Technologia: Sprawa o kluczowym znaczeniu

Biomasa

Biomasa jest najbardziej uniwersalna spośród wszystkich odnawialnych źródeł energii, ponieważ umożliwia produkcję ciepła, energii elektrycznej i paliwa silnikowego. Nie jest zatem niespodzianką założenie, zgodnie z którym do 2020 r. jej udział w energii odnawialnej zużywanej w Niemczech ogółem ma sięgnąć prawie dwóch trzecich. Nie zapominajmy, że biomasa sprawdza się nie tylko jako źródło energii. Jest także doskonałym źródłem żywności i surowców produkcyjnych (takich jak drewno czy olej) – w związku z czym popyt na biomasę ze strony licznych konkurujących ze sobą branż jest wysoki. Możliwości pozyskiwania biomasy, którą można wykorzystywać w sposób zrównoważony, są niestety ograniczone – a w polityce Niemiec przyjęto priorytety związane z wykorzystaniem pozostałości produkcyjnych i odpadów.

Biomasa jest szczególnym odnawialnym źródłem energii z kilku przyczyn. Po pierwsze, dzięki biomasie można bezpośrednio pozyskać trzy rodzaje energii: energię elektryczną, ciepło i paliwa (w postaci płynnej, stałej i gazowej). Po drugie, biomasa jest prosta w magazynowaniu i obsłudze – w okresach chwilowego deficytu promieni słonecznych lub wiatru można błyskawicznie zwiększyć wydajność produkcyjną generatorów zasilanych biomasą. Po trzecie, biomasa wiąże się z zasadniczym, typowym dla tego źródła energii ograniczeniem – jej wykorzystanie w sposób zrównoważony wymaga ścisłego przestrzegania zasad gospodarowania. Niezależnie od liczby zainstalowanych paneli słonecznych nie będziemy w stanie wyczerpać dostępnego nam słońca. Nie uszczuplimy zasobu wiejących na ziemi wiatrów, budując kolejne turbiny wiatrowe. Natomiast korzystając z biomasy musimy pamiętać o przeciwdziałaniu wyczerpywaniu zasobów, o unikaniu monokultur ograniczających bioróżnorodność i o niezaspokajaniu potrzeb energetycznych państw zamożnych kosztem potrzeb żywnościowych krajów ubogich.

Biomasa jest w stanie zaspokoić liczne i zróżnicowane potrzeby energetyczne – dlatego jej udział w globalnych zasobach energetycznych jest znacznie większy, niż hydroelektrowni lub elektrowni jądrowych (które dostarczają wyłącznie energii elektrycznej); a nawet większy, niż wszystkich pozostałych odnawialnych źródeł energii łącznie. Według międzynarodowej organizacji Ren21 biomasa zapewniła pokrycie ponad 14% zapotrzebowania na energię w skali globalnej w 2014 roku (większość z niej to tradycyjna biomasa), natomiast udział energii jądrowej spadł do 2,5%.

Biomasa w Niemczech

Mówiąc dzisiaj o biomasie mamy najczęściej na myśli etanol pochodzący z kukurydzy, biodiesel z rzepaku, biogaz z odpadów organicznych i kukurydzy, granulki drewniane z trocin (zwane także pelletami), itp. – nie zaś drewno opałowe czy odchody zwierzęce (np. gnojowicę).

Bioenergię pozyskuje się głównie w dwóch branżach: w leśnictwie i w rolnictwie. Niemcy są największym producentem drewna w Unii Europejskiej, które jest zdecydowanie największym źródłem bioenergii w kraju. Około 40% niemieckiej produkcji drewna wykorzystuje się jako źródło energii; pozostała część produkcji służy jako surowiec budowlany lub przemysłowy. Niemcy są także wiodącym rynkiem biogazu – na początku 2015 r. prawie dwie trzecie europejskich biogazowni znajdowały się w Niemczech.

W roku 2016 prawie 2,7 miliona hektarów niemieckich gruntów rolnych wykorzystywano pod uprawy energetyczne. Obszar ten stanowi 16% z 16,7 miliona hektarów terenu rolniczego w Niemczech. Górna granica dla bioenergii wynosi 4 miliony hektarów do 2020 roku. Z badań wynika, że w ciągu kolejnych dziesięcioleci udział bioenergii może wzrosnąć w ramach tego ograniczenia ze względu na spadek liczby ludności i wzrost produkcji z hektara. Oczekuje się, że liczba mieszkańców w Niemczech spadnie z ponad 80 milionów w 2016 r. poniżej 70 milionów w roku 2050. Pamiętajmy jednak, że organizacje ekologiczne podkreślają wpływ upraw energetycznych na stan środowiska naturalnego. Na przykład, znaczne zwiększenie uprawy kukurydzy dla potrzeb energetycznych (jak również problemy związane z monokulturą kukurydzianą) wiąże się często z likwidacją cennych terenów zielonych i pastwisk. Uprawy energetyczne mogą wywierać niekorzystny wpływ na jakość wód gruntowych, a także powodować erozję gleb. Aby zapobiec powyższym niekorzystnym zjawiskom, niemiecka ustawa o odnawialnych źródłach energii (EEG), leżąca u podstaw Energiewende, ogranicza ilość kukurydzy i innych zbóż objętych dopłatami. Uruchomiono również szereg inicjatyw promujących wykorzystywanie substancji mniej szkodliwych dla środowiska naturalnego, takich jak materiał pochodzący z gospodarki krajobrazem i innych pozostałości.

W 2016 r. udział energii odnawialnej wyniósł około 13,5% łącznego końcowego zużycia energii. Prawie 37% stanowiła biomasa w sektorze ciepłownictwa, a ponad 10% biopaliwa i 8% biogaz w sektorze energii. Łącznie bioenergia stanowiła 57% całkowitej dostawy energii ze źródeł odnawialnych w Niemczech w 2015 r., co stanowi równowartość 7% zużycia energii pierwotnej. Potencjał zrównoważonych źródeł bioenergii w Niemczech wynosiłby zatem nie więcej niż 10% całkowitych dostaw energii, przynajmniej przy obecnych poziomach zużycia energii, choć Niemcy mogłyby zwiększyć udział tego źródła energii poprzez obniżenie konsumpcji.

Zużywana w Niemczech biomasa jest głównie pochodzenia krajowego. Wyzwanie polega na zwiększeniu ilości biomasy wykorzystywanej dla potrzeb energetycznych bez jednoczesnego gwałtownego wzrostu importu. Niemcy już teraz wyrażają obawy związane z wycinaniem puszcz tropikalnych pod plantacje palm olejowych i działaniem na niekorzyść produkcji żywności w krajach rozwijających się. Zgodnie z oświadczeniem niemieckiego ministra środowiska „zwiększanie produkcji biomasy dla potrzeb energetycznych [nie może być niekorzystne dla] bezpieczeństwa zasobów żywności, prawa dostępu do żywności i ochrony środowiska i przyrody.” Dlatego, zgodnie z unijną dyrektywą w sprawie odnawialnych źródeł energii, biopaliwa i inne płynne nośniki bioenergii muszą spełniać wyśrubowane kryteria zrównoważonego rozwoju, aby zostały uznane za energię odnawialną, której przysługuje wsparcie określone w rozporządzeniu o zrównoważonym wykorzystaniu biomasy.

Nie jest jednak jasne, czy ostre kryteria wystarczą, aby zapobiec wzrostowi cen żywności na świecie wywołanemu przez wykorzystanie biomasy dla celów energetycznych. W przyszłości wykorzystanie biomasy będzie szczególnie istotne w trzech obszarach: paliw lotniczych i dla pojazdów ciężkich (w tych sektorach transportu, w których wykorzystanie napędów elektrycznych lub innych rozwiązań technicznych nie jest obecnie możliwe), jako ciepła przemysłowego w procesach wymagających wysokich temperatur oraz w kogeneracji (jednoczesnej produkcji energii elektrycznej i cieplnej), jako że zakłady wytwarzające energię elektryczną i ciepło w skojarzeniu przetwarzają biomasę do postaci obu nośników przy najwyższym wskaźniku wydajności i najbardziej korzystnym wskaźniku emisji gazów cieplarnianych.

Ponadto, biogaz, a w szczególności wodór, uważa się w Niemczech za kluczowe rozwiązanie w sezonowym magazynowaniu energii możliwej do wykorzystania w długie zimowe wieczory, czyli gdy jej zużycie jest w Niemczech najwyższe, a wykorzystanie energii słonecznej niemożliwe. Niemniej jednak, w sierpniu 2014 r. rząd Niemiec nałożył ograniczenie na nowe biogazownie w wysokości 100 megawatów na rok, częściowo ze względu na obawę o wpływ na środowisko, ale głównie w celu ograniczenia kosztów. W poprawkach do ustawy przyjętych w 2017 r. utrzymano w głównej mierze ograniczenie do 100 MW. W przyszłych aukcjach od 150 do 200 megawatów energii z biogazowni zostanie objętych przetargiem publicznym.