D Strategia popularyzacji biomasy

Transkrypt

1 WIELKOPOLSKA AGENCJA ZARZĄDZANIA ENERGIĄ SP. Z O.O. D Strategia popularyzacji biomasy Autorzy: Kinga Świtalska, Stefan Pawlak Projekt współfinansowany przez Unię Europejską (w ramach Programu Inteligentna Energia Europa)

2 Spis treści 1. Wprowadzenie Uwarunkowania prawne wykorzystania biomasy w energetyce Zmiany w produkcji i wykorzystaniu biomasy w Polsce Rodzaje i możliwości zastosowania biomasy na cele energetyczne... 7 a) biomasa z leśnictwa... 7 b) biomasa z rolnictwa, rybołówstwa oraz przemysłu rolno-spożywczego... 8 c) biomasa z odpadów Metodologia szacowania potencjału biomasy Korzyści wynikające ze stosowania biomasy na cele energetyczne Działania promujące wykorzystanie biomasy na cele energetyczne, gwarantujące realizację założonych celów Adresaci działań promujących biomasę Planowane działania Możliwości finansowania działań wpływających na wzrost wykorzystania biomasy Cele wzrostu wykorzystania biomasy w sektorze energetycznym Wdrażanie zadań oraz ich monitoring

3 1. Wprowadzenie Zgodnie z definicją z Rozporządzenia Ministra Gospodarki z dnia 14 sierpnia 2008 r. w sprawie szczegółowego zakresu obowiązków uzyskania i przedstawienia do umorzenia świadectw pochodzenia, uiszczenia opłaty zastępczej, zakupu energii elektrycznej i ciepła wytworzonych w odnawialnych źródłach energii oraz obowiązku potwierdzania danych dotyczących ilości energii elektrycznej wytworzonej w odnawialnym źródle energii (Dz. U. nr 156/2008 r., poz. 969, ze zm.) oraz Prawa energetycznego (Dz. U. nr 89/2006, poz. 625, ze zm. art. 9a ust. 9) za biomasę uważa się substancje pochodzenia roślinnego lub zwierzęcego, które ulegają biodegradacji, pochodzą z produktów, odpadów i pozostałości z produkcji rolnej bądź leśnej, a także z przemysłu przetwarzającego ich produkty oraz inne części odpadów, które ulegają biodegradacji; ziarna zbóż nie spełniające wymagań jakościowych dla zbóż w zakupie interwencyjnym i ziarna zbóż, które nie podlegają zakupowi interwencyjnemu. Najważniejszymi źródłami biomasy są: drewno pochodzące z lasów, sadów, specjalnych upraw oraz drewno odpadowe z przemysłu drzewnego, produkty roślinne wytwarzane na polach i użytkach zielonych, słoma i inne pozostałości roślinne stanowiące materiał odpadowy przy produkcji rolniczej, odpady powstające w przemyśle rolno-spożywczym, w tym: wytłoki, melasa, wysłodki, odpadki olejarskie i winiarskie, odpady z mleczarni i serowni, zepsuty i przeterminowany materiał siewny, gnojowica i obornik, osady ściekowe, organiczne odpady komunalne, organiczne odpady przemysłowe, np. w przemyśle celulozowo-papierniczym. Wiele z wymienionych źródeł jest pochodzenia rolniczego. Około 95% powierzchni Wielkopolski stanowią tereny wiejskie. Powierzchnia użytków rolnych użytkowanych rolniczo w roku 2009 wyniosła tys. ha, z tego grunty orne stanowiły tys. ha, sady 19,3 tys. ha, użytki zielone 236,9 tys. ha, a pozostałe grunty 17,5 tys. ha. Grunty trzech najwyższych klas bonitacyjnych I-III zajmują mniej niż 24% powierzchni użytków rolnych, a suma rocznych opadów w wielu rejonach nie przekracza 500 mm. Wielkopolskie rolnictwo cechuje się również intensywną produkcją zwierzęcą. Obsada tzw. dużych jednostek przeliczeniowych wynosi 73,7 DJP/100 ha i jest najwyższa w kraju. Powierzchnia gruntów leśnych województwa Wielkopolskiego wynosi 784,7 tys. ha, co odpowiada 26% jego całkowitej powierzchni (GUS, 2011). 3

4 2. Uwarunkowania prawne wykorzystania biomasy w energetyce Główne kierunki polityki energetycznej Polski do roku 2030 w zakresie rozwoju wykorzystania OZE, wynikające z rządowego dokumentu to: Wzrost udziału odnawialnych źródeł energii w finalnym zużyciu energii co najmniej do poziomu 15% w 2020 roku oraz dalszy wzrost tego wskaźnika w latach następnych, Osiągnięcie w 2020 roku 10% udziału biopaliw w rynku paliw transportowych, oraz zwiększenie wykorzystania biopaliw II generacji, Ochrona lasów przed nadmiernym eksploatowaniem, w celu pozyskiwania biomasy oraz zrównoważone wykorzystanie obszarów rolniczych na cele OZE, w tym biopaliw, tak aby nie doprowadzić do konkurencji pomiędzy energetyką odnawialną i rolnictwem oraz zachować różnorodność biologiczną, Wykorzystanie do produkcji energii elektrycznej istniejących urządzeń piętrzących stanowiących własność Skarbu Państwa. Zwiększenie stopnia dywersyfikacji źródeł dostaw oraz stworzenie optymalnych warunków do rozwoju energetyki rozproszonej opartej na lokalnie dostępnych surowcach. Zgodnie z Dyrektywą 2009/28/WE państwa członkowskie Unii Europejskiej zobligowane są do produkcji energii ze źródeł odnawialnych na poziomie 20% do roku Dla Polski poziom ten wyznaczono na 15%. % Rok Rys. 1. Prognoza wzrostu wykorzystania odnawialnych źródeł energii w całkowitym bilansie energetycznym w Polsce w kolejnych latach 4

5 Opracowano również dokument Zarys kierunków rozwoju obszarów wiejskich, który wskazuje koncepcję rozwoju obszarów wiejskich oraz inne od dotychczas znanych funkcje tych obszarów (produkcja rolna, miejsca pracy, zrównoważony rozwój). Od roku 2007 realizowany był program dopłat do upraw roślin energetycznych realizowany przez Agencję Rynku Rolnego oraz Agencję Restrukturyzacji i Modernizacji Rolnictwa. Mechanizm Wspólnej Polityki Rolnej został jednak zniesiony przez Radę Unii Europejskiej od 2010 roku. Jako ważniejsze akty prawne przyczyniające się do wzrostu zastosowania biomasy na obszarach rolniczych można wymienić: Wieloletni program promocji biopaliw lub innych paliw odnawialnych na lata przyjęty przez Radę Ministrów w dniu 24 lipca 2007r. Ustawa z dnia 26 stycznia 2007 r. o płatnościach w ramach systemów wsparcia bezpośredniego (Dz. U. z 2008 r., Nr 170, poz. 1051, z późn. zm.), Rozporządzenie Ministra Rolnictwa i Rozwoju Wsi z dnia 26 lutego 2009 r. w sprawie plonów reprezentatywnych roślin energetycznych w 2009 r. (Dz. U. Nr 36, poz. 283, z późn. zm.), Rozporządzenie Ministra Rolnictwa i Rozwoju Wsi z dnia 6 maja 2008 r. zmieniające rozporządzenie w sprawie warunków, jakie powinny spełniać jednostki organizacyjne, którym można powierzyć przeprowadzanie kontroli dotyczących płatności do gruntów rolnych i płatności cukrowej oraz roślin energetycznych przeznaczonych na cele energetyczne (Dz. U. Nr 90, poz. 552), Rozporządzenie Ministra Rolnictwa i Rozwoju Wsi z dnia 12 marca 2007 r. w sprawie szczegółowych warunków zatwierdzania podmiotów skupujących i pierwszych jednostek przetwórczych oraz warunków, jakie powinny spełniać te podmioty i jednostki po uzyskaniu zatwierdzenia (Dz. U. Nr 46, poz. 304, z późn. zm.), Rozporządzenie Ministra Rolnictwa i Rozwoju Wsi z dnia 12 marca 2007 r. w sprawie dodatkowych informacji, które powinien zawierać wniosek o dokonanie zatwierdzenia podmiotu skupującego oraz pierwszej jednostki przetwórczej (Dz. U. Nr 46, poz. 305), Rozporządzenie Ministra Rolnictwa i Rozwoju Wsi z dnia 28 maja 2008 r. w sprawie terminów dokonywania przez wnioskodawców, podmioty skupujące i pierwsze jednostki przetwórcze określonych czynności dotyczących płatności do upraw roślin energetycznych (Dz. U. Nr 103, poz. 662), Rozporządzenie Ministra Rolnictwa i Rozwoju Wsi z dnia 9 marca 2009 r. w sprawie rodzajów roślin objętych płatnością uzupełniającą oraz szczegółowych warunków i trybu przyznawania oraz wypłaty płatności w ramach systemów wsparcia bezpośredniego (Dz. U. Nr 40, poz. 326, z późn. zm.). 5

6 3. Zmiany w produkcji i wykorzystaniu biomasy w Polsce W ostatnich latach można zauważyć wzrost zainteresowania biomasą jako źródłem energii. Powodów tego zjawiska może być kilka i są to: nadwyżki w produkcji żywności, wycofanie się części producentów rolnych z wytwarzania pasz i surowców żywnościowych, a także zainteresowanie ze strony koncernów energetycznych produkcją paliw o zerowym bilansie dwutlenku węgla i niższej emisji zanieczyszczeń do powietrza w porównaniu ze spalaniem węgla oraz rozwój nowoczesnych technologii umożliwiających osiągnięcie wyższej sprawności przemian energetycznych. Biomasę stałą pozyskuje się z odpadów: leśnych, rolniczych, przemysłu drzewnego, zieleni miejskiej oraz niewielkie ilości z segregowanych organicznych odpadów komunalnych. Uzupełnieniem bilansu podaży biomasy na rynku energetycznym może być jej pozyskiwanie z plantacji wieloletnich roślin: rodzimych gatunków wierzby krzewiastej (Salix spp.) i aklimatyzowanych w Polsce: ślazowca pensylwańskiego (Sida hermafrodita Rusby) i miskanta (Miscanthus spp.). Produkcja biomasy z tych roślin i jej przetwarzanie stwarza możliwość wykorzystania gruntów rolniczych wyłączonych z produkcji surowców żywnościowych, odłogowanych oraz wadliwych, często o dużym potencjale produkcyjnym, ale okresowo nadmiernie wilgotnych lub zanieczyszczonych przez przemysł. Biomasa wieloletnich roślin energetycznych pozyskana z plantacji polowych może być wykorzystana jako paliwo stałe: zrębki, pelet granulat. Powstaje szansa rozwoju obszarów wiejskich związana z uprawą wieloletnich roślin energetycznych, pozyskiwaniem biomasy i przetwarzaniem jej na paliwo węglowodorowe: metanol. Produkcja paliw stałych z biomasy może być atrakcyjna. Polskie rolnictwo potrzebuje w tym względzie produktu, na który byłby nieograniczony zbyt, pozwalający rozwiązać podstawowe problemy obszarów wiejskich: pogłębiający się brak rynku zbytu na produkcję rolniczą i bezrobocie na wsi. Tym produktem wydaje się być metanol wytwarzany z biomasy ligninocelulozowej, którego wartość sprzedaży z jednostki powierzchni plantacji może być 20-krotnie wyższa niż dochód ze sprzedaży ziarna zbóż. Na świecie tworzony jest rynek na paliwa węglowodorowe pochodzenia biologicznego. Przykładem może być generator w postaci polimerowego ogniwa paliwowego zasilanego bezpośrednio metanolem, który jest sposobem na dostarczenie wodoru do ogniw. Ogniwa paliwowe dają 2-krotnie wyższą sprawność w porównaniu z silnikami wewnętrznego spalania i praktycznie zerową emisję zanieczyszczeń. Ponadto możliwe jest wykorzystanie polimerowych ogniw paliwowych zasilanych metanolem jako generatorów energii w sprzęcie elektronicznym: przenośnych komputerach, czy telefonach komórkowych. Metanol może być produkowany z gazu ziemnego, ale tylko metanol uzyskany w wyniku przetworzenia biomasy może być neutralny względem efektu cieplarnianego. O przydatności roślin do uprawy na cele bioenergetyczne decydują: sprawność energetyczna uprawy czyli stosunek energii zawartej w biomasie do energii potrzebnej do jej wytworzenia; rodzaj węglowodanów tworzących biomasę (lignino-celuloza lub skrobia) ze względu na różną sprawność procesu termochemicznego lub biologicznego jej przetwarzania. 6

7 Badania wykazały, że wierzba krzewiasta, ślazowiec pensylwański i miskant dają bardzo wysoki współczynnik efektywności energetycznej, nawet kilkakrotnie wyższy niż u jednorocznych roślin rolniczych przeznaczonych na rynek żywnościowy (zboża, rośliny okopowe, oleiste). Wyjaśnia to szerokie zainteresowanie uprawą wieloletnich roślin wytwarzających lignino-celulozową biomasę do celów energetycznych. Tab. 1. Możliwości energetycznego wykorzystania biomasy (Wojciechowski, 2004): biomasa jako surowiec energetyczny Biomasa Biopaliwa stałe Biopaliwa ciekłe Biopaliwa gazowe - pozostałości z rolnictwa (słoma, siano, łęty) - drewno opalowe (ścinki, zrębki, trociny) - odpady z produkcji zwierzęcej - osady ściekowe - rośliny energetyczne - biodiesel - etanol - metanol - biooleje - oleje posmażalnicze - biogaz (rolniczy, biogaz z oczyszczalni ścieków, ze składowiska odpadów, przemysłowy) - gaz drzewny 4. Rodzaje i możliwości zastosowania biomasy na cele energetyczne a) biomasa z leśnictwa Zgodnie z szacunkami Generalnej Dyrekcji Lasów Państwowych, w 2006 r. całkowity potencjał techniczny drewna z leśnictwa, możliwy do bezpośredniego wykorzystania na cele energetyczne, wynosił ok. 6,1 mln m 3 drewna, co jest odpowiednikiem 41,6 PJ energii. Przyjęto następujące założenia do oszacowania dostaw biomasy leśnej w 2006 r.: sprzedaż drewna na cele energetyczne realizowana przez PGL Lasy Państwowe wynosi ok tys.m 3 (na podstawie danych GUS), wierzchołki, gałęzie, kora i pnie stanowić będą 5% pozyskanego drewna, wyczystki i odnowienia to możliwość pozyskania 6 m3 z 1 ha zadrzewień, wartość opałowa drewna wilgotnego przyjęto na poziomie 7MJ/kg, z uwagi na wysoką koniunkturę przemysłu przerobu drewna w 2006 r. na rynek trafiło znacznie więcej odpadów niż w latach poprzednich. Szacuje się, że ok tys. m 3 zostało wykorzystane na cele energetyczne, w 2006 r. wyprodukowano ok. 270 tys. Mg peletu. 7

8 Powierzchnia lasów w Polsce wynosi 9121,3 tys. ha (GUS, stan na dzień r.), co odpowiada lesistości 29,2%. Lesistość w odniesieniu do województw przedstawiono poniżej: Rys. 2. Lesistość Polski wg województw (GUS, 2010) Obrót odpadami z przemysłu przerobu drewna nie jest w Polsce rejestrowany, co w znacznym stopniu utrudnia oszacowanie realnych możliwości dostaw biomasy z przemysłu drzewnego na potrzeby wytwarzania energii. Z prac badawczych Instytutu Technologii Drewna (ITD) wynika, że ze 100 m 3 drewna pozyskiwanego z gospodarki leśnej otrzymuje się po przeróbce do ponad 60% odpadów, w tym np.: 10 m 3 kory, 15 m 3 drobnicy gałęziowej, 20 m 3 odpadów kawałkowych (ścinki, obrzyny), 19 m 3 trocin i zrębków. Ocenia się, że w zakładach przemysłowych przerobu drewna powstaje ok. 7,5 mln m 3 drzewnych odpadów przemysłowych, co stanowi 27% całego pozyskania surowca drzewnego. W związku z tym, że znaczną część wartościowego odpadu z przetwórstwa drewna wykorzystuje sam przemysł drzewny, do dyspozycji pozostaje ok. 2,5 3 mln m 3 odpadu drzewnego. b) biomasa z rolnictwa, rybołówstwa oraz przemysłu rolno-spożywczego Na cele energetyczne przeznacza się produkty uboczne i pozostałości z rolnictwa i przemysłu rolno-spożywczego oraz nadwyżki produktów rolnych, na które nie ma zapotrzebowania na rynku żywności. Na podstawie danych z roku 2009 można określić wielkość produkcji roślin energetycznych w Polsce na poziomie około 500 tys. ha, co stanowiło 3,2% ogółu użytków 8

9 rolnych. Największy udział w tej produkcji miały rośliny oleiste przeznaczone do produkcji biopaliw (ok. 310 tys. ha). Kukurydza i zboża zajęły powierzchnię ha, zboża powierzchnię ok. 150 tys. ha, natomiast plantacje trwałe ok. 5 tys. ha. Rys. 3. Uprawy roślin energetycznych w sezonie 2007/2008 [Źródło: IBMER Warszawa, 2008] Do oszacowania dostaw biomasy pochodzącej z rolnictwa w 2006 r. przyjęto następujące założenia: na potrzeby przemysłu biopaliwowego przeznaczono ok. 453,5 tys. Mg zbóż i ok. 378 tys. Mg rzepaku, przyjęto średni plon z plantacji roślin wieloletnich na poziomie ok. 10 Mg/ha, założono, że słoma pozyskana na cele energetyczne stanowi 5% słomy ogółem w 2006r. Płody rolne i produkty rybołówstwa dostarczane bezpośrednio na potrzeby wytwarzania energii Zwiększenie wykorzystania biomasy pochodzącej z upraw energetycznych wymaga utworzenia spójnego systemu obrotu obejmującego produkcję, dystrybucję i wykorzystanie biomasy. Polska dysponuje odpowiednim potencjałem zarówno surowcowym, jak i wytwórczym, umożliwiającym produkcję biokomponentów na poziomie wynikającym z Narodowego Celu Wskaźnikowego NCW do roku Z analiz wykonanych w IUNG PIB wynika, że bez szkody dla produkcji żywności, rolnictwo w Polsce może przeznaczyć do 2020 r. 0,6 mln ha pod produkcję zbóż na bioetanol, 0,4 mln ha pod produkcję rzepaku na biodiesel, oraz ok. 1 mln ha pod produkcję biomasy dla potrzeb energetyki zawodowej. 9

10 Areał uprawy roślin potencjalnie przydatnych do produkcji bioetanolu (zboża, ziemniaki, kukurydza, buraki cukrowe) jest w pewnym sensie limitowany czynnikami przyrodniczymi i organizacyjnymi, gdyż surowce uprawne muszą spełniać kryteria zrównoważonego rozwoju, natomiast główną barierę mogą stanowić czynniki ekonomiczne, ponieważ produkcja ta musi być lokalizowana głównie na glebach słabszych, na których uzyskuje się niskie plony i w związku z tym koszty produkcji destylatu rolniczego, a w konsekwencji bioetanolu, muszą być wysokie. Podobna sytuacja występuje w przypadku estrów metylowych kwasów tłuszczowych i biopłynów. Produkty uboczne z rybołówstwa (odpady) Wg Morskiego Instytutu Rybackiego produkty uboczne rybołówstwa stanowią ok. 4% wagi ryb. Dotychczas produkty uboczne z rybołówstwa nie miały zastosowania do produkcji energii odnawialnej. Próby zastosowania oleju z ryb do produkcji biopaliw zostały podjęte stosunkowo niedawno ( ) i prawdopodobnie będą kontynuowane. Nie przewiduje się jednak, aby do 2020 r. produkty uboczne z rybołówstwa odegrały większą rolę jako surowce bioenergetyczne ze względu na ich inne, tradycyjne zastosowania (przemysł farmaceutyczny, paszowy i inne), tym bardziej, że ich podaż będzie się zmniejszała do 2020 r. Produkty uboczne i przetworzone pozostałości z rolnictwa (odpady) Podstawowym produktem ubocznym z produkcji roślinnej jest słoma zbożowa. Nadwyżki słomy mogą być wykorzystanie na cele energetyczne. Założenia do prognozy potencjału wykorzystania słomy na cele energetyczne na lata 2015 i 2020 są następujące: średnie plony zbóż z ha użytków rolnych wzięto do prognozy z lat , przyjęto wskaźnik masy słomy do masy ziarna 1:1, przyjęto możliwość energetycznego wykorzystania słomy w wysokości 10% zbiorów słomy (rozdrobniona struktura upraw), przyjęto wartość opałową słomy - 14GJ/Mg. Pozostałości powstałe z przygotowania i przetwórstwa produktów spożywczych pochodzenia zwierzęcego (odpady) Wykorzystanie zwierząt rzeźnych wskazuje, że 27% ich masy stanowią pozostałości do utylizacji. W zbieranych w Polsce pozostałościach z przygotowania i przetwórstwa produktów spożywczych pochodzenia zwierzęcego dominują pozostałości wieprzowe (62%), drobiowe (13%), pierze (13%) oraz krew (10%). Pozostałości te od 1997 r. nie mogą być wykorzystane, jako mączka mięsno-kostna w żywieniu zwierząt rzeźnych. Dlatego wykorzystanie energetyczne jest jak najbardziej wskazane i możliwe (np. w biogazowni). Jedną z najcenniejszych pod względem energetycznym pozostałości przetwórstwa mięsa jest tłuszcz zwierzęcy. Produkty uboczne i pozostałości pochodzenia roślinnego, w tym odpady z owoców, warzyw czy olejów jadalnych W tej grupie największy udział mają produkty uboczne i pozostałości z przetwórstwa owocowego. Większość produktów ubocznych i pozostałości z produkcji warzyw zostaje na 10

11 polu (np. po kalafiorach, kapuście), lub jest sprzedawana wraz z warzywami. Obecnie znaczenie energetyczne w tej grupie produktów ubocznych i pozostałości mają m.in. wytłoki owoców (zastosowanie - pelety), pestki (do spalania bezpośredniego) lub wytłoki używane jako substrat do biogazowni, ewentualnie gorzelni. Zastosowanie do produkcji biogazu i etanolu mogłyby mieć także produkty niepełnowartościowe, przeterminowane. Wraz ze wzrostem wykorzystania rzepaku na cele energetyczne, istnieje potencjał w zakresie wykorzystania śruty do spalania bezpośredniego i w biogazowniach, o ile wystąpi podaż taniej śruty i pokryte będzie zapotrzebowanie na pasze. W Polsce zbiór olejów posmażalniczych jak dotąd jest słabo zorganizowany. Produkty uboczne i pozostałości z przemysłu cukrowniczego W przypadku przemysłu cukrowniczego występują dwa rodzaje biomasy, które można rozpatrywać w kontekście zastosowania energetycznego: melasa i liście buraczane. Melasa posiadała znaczenie rynkowe, głównie jako surowiec do produkcji alkoholu etylowego (w zależności od relacji cenowej do zbóż, wytwarzane jest z niej 10 20% krajowego alkoholu etylowego ogółem). Miała też zastosowanie w produkcji zwierzęcej jako uzupełnienie paszy. W późniejszym okresie, mając zastosowanie w przemyśle drożdżowym, produkcji kwasku cytrynowego i bioetanolu, jej znaczenie wzrosło, a obecnie jest nawet notowana na giełdzie towarowej. Przejściowo występował niedobór melasy na polskim rynku, związany m.in. z korzystną jej sprzedażą na rynkach zagranicznych. Produkty uboczne i pozostałości z przemysłu mleczarskiego Mleczarstwo może być dostawcą wielu surowców energetycznych w szczególności: serwatki, popłuczyn i innych surowców nieprzydatnych do dalszego przetwórstwa w mleczarni lub produktów niezgodnych z wymaganiami jakościowymi (np. przeterminowanych). Szczególnie serwatka dobrze się wpisuje w zdolności do produkcji biogazu (czy etanolu), o ile występuje jej duży nadmiar. Planowane biogazownie, fermentujące pozostałości przemysłu mleczarskiego, ze względów ekonomicznych powinny być budowane w miejscu ich powstawania. Odpady z przemysłu piekarniczego i cukierniczego Odpady z przemysłu piekarniczego i cukrowniczego mogą być wykorzystywane lokalnie do celów energetycznych. Dobrym przykładem może być wykorzystanie surowców piekarniczych pochodzących ze zwrotów sklepowych jako produkt przeterminowany do produkcji peletów jako materiału opałowego. Produkty uboczne i pozostałości z produkcji napojów alkoholowych i bezalkoholowych W przypadku napojów alkoholowych dotychczas najczęściej miały zastosowanie energetyczne pozostałości z przemysłu spirytusowego (z gorzelni). W przypadku wyrobów spirytusowych produktem ubocznym jest wywar powstający w gorzelniach, w których produkuje się destylat (stosunek objętości wywaru do destylatu jest jak 10:1). 11

12 c) biomasa z odpadów Do oszacowania dostaw biomasy pochodzącej z odpadów przyjmuje się następujące założenia: podstawowym produktem pochodzącym z odpadów przemysłowych były pelety, wykorzystywane przede wszystkim na niewielką skalę przez ludność na cele grzewcze, z odpadów ściekowych produkowano biogaz. Wykorzystanie odpadów jako źródła energii wzbudza coraz większe zainteresowanie. Zawarte w odpadach frakcje ulegające biodegradacji stanowią biomasę, a poddane odzyskowi energii w procesie ich termicznego przekształcania, w tym współspalania, prowadzą do pozyskania energii z OZE. Podstawowym warunkiem odzysku energii zawartej w tego rodzaju frakcjach odpadów, jest wymóg, aby proces ich termicznego przekształcania odbywał się w spalarniach. Współspalanie odpadów jest w naszym kraju utrudnione, gdyż kotły energetyczne (rusztowe, pyłowe, czy fluidalne) nie są w stanie sprostać wymagającym standardom emisyjnym dla pyłu, SO 2 oraz NO x, jakie zgodnie z obowiązującym prawem są wymagane, jeżeli procesowi spalania konwencjonalnych paliw towarzyszyć będzie współspalanie odpadów. Zastosowane w tych kotłach instalacje oczyszczania spalin, nawet jeśli wyposażone są w instalacje odsiarczania spalin, natrafią na istotne problemy z dochowaniem zaostrzonych w przypadku współspalania odpadów standardów emisyjnych. Mogą także wystąpić problemy z zachowaniem wymaganej temperatury procesu współspalania, wymaganego czasu przebywania spalin w tej temperaturze oraz wymaganej jakości żużla i popiołów paleniskowych. W ostatnim czasie zrealizowano kilka inwestycji, które umożliwią przedsiębiorstwom energetycznym spalanie biomasy. Powstały zupełnie nowe bloki energetyczne, w których z założenia, przewidując także współspalanie odpadów, zainstalowano nowoczesne i efektywne instalacje oczyszczania spalin. Biomasa z odpadów komunalnych Prognozując ilości wytwarzanych odpadów komunalnych ulegających biodegradacji, założono niewielkie ich zmniejszanie w latach Wynika to z prognozy demograficznej, która zakłada spadek liczby mieszkańców kraju w latach Założono, że największą pozycję w całkowitej masie drewna poużytkowego, możliwej do odzysku z odpadów komunalnych, może stanowić drewno, pochodzące od bezpośrednich konsumentów wyrobów drzewnych. Ulegająca biodegradacji część odpadów przemysłowych Największą pozycję w całkowitej masie drewna poużytkowego, możliwej do odzysku z odpadów przemysłowych, będzie stanowić drewno pochodzące z budownictwa (prawie 60%). Prognozuje się, że drewno poużytkowe pochodzące z zużytych palet będzie w większym stopniu wykorzystywane na cele energetyczne niż obecnie. 12

13 Osady ściekowe W przypadku komunalnych osadów ściekowych prognozuje się ich wzrost w latach , w miarę realizacji inwestycji z zakresu budowy i rozbudowy sieci kanalizacyjnych oraz oczyszczania ścieków. Potencjał techniczny dla wykorzystania biogazu z oczyszczalni ścieków do celów energetycznych jest bardzo wysoki. Standardowo z 1 m 3 osadu (4-5% suchej masy) można uzyskać m 3 biogazu o zawartości metanu ok. 60%. Ze względów ekonomicznych pozyskanie biogazu do celów energetycznych jest obecnie uzasadnione tylko w większych oczyszczalniach ścieków, przyjmujących średnio ponad 8-10 tys. m 3 /dobę. 5. Metodologia szacowania potencjału biomasy Zasoby biomasy można oszacować w zakresie potencjału: teoretycznego, technicznego ekonomicznego. Potencjał teoretyczny zasobów biomasy stanowi ich ilość, nieposiadająca znaczenia praktycznego, gdyż definiuje potencjał surowcowy lub zasobowy biomasy. Potencjał techniczny odzwierciedla ilość biomasy, która może być przeznaczona na cele energetyczne po wcześniejszym uwzględnieniu technicznych możliwości jej pozyskania, natomiast potencjał ekonomiczny to część potencjału technicznego, która ma określoną wartość ekonomiczną. Czasem spotkać się można również z pojęciem potencjału rynkowego biomasy, który obejmuje biomasę znajdującą się aktualnie na rynku z możliwością do jej nabycia (na giełdach, w składach itp.). a) słoma Podczas szacowania potencjału słomy na cele energetyczne uwzględnia się jej zużycie w rolnictwie (jako ściółka i pasza) oraz na cele nawozowe (przyoranie). Do obliczeń stosuje się następujący wzór: N = P - (Z s +Z p +Z n ) gdzie: N nadwyżka słomy do alternatywnego (energetycznego) wykorzystania; P produkcja słomy ze zbóż podstawowych oraz rzepaku i rzepiku, Z s zapotrzebowanie słomy na ściółkę, Z p zapotrzebowanie słomy na paszę, Z n zapotrzebowanie słomy na przyoranie. Zgodnie z wyliczeniami w 2010 roku potencjał techniczny pozyskania słomy na cele energetyczne oszacowano na 5,65 mln ton, w roku 2020 zaś na 8,63 mln ton. 13

14 b) biomasa z użytków zielonych Szacując biomasę pochodzącej z trwałych użytków zielonych (TUZ) pomniejsza się powierzchne łąk i pastwisk na poziomie 1,5% rocznie do 2015 r. oraz dalszy ubytek areału na poziomie 1,2% jako efekt zmniejszania się powierzchni gruntów rolnych i pogłowia zwierząt trawożernych. Założono, że średni plon pozyskiwany z jednego hektara TUZ będzie rósł w tempie 0,5% rocznie w wyniku zmiany struktury uprawianych gatunków traw oraz zwiększeniu nawożenia. Na podstawie oszacowania Polskiej Izby Biomasy przyjęto następujące ilości biomasy pochodzącej z użytków zielonych: Rys. 4. Prognoza potencjału ekonomicznego i rynkowego biomasy z produkcji trwałych użytków zielonych do wykorzystania na cele energetyczne w latach c) biomasa leśna Potencjał opracowany został przez Europejskie Centrum Energii Odnawialnej w Warszawie na podstawie wzoru: Z d = A x P x (P dr x Z e ) [m 3 /rok] gdzie: A powierzchnia lasów w ha, P przyrost roczny w m 3 /ha, P dr wskaźnik pozyskania drewna na cele gospodarcze 55% przyrostu (P), Z e wskaźnik pozyskania drewna na cele energetyczne 25%. Założenia są zgodne z Polityką leśną państwa, która zakłada m.in.: zwiększenie lesistości kraju do poziomu 30% w 2020 i 33% w 2050 roku, przekazywanie do zalesienia gruntów nieprzydatnych dla rolnictwa, osiąganie optymalnej struktury lasów w krajobrazie. W 2010 roku potencjał techniczny pozyskania biomasy pochodzenia leśnego na cele energetyczne oszacowano na 5,06 mln ton, w roku 2020 zaś szacuje się go na 7,15 mln ton. 14

15 Przewidywana ilość zasobów krajowych [tys. Mg] Szacunkowe krajowe dostawy biomasy w roku 2015 i 2020 Dostawy biomasy na potrzeby wytwarzania energii mogą być realizowane z trzech sektorów: biomasa z leśnictwa, biomasa z rolnictwa i rybołówstwa, biomasa z odpadów. Prognoza krajowych dostaw biomasy dla sektora elektroenergetyki oraz sektora ciepłownictwa i chlodnictwa na lata 2015 i 2020 (wg KPD) Rok 2015 Rok bezpośrednie dostawy biomasy drzewnej z lasów i innych zalesionych gruntow na potrzeby wytwarzania energii 2 - pośrednie dostawy biomasy drzewnej na potrzeby wytwarzania energii 3-biomasa z płodow rolnych i produktów rybołówstwa dostarczanych bezposrednio na potrzeby wytwarzania energii 4 - produkty uboczne i przetworzone pozostałości rolnictwa oraz produkty uboczne rybołówstwa na potrzeby wytwarzania energii 5 - biomasa z odpadów ulegających biodegradacji - część stałych odpadów miejskich, w tym bioodpady 6 - ulegająca biodegradacji część odpadów przemysłowych 7 - osady ściekowe Rys. 5. Prognoza krajowych dostaw biomasy dla sektora elektroenergetyki na lata 2015 i Korzyści wynikające ze stosowania biomasy na cele energetyczne a. Rozwój regionalnej i lokalnej zrównoważonej polityki energetycznej wykorzystującej zasoby biomasy. b. Budowania nowych źródeł energii które spełniają surowe normy środowiskowe, przyczynić się może do wzrostu konkurencyjności wykorzystania biomasy ze względu na wysokie nakłady finansowe na modernizację i remonty elektrowni konwencjonalnych. c. Rozwój współpracy międzyregionalnej i międzynarodowej związany z wykorzystaniem zasobów biomasy. d. Wdrożenie nowych instrumentów ekonomicznych i prawnych, które powinny zwiększyć atrakcyjność inwestowania w innowacyjne technologie pozyskiwania biomasy. 15

16 e. Możliwość obniżenia kosztów inwestycyjnych w technologiach pozyskiwania biomasy. f. Stopniowe gromadzenie doświadczeń i wiedzy w zakresie gospodarki leśnej. g. Badania naukowe nad tanimi technologiami pozyskiwania biomasy. h. Długoletnie doświadczenie podmiotów krajowych w wykonywaniu programów UE wspierających rozwój technologii wykorzystujących biomasę na cele energetyczne. i. Możliwość ściślejszej koordynacji polityk resortowych z polityką leśną kraju i UE. j. Wykorzystanie doświadczeń z rozwijającego się rynku technologii wykorzystujących biomasę w kraju i UE. k. Możliwość współpracy krajowych i zagranicznych ośrodków naukowych, które zajmują się technologiami pozyskania biomasy. 7. Działania promujące wykorzystanie biomasy na cele energetyczne, gwarantującego realizację założonych celów Przeprowadzenie kampanii informacyjnej dot. właściwości upraw energetycznych i wynikających z tego korzyści dla rolników w ramach WPR, Wykorzystanie energetyczne biomasy pochodzenia leśnego i branż powiązanych oraz promowanie łańcucha dostaw i systemów logistycznych stosowanych w krajach, które ten problem rozwiązały, Wykorzystanie odpadów, w tym rewizja ramowych aktów prawnych, wprowadzenie systemu zagospodarowania odpadów komunalnych (systemy segregacji, systemy inteligentne stosowane w gospodarstwach domowych), Wykorzystanie produktów ubocznych pochodzenia zwierzęcego, opracowanie sytemu zbioru produktów odpadowych z zakładów przetwórstwa rolno-spożywczego, Wprowadzenie europejskich norm dotyczących jakości paliw produkowanych z biomasy, Doskonalenie łańcucha dostaw, opanowanie technologii kondensacji substratów rozwodnionych (wzrost opłacalności przewozu substratów na większe odległości), Wprowadzenie krajowych planów działania w sprawie biomasy (ocena fizycznej i ekonomicznej dostępności biomasy, określanie priorytetów i wskazywanie środków promujących oraz kampanie informacyjne na różnych poziomach działania kraj, region), Wsparcie finansowe UE oraz pomoc państwa, Priorytet dla badań związanych z energetycznym wykorzystaniem biomasy, Produkcja biopaliw (biodiesla) na własne potrzeby, technologia niskotemperaturowa, dająca bardziej energetyczną śrutę np. na potrzeby biogazowni, Upowszechnienie nowych technologii np. technologia pozyskania biogazu z buraka cukrowego i liści, Obniżenie cen nawozów zwiększenie ich stosowania, a co za tym idzie wzrost produkcji całej biomasy, Wzrost plonowania roślin upraw energetycznych, Rozwój technologii pozyskiwani karpin i innych produktów ubocznych z lasu, Wzrost lesistości kraju, Wzrost zagospodarowania ugorów i terenów zdegradowanych. 16

17 7.1. Adresaci działań promujących biomasę a) Uczestnicy rynku biomasy producenci biomasy pierwotnej, producenci biomasy przetworzonej (zrębki, pelety, brykiety), dostawcy kotłów, instalatorzy, projektanci, użytkownicy komunalni, użytkownicy indywidualni. b) Grupa robocza Samorząd Województwa Wielkopolskiego Powiaty i gminy Wielkopolski Ośrodek Doradztwa Rolniczego ARiMR Agencja Rynku Rolnego Oddział w Poznaniu Wielkopolska Izba Rolnicza ITP, ITD Sektor ciepłowniczy Sektor energetyczny Organizacje ogólnopolskie (Polska Izba Biomasy, Polska Izba Biogazu, Krajowa Izba Biopaliw) WFOŚiGW w Poznaniu Uczelnie wyższe Organizacje pozarządowe (Polski Klub Ekologiczny Okręg Wielkopolski) WAZE 7.2. Planowane działania Działanie Grupa celowa Opis działania Utworzenie bazy danych biomasy w województwie Rozwój upraw roślin energetycznych - producenci i odbiorcy biomasy - stworzenie oraz na bieżąca aktualizacja bazy danych - bilanse biomasy - aktualne ceny rynku biomasy - dostępne technologie przetwarzania - dane dostępne dla gmin i inwestorów - publikacja bazy danych w dostępnych środkach przekazu - rolnicy - promowanie plantacji roślin energetycznych w regionie - stworzenie bazy danych plantacji - stymulowanie podaży biomasy 17

18 Instalacja kotłowni na biomasę Wymiana palników olejowych na palniki na pelety Budowa biogazowni Budowa ciepłowni/ elektrociepłowni pracujących w oparciu o biomasę Programy dla przedsięwzięć wspierających rozwój biomasy Rozwój branży motoryzacyjnej opartej na biopaliwach Szkolenia - urzędy - dostawcy urządzeń i substratów - jednostki finansujące takie inwestycje - głównie obiekty użyteczności publicznej - Gminy, gminne spółki komunalne - gospodarstwa rolne - gorzelnie, mleczarnie - zakłady przetwórcze - obiekty użyteczności publicznej - przedsiębiorstwa ciepłownicze, - władze samorządowe - producenci i dostawcy biomasy oraz technologii - inwestorzy - osoby fizyczne - przedsiębiorcy - jednostki samorządu terytorialnego - jednostki organizacyjne - samorządy - przedsiębiorstwa motoryzacyjne - rolnicy - osoby fizyczne - zakłady produkcji i dystrybucji biopaliw - urzędnicy - pracownicy firm związanych z produkcją biomasy oraz technologii opartych na biomasie - pracownicy z branży sektora - współpraca jednostek powiązanych z rolnictwem - wsparcie projektów, możliwości uzyskania dofinansowania - informacje dla osób zainteresowanych - konsultacje społeczne - wymiana palników - modernizacja kotłowni - programy wspierające w regionie - utworzenie i wsparcie lokalnego programu budowy biogazowni w Gminie - rozwój i wspieranie kogeneracji - wsparcie przedsiębiorstw ciepłowniczych - wykorzystanie doświadczeń innych przedsiębiorstw - pozyskanie dofinansowania zewnętrznego - program dla przedsięwzięć w zakresie odnawialnych źródeł energii Narodowego Funduszu Ochrony Środowiska i Gospodarki Wodnej - Program Operacyjny Infrastruktura i Środowisko - przedsięwzięcia priorytetowe oraz pożyczki i dotacje z Wojewódzkiego Funduszu Ochrony Środowiska i Gospodarki Wodnej - zwolnienie z opłat za korzystanie ze środowiska - zwolnienie z podatku akcyzowego - preferencyjne warunki zakupu pojazdów zasilanych biopaliwem - wprowadzenie stref ekologicznego transportu publicznego - ulgi z tytułu opłat parkingowych - działalność informacyjnoedukacyjna - upowszechnianie najlepszych praktyk i dostępnych technologii, - wymiana doświadczeń - szkolenie fachowców - podniesienie poziomu realizacji 18

19 Utworzenie centrum ekoenergetycznego Działania promocyjne energetycznego - rolnicy - nowe kierunki kształcenia na uczelniach wyższych - lokalne społeczeństwo - władze jednostek samorządu terytorialnego - WODR - WIR - przedsiębiorcy z branży OZE - szkoły i uczelnie wyższe - przedsiębiorstwa z sektora ciepłownictwa - jednostki udzielające wsparcia finansowego - organizacje pozarządowe - WAZE inwestycji oraz ich eksploatacji - współpraca i promocja w zakresie stosowania biomasy na cele energetyczne - inicjatywy klastrowe - prowadzenie badań w instytutach i jednostkach naukowo-badawczych - konferencje - społeczność lokalna - organizacja imprez, festynów, konkursów, spotkań i materiałów edukacyjnych 8. Możliwości finansowania działań wpływających na wzrost wykorzystania biomasy Program Operacyjny Infrastruktura i Środowisko: - Priorytet IX: Infrastruktura energetyczna przyjazna środowisku i efektywność energetyczna Działanie 9.4. Wytwarzanie energii ze źródeł odnawialnych Działanie 9.6. Sieci ułatwiające odbiór energii z OZE. - Priorytet X: Bezpieczeństwo energetyczne w tym dywersyfikacja źródeł energii Działanie 10.3 Rozwój przemysłu dla OZE Regionalny Program Operacyjny - Do 10 mln zł - projekty dotyczące wytwarzania energii elektrycznej z biomasy czy biogazu oraz małe elektrownie wodne - Do 20 mln zł pozostałe źródła Program Operacyjny Innowacyjna Gospodarka - Oś priorytetowa: Badanie i rozwój nowoczesnych technologii - Oś priorytetowa: Infrastruktura sfery B+R - Oś priorytetowa: Inwestycje w innowacyjne przedsięwzięcia Program Rozwoju Obszarów Wiejskich Działania: 19

20 - 121 Modernizacji gospodarstw rolnych: (50-80% dofinansowania) - wsparcie w zakresie produkcji rolniczej wykorzystywanej do wytwarzanie energii odnawialnej Różnicowanie w kierunku działalności nierolniczej: (50% dofinansowania) - przekwalifikowanie się gospodarstwa w kierunku działalności związanej z wytwarzaniem energii z biomasy jeżeli inwestycja dotyczy wytwarzania biogazu i energii elektrycznej z biogazu nawet zł dofinansowania na nowe przedsiębiorstwo Tworzenie i rozwój mikroprzedsiębiorstw (50% dofinansowania) Podstawowe usługi dla gospodarki i ludności wiejskiej Narodowy Fundusz Ochrony Środowiska i Gospodarki Wodnej: Green Investment Scheme (GIS) -Część 1 Zarządzanie energią w budynkach użyteczności publicznej -Część 2 Biogazownie rolnicze -Część 3 Elektrociepłownie i ciepłownie na biomasę Program Priorytetowy: Efektywne wykorzystanie energii (EWE) Program Priorytetowy: Inteligentne sieci energetyczne (ISE) Fundusze Norweskie Wojewódzki Fundusz Ochrony Środowiska i Gospodarki Wodnej Programy dla przedsięwzięć OZE i obiektów wysokosprawnej kogeneracji -Wytwarzanie energii cieplnej przy użyciu biomasy (źródła rozproszone o mocy poniżej 20 MW t ) -Wytwarzanie energii elektrycznej i ciepła w skojarzeniu przy użyciu biomasy (źródła rozproszone o mocy poniżej 3 MW t ) -Wysokosprawnej kogeneracji bez użycia biomasy -Wytwarzanie energii cieplnej: solary, pompy ciepła Dofinansowanie w formie pożyczki do 75% kosztów kwalifikowanych Oprocentowanie pożyczki na poziomie 3% Okres finansowania 10 lat Fundusze norweskie Alokacja dla Polski to 578 mln EURO Okres przyznawania dofinansowania do 30 kwietnia 2014r. 19 programów Program: Efektywność energetyczna i odnawialne źródła energii 75 mln EURO mechanizm finansowy europejskiego obszaru gospodarczego Operator programu: NFOŚiGW Pozostałe programy: LIFE + Dotacje na badania związane z OZE -Narodowe Centrum Badań i Rozwoju (200mln) -NFOŚiGW (200 mln) - m.in.: prace badawcze z zakresu energetyki odnawialnej. 20

21 9. Cele wzrostu wykorzystania biomasy w sektorze energetycznym Aspekt społeczny nowe miejsca pracy w procesach inwestycyjnych oraz w łańcuchu wytwarzania, przetwarzania i dostarczania biomasy; aktywizacja regionów wiejskich, małych miast. Aspekt ekonomiczny inwestycje w regionie stymulujące lokalną gospodarkę; wydatki na paliwo pozostające w regionie; przychody ze sprzedaży praw majątkowych (zielone, czerwone certyfikaty); mniejsza zależność od zmian cen paliw kopalnych i nośników energii z paliw kopalnych. obniżenie zapotrzebowania na ciepło obniżenie zużycia energii i paliw kopalnych obniżenie udziału węgla w bilansie paliw Aspekt środowiskowy obniżenie emisji substancji szkodliwych i gazów cieplarnianych mniejsze oddziaływanie systemów na środowisko (odpady) wzrost udziału OZE w bilansie energetycznym. 10. Wdrażanie zadań oraz ich monitoring Zadanie dla Wielkopolskiej Agencji Zarządzania Energią. Prezentacja wyników wśród jednostek samorządu terytorialnego, przedsiębiorców i firm, jednostek naukowo-badawczych, instytutów oraz społeczności lokalnej. Monitoring dostępu i wykorzystania odnawialnych źródeł energii jest wykonywany w poszczególnych zakresach: Główny Urząd Statystyczny prowadzi charakterystykę całego sektora OZE, Urząd Regulacji Energetyki dysponuje danymi na temat biopaliw i biokomponentów, Agencja Rynku Rolnego zbiera dokumentację o biomasie uprawianej na cele energetyczne oraz o producentach biopaliw, Ministerstwo Rolnictwa i Rozwoju Wsi administruje udział biomasy na cele energetyczne w biomasie ogółem, natomiast PGL Lasy Państwowe - biomasę leśną. W przypadku wzrostu cen żywności, pod wpływem np. wzrostu produkcji i wykorzystania biopaliw transportowych, był on niezależny od podaży polskiej biomasy energetycznej. W Polsce istnieją jednostki badające wpływ wykorzystania energetycznego biomasy na inne sektory, np. na sektor żywnościowy czy leśnictwa. Analizy w zakresie czynników wpływających na sektor żywnościowy, w tym rozwoju wykorzystania surowców rolniczych na cele energetyczne, prowadzi m.in. Instytut Ekonomiki Rolnictwa i Gospodarki Żywnościowej. Przyjmując, że w 2020 r. będą wykorzystane polskie biokomponenty (10% udziału w paliwach transportowych) to będzie to ok. 75% rzepaku produkowanego w kraju, może to spowodować znaczny wpływ 21

22 biokomponentów z rzepaku na ceny oleju rzepakowego. Doświadczenia innych krajów (np. Szwecja) wskazują iż istnieje możliwość wzrostu cen biomasy energetycznej (kukurydza, gnojowica) w przypadku produkcji biogazu. 22