Biogaz i biometan – jak działa biogazownia i w jaki sposób powstaje zielona energia

Transformacja energetyczna sprawia, że coraz większą uwagę zwracamy na źródła energii, które pozwalają jednocześnie zagospodarować odpady i ograniczać emisje gazów cieplarnianych. Jednym z najbardziej perspektywicznych rozwiązań są dziś biogaz i biometan, które coraz częściej postrzegane są jako ważny element bezpieczeństwa energetycznego oraz dekarbonizacji gospodarki.

Choć oba pojęcia bywają używane zamiennie, w rzeczywistości oznaczają dwa różne produkty. Aby zrozumieć ich potencjał, warto najpierw odpowiedzieć na podstawowe pytanie: jak działa biogazownia i w jaki sposób powstaje biogaz?

Czym jest biogaz i jak powstaje

Biogaz to gaz powstający w procesie fermentacji beztlenowej materii organicznej. Mówiąc najprościej, jest to naturalny proces biologiczny prowadzony przez bakterie metanowe, które rozkładają substancje organiczne bez dostępu tlenu.

Surowcem wykorzystywanym w biogazowniach mogą być między innymi:

• odpady rolnicze,
• gnojowica,
• odpady spożywcze,
• odpady organiczne z przemysłu,
• kiszonka kukurydzy,
• trawy i pozostałości roślinne.

Materiał trafia do specjalnych komór fermentacyjnych, gdzie przez wiele dni zachodzi kontrolowany proces rozkładu. Bakterie odżywiają się materią organiczną, a efektem ich pracy jest mieszanina gazów gromadząca się pod kopułą zbiornika.

Powstający biogaz zawiera przede wszystkim metan oraz dwutlenek węgla, a także niewielkie ilości siarkowodoru i innych gazów śladowych.

Jednocześnie po zakończeniu fermentacji pozostaje tzw. poferment, czyli materiał bogaty w związki mineralne, który może być bezpośrednio aplikowany na pola jako naturalny nawóz organiczny. Dzięki temu biogazownia wpisuje się w ideę gospodarki obiegu zamkniętego. Odpady zostają przetworzone, energia odzyskana, a pozostała masa może znaleźć zastosowanie nawozowe.

Jak działa biogazownia – od surowca do energii

Proces produkcji biogazu w biogazowni można podzielić na kilka etapów.

Najpierw do instalacji trafiają odpady organiczne. Następnie są one kierowane do zamkniętych komór fermentacyjnych, gdzie utrzymywana jest odpowiednia temperatura, zwykle około 42-45°C.

W czasie fermentacji bakterie rozkładają materię organiczną i produkują mieszaninę gazową. Zgromadzony pod kopułami gaz jest następnie odbierany i przygotowywany do dalszego wykorzystania.

Po zakończeniu procesu przefermentowany materiał trafia do zbiorników magazynowych jako poferment, natomiast biogaz staje się wartościowym nośnikiem energii.

Zastosowania biogazu – kogeneracja i produkcja biometanu

Produkcja energii elektrycznej i ciepła

Pierwszym i najczęściej spotykanym zastosowaniem biogazu jest jego wykorzystanie w układach kogeneracyjnych.

Biogaz po osuszeniu i odsiarczeniu trafia do silników gazowych. Proces spalania pozwala jednocześnie produkować energię elektryczną oraz ciepło.

Energia elektryczna zasila sieć, natomiast ciepło wykorzystywane jest między innymi do utrzymywania odpowiedniej temperatury w komorach fermentacyjnych. Nadwyżki mogą być przeznaczone do ogrzewania budynków, szklarni czy lokalnych sieci ciepłowniczych.

To rozwiązanie funkcjonuje w Europie od wielu lat i stanowi jeden z najbardziej rozwiniętych segmentów rynku biogazowego. Więcej o tym, czym jest kogeneracja i jak otrzymać dopłaty, można przeczytać na naszym blogu.

Produkcja biometanu w biometanowni

Drugim kierunkiem rozwoju jest oczyszczanie biogazu i produkcja biometanu.

W tym przypadku kluczowe znaczenie ma proces separacji metanu od dwutlenku węgla oraz pozostałych zanieczyszczeń. Dzięki temu powstaje paliwo o parametrach porównywalnych z gazem ziemnym.

To właśnie biometan otwiera zupełnie nowe możliwości wykorzystania odnawialnych gazów w energetyce, przemyśle i transporcie.

Biogaz a biometan – najważniejsze różnice

W praktyce różnica pomiędzy biogazem a biometanem sprowadza się przede wszystkim do zawartości metanu.

Biogaz jest surowym produktem opuszczającym komorę fermentacyjną. Zawiera zazwyczaj od 55 do 70% metanu, a pozostałą część stanowi głównie dwutlenek węgla oraz inne gazy.

W takiej formie nie może zostać wtłoczony do sieci gazowej, ponieważ nie spełnia wymagań jakościowych dla systemów gazowych. Dlatego najczęściej jest wykorzystywany na miejscu do produkcji energii elektrycznej i ciepła.

Biometan to natomiast już gaz oczyszczony. Zawartość metanu sięga od 95 do nawet 99%, a pozostałe składniki występują jedynie w śladowych ilościach.

Dzięki temu może być:

• wtłaczany do sieci gazowej,
• sprężany jako bioCNG,
• skraplany jako bioLNG,
• wykorzystywany w przemyśle,
• stosowany w transporcie ciężkim,
• wykorzystywany w energetyce i ciepłownictwie.

Biometan a gaz ziemny – czym się różnią

Z punktu widzenia użytkownika końcowego biometan i gaz ziemny są niemal identyczne pod względem parametrów energetycznych.

Najważniejsza różnica dotyczy źródła pochodzenia.

Gaz ziemny jest paliwem kopalnym wydobywanym ze złóż naturalnych. Biometan powstaje natomiast z odpadów organicznych i biomasy, dzięki czemu zaliczany jest do odnawialnych źródeł energii.

Oznacza to, że przedsiębiorstwo wykorzystujące biometan może ograniczać ślad węglowy bez konieczności kosztownej wymiany istniejącej infrastruktury gazowej. Te same instalacje, kotły, procesy przemysłowe czy jednostki kogeneracyjne mogą wykorzystywać zarówno gaz ziemny, jak i biometan.

Właśnie dlatego biometan uznawany jest za jedno z najważniejszych paliw wspierających dekarbonizację gospodarki.

Co sprzedaje biogazownia – energia, biometan i redukcja emisji

W powszechnym rozumieniu biogazownia sprzedaje energię. W rzeczywistości oferuje jednak znacznie więcej.

Pierwszym produktem jest energia zawarta w biogazie lub biometanie. Może ona zostać przekształcona w energię elektryczną i ciepło albo trafić do odbiorców w postaci biometanu wtłaczanego do sieci.

Drugim, coraz ważniejszym produktem jest redukcja emisji CO₂. To właśnie ten aspekt odróżnia biometan od wielu innych technologii OZE. Wartość środowiskowa paliwa zależy od rodzaju wykorzystanych substratów oraz zastosowanej technologii produkcji. W przeciwieństwie do innych OZE w przypadku biometanu zastosowanie niektórych substratów powoduje, że emisyjność biometanu może przyjmować nawet wartości ujemne. Stawia to biometan na czele wszystkich OZE, jeśli chodzi o siłę dekarbonizacji.

Dla wielu przedsiębiorstw możliwość ograniczenia emisji staje się dziś równie istotna, jak sama energia.

Przyszłość biometanu w Polsce i Europie

Rosnące wymagania klimatyczne, potrzeba zwiększania niezależności energetycznej oraz rozwój gospodarki obiegu zamkniętego sprawiają, że znaczenie biometanu będzie systematycznie rosło.

Szczególnie duży potencjał dostrzegany jest w sektorze transportu ciężkiego, gdzie bioLNG i bioCNG mogą skutecznie zastępować paliwa kopalne. Coraz większe znaczenie ma również możliwość zatłaczania biometanu do sieci gazowej i wykorzystania istniejącej infrastruktury bez konieczności kosztownych inwestycji po stronie odbiorców.

Biogazownie i biometanownie przestają być dziś wyłącznie instalacjami produkującymi energię. Stają się elementem nowoczesnego systemu energetycznego, który łączy efektywne zagospodarowanie odpadów, produkcję odnawialnej energii oraz realną redukcję emisji. To właśnie połączenie tych trzech korzyści sprawia, że biometan coraz częściej uznawany jest za jedno z kluczowych paliw transformacji energetycznej.

Jak DUON wspiera klientów w wykorzystaniu biometanu

Rozwój rynku biometanu otwiera przed przedsiębiorstwami nowe możliwości w zakresie dekarbonizacji, poprawy efektywności energetycznej oraz realizacji celów ESG. Aby jednak w pełni wykorzystać potencjał tego paliwa, niezbędny jest partner, który zna zarówno specyfikę rynku energii, jak i wymagania związane z wdrażaniem nowoczesnych rozwiązań gazowych.

DUON wspiera klientów na każdym etapie transformacji energetycznej, oferując kompetencje w obszarze rynku gazu, infrastruktury oraz rozwiązań opartych na biometanie. Spółka rozwija zarówno projekty związane z wtłaczaniem biometanu do sieci gazowej, jak i jego wykorzystaniem w postaci bioLNG, tworząc elastyczne modele dostaw dopasowane do potrzeb różnych sektorów gospodarki.

Dzięki wieloletniemu doświadczeniu na rynku energii DUON pomaga przedsiębiorstwom identyfikować możliwości ograniczania emisji, zwiększania udziału odnawialnych źródeł energii oraz budowania przewagi konkurencyjnej w oparciu o niskoemisyjne paliwa. To szczególnie istotne w branżach, dla których elektryfikacja procesów jest utrudniona lub ekonomicznie nieuzasadniona.

Biometan staje się dziś jednym z kluczowych narzędzi transformacji energetycznej. DUON aktywnie uczestniczy w rozwoju tego rynku, dostarczając rozwiązania, które pozwalają klientom łączyć cele biznesowe z rosnącymi wymaganiami środowiskowymi i regulacyjnymi. Dzięki temu przedsiębiorstwa mogą skutecznie redukować ślad węglowy, wykorzystując paliwo odnawialne o parametrach porównywalnych z tradycyjnym gazem ziemnym.

Sprawdź, jak DUON może wspierać transformację energetyczną Twojej firmy →