BiometanWyjaśnienie
Wtłaczanie do sieci przesyłowej a dystrybucyjnej: poziomy ciśnień i kompresja zwrotna
Sieć dystrybucyjna ma ograniczoną chłonność, szczególnie latem, więc biometan bywa wtłaczany do sieci wyższego ciśnienia lub przez kompresję zwrotną. Wyjaśniamy poziomy ciśnień, dobór punktu wtłaczania i kryteria.
Sieć gazowa dzieli się na poziomy ciśnienia i na system przesyłowy oraz dystrybucyjny, a to, do którego z nich można wtłoczyć biometan, zależy przede wszystkim od chłonności sieci, czyli możliwości przyjęcia gazu także wtedy, gdy lokalny odbiór jest niski. W sieciach niskiego i średniego ciśnienia, zasilających osiedla i zakłady, letni pobór gazu bywa mniejszy niż produkcja biometanowni. Rozwiązaniem jest wtłaczanie do sieci wyższego ciśnienia, kompresja zwrotna lub połączenie z systemem przesyłowym, które mogą przyjąć gaz w skali całego kraju.
Poziomy ciśnienia w Polsce
Zgodnie z przepisami technicznymi dotyczącymi gazociągów, ciśnienie nominalne klasyfikuje się orientacyjnie następująco:
| Poziom | Ciśnienie | Typowe zastosowanie |
|---|---|---|
| Niskie | do 10 kPa | sieci rozdzielcze w zabudowie, odbiorcy indywidualni |
| Średnie | 10 kPa – 0,5 MPa | sieci w miastach i wsiach, zakłady |
| Podwyższone średnie | 0,5 – 1,6 MPa | magistrale lokalne |
| Wysokie | powyżej 1,6 MPa | sieci wysokiego ciśnienia, w tym przesyłowa |
System przesyłowy należy do operatora przesyłowego (GAZ-SYSTEM), a dystrybucyjny – do operatorów dystrybucyjnych, w tym Polskiej Spółki Gazownictwa. Wymagania techniczne, procedury i taryfy różnią się między tymi systemami.
Czym jest chłonność
Chłonność sieci to największy przepływ gazu, jaki można do niej wtłoczyć bez przekroczenia dopuszczalnego ciśnienia i bez naruszenia warunków pracy. Latem pobór gazu spada (brak ogrzewania), więc na danym odcinku pozostaje mniej odbiorców, którzy zużywają biometan. Jeśli produkcja przekracza zużycie lokalne, ciśnienie rośnie, a wtłaczanie musi zostać ograniczone. Dlatego analiza przyłączenia opiera się na przepływach letnich i godzinowych.
Opcje, gdy chłonność jest za mała
- Przyłączenie do sieci wyższego ciśnienia. Dłuższy lub droższy przyłącz, ale większa chłonność.
- Kompresja zwrotna (reverse flow). Stacja z kompresorami przetłacza nadwyżki biometanu z sieci niższego ciśnienia do sieci wyższego, w której gaz jest rozprowadzany szerzej. Rozwiązanie to może być wykonane przez operatora lub współfinansowane przez producentów.
- Ograniczenie mocy do poziomu odpowiadającego letnim przepływom.
- Magazyn lokalny lub bufor (np. zbiornik, sieć o dużej objętości).
- Alternatywny odbiór – bioCNG/bioLNG lub bezpośrednia dostawa do dużego odbiorcy.
- Zgrupowanie kilku producentów w jednym punkcie przyłączeniowym, co dzieli koszty kompresji.
Sieć przesyłowa
Wtłaczanie bezpośrednio do sieci przesyłowej daje największą chłonność, ale wymaga: wyższego ciśnienia (kompresja do kilku MPa), surowszych wymagań jakościowych, rozbudowanego układu pomiarowego i odrębnych procedur przyłączenia. Opłacalne jest zwykle dla dużych projektów lub aglomeracji instalacji biometanowych, a koszty stacji kompresorowej rosną wraz z ciśnieniem i przepływem.
Przykład: energia sprężania
Założenia: biometan 500 m³/h, sprężanie izotermiczne od 1,5 do 8 bar(a) i do 40 bar(a) (dla porównania). Moc teoretyczna sprężania izotermicznego P = p₁·V̇₁·ln(p₂/p₁): V̇₁ = 500 m³/h przy 1,013 bar → przy 1,5 bar objętość ≈ 338 m³/h = 0,094 m³/s; p₁·V̇₁ ≈ 150 000 Pa × 0,094 ≈ 14,1 kW; ln(8/1,5) = 1,67 → 23,5 kW; ln(40/1,5) = 3,28 → 46,3 kW. Po uwzględnieniu sprawności i chłodzenia rzeczywista moc wynosi ok. 1,5–2 razy więcej. Różnica między 8 a 40 bar to ok. 35–45 kW po uwzględnieniu sprawności, czyli rząd 270–360 MWh rocznie, co przy 600 zł/MWh daje ok. 160–220 tys. zł dodatkowego kosztu energii.
Kryteria wyboru punktu
- odległość i koszt przyłącza,
- chłonność letnia,
- ciśnienie i konieczność kompresji,
- wymagania jakościowe operatora,
- perspektywa przyłączania kolejnych instalacji,
- plan rozwoju sieci operatora.
Kto płaci za kompresję zwrotną
Zasady podziału kosztów rozbudowy sieci i kompresji zwrotnej zależą od przepisów i warunków przyłączenia; w praktyce stosuje się różne modele, od pokrycia przez producenta po finansowanie ze środków operatora z uwzględnieniem taryfy. Dlatego już w pierwszej rozmowie z operatorem należy zapytać, jakie rozwiązania rozważa dla danego obszaru i czy planuje inwestycje, które mogą zwiększyć chłonność. Skoordynowane działania kilku producentów w jednym regionie mogą ułatwić uzasadnienie takiej inwestycji.
Podsumowanie
Poziom ciśnienia i chłonność sieci decydują, czy biometanownię można ekonomicznie przyłączyć. Warto zlecić analizę przepływów letnich i omówić z operatorem wszystkie warianty, w tym kompresję zwrotną i połączenie z wyższym poziomem sieci.
