Η δυνατότητα παραγωγής βιομεθανίου στην Ελλάδα είναι σημαντική αλλά… δεν έχει αξιολογηθεί ανάλογα

Tον Μάρτιο του 2022, οι ηγέτες της ΕΕ συμφώνησαν στο Ευρωπαϊκό Συμβούλιο με την πρόταση της Ευρωπαϊκής Επιτροπής για τη σταδιακή απεξάρτηση της Ευρώπης από τις ρωσικές εισαγωγές ενέργειας, και κάλεσαν την Επιτροπή να υποβάλει σύντομα το λεπτομερές σχέδιο REPower. 

Το σχέδιο REPower αφορά την ταχεία μείωση της εξάρτησής μας από τα ρωσικά ορυκτά καύσιμα με την ταχύρρυθμη προώθηση της πράσινης μετάβασης και τη συνένωση δυνάμεων προς επίτευξη ενός πιο ανθεκτικού ενεργειακού συστήματος και μιας πραγματικής Ενεργειακής Ένωσης.

Με βάση τη δέσμη προτάσεων για την «προσαρμογή στον στόχο του 55 %» (Fit for 55) και την ολοκλήρωση των δράσεων που αφορούν την ασφάλεια του ενεργειακού εφοδιασμού και την αποθήκευση ενέργειας, το  σχέδιο REPower προτείνει μια πρόσθετη δέσμη δράσεων με στόχο:

• την εξοικονόμηση ενέργειας
• τη διαφοροποίηση του ενεργειακού εφοδιασμού
• την ταχεία υποκατάσταση των ορυκτών καυσίμων με την επιτάχυνση της μετάβασης της Ευρώπης σε καθαρές μορφές ενέργειας
• τον έξυπνο συνδυασμό επενδύσεων και μεταρρυθμίσεων

Το βιομεθάνιο μπορεί να διαδραματίσει σημαντικό ρόλο στην επίτευξη του στόχου της Ευρωπαϊκής Ένωσης για τη μείωση των αερίων του θερμοκηπίου έως το 2030 και επίτευξη καθαρών μηδενικών εκπομπών έως το 2050. Επιπλέον, το βιομεθάνιο αυξάνει την Ευρωπαϊκή ενεργειακή ασφάλεια με μείωση της εξάρτησης από το ρωσικό φυσικό αέριο και μπορεί να μετριάσει μέρος της πίεσης του ενεργειακού κόστους σε νοικοκυριά και ΜΜΕ. 

Η Ευρωπαϊκή Επιτροπή αναγνωρίζει πλήρως αυτά τα οφέλη και ως εκ τούτου θέτει έναν στόχο της παραγωγής  βιομεθανίου σε 35 bcm (350TWh) έως το 2030. Οι εκτιμώμενες επενδυτικές ανάγκες για την επίτευξη του στόχου ανέρχονται σε € 37 δισ. Αξίζει εδώ να σημειωθεί ότι σήμερα, στην ΕΕ-27 παράγονται μόλις 3 bcm βιομεθανίου και 15 bcm βιοαερίου. 

Σύμφωνα με πρόσφατες ανακοινώσεις του EUROACTIV (17/7/22), η Ευρωπαϊκή Επιτροπή καταστρώνει σχέδια για υποστήριξη των Ευρωπαϊκών Κρατών-Μελών στις προσπάθειες τους να μειώσουν τη ζήτηση σε φυσικό αέριο και –ει δυνατόν-να περικόψουν τις καταναλώσεις τους στα πλαίσια μιας ‘πιθανής επιδείνωσης των προοπτικών παροχής αερίου’.

Δυναμικό βιομαθανίου το 2030 και 2050 στην Ευρωπαϊκή Ένωση

Σύμφωνα με σχετική μελέτη της ΕΒΑ (European Biogas Association) η παραγωγή βιοαερίου και βιομεθανίου για το έτος 2030 μπορεί να κυμανθεί από 35 bcm έως 44 bcm με ενεργειακό περιεχόμενο 370ΤWh - 467TWh, ενώ οι προβλέψεις για τα έτη 2040 και 2050 εκτιμούν την δυνατότητα παραγωγής βιομεθανίου να ανέρχεται σε 125 bcm/1326 ΤWh και 95 bcm/1020 ΤWh αντίστοιχα (Εικόνα 1).

Σύμφωνα με το Gas for Climate report (Ιούλιος 2022), υπάρχει αρκετό διαθέσιμο δυναμικό πρώτων υλών για την παραγωγή 41 bcm βιομεθανίου, που υπερκαλύπτει  τον στόχο των 35 bcm του REPOWER έως το 2030 (Εικόνα 2, Εικόνα 3), ενώ για το 2050 εκτιμάται ότι υπάρχει επάρκεια πρώτων υλών για την παραγωγή 151bcm για το 2050 (Εικόνα 4).

Το βιομεθάνιο αναμένεται να παράγεται κυρίως από κοπριές, άχυρο σιτηρών και βιομάζα από φυτά που καλλιεργούνται σε αμειψισπορά με παραδοσιακές καλλιέργειες γεωργικών φυτών (Εικόνα 1-3).

Η Γερμανία εκτιμάται ότι θα κατέχει την πρώτη θέση στην παραγωγή βιομεθανίου (7,7 bcm βιομεθανίου τον χρόνο), κι ακολουθεί η Γαλλία (6,7 bcm), η Ιταλία (5.5 bcm), ενώ η χώρα μας κατέχει την 17^η θέση με περίπου 0,5 bcm το χρόνο.

Το Gas for Climate (2021) ανακοίνωσε ένα βέλτιστο σενάριο των απαιτούμενων εξελίξεων σε όλη την εφοδιαστική αλυσίδα του βιομεθανίου, και πράσινου και μπλε υδρογόνου έως το 2050 για την επίτευξη ενός ενεργειακού συστήματος με μηδενικό αποτύπωμα άνθρακα, Σύμφωνα με το ανωτέρω σενάριο έως το 2050 θα παράγονται 2.900 TWh ή 270 bcm βιομεθανίου και υδρογόνου. 

Ποσοστό 40,4% δηλαδή 1.170 TWh θα είναι βιομεθάνιο του οποίου τα 2/3 (780 TWh) θα παράγονται με την τεχνολογία της ΑΧ και το 1/3 με την τεχνολογία της αεριοποίησης (390 TWh). Οι υπόλοιπες 1.710 TWh θα προέλθουν από υδρογόνο (Εικόνα 1-5). Η χρήση του βιομεθανίου θα αφορά κυρίως στην θέρμανση χώρων και χρήση ζεστού νερού στο οικιακό τομέα με τη συνεισφορά 230 TWh (61 δις ευρώ εξοικονόμηση) και στον τομέα των μεταφορών, ειδικά στα βαρέα οχήματα και την ναυσιπλοΐα, με συνεισφορά 845 TWh (14 δις ευρώ εξοικονόμηση) (Εικόνα 5).

Σημείο αναφοράς αποτελεί η εκτίμηση του θεωρητικού δυναμικού βιομάζας, η εκτίμηση του παραγόμενου βιοαερίου μέσω της τεχνολογίας της αναερόβιας χώνευσης (ΑΧ) και η επακόλουθη παραγωγή βιομεθανίου. 

Παραγωγή βιομαθανίου στην Ελλάδα

Για την εκτίμηση του δυναμικού παραγωγής βιομεθανίου, θα πρέπει πρώτα να υπολογίσει κανείς το δυναμικό και τη διαθεσιμότητα των πρώτων υλών βιομάζας. Είναι σημαντική η επιλογή, η ποσότητα, η ποιότητα της βιομάζας από ενδογενείς τοπικές πηγές γιατί έτσι πραγματοποιείται η βελτιστοποίηση της παραγωγής βιοαερίου/βιομεθανίου.

Η εκτίμηση του δυναμικού βιομάζας είναι μια δυσχερής διαδικασία, λόγω των ιδιαιτεροτήτων που παρουσιάζει, και συγκεκριμένα στη δυσκολία εκτίμησης και καταγραφής των στοιχείων της πρώτης ύλης (ποσότητα, διαθεσιμότητα) με ακρίβεια και πληρότητα. Η παρούσα μελέτη βασίζεται στην εμπειρία που έχει αποκτήσει το Τμήμα Βιομάζας του ΚΑΠΕ, από το 1989 έως σήμερα. Επιπλέον, με διαγράμματα ροής, χρήση κώδικα προσομοίωσης διεργασιών και αριθμητικές υπορουτίνες, είναι δυνατή η επίλυση ισοζυγίου μάζας ενέργειας, με αποτέλεσμα την εκτίμηση παραγωγής βιοαερίου και στη συνέχεια βιομεθανίου που θα παραχθεί από το διαθέσιμο βιοαέριο, ανάλογα με τον επιλεγμένο τύπο βιομάζας. 

Επίσης υπολογίζονται, ανά είδος αποβλήτου και ζώου (σε σχέση με την κατηγορία του ζώου και την ηλικία του) τα παρακάτω: Η δυνατή παραγωγή βιοαερίου (Νm³), το περιεχόμενο μεθάνιο στο βιοαέριο (Νm³), το ενεργειακό περιεχόμενο του βιοαερίου (MWh), η ισχύς του βιοαερίου (kW), το ανακτημένο μεθάνιο από το βιοαέριο (Νm³), οι απώλειες ανακτημένου μεθανίου (Νm³), το τελικό διαθέσιμο μεθάνιο για έγχυση(Νm³), το διαθέσιμο βιομεθάνιο προς έγχυση στο δίκτυο του ΦΑ (Νm³) και το ενεργειακό περιεχόμενο του διαθέσιμου προς έγχυση βιομεθανίου (MWh).

Οι κατηγορίες βιομάζας που εξετάζονται για την χώρα μας είναι απόβλητα κτηνοτροφικών εκμεταλλεύσεων, βοοειδών,  χοιροτροφείων, αιγοπροβάτων και ορνιθοειδών  (κοπριά), γεωργικά υπολείμματα από χειμερινά σιτηρά, σκληρού και μαλακού σίτου, κριθαριού, βρώμης, σίκαλης, βίκου, τριτικάλε  (άχυρο), απόβλητα αγροτο-βιομηχανιών (τυρόγαλο) και το οργανικό κλάσμα των Αστικών Στερεών Αποβλήτων (ΑΣΑ). 

Τα ανωτέρω απόβλητα θα χρησιμοποιηθούν ως πρώτες ύλες για την παραγωγή βιοαερίου/βιομεθανίου και είναι σε συμφωνία με το Παράρτημα ΧΙ της τροποποιημένης Οδηγίας για την Ενέργεια και το Κλίμα (RED II).

Ιδιαίτερα σημαντικό είναι το γεγονός ότι για την τροφοδοσία ή αγορά της βιομάζας, να υπάρχουν συμβόλαια καυσίμου (βιομάζας). Τα συμβόλαια καυσίμου, εκτός από νομική ισχύ και ρήτρες εκ μέρους του παραγωγού για υποχρέωση του προς τον επενδυτή σε ότι αφορά την παράδοση καθορισμένης ποσότητας βιομάζας σε συγκεκριμένη χρονική περίοδο, παρέχουν και την εξασφάλιση απαιτούμενων ποιοτικών χαρακτηριστικών της βιομάζας που επιθυμεί ο επενδυτής του σταθμού βιοαερίου/βιομεθανίου. 

Η διαθεσιμότητα παραγωγής της βιομάζας όλη την διάρκεια του χρόνου  είναι εξασφαλισμένη τουλάχιστον κατά 40% αν συνοδεύεται με όρους συμβολαιακής γεωργίας. 

Το θεωρητικό δυναμικό βιομάζας από κοπριές κτηνοτροφικών εκμεταλλεύσεων, το άχυρο σιτηρών, τα απόβλητα των αγροτοβιομηχανιών και το οργανικό κλάσμα των ΑΣΑ   ανέρχεται σε  28.209.768 τόνους/έτος, με δυναμικό βιομεθανίου 1,14 bcm και ενεργειακό περιεχόμενο βιομεθανίου 11 TWh/έτος (Πίνακας 1).

Τα κτηνοτροφικά απόβλητα-κοπριές κατέχουν την πρώτη θέση, με το δυναμικό τους να ανέρχεται σε 23.969.935 τόνους/έτος και ενεργειακό περιεχόμενο βιομεθανίου 7.008.106 ΜWh/έτος (Πίνακας 1, Εικόνα 6, Εικόνα 7).

Η κοπριά αιγοπροβάτων με 12.046.841 τόνους/έτος κατέχει την πρώτη θέση και ακολουθεί η κοπριά βοοειδών με 10.549.544 τόνους/έτος, με ενεργειακό περιεχόμενο βιομεθανίου 5.136.609 ΜWh/έτος και 1.465.787 αντιστοίχως (Πίνακας 2, Εικόνα 8). 

Το δυναμικό βιομάζας από γεωργικά υπολείμματα χειμερινών σιτηρών (άχυρο) ανέρχεται σε 1.002.930 τόνους/έτος, με ενεργειακό περιεχόμενο βιομεθανίου 2.339.922 ΜWh/έτος (Πίνακας 1, Πίνακας 3, Εικόνα 9). Δεν έχει εκτιμηθεί το άχυρο που προορίζεται για ζωοτροφή, σύμφωνα με τις απαιτήσεις της RED II, αλλά μόνο το άχυρο που δεν καταναλώνεται από την αγορά των ζωοτροφών και παραμένει στο αγρό μετά την συγκομιδή του κυρίως προϊόντος. Αυτό προέρχεται κυρίως από την καλλιέργεια του σκληρού και μαλακού σίτου.

Όσον αφορά τα αγροτοβιομηχανικά απόβλητα και συγκεκριμένα το τυρόγαλο, αυτό εκτιμάται σε 1.150.810 τόνους για το 2020, χωρίς να συνεκτιμηθούν τα νερά πλύσης (Πίνακας 1). Το ενεργειακό του περιεχόμενο ανέρχεται σε 157.042 MWh/έτος.  

Σύμφωνα με το νέο Εθνικό Σχεδιασμό, η  εκτίμηση παραγόμενης ποσότητας αστικών στερεών αποβλήτων (ΑΣΑ) το 2021 στην χώρα είναι 5.628.646 τόνοι, με εκτιμώμενο οργανικό κλάσμα αποβλήτων κουζίνας 2.086.089 τόνους/έτος (Πίνακας 1). Το ενεργειακό περιεχόμενο βιομεθανίου ανέρχεται σε 1.564.258 MWh/έτος.

* Ο κ. Χρήστος Ζαφείρης είναι Υπεύθυνος Δέσμης Έργων Βιοαερίου & Βιομεθανίου, του Τμήματος Βιομάζας, του ΚΑΠΕ