potencjału odpadów rolniczych i komunalnych, ale wystarczająca, by mówić o pierwszych doświadczeniach z uszlachetnianiem. Biogaz można wykorzystywać na miejscu w kogeneracji lub oczyścić go do biometanu, czyli gazu o parametrach zbliżonych do gazu ziemnego.

Co zawiera przegląd z 2023 r.

Artykuł w Energies 16(14), 5272, opublikowany 10 lipca 2023 r., przegląda literaturę z ostatnich dziesięciu lat oraz strony rządowe, samorządowe i firmowe, by zebrać lokalne doświadczenia z uszlachetniania biogazu; omawia techniki sorpcyjne, separacyjne i in situ oraz ich koszty, zużycie energii i skutki środowiskowe w RPA. Autorzy szacują, że w kraju można wytwarzać 3 mln Nm³ biogazu na dobę. Standardowy zestaw technik, opisywany w literaturze, obejmuje:

• płukanie wodne, w którym CO₂ rozpuszcza się w wodzie pod ciśnieniem; prosta technologia, ale z dużym zużyciem wody,
• adsorpcję zmiennociśnieniową (PSA) na złożach adsorbentu,
• separację membranową, korzystną dla małych i średnich skal,
• absorpcję aminową, o wysokiej sprawności i dużym zapotrzebowaniu na ciepło.

W polskich warunkach opisujemy je w wpisach o płukaniu wodnym i o wstępnym oczyszczaniu biogazu z H₂S i siloksanów przed uszlachetnianiem (Oczyszczanie wstępne biogazu).

Dlaczego bioCNG wydaje się naturalniejsze niż sieć

Nie znaleźliśmy potwierdzenia, by w RPA działała instalacja wtłaczająca biometan do sieci gazowej, więc w praktyce rozważa się przede wszystkim sprężanie biometanu i dostawy do odbiorców przemysłowych, gdzie zastępuje on paliwa kopalne. W styczniu 2017 r. gasworld informował, że Afrox, spółka z branży gazów przemysłowych, współpracuje z firmą New Horizons Energy, aby przetwarzać organiczne odpady kierowane na składowiska w produkty użyteczne dla przemysłu. Treść zapowiedzi dostępna bez subskrypcji jest krótka, więc nie znamy szczegółów projektu ani nie wiemy, czy powstała instalacja.

Czego brakuje do rozwoju rynku

1. Stabilny dostęp do substratu: odpady z rolnictwa, przetwórstwa spożywczego i oczyszczalni ścieków są rozproszone.
2. Ramy regulacyjne i certyfikacja: potrzebne są normy jakościowe i system potwierdzania pochodzenia, analogiczne do europejskich gwarancji pochodzenia.
3. Ceny energii i paliw: biometan musi konkurować z LPG i dieslem, a wsparcie (np. podatek węglowy, patrz RPA podnosi podatek węglowy) wpływa na rachunek ekonomiczny.
4. Finansowanie: małe projekty trudno finansować bez kontraktów odbioru.

Znaczenie dla czytelnika z Polski

Doświadczenia RPA przypominają, że bez odbiorcy (sieci lub floty pojazdów) uszlachetnianie nie ma sensu ekonomicznego. W Polsce ten sam dylemat dotyczy lokalizacji biometanowni względem sieci gazowej, co omawiamy w wpisie CHP czy biometan: wybór ścieżki zagospodarowania biogazu.

Jakość gazu i standardy

Aby biometan mógł zastąpić gaz ziemny, musi spełniać wymagania jakościowe: zawartość metanu zwykle ponad 95%, usunięty siarkowodór, ograniczona wilgotność i odpowiednia liczba Wobbego. W Unii Europejskiej wymagania opisują normy EN 16723 (osobne części dla wtłaczania do sieci i dla paliwa do pojazdów). Nie znaleźliśmy opisu jednolitego krajowego odpowiednika tych norm dla biometanu w RPA, więc przy projektach opartych na umowie z konkretnym odbiorcą parametry jakości warto uzgadniać z góry.

Wskaźnik, który warto śledzić

Dla każdego projektu biometanowego kluczowa jest tzw. strata metanu w uszlachetnianiu (ile metanu uchodzi z strumieniem odpadowym CO₂). Technologie różnią się pod tym względem, a ich wybór wpływa nie tylko na ekonomię, ale i na bilans klimatyczny instalacji.

Uwaga o źródłach

Opis przeglądu opiera się na jego tytule i streszczeniu dostępnym publicznie; szczegółowe porównania kosztów i wyniki poszczególnych technologii należy brać z pełnego tekstu artykułu. Liczby o mocy biogazowej w RPA pochodzą od stowarzyszenia branżowego i mają charakter szacunkowy.