Emisje i klimatAnaliza
Ślad węglowy biometanu, gazu ziemnego i LNG: porównanie łańcuchów w gCO₂e/MJ
Porównujemy emisje całego cyklu dla gazu ziemnego, LNG i biometanu z różnych substratów. Wskazujemy, co składa się na bilans, jak liczyć na MWh i dlaczego wyniki dla biometanu tak mocno się różnią.
Ślad węglowy biometanu może być znacznie niższy niż gazu ziemnego, ale rozstęp wyników jest duży: od wartości ujemnych dla biometanu z gnojowicy z zamkniętym pofermentem i niskim poślizgiem metanu po kilkadziesiąt gCO₂e/MJ dla instalacji opartych na uprawach energetycznych z wysokimi stratami. Spalanie gazu ziemnego powoduje emisję ok. 56 gCO₂/MJ (według wartości domyślnej IPCC), do czego dochodzą emisje wydobycia, przesyłu i ewentualnych wycieków; w metodyce RED II paliwo kopalne odniesienia dla transportu ma wartość 94 gCO₂e/MJ. Poniższe porównanie służy zrozumieniu składników, a nie podawaniu jednej „prawdziwej” liczby.
Składniki bilansu
| Łańcuch | Główne składniki emisji |
|---|---|
| Gaz ziemny w sieci | spalanie (ok. 56 gCO₂/MJ), wydobycie i przetwarzanie, przesył, wycieki metanu |
| LNG | j.w. plus skraplanie, transport morski i regazyfikacja |
| Biometan z odpadów | fermentacja, uszlachetnianie, transport; CO₂ ze spalania biogeniczny |
| Biometan z gnojowicy | j.w., ale z kredytem za uniknięcie emisji z magazynowania |
| Biometan z upraw | uprawa i nawożenie (N₂O), maszyny, zmiany użytkowania gruntów, poferment |
W prawie UE CO₂ ze spalania biometanu jest liczony jako zero, a bilans dotyczy pozostałych składników.
Rzędy wielkości (ilustracja)
Poniższe wartości mają charakter przykładowy i wynikają z założeń, nie z wyników konkretnych instalacji.
| Wariant | Intensywność emisji (gCO₂e/MJ) |
|---|---|
| Paliwo kopalne odniesienia (transport, RED II) | 94 |
| Gaz ziemny, spalanie + łańcuch (typowy rząd) | kilkadziesiąt do ok. 70 |
| LNG, spalanie + łańcuch | wyższe niż gaz sieciowy (skraplanie i transport) |
| Biometan z bioodpadów, zamknięty poferment | ok. 10–30 |
| Biometan z upraw (kukurydza), zamknięty poferment | ok. 30–60 |
| Biometan z gnojowicy z kredytem, zamknięty poferment | wartości bliskie zera lub ujemne |
Zakresy są szerokie, bo zależą od przyjętych założeń; dokładne wyniki dla łańcucha trzeba obliczyć lub odczytać z aktualnych załączników RED.
Przeliczenie na MWh
1 MWh = 3600 MJ. Przykład: biometan o intensywności 25 gCO₂e/MJ daje 90 kgCO₂e/MWh, a paliwo kopalne odniesienia (94 g/MJ) – 338 kgCO₂e/MWh. Różnica to 248 kgCO₂e na każdą MWh zastąpioną biometanem. Dla instalacji sprzedającej 30 GWh rocznie to 7440 t CO₂e rocznie (30 000 × 0,248). Dla biometanu z intensywnością −20 gCO₂e/MJ różnica wzrasta do 114 g/MJ, czyli 410 kg/MWh i ok. 12 300 t CO₂e rocznie.
Co najmocniej zmienia wynik
- Gospodarka pofermentem. Otwarty zbiornik może dodać kilkanaście–kilkadziesiąt gCO₂e/MJ.
- Poślizg metanu. Wzrost z 0,5% do 2% poślizgu dodaje kilka gCO₂e/MJ (1% straty metanu to ok. 0,2 g CH₄/MJ, czyli 5,6 gCO₂e/MJ przy GWP₁₀₀ = 28).
- Surowiec. Odpady i gnojowica mają niskie lub ujemne emisje, uprawy – dodatnie.
- Energia. Prąd z sieci o dużej emisyjności podnosi wynik.
- Transport. Dalekie dowozy substratów i pofermentu zwiększają emisje.
Gaz ziemny: emisje wycieków
Wycieki metanu w łańcuchu gazu kopalnego mogą stanowić znaczny udział emisji całego cyklu. Szacunki różnią się w zależności od regionu, źródła i metody pomiaru; stąd politycznie istotne rozporządzenie metanowe UE. Z tego powodu porównania gazu kopalnego powinny jasno wskazywać założenia o wyciekach.
Jak uczciwie porównywać
- stosować tę samą jednostkę (gCO₂e/MJ) i te same GWP,
- uwzględniać wszystkie gazy (CO₂, CH₄, N₂O),
- określić granice (well-to-tank, tank-to-wheel, well-to-wheel),
- wskazywać źródło danych i niepewność,
- oddzielać wartości domyślne od obliczeń rzeczywistych.
Znaczenie danych pierwotnych
Najwiarygodniejsze są obliczenia oparte na danych pomiarowych z instalacji: zużycie energii, straty metanu, rzeczywiste ilości substratów i transportu. Wartości domyślne z załączników upraszczają rachunek, ale nie odzwierciedlają zalet dobrze prowadzonych projektów. Warto więc budować system zbierania danych od początku eksploatacji i przechowywać je w sposób umożliwiający audyt. W przypadku gazu kopalnego zmienność danych o wyciekach jest dużą niepewnością, dlatego porównania najlepiej prezentować jako zakresy.
Podsumowanie
Biometan może znacznie obniżyć ślad węglowy gazu, ale wynik zależy od surowca i jakości prowadzenia instalacji. Zamiast pojedynczej liczby warto prezentować zakres i wskazywać czynniki, które go zmieniają.
