Kalkulacje emisyjności dla biokomponentów, możliwości potencjalnego obniżenia ich wartości Michał Cierpiałowski Quality Assurance Poland / Wrocław www.certyfikacja-biopaliw.pl
Prawo podstawowym dokumentem regulującym zasady zastosowania emisji GHG jest art. 19 dyrektywy Parlamentu Europejskiego i Rady z 23 kwietnia 2009 r. w sprawie promowania stosowania energii ze źródeł odnawialnych [2009/28/WE]
Prawo obowiązujące ograniczenie emisji gazów cieplarnianych GHG dzięki wykorzystaniu biopaliw i biopłynów wynosi 35% przy czym od 01.01.2018 r. min. 50%,
Prawo W celu osiągnięcia wartości 35% redukcji emisji wartość emisji z całego łańcucha ZR emisja nie może być wyższa niż 54,5 gco2eq/mj W celu osiągnięcia wartości 50% redukcji emisji wartość emisji z całego łańcucha ZR emisja nie może być wyższa niż 41,9 gco2eq/mj
Emisje GHG biodiesel 2009/28/WE Paliwo kopalne 83,8 gco 2 /MJ Maksymalny Poziom 35% stanowi poziom 50% 54,5 stanowi gco 41,9 2 /MJ gco2/mj
Emisje GHG bioetanol 2009/28/WE Paliwo kopalne 83,8 gco 2 /MJ Maksymalny poziom 35% 50% stanowi 54,5 41,9 gco2/mj 2
Emisje GHG zmiany od 2016 Komisja Europejska wydała dokument (tzw. GHG Note ver. 1/2), który ma za zadanie usystematyzować kwestie emisji GHG. Najważniejsze informacje obejmują: wymagania w zakresie przekazywania informacji w łańcuchu ZR przeliczanie wartości na suchą masę zastosowanie Feedstock Factor (FF) wytyczne w zakresie alokacji wytyczne związane z zastosowaniem wskaźników emisji i wartości opałowych
Emisje GHG zmiany od 2016 Zgodnie z GHG Note każda składowa wzoru z dyrektywy musi być raportowana i przekazywana w łańcuchu ZR:
Emisje GHG co używać? Całkowite wartości domyślne Cząstkowe wartości domyślne Wartości rzeczywiste Powiązanie wartości cząstkowych domyślnych z wartościami rzeczywistymi
Zastosowanie wartości domyślnych Wartości domyślne GHG (całkowite-tdv i cząstkowe domyślne-ddv) aby mogły być zastosowane muszą spełnić następujące kryteria: ścieżka technologiczna produkcji jest tożsama z charakterystyką łańcucha z dyrektywy 2009/28/WE (użyte paliwo, wychwytywanie metanu, itp.) spełniono wymagania w zakresie gruntów (brak zmian w użytkowaniu gruntów)
Zastosowanie wartości domyślnych Wartości domyślne GHG mogą być użyte dla surowców: uprawianych w krajach trzecich uprawianych na obszarach w EU W odniesieniu do upraw surowców dla biokomponentów nieuwzględnionych w dyrektywie wyżej stosuje się wartości rzeczywiste dla upraw.
Zastosowanie wartości domyślnych Wartości domyślne cząstkowe GHG dostępne są dla następujących procesów: uprawy surowców rolnych / pozyskania surowca (eec) procesów technologicznych (ep) transportu i dystrybucji (etd) Brak jednak jest tych wartości dla pozostałych składowych tj. zmiana użytkowania gruntów (el), polepszona gospodarka rolna (esca), wychwytywanie CO2 (eccs), wychwytywaniem i składowaniem CO2 (eccr) czy też zastosowaną kogeneracją (eee).
Zastosowanie wartości NUTS2 Wartości NUTS2 aby mogły być zastosowane muszą spełnić następujące kryteria: emisje dla surowców powinny być policzone na poziomie NUTS2 krajów członkowskich emisje powinny być niższe od wartości podanych w dyrektywie 2009/28/WE wartości muszą być wyrażone w jednostce kg CO2eq/ tonę (suchej masy)
Zastosowanie wartości rzeczywistych Wartości rzeczywiste GHG mogą być stosowane bez większych ograniczeń w całym łańcuchu ZR
Elementy łańcucha KZR Wiele powiązań Duże możliwości łączenia produktów Opacie wyłącznie na mass balance Farmy wyjście Rolnicy Produkcja roślin Handel Magazynowanie Produkcja Olejarnie Gorzelnie Przetwórca wejście Stacje paliw Zużycie Rafinerie, inne Podmioty realizujące NCW
Jak przekazywać emisje w łańcuchu? 1) Wartości całkowite domyślne Rolnik / dostawca rolny Punkt skupu Olejarnia Rafineria Zastosowano całkowite wartości domyślne Od 01.01.2018 r. wyłącznie następujące ścieżki z dyrektywy 2009/28/WE będą spełniały wymogi 50% redukcji emisji GHG (wybrane wartości): - etanol z buraka cukrowego - 52% - etanol z pszenicy (słoma jako paliwo) 69% - biodiesel ze słonecznika 51% - biodiesel z UCO i tłuszczów 83%
Jak przekazywać emisje w łańcuchu? 1) Wartości cząstkowe domyślne Rolnik / dostawca rolny Punkt skupu Olejarnia Rafineria Zastosowano cząstkowe wartości domyślne Zastosowano cząstkowe wartości domyślne Możliwe do zastosowania dla następujących etapów łańcucha ZR: - uprawa rolna (e ec) - proces produkcji (e p) - transport i dystrybucja (e td)
Jak przekazywać emisje w łańcuchu? 1) Wartości rzeczywiste Rolnik / dostawca rolny Punkt skupu Olejarnia Rafineria Każdy etap łańcucha ZR przekazuje informacje Eec emisja spowodowana wydobyciem lub uprawą surowców El emisja w ujęciu rocznym spowodowana zmianami ilości pierwiastka węgla przez zmianę użytkowania gruntów Ep emisja spowodowana procesami technologicznymi Etd emisja spowodowana transportem i dystrybucją Eu emisja spowodowana stosowanym paliwem Esca wartość ograniczenia spowodowanego akumulacją pierwiastka węgla dzięki lepszej gospodarce rolnej Eccs ograniczenie spowodowane wychwytywaniem CO2 i jego składowaniem w strukturach geologicznych Eccr ograniczenie spowodowane wychwytywaniem CO2 i jego zastępowaniem, oraz Eee ograniczenie dzięki zwiększonej produkcji energii elektrycznej w wyniku kogeneracji
Dostępność wartości emisji GHG? Rzepak wartości domyślne Rolnik / dostawca rolny Punkt skupu Olejarnia Rafineria DDV e ec = 29 gco2eq/mj DDV e p = 22 gco2eq/mj DDV e td = 1 gco2eq/mj = 52 g CO2eq/MJ Redukcja = 37,9%
Wskaźniki używane w wyliczeniach GHG 1) Wskaźnik feedstock factor (FF) w odniesieniu do biomasy przetworzonej FF(i) rozumiany jako stosunek ilość suchej biomasy do ilości produktu pośredniego wyrażonego w suchej masie w odniesieniu do biokomponentów FF(b) rozumiany jako stosunek ilości MJ w suchym surowcu wymaganych do wytworzenia 1 MJ produktu 2) wskaźnik alokacji (Af) wartość specyficzna dla każdego etapu łańcucha alokacja możliwa na półprodukty / produkty uboczne
Przeliczenie surowca Punkt skupu Olejarnia Wartość emisji GHG w kg CO2eq/tona rzepaku (sucha masa) E ec * FF(i) * Af Wartość emisji GHG w kg CO2eq/tona oleju rzepakowego (sucha masa)
Przeliczenie surowca Punkt skupu Olejarnia Wartość emisji GHG w kg CO2eq/tona rzepaku (sucha masa) E ec * FF(i) * Af E ec = 547,43 kg CO2eq/tona rzepaku FF(b) = 1000 kg/ 380 kg = 2,631 Af = 0,548 Wartość emisji GHG w kg CO2eq/tona oleju rzepakowego (sucha masa) E ec = 828,21 kg CO2eq/tona oleju rzepakowego
Przeliczenie produkcji Olejarnia Rafineria Wartość emisji GHG w kg CO2eq/tona oleju rzepakowego (sucha masa) E ec * FF(b) * Af Wartość emisji GHG w g CO2eq/MJ biokomponentu (sucha masa)
Przeliczenie produkcji Olejarnia Rafineria Wartość emisji GHG w kg CO2eq/tona oleju rzepakowego (sucha masa) E ec * FF(b) * Af Wartość emisji GHG w g CO2eq/MJ biokomponentu (sucha masa) E ec = 828,21 kg CO2eq/tona oleju rzepakowego E p(o) = <200** kg CO2eq/tona oleju rzepakowego FF(b) = 37,2 MJ / 36 MJ = 0,967* Af = 0,95** E ec = 21,13 g CO2eq/MJ FAME E p(o) = 5,10 g CO2eq/MJ FAME * uproszczone dane ** dane literaturowe
Przeliczenie produkcji Rafineria E p(r)* = <14 g CO2eq/MJ FAME * dane literaturowe
Przeliczenie łańcucha GHG Rzepak wartości mieszane Rolnik / dostawca rolny Punkt skupu (s) Olejarnia (o) Rafineria (r) NUTS2* e ec(s) = 574,434 kgco2eq/tona = 21,13 gco2eq/mj e p(o) = 5,10 gco2eq/mj e p(r) = 14,00 gco2eq/mj DDV e td = 1 gco2eq/mj = 41,23 g CO2eq/MJ
Podsumowanie łańcucha ZR Rzepak Uprawa Olejarnia Rafineria FF n/d 2,631 0,967 Af n/d 0,548 0,950 E ec 574,43 kg CO2eq/tona (sucha) 828,21 kg CO2eq/tona (sucha) E p (o+r) 0 200,00 kg CO2eq/tona (sucha) 21,13 g CO2eq/MJ 19,10 g CO2eq/MJ E td DDV DDV DDV = 1 g CO2eq/MJ Suma 41,23 g CO2eq/MJ Redukcja emisji GHG 50,70%
Składowe emisji GHG w łańcuchu wejście nasiona paliwo nawozy ochrona roślin energia el. ciepło, para wodna energia el. chemia ciepło, para wodna energia el. ciepło, para wodna chemia Rolnik / dostawca rolny E td Punkt skupu (s) E td Olejarnia (o) E td Rafineria (r) słoma odpady odpady śruta kwasy tłuszczowe odpady gliceryna kwasy tłuszczowe wyjście Transport (dystans + masa)
Miejsca w łańcuchu ZR mające wpływ na emisję GHG Uprawa rolna (E ec) wykorzystanie wartości emisji NUTS2 zastosowanie wartości rzeczywistych dla upraw optymalizacja nawożenia i stosowania niskoemisyjnych nawozów oraz środków ochrony roślin wyliczenia rzeczywistych wartości N2O
Miejsca w łańcuchu ZR mające wpływ na emisję GHG Transport (E td) wykorzystanie wartości z dyrektywy 2009/28 tylko dla wybranych ścieżek produkcji zastosowanie wartości rzeczywistych transportu dla wszystkich innych surowców, które nie są zdefiniowane w dyrektywie 2009/28 prowadzone symulacje wyliczeń emisji GHG z transportu wskazują na wyższe wartości niż dyrektywa 2009/28 np. rzepak (poza ścieżką: soi) zbiór danych dotyczących odległości (km) i masy (tona)
Miejsca w łańcuchu ZR mające wpływ na emisję GHG Proces technologiczny (E p) Zastosowanie wartości rzeczywistych daje duże oszczędności względem ścieżek zdefiniowanych w dyrektywie 2009/28, a wpływ na emisję GHG posiadają następujące elementy: zdefiniowanie zakresu wyliczeń zastosowanie wskaźników emisji dla substancji chemicznych / energii, itp. wykorzystywanych w procesie produkcji zastosowanie właściwych wartości opałowych (LHV) zidentyfikowanie wszystkich produktów pobocznych uwzględnianych w alokacji pojawienie się zakładów stosujących kogenerację pojawienie się podmiotów które w procesie dokonują wychwytywania CO2 (np. gorzelnie)
Miejsca w łańcuchu ZR mające wpływ na emisję GHG Proces technologiczny (E p) Zastosowanie wskaźników emisji GHG dla procesów produkcji: Komisja Europejska dostarczyła zbiór wskaźników, które mogą być wykorzystywane przy wyliczeniach dla wszystkich przedsiębiorstw W stosunku do wskaźnika emisji dla metanolu, wspomniany GHG note określa aby wszystkie podmioty stosowały ten sam wskaźnik wynosi 99,57 gco2eq/mj Standard Calculation Values V.1.0. Jako przykład różnicy wskaźnik dla metanolu wskazany w innym źródle wynosi odpowiednio 37,42 gco2eq/mj Ecoinvent 2.2 dataset, 2010. Dobór wskaźników zależy od podmiotu i jest weryfikowany w trakcie audytu
Miejsca krytyczne w łańcuchu ZR Biomasa roślinna z krajów trzecich rzepak z Ukrainy / Rosji / Białorusi gdzie nie ma dostępnych wartości emisji z upraw, stosowana wartość 29 g CO2eq/MJ kukurydza spoza EU brak wartości emisji GHG Biomasa przetworzona z krajów trzecich olej rzepakowy z Ukrainy / Rosji / Białorusi 1207,52 kg CO2eq/ tona (wg Biograce 4d) etanol z Ukrainy / Rosji / Białorusi dla którego wskazywano wartości DDV
Podsumowanie Przy założeniu wartości emisji dla oleju rzepakowego (lub innego) 1000 kg CO2eq/ tona (jako sumy całego wcześniejszego łańcucha) można założyć że spełniony zostanie wymóg 50% redukcji emisji Przy zakupach kukurydzy z krajów spoza EU należy zweryfikować wartości rzeczywiste emisji GHG Brak dostępnych danych dla pszenżyta i żyta (przeliczenia NUTS2 na jednostkę kgco2eq/tona) eliminuje te surowce z produkcji etanolu Po stronie audytorów jest zweryfikowanie poprawności wyliczeń emisji GHG Dla wszystkich pozostałych surowców nie zdefiniowanych w dyrektywie 2009/28/WE należy wyliczyć emisję rzeczywistą z pozyskania/uprawy oraz następnych składowych tj. przetwórstwo, transport Można stosować DDV cząstkowe wartości domyślne wyłącznie pod warunkiem spełnienia wymagań określonych w dyrektywie 2009/28/WE
Dziękuję Państwu za uwagę email: info@certyfikacja-biopaliw.pl tel. +48 665-606-846