Το Βιομεθάνιο στην Ελλάδα: Δυναμικό και Προοπτικές

Μετά τη ρωσική εισβολή στην Ουκρανία, η Ευρωπαϊκή Επιτροπή δημοσίευσε το σχέδιο REPowerEU για τη μείωση της εξάρτησης της Ευρωπαϊκής Ένωσης (ΕΕ) από τις ρωσικές εισαγωγές ενέργειας. Το σχέδιο REPowerEU θέτει τη φιλοδοξία να αντικατασταθούν 35 δισεκατομμύρια κυβικά μέτρα (bcm), ισοδύναμα με 350 TWh, από τα 155 bcm φυσικού αερίου (ΦΑ) που εισάγονται στην Ευρώπη από τη Ρωσία, με εγχώρια παραγωγή βιομεθανίου στην ΕΕ-27 έως το 2030. Στην ΕΕ-27 το 2022 παράχθηκαν 3,5 bcm (37 TWh) βιομεθάνιο από 1.076 σταθμούς βιομεθανίου και 15 bcm (159 TWh) βιοαέριο από 18.843 σταθμούς βιοαερίου. Οι εκτιμώμενες επενδυτικές ανάγκες για την επίτευξη του στόχου (350 TWh) ανέρχονται σε € 83δις.

Ο αντίστοιχος στόχος αντικατάστασης των εισαγωγών ρωσικού αερίου στην Ελλάδα, σύμφωνα με το Νέο ΕΣΕΚ, που τελεί υπό αναθεώρηση, είναι παραγωγή βιομεθανίου 0,14 bcm, με ενεργειακό περιεχόμενο 1,5 ΤWh έως  το 2030.

Σύμφωνα με το Gas for Climate report (2022), στην ΕE υπάρχει αρκετό διαθέσιμο δυναμικό πρώτων υλών για την παραγωγή 41 bcm βιομεθανίου, που υπερκαλύπτει τον στόχο των 35 bcm του REPowerEU έως το 2030. Το βιομεθάνιο αναμένεται να παράγεται από 150-200 εκ. τόνους διαθέσιμης βιομάζας, σε 5.000 νέους σταθμούς βιομεθανίου, με την προϋπόθεση ότι οι υπάρχοντες σταθμοί παραγωγής βιοαερίου (159 ΤWh) θα μετατραπούν σε σταθμούς βιομεθανίου. Έκαστος θα χρησιμοποιεί ως πρώτη ύλη 40.000-50.000 τόνους βιομάζας με αναλογία περίπου 32% κοπριά, 25% άχυρο σιτηρών και 21% υπολείμματα από εναλλαγή καλλιεργειών. Η Γερμανία εκτιμάται ότι θα κατέχει την πρώτη θέση στην παραγωγή βιομεθανίου (7,7 bcm), κι ακολουθεί η Γαλλία (6,7 bcm), η Ιταλία (5,5 bcm), ενώ η χώρα μας θα κατέχει την 17^η θέση με 0,5 bcm (5,2 TWh). Από αυτά, σύμφωνα με την μελέτη, 0,2bcm θα προέρχονται από κοπριές, 0,08 bcm από άχυρο, 0,16bcm από εναλλαγή καλλιέργειών και 0,06bcm από αγροτοβιομηχανικά απόβλητα και το οργανικό κλάσμα των αστικών στερεών αποβλήτων (ΑΣΑ).

Η αγορά βιοαερίου και βιομεθανίου δύναται να εξασφαλίσει 280.000 - 490.000 θέσεις εργασίας σε Ευρωπαϊκό επίπεδο έως το 2030 και 1,1 έως 1,8 εκατ. θέσεις εργασίας έως το 2050. Ο κύκλος εργασιών της αγοράς βιοαερίου/βιομεθανίου στην ΕΕ-27 το 2020 ήταν 5,75 δισεκατομμύρια ευρώ με 208.071 θέσεις εργασίας και παραγωγή 190,8 TWh

Στις σημερινές συνθήκες και με δεδομένη την έντονη πολιτική βούληση από την ΕΕ για την χρήση πράσινων αερίων καυσίμων από βιομάζα (βιοαέριο/βιομεθάνιο) στον τομέα της ενέργειας, η παραγωγή και χρήση βιομεθανίου προσφέρει σημαντικές ευκαιρίες που μπορούν να δώσουν ώθηση στην επιχειρηματικότητα και να συμβάλουν στην ανάκαμψη της οικονομίας στην χώρα μας. Η ανταπόκριση στην πρόκληση είναι εφικτή αλλά προϋποθέτει ολοκληρωμένο σχέδιο, συντονισμό και συστηματική παρακολούθηση της εφαρμογής των αναγκαίων δράσεων.

Το βιομεθάνιο είναι ανανεώσιμο πράσινο αέριο, παράγεται από την διεργασία αναβάθμισης  βιοαερίου, με αύξηση της θερμογόνου δύναμης (αφαίρεση του CO₂) για μετατροπή του βιοαερίου σε καύσιμο υψηλής αποδοτικότητας ισοδύναμο με το ΦΑ.

Εικόνα: Σταθμός βιομεθανίου και παραγωγής βιογενούς CO₂ (Πηγή: PRODEVAL)

Το βιομεθάνιο προσφέρει ολοκληρωμένη λύση και είναι σε θέση να συνεισφέρει στους στόχους της ενεργειακής πολιτικής της χώρας ως εξής :

1. Στην προστασία του περιβάλλοντος με τη μείωση των αερίων του θερμοκηπίου έως το 2030 και επίτευξη καθαρών μηδενικών εκπομπών έως το 2050
2. Στην ασφάλεια του ενεργειακού εφοδιασμού: με τη διαφοροποίηση των υφιστάμενων πηγών παραγωγής ενέργειας και νομοθετικό πλαίσιο που θα διέπει την χρήση του βιομεθανίου στο δίκτυο διανομής του ΦΑ.
3. Στην αειφορία: με την ενεργειακή αξιοποίηση βιομάζας κυρίως οργανικών απόβλητων και λιγνο-κυταρρινούχων πρώτων υλών για παραγωγή βιομεθανίου, έτσι ώστε να συμβάλει αποτελεσματικά στη μείωση των επιπτώσεων από την κλιματική αλλαγή. Η  παραγωγή του είναι επίσης ένα βασικό μέρος ενός ολοκληρωμένου σχεδίου διαχείρισης και επεξεργασίας  των οργανικών αποβλήτων με στόχο την παραγωγή ενέργειας και καυσίμου κίνησης στις μεταφορές, ενώ συνεισφέρει αποτελεσματικά στην επίτευξη των στόχων κυκλικής οικονομίας σε συνδυασμό με την παραγωγή ενέργειας.
4. Στην ανταγωνιστικότητα: με την προώθηση τοπικών ενδογενών πηγών ενέργειας ΑΠΕ, κυρίως βιομάζας, τη στήριξη του πρωτογενή τομέα της χώρας, την υψηλή τοπική προστιθέμενη αξία και τις τεχνολογικές καινοτομίες που υπόσχονται καινοτόμες λύσεις θα επιτευχθεί ανάπτυξη μιας ανταγωνιστικής αγοράς και αύξηση εξειδικευμένων θέσεων εργασίας σε όλα τα στάδια της εφοδιαστικής αλυσίδας βιομεθανίου.

Για την εκπλήρωση του στόχου απαιτείται:

• Διερεύνηση των δυνατοτήτων αξιοποίησης ενδογενών-τοπικών πηγών βιομάζας (κτηνοτροφικά απόβλητα, οργανικά υποπροϊόντα) ως εναλλακτικό καύσιμο για παραγωγή βιοαερίου/βιομεθανίου.
• Δημιουργία κατάλληλων περιοχών (renewable go-to areas) στην χώρα, με αξιόλογο διαθέσιμο δυναμικό βιομάζας, για παραγωγή βιοαερίου/βιομεθανίου και δυνατότητα έγχυσης του στο τοπικό δίκτυο διανομής του ΦΑ.

Για την εκτίμηση του δυναμικού παραγωγής βιομεθανίου σε μια περιοχή είναι απαραίτητη η εκτίμηση της ποσότητας, ποιότητας διαθεσιμότητας των πρώτων υλών βιομάζας, ‘ώστε να επιτευχθεί βελτιστοποίηση της παραγωγής βιοαερίου/βιομεθανίου. Οι πρώτες ύλες που θα εξετάζονται είναι απόβλητα κτηνοτροφικών εκμεταλλεύσεων, βοοειδών, χοιροτροφείων, αιγοπροβάτων και ορνιθοειδών (κοπριά), γεωργικά υπολείμματα (άχυρο) από χειμερινά σιτηρά, σκληρού και μαλακού σίτου, κριθαριού, βρώμης, σίκαλης, βίκου, τριτικάλε, απόβλητα αγροτο-βιομηχανιών (τυρόγαλο, κατσίγαρος κ.α), το οργανικό κλάσμα των ΑΣΑ και θα 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.

Προϋποθέσεις για την παραγωγή και χρήση βιομεθανίου και τη διευκόλυνση της ένταξής του στην εσωτερική αγορά διανομής του ΦΑ αποτελούν:

• Χωροθέτηση του σταθμού βιοαερίου/βιομεθανίου. Είναι ιδιαίτερα σημαντική γιατί συνεισφέρει στην ασφάλεια εφοδιασμού αφού είναι δυνατόν να χρησιμοποιήσει μεγάλο εύρος ενδογενών πηγών βιομάζας που χρήσιμο είναι να συλλέγονται από απόσταση μικρότερη των 20km με βασικό στόχο την μείωση του μεταφορικού κόστους, που αποτελεί το μεγαλύτερο μέρος του λειτουργικού κόστους του σταθμού
• Η προώθηση και η δημιουργία καινοτόμων δικτύων σε τοπικό επίπεδο από την ανάπτυξη εφοδιαστικών αλυσίδων βιομάζας/βιομεθανίου με την συμμετοχή και εκπροσώπηση όλων των ενδιαφερομένων φορέων.
• Ο Διαχειριστής του πλησιέστερου δικτύου διανομής θα υποχρεούται συμβατικά να παραλαμβάνει το σύνολο της παραγόμενης ποσότητας βιομεθανίου από κάθε ένα σταθμό. Οι σταθμοί κρίνεται ότι πρέπει να είναι διάσπαρτοι με τη μεγαλύτερη δυνατόν εγγύτητα σε κάθε τοπικό δίκτυο διανομής. Η βέλτιστη απόσταση της μονάδας παραγωγής βιομεθανίου από το δίκτυο διανομής στο οποίο εγχέεται είναι έως τα 8 km περίπου, ενώ η πίεση εξόδου του βιομεθανίου από τη μονάδα παραγωγής δεν πρέπει να ξεπερνά τα 11bar.

Για λόγους οικονομικής βιωσιμότητας, η ωριαία παραγωγή ακατέργαστου βιοαερίου για παραγωγή βιομεθανίου συνίσταται να κυμαίνεται από 240 Nm³- 400 Nm³.

Τα τεχνικά χαρακτηριστικά των σταθμών δίνονται στον παρακάτω πίνακα με την παραγωγή βιομεθανίου και το ενεργειακό του περιεχόμενο:

Ο παραγωγός βιομεθανίου θα επιβαρυνθεί μόνον για το κόστος του σταθμού, ενώ ο Διαχειριστής του δικτύου διανομής πρέπει να αναλάβει το κόστος της επέκτασης των δικτύων ΦΑ έως τη μονάδα παραγωγής, καθώς και το κόστος του εξοπλισμού για την παραλαβή και έγχυση του βιομεθανίου.

Από παρόχους τεχνολογικών υπηρεσιών της ΕΕ το κόστος επένδυσης σταθμών φαίνεται στον παρακάτω πίνακα:

Η εγχεόμενη ποσότητα βιομεθανίου σε κάθε δίκτυο διανομής θα ελέγχεται ποιοτικά από χρωματογράφο, ο οποίος μαζί με το σύστημα μέτρησης των ποσοτήτων (injection cabinet) εγκαθίσταται σε χώρο της μονάδας παραγωγής (απαιτούμενο εμβαδόν περίπου 100m²). Με βάση τις ποσοτικές και ποιοτικές καταμετρήσεις θα εκδίδεται Πιστοποιητικό Προέλευσης υπέρ του παραγωγού βιομεθανίου, το οποίο θα του χρησιμεύει για την αποζημίωση μέσω του συστήματος feed in tariff. Ταυτόχρονα ο παραγωγός εκχωρεί τα δικαιώματα άνθρακα στο ΔΑΠΕΕΠΕ, λαμβάνοντας σχετική φόρο ελάφρυνση.

Στην χώρα μας, το θεωρητικό δυναμικό βιομάζας από κοπριές κτηνοτροφικών εκμεταλλεύσεων, άχυρο σιτηρών, απόβλητα των αγροτοβιομηχανιών (τυρόγαλο) και από 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. Η διαθεσιμότητα παραγωγής της βιομάζας όλη την διάρκεια του χρόνου είναι εξασφαλισμένη τουλάχιστον κατά 30% αν συνοδεύεται με όρους συμβολαιακής γεωργίας (0,3 bcm-3,3 TWh)

Σύμφωνα με στοιχεία ΔΕΔΔΗΕ (11/2022), στην χώρα λειτουργούν 69 σταθμοί βιοαερίου, με εγκατεστημένη ισχύ 110,1 MW και παραγωγή ηλεκτρικής ενέργειας 485,7 GWh, που εγχύθηκε στο σύστημα η στο διασυνδεδεμένο δίκτυο και απορροφήθηκε από αυτό.

Ο προτεινόμενος στόχος  του νέου ΕΣΕΚ είναι παραγωγή βιομεθανίου 1,5 έως 1,7 ΤWh έως το 2030. Ο ανωτέρω στόχος είναι δυνατόν να υλοποιηθεί με :

• ανάπτυξη του απαιτούμενου νομοθετικού και κανονιστικού πλαισίου
• ανάπτυξη μιας ανταγωνιστικής αγοράς βιομάζας
• δημιουργία εφοδιαστικής αλυσίδας βιομάζας/βιοαερίου/βιομεθανίου.
• μετατροπή 45 από τους 58 υφιστάμενους σταθμούς βιοαερίου που χρησιμοποιούν αγροτικά υπολείμματα και που τώρα παράγουν ηλεκτρική ενέργεια, σε σταθμούς παραγωγής βιομεθανίου, μέσω της προσθήκης διάταξης αναβάθμισής του παραγόμενου βιοαέριου. Με την μετατροπή αυτή αναμένεται να παράγονται ετησίως 0,5 TWh βιομεθανίου. Σημειώνεται ότι οι παραπάνω σταθμοί λειτουργούν με μέσο όρο συντελεστή δυναμικότητας περίπου 60%. Εκτιμώμενο κόστος μετατροπής των σταθμών ηλεκτροπαραγωγής από βιοαέριο σε σταθμούς βιομεθανίου 82.000.000€,
• και επιπλέον εγκατάσταση 52 νέων σταθμών με δυνατότητα παραγωγής 400 m³/ώρα βιοαερίου. Οι σταθμοί αυτοί εάν λειτουργούν με τον τεχνικά μέγιστο συντελεστή δυναμικότητας θα παράγουν βιομεθάνιο με ενεργειακό περιεχόμενο 1 TWh. Εκτιμώμενο κόστος παραγωγής βιομεθανίου 220.000.000€.

Οι κοινωνικές επιπτώσεις από την υλοποίηση του στόχου, εκτιμώνται για την χώρα περί τις 1.635 θέσεις εργασίας με χρονικό ορίζοντα έως το 2030, όπως φαίνεται στον παρακάτω πίνακα:

Οι άμεσες θέσεις εργασίας εκτιμώνται σε 480 (σχεδιασμός, εγκατάσταση, λειτουργία, συντήρηση σταθμού) και οι έμμεσες θέσεις σε 1.155 (εναλλαγή καλλιεργειών, συλλογή, μεταφορά, αποθήκευση, προ-επεξεργασία βιομάζας, διασπορά χωνεμένου υπολείμματος).

Πλέον των θέσεων εργασίας σημαντικά είναι και τα περιβαλλοντικά οφέλη. Αυτά περιλαμβάνουν τη μείωση εκπομπών αερίων του θερμοκηπίου στον γεωργικό τομέα, μέσω βελτιωμένης διαχείρισης της ζωικής κοπριάς και αντικατάστασης συνθετικού λιπάσματος και στον τομέα της ενέργειας (μεταφορές, παραγωγή θερμότητας και ηλεκτρικής ενέργειας) μέσω της αντικατάστασης ορυκτών καυσίμων. Εκτιμάται ότι από τους ήδη εγκατεστημένους σταθμούς βιοαερίου εξασφαλίζεται ετήσια αποφυγή εκπομπών διοξειδίου του άνθρακα στην ατμόσφαιρα ίση με 1,5 εκατ. τόνους ισοδυνάμου CO₂, που προέρχεται από α) την παραγωγή ηλεκτρικής ενέργειας, β) τη μείωση των οργανικών αποβλήτων, τα οποία θα οδηγούσαν σε περαιτέρω εκπομπές μεθανίου, καθώς και γ) την ετήσια παραγωγή αζώτου από το χωνεμένο υπόλειμμα, το οποίο μπορεί να αντικαταστήσει χημικά λιπάσματα.  

Επιπλέον η χρήση του βιογενούς διοξειδίου του άνθρακα που παράγεται από την αναβάθμιση του βιοαερίου μπορεί να χρησιμοποιηθεί στη βιομηχανία τροφίμων, λιπασμάτων, φαρμακευτικών χρήσεων, στη χαλυβουργία κλπ. Από την παραγωγή των 1,5 TWh έως το 2030 μπορεί να παραχθούν 198.000 τόνοι βιογενούς CO₂.

Τα μέτρα για την υιοθέτηση αγοράς βιομεθανίου θα έχουν και μακροπρόθεσμες οικονομικές – αναπτυξιακές επιπτώσεις όπως:

• • Αποδοχή υιοθέτησης συστημάτων ΑΠΕ στον ενεργειακό, βιομηχανικό και οικιακό τομέα και τον τομέα των μεταφορών, ιδιαίτερα στα βαρέα οχήματα και τη ναυτιλία, που οδηγούν σε αυξημένο μερίδιο της βιομάζας στην τελική κατανάλωση ενέργειας το 2030 έως 2050.
  • Παραγωγή βιομεθανίου με την τεχνολογία τα αεριοποίησης
  • Παραγωγή βιομεθανίου με την τεχνολογία “Power 2 Gas”
  • Ανάπτυξη της τοπικής και διασυνοριακής εμπορίας βιομεθανίου
  • Ανάπτυξη αειφόρων πρακτικών καλλιέργειας φυτών σε αμειψισπορά για την παραγωγή επιπλέον βιομάζας που δεν ανταγωνίζεται την αγορά τροφίμων.
  • Εξέταση αλληλεπιδράσων μεταξύ βιομεθανίου και υδρογόνου στο μελλοντικό ενεργειακό μείγμα
  • Υιοθέτηση συστημάτων προτυποποίησης του βιομεθανίου με εγγυήσεις προέλευσης (GOs for RE-gas) και πληροφορίες από διάφορες τεχνικές επιτροπές της CEN για υπάρχοντα πρότυπα
  • Αναβάθμιση των δικτύων διανομής ΦΑ σε δίκτυα "BHR” (Biomethane & Hydrogen Ready) έτοιμων να δεχθούν βιομεθάνιο και "πράσινο" υδρογόνο που θα διανέμονται ως "μείγμα ανανεώσιμου αερίου" μαζί με το ΦΑ.
  • Παραγωγή υγροποιημένου βιομεθανίου και μεταφορά του σε περιοχές που δεν υπάρχει δίκτυο διανομής ΦΑ

--------------------------

* Ο κ. Χρήστος Ζαφείρης είναι Υπεύθυνος Δέσμης Έργων Βιοαερίου & Βιομεθανίου Τμήμα Βιομάζας - ΚΑΠΕ

Το άρθρο περιλαμβάνεται στον τόμο GREEK ENERGY 2023 που εξέδωσε για δωδέκατη συνεχή χρονιά το energypress.