Ekologiczne rozwiązania w branży gazowej

Branża gazowa, tradycyjnie kojarzona z paliwami kopalnymi, przechodzi obecnie znaczącą transformację w kierunku bardziej ekologicznych rozwiązań. Firmy gazowe w Polsce, odpowiadając na globalne wyzwania klimatyczne oraz unijne regulacje, coraz intensywniej wdrażają innowacyjne technologie i praktyki, które mają na celu zmniejszenie ich wpływu na środowisko. W tym artykule przyjrzymy się najciekawszym ekologicznym inicjatywom podejmowanym przez polskie przedsiębiorstwa gazowe oraz ich znaczeniu dla transformacji energetycznej kraju.

Kontekst transformacji energetycznej w Polsce

Zanim przejdziemy do konkretnych ekologicznych rozwiązań wdrażanych przez firmy gazowe, warto zrozumieć szerszy kontekst transformacji energetycznej w Polsce:

• Polityka klimatyczna UE - Polska, jako członek Unii Europejskiej, jest zobowiązana do realizacji celów Europejskiego Zielonego Ładu, który zakłada osiągnięcie neutralności klimatycznej do 2050 roku.
• Struktura energetyczna Polski - Polska nadal w znacznym stopniu opiera się na węglu jako głównym źródle energii, co stanowi wyzwanie w kontekście dekarbonizacji. Gaz ziemny jest często postrzegany jako "paliwo przejściowe" w procesie transformacji energetycznej.
• Polityka Energetyczna Polski do 2040 roku (PEP2040) - Strategia ta przewiduje m.in. zwiększenie udziału OZE w finalnym zużyciu energii brutto do co najmniej 23% w 2030 r., a także redukcję udziału węgla w produkcji energii elektrycznej do 56-60% w 2030 r.
• Rozwój OZE - Polska notuje dynamiczny wzrost mocy zainstalowanej w odnawialnych źródłach energii, szczególnie w fotowoltaice i energetyce wiatrowej.

W tym kontekście firmy gazowe w Polsce stoją przed podwójnym wyzwaniem: z jednej strony muszą zapewnić bezpieczeństwo energetyczne kraju, z drugiej - aktywnie uczestniczyć w transformacji w kierunku gospodarki niskoemisyjnej.

Biogaz i biometan - odnawialne alternatywy dla gazu ziemnego

Jednym z najważniejszych kierunków ekologicznej transformacji branży gazowej jest rozwój biogazu i biometanu - odnawialnych odpowiedników gazu ziemnego.

Czym są biogaz i biometan?

Biogaz to mieszanina gazów powstająca w procesie fermentacji beztlenowej materii organicznej, takiej jak odpady rolnicze, odpady spożywcze, osady ściekowe czy biomasa. Główne składniki biogazu to metan (50-75%) i dwutlenek węgla (25-45%).

Biometan to oczyszczony biogaz, z którego usunięto dwutlenek węgla, wodór, siarkowodór i inne zanieczyszczenia, przez co jego skład jest zbliżony do gazu ziemnego (zawartość metanu powyżej 95%). Dzięki temu biometan może być wtłaczany do sieci gazowej i wykorzystywany dokładnie tak samo jak gaz ziemny.

Przykłady projektów biogazowych w Polsce

Polskie firmy gazowe coraz aktywniej inwestują w rozwój biogazu i biometanu:

• Grupa Orlen (dawniej PGNiG) realizuje program "Biogaz+" zakładający budowę biogazowni rolniczych i instalacji do produkcji biometanu. W 2022 roku spółka podpisała list intencyjny z Krajową Spółką Cukrową dotyczący wykorzystania biomasy z produkcji cukru do wytwarzania biogazu. Orlen planuje, że do 2030 roku będzie produkować około 1 mld m³ biogazu rocznie.
• Polska Spółka Gazownictwa rozwija program "Biometan w sieci", który zakłada dostosowanie infrastruktury dystrybucyjnej do przyjmowania biometanu. W ramach programu planowane jest przyłączenie 20 biometanowni do 2026 roku.
• G.EN Gaz Energia we współpracy z lokalnymi producentami rolnymi uruchomił pilotażowy projekt wdrożenia biometanu do sieci gazowej w województwie wielkopolskim.

Korzyści z rozwoju biogazu i biometanu

Rozwój produkcji biogazu i biometanu przynosi liczne korzyści ekologiczne i gospodarcze:

• Redukcja emisji gazów cieplarnianych - biogaz jest paliwem neutralnym pod względem emisji CO₂, ponieważ w procesie spalania uwalnia się tyle dwutlenku węgla, ile rośliny wykorzystane do jego produkcji pobrały podczas wzrostu.
• Zagospodarowanie odpadów - biogazownie umożliwiają efektywne wykorzystanie odpadów rolniczych, osadów ściekowych i odpadów z przemysłu spożywczego.
• Dywersyfikacja źródeł energii - lokalna produkcja biogazu zmniejsza zależność od importu gazu ziemnego.
• Wsparcie dla rolnictwa - biogazownie mogą stanowić dodatkowe źródło dochodów dla rolników oraz stabilizować ceny niektórych produktów rolnych.
• Polepszenie jakości nawozów - produkt pofermentacyjny z biogazowni stanowi wartościowy nawóz organiczny.

Minimalizacja emisji metanu

Metan jest silnym gazem cieplarnianym, o potencjale ocieplenia około 28 razy większym niż CO₂ w perspektywie 100 lat. Ograniczenie emisji metanu z infrastruktury gazowej jest zatem istotnym wyzwaniem ekologicznym dla branży.

Źródła emisji metanu w infrastrukturze gazowej

Emisje metanu w sektorze gazowym pochodzą głównie z:

• Nieszczelności infrastruktury - rurociągów, zaworów, złączy
• Upustów gazu - podczas konserwacji, remontów lub awarii
• Procesów technologicznych - np. w trakcie tłoczenia gazu

Działania firm gazowych w zakresie redukcji emisji metanu

Polskie firmy gazowe podejmują liczne działania mające na celu minimalizację emisji metanu:

• GAZ-SYSTEM wdraża zaawansowany program monitoringu i kontroli szczelności sieci przesyłowej, w tym regularne inspekcje przy użyciu mobilnych detektorów metanu oraz technologii dronów wyposażonych w czujniki gazu. Spółka stosuje również technologię "recompresji gazu", która pozwala odzyskać gaz, który w przeciwnym razie zostałby upuszczony do atmosfery podczas prac remontowych.
• Polska Spółka Gazownictwa realizuje program modernizacji sieci dystrybucyjnej, zastępując stare gazociągi wykonane z materiałów podatnych na nieszczelności nowoczesnymi rurociągami z polietylenu. Do 2030 roku PSG planuje zmodernizować ponad 8000 km sieci gazowej.
• Grupa Orlen wdraża kompleksowy program monitoringu i redukcji emisji metanu we wszystkich segmentach swojej działalności, od wydobycia, przez transport, do dystrybucji. Spółka inwestuje w system ciągłego monitoringu emisji oraz nowoczesne technologie wykrywania i naprawy nieszczelności.

Międzynarodowe inicjatywy

Warto zauważyć, że polskie firmy gazowe dołączają do międzynarodowych inicjatyw mających na celu redukcję emisji metanu:

• Oil and Gas Methane Partnership (OGMP 2.0) - międzynarodowa inicjatywa pod egidą ONZ, której celem jest monitorowanie i raportowanie emisji metanu w sektorze naftowo-gazowym.
• Methane Guiding Principles - zbiór zasad dotyczących redukcji emisji metanu w całym łańcuchu wartości gazu ziemnego.

Technologia power-to-gas (P2G)

Technologia power-to-gas stanowi innowacyjne rozwiązanie łączące sektor elektroenergetyczny z gazowym, umożliwiając magazynowanie nadwyżek energii elektrycznej w postaci gazu.

Czym jest technologia P2G?

Power-to-gas to proces, w którym energia elektryczna (najczęściej pochodząca z odnawialnych źródeł) jest wykorzystywana do produkcji wodoru w procesie elektrolizy wody. Wodór ten może być następnie:

• bezpośrednio wtłaczany do sieci gazowej (w ograniczonych ilościach)
• wykorzystywany w przemyśle lub transporcie
• przetwarzany na metan syntetyczny (SNG) w reakcji z CO₂, a następnie wtłaczany do sieci gazowej

Projekty P2G w Polsce

Technologia power-to-gas jest w Polsce wciąż na wczesnym etapie rozwoju, ale pierwsze projekty pilotażowe są już realizowane:

• Grupa Orlen planuje budowę instalacji demonstracyjnej P2G w ramach swojej strategii wodorowej. Projekt ten ma służyć testowaniu możliwości wykorzystania nadwyżek energii z OZE do produkcji wodoru, który następnie będzie wykorzystywany w rafinerii lub wtłaczany do sieci gazowej.
• GAZ-SYSTEM prowadzi badania nad możliwością zatłaczania wodoru do sieci przesyłowej gazu i dostosowaniem infrastruktury do transportu mieszanin gazu ziemnego z wodorem.
• Instytut Energetyki we współpracy z branżą gazową realizuje projekt badawczy dotyczący efektywnych metod konwersji energii elektrycznej na gaz.

Korzyści z technologii P2G

Wdrażanie technologii power-to-gas może przynieść liczne korzyści dla systemu energetycznego i środowiska:

• Bilansowanie systemu elektroenergetycznego - P2G umożliwia zagospodarowanie nadwyżek energii elektrycznej z OZE w okresach dużej produkcji i niskiego zużycia.
• Dekarbonizacja sektora gazowego - zarówno wodór, jak i syntetyczny metan produkowane z użyciem energii odnawialnej są paliwami niskoemisyjnymi.
• Wykorzystanie istniejącej infrastruktury - technologia P2G pozwala wykorzystać istniejącą infrastrukturę gazową do magazynowania i transportu energii.
• Integracja sektorów - P2G wspiera integrację sektorów elektroenergetycznego i gazowego, co zwiększa elastyczność i efektywność całego systemu energetycznego.

Ochrona bioróżnorodności i rekultywacja terenów

Poza bezpośrednimi działaniami związanymi z produkcją i dystrybucją gazu, firmy gazowe podejmują również inicjatywy mające na celu ochronę środowiska naturalnego i bioróżnorodności.

Przykłady działań w zakresie ochrony bioróżnorodności

Polskie firmy gazowe realizują różnorodne projekty ekologiczne:

• Grupa Orlen realizuje program "Ekoenergia dla Przyrody", w ramach którego wspiera projekty ochrony zagrożonych gatunków i siedlisk przyrodniczych. Spółka wprowadziła również praktykę przeprowadzania inwentaryzacji przyrodniczych przed rozpoczęciem nowych inwestycji, aby zminimalizować ich wpływ na lokalne ekosystemy.
• GAZ-SYSTEM wdraża program kompensacji przyrodniczej, który zakłada nasadzenia drzew i krzewów w ilości znacznie przewyższającej liczbę usuniętych roślin podczas budowy gazociągów. W ostatnich latach spółka przeprowadziła nasadzenia kilkudziesięciu tysięcy drzew i krzewów.
• Polska Spółka Gazownictwa realizuje projekty rekultywacji terenów poprzemysłowych, w tym terenów po dawnych gazowniach miejskich, które często były zanieczyszczone substancjami powstającymi w procesie produkcji gazu koksowniczego.

Technologie minimalizujące wpływ na środowisko

Firmy gazowe wdrażają również nowoczesne technologie, które pozwalają minimalizować wpływ budowy i eksploatacji infrastruktury gazowej na środowisko:

• Przewierty horyzontalne kierunkowe (HDD) - technika ta pozwala na budowę gazociągów pod przeszkodami naturalnymi (np. rzekami, obszarami cennymi przyrodniczo) bez naruszania powierzchni terenu.
• Monitoring satelitarny - wykorzystanie danych satelitarnych do monitorowania stanu roślinności i gleby wzdłuż tras gazociągów.
• Automatyzacja stacji gazowych - ograniczenie konieczności częstych wizyt obsługi i związanego z tym ruchu pojazdów.

Efektywność energetyczna

Poprawa efektywności energetycznej stanowi istotny element działań ekologicznych firm gazowych. Może ona obejmować zarówno wewnętrzne procesy firm, jak i oferowanie klientom rozwiązań sprzyjających oszczędnemu wykorzystaniu energii.

Działania w zakresie efektywności energetycznej

Oto przykłady inicjatyw podejmowanych przez polskie firmy gazowe:

• Modernizacja procesów technologicznych - Grupa Orlen przeprowadza kompleksową modernizację stacji gazowych i tłoczni, wdrażając energooszczędne technologie i odzyskując ciepło odpadowe.
• Kogeneracja - firmy gazowe promują rozwiązania kogeneracyjne (jednoczesna produkcja energii elektrycznej i ciepła), które zapewniają wyższą efektywność energetyczną w porównaniu do oddzielnej produkcji energii elektrycznej i ciepła.
• Programy oszczędności energii dla klientów - dostawcy gazu oferują swoim klientom doradztwo w zakresie efektywnego wykorzystania energii oraz programy wymiany starych, nieefektywnych urządzeń gazowych na nowe, o wyższej sprawności.
• Inteligentne liczniki - wdrażanie inteligentnych liczników gazu, które umożliwiają dokładne monitorowanie zużycia i identyfikację potencjalnych obszarów oszczędności.

Rozwój gospodarki wodorowej

Wodór jest postrzegany jako jedno z kluczowych paliw przyszłości, które może odegrać istotną rolę w dekarbonizacji różnych sektorów gospodarki, w tym transportu, przemysłu i energetyki. Polskie firmy gazowe coraz aktywniej angażują się w rozwój gospodarki wodorowej.

Projekty wodorowe polskich firm gazowych

Oto najważniejsze inicjatywy w tym zakresie:

• Grupa Orlen realizuje kompleksową strategię wodorową, która zakłada budowę hubów wodorowych w Trzebini, Włocławku i Płocku. Do 2030 roku Orlen planuje zainwestować 7,4 mld zł w niskoemisyjne technologie wodorowe. Spółka zamierza również uruchomić 100 stacji tankowania wodoru do 2030 roku.
• GAZ-SYSTEM prowadzi program "Hydrogen Highway", który zakłada przygotowanie infrastruktury przesyłowej do transportu wodoru oraz mieszanin gazu ziemnego z wodorem. Spółka analizuje również możliwość budowy dedykowanych gazociągów wodorowych.
• G.EN Gaz Energia we współpracy z partnerami technologicznymi realizuje projekt pilotażowy dotyczący produkcji zielonego wodoru z wykorzystaniem energii z OZE oraz jego zatłaczania do lokalnej sieci dystrybucyjnej.

Zalety wodoru jako paliwa

Wodór jako nośnik energii oferuje liczne korzyści ekologiczne:

• Zerowa emisja CO₂ - podczas spalania wodoru powstaje jedynie woda, bez emisji CO₂.
• Uniwersalność zastosowań - wodór może być wykorzystywany w transporcie, energetyce, przemyśle i ogrzewnictwie.
• Możliwość magazynowania - wodór umożliwia długoterminowe magazynowanie energii.
• Komplementarność z OZE - produkcja wodoru może wykorzystywać nadwyżki energii z niestabilnych źródeł odnawialnych.

Wyzwaniem pozostają jednak wysokie koszty produkcji zielonego wodoru oraz konieczność rozbudowy odpowiedniej infrastruktury.

Podsumowanie i perspektywy

Branża gazowa w Polsce aktywnie włącza się w transformację energetyczną, wdrażając liczne ekologiczne rozwiązania. Najważniejsze z nich to:

• Rozwój produkcji i wykorzystania biogazu i biometanu
• Minimalizacja emisji metanu z infrastruktury gazowej
• Wdrażanie technologii power-to-gas
• Projekty ochrony bioróżnorodności i rekultywacji terenów
• Poprawa efektywności energetycznej
• Rozwój gospodarki wodorowej

Inicjatywy te pokazują, że branża gazowa, mimo swojego tradycyjnego związku z paliwami kopalnymi, może aktywnie uczestniczyć w budowie bardziej zrównoważonego i przyjaznego dla środowiska systemu energetycznego.

Wyzwania pozostają jednak znaczące. Kluczowe będzie zapewnienie odpowiedniego finansowania dla innowacyjnych, ekologicznych projektów oraz stworzenie stabilnych ram regulacyjnych, które będą wspierać transformację branży. Istotne jest również zwiększenie świadomości społecznej dotyczącej roli gazu w transformacji energetycznej oraz korzyści płynących z wdrażania ekologicznych rozwiązań w sektorze gazowym.

Patrząc w przyszłość, można oczekiwać, że znaczenie ekologicznych rozwiązań w branży gazowej będzie systematycznie rosło, a firmy, które najszybciej dostosują się do nowych wymagań środowiskowych, mogą uzyskać przewagę konkurencyjną na rynku.