Trwa globalny wyścig technologiczny w dziedzinie gospodarki obiegu zamkniętego dla odpadów komunalnych i rolniczych. Polska ze względu na ilość wytwarzanych odpadów biodegradowalnych będzie istotnym rynkiem dla tych technologii. Krajowy przemysł ma szansę na wysokie marże w sektorze innowacyjnych technologii. Zielony Ład może być szansą dla rolnictwa, jest jednak kilka warunków.
Równowaga ekosystemów, od których zależy nasze życie, nie może być zachowana bez zachowania obszarów „dzikiej natury”. Te z kolei – na skutek ekspansji naszego gatunku maleją w zastraszającym tempie.
Już teraz dziko żyjące ssaki to mniej niż 4 proc. masy wszystkich ssaków (w tym ludzi – red.). Oznacza to, że rolnictwo i hodowla zwierząt zepchnęło naturalne ekosystemy na grożący zachwianiem równowagi przyrodniczej margines. Nie sposób rozpatrywać spraw bezpieczeństwa żywnościowego bez uwzględniania równowagi przyrodniczej, gdzie np. zagłada owadów zapylających prowadzi do dramatycznego załamania produkcji rolnej. Utrzymanie tej równowagi jest warunkiem przetrwania naszej populacji.
Oznacza to, że bez Zielonego Ładu, który ma za zadanie właśnie utrzymanie równowagi przyrodniczej, nie można zapewnić bezpieczeństwa żywnościowego. Podstawowym zasobem rolnictwa na obecnym poziomie rozwoju są gleby. To ich jakość powoduje, ogromną konkurencyjność np. rolnictwa ukraińskiego.
Cenne pierwiastki trafiają na wysypiska lub do kanalizacji
W procesie produkcji rolnej wraz z plonami usuwane są z gleby pierwiastki biogenne, czyli te, z których zbudowane są rośliny. Na większości obszarów rolnych składniki są uzupełniane nawozami sztucznymi. Prowadzi to do spadku zawartości próchnicy i zubożenia gleb. W konsekwencji maleją plony i spada odporność plonów na suszę.
Tymczasem pobierane przez rośliny z gleby pierwiastki biogenne zawarte w produktach i odpadach rolnych trafiają na wysypiska śmieci lub do kanalizacji. Stąd przedostają się do wód powierzchniowych i podziemnych. To generuje szkody środowiskowe w postaci eutrofizacji wód, czyli intensywnego rozwoju glonów zamieniających rzeki i zbiorniki wodne w brudne bajora z martwymi strefami przydennymi. Eutrofizacja to także emisja metanu przyczyniająca się do globalnego ocieplenia oraz do obniżających jakość życia emisji fetorów w wielu miejscach w Polsce.
- Rolnictwo i produkty rolne generują rocznie około 15 milionów ton biodegradowalnych odpadów (OB) oraz 2,1 km3 ścieków.
Ogromne straty środowiskowe wynikające z niewłaściwego zagospodarowania odpadów biodegradowalnych i nieoczyszczonych ścieków wymuszają regulacje wprowadzające kary za ich wprowadzanie do środowiska.
Dla uniknięcia kar konieczne są inwestycje. Emitenci odpadów zazwyczaj nie dysponują jednak kapitałem ani zdolnością kredytową. To wymusza interwencję państwa. Obecnie realizuje ją Narodowy Fundusz Ochrony Środowiska i Gospodarki wodnej (NFOŚiGW). Robi to jednak z niewielką skutecznością a czasami wręcz przeciwskuteczne. Na przykład finansując budowę biogazowni w technologii, która nie zapobiega emisji metanu do atmosfery. Te emisje mogą mieć większy wpływ na klimat niż gdyby spalać gaz ziemny w takiej samej ilości, w jakiej produkuje go biogazownia. Niestety, taki sposób gospodarowania zwiększa koszty, produkcji rolnej, przemysłu spożywczego, sektora komunalnego i życia obywateli.
Gospodarka Obiegu Zamkniętego
Istnieje jednak alternatywny scenariusz. Zamiast inwestować w tradycyjną utylizację odpadów, możemy wdrożyć Gospodarkę Obiegu Zamkniętego (GOZ). Jest to sposób produkcji, w którym podstawowym źródłem surowców nie są kopalnie i nieodnawialne zasoby ziemi. Źródłem surowców są bowiem zużyte przedmioty, czyli śmieci. W ten sposób w miejsce kosztów pojawią się korzyści dla środowiska, rolników, przemysłu spożywczego i gospodarstw domowych. Co więcej, inwestując w innowacyjne technologie niezbędne do stworzenia GOZ, polski przemysł może zyskać znaczący udział w międzynarodowej wymianie handlowej.
Materia organiczna zawarta w odpadach, poddana w biogazowni procesowi fermentacji bez dostępu tlenu, prowadzi do powstania biogazu. W jego skład wchodzą metan, dwutlenek węgla i poferment (pozostałość po produkcji biogazu – red.). Ten zawiera bakterie beztlenowe, nieprzetworzone związki organiczne i sole mineralne. Ilość biometanu, jaką można wytworzyć przetwarzając wszystkie odpady biodegradowalne, to 8 miliardów m3. Z tej ilości gazu można uzyskać 36TWh energii elektrycznej i 40TWh energii cieplnej. Przewyższa to zapotrzebowanie na energię elektryczną niezbędną do stabilizacji systemu elektroenergetycznego, zasilanego przez energię słoneczną i wiatrową.
- Czytaj także: Polski system produkcji żywności do gruntownego remontu. „Nagle nie ma się czym leczyć”
Biometan paliwem przyszłości?
Dlaczego biometan bywa określany jako paliwo przyszłości?
Po pierwsze może korzystać z istniejącej infrastruktury gazu ziemnego. Druga kwestia – paliwo to cechuje się najniższymi kosztami magazynowania energii oraz najniższymi nakładami na wytworzenie instalacji przeprowadzającej konwersję energię chemiczną na prąd i ciepło. Po trzecie instalacje są łatwo skalowalne od kilkunastu kW do dziesiątek MW. To umożliwia budowę systemu rozproszonego minimalizującego straty przesyłowe i umożliwia wykorzystanie ciepła odpadowego.
Dzięki temu energia pochodząca z tego źródła może być szczególnie cenna, gdy energia słoneczna i wiatrowa są okresowo niedostępne. Korzystne jest także wykorzystanie biometanu w transporcie, jako paliwa dla maszyn rolniczych, oraz jako surowca dla wielu przemysłów. Samo rolnictwo zużywa 2,2 mln ton oleju napędowego. Można go zastąpić około 2,3 miliardami m3 biometanu, zapewniając rolnictwu niezależność energetyczną.
Zużywamy 2 miliony ton nawozów
Odpady biodegradowalne zawierają praktycznie wszystkie pierwiastki biogenne pobierane przez rośliny uprawne z gleby. Nawozy pozyskiwane z pofermentu biogazowni to głównie nawozy organiczne o doskonale zharmonizowanym składzie mineralnym, przyczyniające się do rozwoju próchnicy w glebie i zwiększania jej żyzności.
Innowacyjne technologie ich odzyskiwania powinny ograniczyć uciążliwy dla środowiska przemysł nawozów mineralnych. Obecnie zużywamy około 2 milionów ton nawozów mineralnych (135 kg/ha), co przyczynia się do degradacji gleb i zanieczyszczenia wód.
Rolnictwo ma także istotny udział w emisji gazów cieplarnianych. Można ten udział zmniejszyć, wykorzystując na potrzeby wielu przemysłów bioCO2 uzyskiwany podczas separacji biometanu z biogazu.
Wielokrotnie większe znaczenie może mieć przetwarzanie odpadów przemysłu drzewnego i zdrewniałych części roślin np. paździerzy na biowęgiel w procesie pirolizy wysokotemperaturowej. Dodatek biowęgla do gleby korzystnie wpływa na tzw. kompleks sorpcyjny. Chodzi o zdolność gleby do wiązania w swojej strukturze pierwiastków biogennych i zwiększenia odporności roślin na suszę. Ponadto CO2 pobierane przez rośliny z powietrza przetworzone w znacznym procencie na biowęgiel zostaje na trwałe związane w glebie. Przy uwzględnieniu tych korzyści jest to najtańsza technologia usuwania CO2 z atmosfery.
Polska istotnym rynkiem, szansa na zyski dla krajowego przemysłu
Aktualnie trwa globalny wyścig technologiczny w dziedzinie Gospodarki Obiegu Zamkniętego dla odpadów komunalnych i rolniczych. Zwycięzcy tego wyścigu oczekują wysokich marż i ogromnego, regulowanego rynku zamówień publicznych. Polska ze względu na ilość wytwarzanych odpadów biodegradowalnych stanie się istotnym rynkiem dla tych technologii, a nasz przemysł ma szansę na wysokie marże w sektorze innowacyjnych technologii.
Projekty NCBiR, takie jak „Oczyszczalnia Przyszłości” i „Innowacyjna Biogazownia”, były prekursorami, co najmniej w skali europejskiej, w dziedzinie technologii biogazowych. Ich celem było opracowanie zeroemisyjnej, bezodpadowej, bezwonnej technologii biogazowej o zminimalizowanym zapotrzebowaniu na energię, zapewniającej maksymalizację produkcji biometanu oraz zagospodarowanie pierwiastków biogennych na potrzeby rolnictwa.
Dotychczasowy rozwój technologii biogazowych był przede wszystkim napędzany regulacjami premiującymi energię z OZE, co skutkowało szeregiem nadużyć. Na przykład, opłacało się stosować kukurydzę i buraki cukrowe do produkcji biogazu, co prowadziło do zmniejszenia bioróżnorodności i konkurencji dla produkcji żywności. Rozlewanie pofermentu na pola generowało duże emisje metanu.
Zielony Ład szansą dla rolnictwa – potrzebne inwestycje w technologie
Pomimo stosunkowo niewielkiego budżetu (32,5 mln zł na biogazownię i 25 mln zł na oczyszczalnię) oraz krótkiego okresu (zaledwie 2,5 roku) na badania i budowę demonstratorów technologii, osiągnięto spektakularny sukces w postaci dwóch przemysłowych instalacji o najlepszych parametrach pracy i wynikach badań w skali technicznej, co przyczynia się do opracowania przełomowych technologii biogazowych i oczyszczania ścieków.
Metoda finansowania innowacji opracowana przez NCBR jest sukcesem i powinna być wdrażana w jak najszerszym zakresie. W szczególności uruchomienie konkursów na technologie z zakresu zagospodarowania odpadów organicznych, zarówno dla produkcji biometanu, jak i sekwestracji biowęgla, będzie miało istotny wpływ na realizację polityki klimatycznej. Umożliwi też światową ekspansję polskiego przemysłu wykorzystującego polskie technologie pod warunkiem, że pracom badawczo-rozwojowym będą towarzyszyły inwestycje wdrażające innowacje do masowej produkcji.
Zielony Ład może być wielką szansą dla rolnictwa, konsumentów i planety, jeśli zamiast zakazów i nakazów Państwo zainwestuje w nowe technologie, które dadzą rolnikom narzędzia do zrównoważonej gospodarki rolnej. Bez tego będziemy prowadzili pełen demagogii i manipulacji dialog na ulicach. Bez inwestycji w innowacyjne ekologiczne rolnictwo nie ograniczymy emisji gazów cieplarnianych podobnie jak bez podaży kadr i technologii termomodernizacyjnych nie zmniejszymy emisji w budynkach.
–
Zdjęcie tytułowe: shutterstock/Longfin Media
