Zastępowanie naturalnego, kopalnego gazu ziemnego równoważnymi substytutami, produkowanymi z odnawialnych źródeł energii, jest obecnie działaniem pożądanym już nie tylko głównie z punktu widzenia ograniczania emisji gazów cieplarnianych, lecz może przede wszystkim wskazanym z punktu widzenia bezpieczeństwa dostaw. Zamiennikami gazu ziemnego mogą być biometan i bio-SNG. Są to dwa, produkowane w odmiennych technologiach, odpowiedniki kopalnego gazu ziemnego wytwarzane bezpośrednio z surowców odnawialnych lub dzięki wykorzystaniu energii elektrycznej pozyskanej ze źródeł odnawialnych.

Biometan to określenie, które odnosi się do wysoko oczyszczonego biogazu wytworzonego w procesie beztlenowej fermentacji metanowej. Surowcami w procesach fermentacji może być bardzo szerokie spektrum biomas i odpadów, w tym m.in. odpady rolnicze, odpady z przemysłu spożywczego i browarnictwa, biologiczne osady ściekowe czy frakcja biodegradowalna wydzielona z odpadów komunalnych. Zazwyczaj produkcja biometanu z biogazu polega na dos tosowaniu jego parametrów do wymogów stawianych przez odbiorców końcowych, takich jak opera torzy sieci gazowych, lub w bardziej lokalnym ujęciu, np. opera torzy floty pojazdów użyteczności publicznej. Proces oczyszczania obejmuje głównie usuwanie z niego zanieczyszczeń resztkowych (H2S, siloksany, HxCy, NH3, O2, CO) i inertów (głównie CO2 i N2). Z technicznego punktu widzenia w większości biogazowni oddzielenie CH4 od CO2 może być realizowane poprzez adsorpcję zmiennociśnieniową, separację membranową oraz fizyczną lub chemiczną absorpcję CO2.

Bio-SNG (ang. SNG ? Synthetic Natural Gas ? Syntetyczny Gaz Ziemny) to gaz, który z chemicznego punktu widzenia nie różni się od biometanu. Surowiec ten powstaje jednak w odmiennym procesie ? procesie metanizacji. W warunkach podwyższonego ciśnienia i temperatury oraz przy wykorzystaniu kataliza torów, na skutek reakcji wodoru z tlenkiem lub ditlenkiem węgla produkowany jest metan:

CO + 3H2  ? CH4 + H2O

CO2 + 4H2  ? CH4 + 2H2O

Mieszaninę substratów dla powyższych reakcji można uzyskiwać w procesie zgazowania. Drugą me todą jest produkcja wodoru z OZE, np. w procesie elektrolizy wody zasilanym zieloną energią elektryczną, czy w procesie reformingu fazy ciekłej. W takim układzie ditlenek węgla może być np. wychwytywany ze spalin.

Jeśli surowcami w procesie zgazowania były OZE, a wykorzystana w procesie produkcji wodoru energia elektryczna była wytworzona ze źródeł nieemitujących CO2, można mówić o odnawialności tak wyprodukowanego metanu. W tej perspektywie wykorzystanie energii elektrycznej jawi się również jako me toda stabilizacji sieci i magazynowania energii wyprodukowanej ze źródeł odnawialnych.

Gaz wysokometanowy wyprodukowany w opisanych powyżej technologiach jest równoważnym odpowiednikiem wykorzystywanego obecnie kopalnego gazu ziemnego, przez co jego transport, dystrybucja i wykorzystanie nie wymaga żadnych zmian w obrębie już posiadanej infrastruktury (sieci gazowe, stacje sprężania/rozprężania i magazyny, odbiorcy końcowi ? palniki, piece i kotły, silniki tłokowe, turbiny gazowe etc.).

Instytut Technologii Paliw i Energii w swoich strukturach łączy kompetencje badawcze i eksperckie w obu ww. ścieżkach produkcji odnawialnych gazów wysokometanowych oraz produkcji wodoru. Zadania te realizowane są przez dwa wyspecjalizowane zakłady, które realizują projekty z zakresu wdrażania zasad gospodarki o obiegu zamkniętym i transformacji energetycznej przemysłu.

Zapraszamy do kontaktu.

au tor: Waldemar Ostrowski
Zakład Gospodarki o Obiegu Zamkniętym
kontakt: wostrowski@itpe.pl  |  32 621 65 36