Curent electric și căldură, din plante și gunoi de grajd

Comisia Europeană a stabilit un obiectiv inovator privind domeniul bioeconomiei circulare și al producției de biogaz: dezvoltarea producției de biometan pentru a reduce dependența de gazul rusesc. Acest obiectiv face parte din cadrul programului „REPowerEU”.

Având în vedere trendul scăderii prețurilor energiei electrice la bursă și continuarea trendului ascendent al prețului gazului metan, devine tot mai importantă dezvoltarea sectorului de producție a biometanului, nu doar din considerente de mediu, ci și din punct de vedere al eficienței economice.

        În cadrul Universității de Științele Vieții ”Regele Mihai I” din Timișoara (USVT) se implementează proiectul RES and Circular Economy Applied in an Academic Community as an Example for Smart Sustainable Development, (acronim: RES-CIRCULAR),https://biocombustibil-tm.ro/res-circular/ro_ro/. Proiectul are ca obiectiv principal contruirea unui sistem de furnizare a energiei din surse regenerabile pentru campusul USVT și de management al reziduurilor organice într-o bioeconomie circulară. Sistemul constând din două componente principale: (1) o instalație de procesare prin digestie anaerobă a biomasei reziduale de origine animală (inclusiv gunoi de grajd)și vegetală (plante) din ferma și campusul USVT cu producere de energie electrică, energie termică și îngrășământ organic; (2) o instalație de panouri fotovoltaice pentru captarea energiei solare cu producere de energie electrică. Cele două instalații sunt dimensionate pentru a reduce cheltuielile cu energie electrică din campus cu 30% în timpul iernii și cu până la 50% în timpul verii. 

În timp ce instalația de panouri fotovoltaice este dependentă de radiația solară și la o putere instalată de 150 kW poate produce într-o zi de vară maxim 900 kWh (în 11.08.2023 a produs cea mai mare cantitate de energie din 2023: 885,9kWh), instalația de biogaz poate produce în mod continuu energie sub formă de gaz, care poate fi convertit la biometan sau la energie electrică. Astfel, la o putere instalată de 100 kW, o instalație de biogaz cu unitate de cogenerare poate produce 2400 kWh în 24 de ore. Instalația de biogaz este deja proiectată în proiectul RES-CIRCULAR și este planificată construcția acesteia până la jumătatea anului 2024.

În timp ce în Germania, spre exemplu, sunt în jur de 10.000 de stații de biogaz, în România sunt doar 16 stații de tip industrial cu unități de cogenerare energie electrică și termică. De ce sunt atât de puține stații de biogaz în România? Factorii care fac neatractivă o instalație de biogaz sunt: costurile de investiție (este de circa 5 ori mai scumpă decât o instalație de panouri fotovoltaice); trebuie să fie zilnic alimentată (costuri de operare) cu materii prime organice atent selecționate (costuri cu materii prime). Astfel de costuri fac energia regenerabilă produsă prin tehnologia biogaz să fie mai scumpă decât cea produsă prin tehnologia fotovoltaică, hidro sau eoliană. Totuși, este foarte important aspectul legat de protecția mediului: o instalație de biogaz nu este doar un sistem de producere a energiei regenerabile, ci și unul de administrare a reziduurilor organice din agricultură, industria alimentară sau a celor municipale. În plus, după digestia materiei prime și producerea de biogaz, rezultă digestatul – un îngrășământ organic foarte valoros, care reface fertilitatea solului – un aspect important în bioeconomia circulară.  

Comisia Europeană a stabilit obiectivul de a produce 35 de miliarde de metri cubi (mdm³) de biometan în UE până în 2030, ca parte a planului său REPowerEU. Ținta va înlocui 20% din importurile de gaze naturale din Rusia cu o alternativă durabilă, mai ieftină și produsă local, așa cum este biogazul/biometanul. Acest nou domeniu biotehnologic nu va produce doar biometan, ci va ajuta, de asemenea, la reducerea expunerii la volatilitatea prețurilor alimentelor, deoarece digestatul (materia rezultată din digestoarele de biogaz) înlocuiește îngrășămintele sintetice tot mai scumpe și cu amprentă ridicată de carbon. Obiectivul ”biometan” va fi integrat în Directiva UE privind energia regenerabilă și în alte legislații, poate fi atins în mare utilizând ca materii prime deșeuri și reziduuri.

Dezvoltarea sectorului de producție a biometanului este prevăzută prin utilizarea de materii prime sustenabile și investiții în noi capacități de producție.

        În prezent, în UE se produc 3 miliarde de metri cubi de biometan. Creșterea la 35 de miliarde de metri cubi necesită nu doar mai multă materie primă, ci și construirea a aproximativ 5.000 de noi fabrici de biometan. Din punct de vedere tehnic, acest lucru este fezabil în următorii opt ani și este și cost-eficient. Ar fi nevoie de aproximativ 80 de miliarde de euro în investiții de capital, bani europeni cheltuiți în economia internă Europeană. Aceste capacități de producție permit livrarea de biometan la un cost care este considerabil mai mic decât prețul gazelor naturale din ultimele câteva luni, chiar și fără prețul CO₂ care poate fi livrat ca subprodus de uzinele de biometan. Pe lângă construirea de noi instalații integrate de biogaz-biometan, se prevede conversia instalațiilor de biogaz existente la unități de metanizare. De asemenea, se va aplica tehnologia de gazeificare, care să permită producerea de biometan din reziduuri lemnoase. De asemenea, un rol important îl au plantele energetice (ca sursă de biomasă însilozată) produse în scheme de cultură secvenţială sau culturi duble, pentru a reduce concurenţa cu producţia de alimente şi furaje.