Certyfikowana, wytwarzana w sposób zrównoważony biomasa jest dostępna na szeroką skalę i może stać się cichym bohaterem polskiej transformacji energetycznej

Konwersja elektrowni węglowych – zarówno jednostek kogeneracyjnych, jak i wytwarzających tylko energię elektryczną - na zasilanie w 100% zrównoważoną biomasą (pelletem drzewnym) jest sprawdzonym sposobem na zastąpienie węgla i czego przykładaem są doświadczenia Danii i Wielkiej Brytanii – krajów wiodących w walce ze zmianami klimatycznymi. Mimo ograniczonych możliwości wykorzystania dostaw lokalnych, państwa te zdecydowały się na podpisanie długoterminowych kontraktów na dostawy pelletu drzewnego, w tym z USA.

Podczas gdy energia wiatrowa i słoneczna pozostają w centrum uwagi, to właśnie bioenergia odpowiada za ponad połowę produkcji energii odnawialnej w Unii Europejskiej, a liczby te można znacząco zwiększyć. W Polsce coraz częściej mówi się o ograniczeniu wydobycia i wykorzystania węgla, zapominając, że istnieje sposób na szybką, przystępną cenowo dekarbonizację, utrzymując przy tym istniejące miejsca pracy.

Spodziewany wzrost

W kwietniu, ceny uprawnień do emisji dwutlenku węgla osiągnęły rekordowy poziom. Uprawnienie do emisji jednej tony CO2 kosztowało 45 euro, co oznacza wzrost o 115 proc. w porównaniu z tym samym okresem ubiegłego roku. Ponieważ Bruksela stawia sobie jeszcze ambitniejsze cele w ramach Europejskiego Zielonego Ładu, niektóre analizy wskazują, że w 2030 r. ceny te mogą osiągnąć poziom 129 euro za tonę. Oprócz presji kosztowej, Polska ma swoje własne cele klimatyczne do spełnienia, a w ramach polskiego Krajowego Planu na Rzecz Energii i Klimatu  rząd zobowiązał się do zwiększenia udziału odnawialnych źródeł energii z obecnych 11% do 23% do 2030 roku. Jednocześnie spodziewany jest wzrost ambicji celów unijnych, a Polska będzie zobowiązana partycypować w ich osiągnięciu.

Pomimo znacznego wzrostu finansowania źródeł odnawialnych (dodatkowe 8,6 GW w ciągu ostatnich sześciu lat), ich udział w końcowym zużyciu energii spowolnił i pozostaje w tyle za przyjętymi celami. Wynika to z rosnącego zużycia energii spowodowanego szybkim wzrostem gospodarczym, spowolnienia inwestycji przy przechodzeniu na wsparcie oparte na aukcjach oraz niewystarczających warunków pogodowych, które spowodowały spadek produkcji energii ze źródeł odnawialnych. Ponadto, znaczna liczba pracowników zatrudnionych na stanowiskach związanych pośrednio lub bezpośrednio z sektorem wydobycia węgla lub w przemyśle oraz ograniczenia fiskalne stanowią przeszkodę dla przeprowadzenia szeroko zakrojonych reform. Nie ma idealnych sposobów transformacji energetycznej, ale biomasa ma do odegrania pewną rolę i rozwiązuje wiele problemów stojących przed branżą.

Pełna konwersja na biomasę przyczynia się do łagodzenia skutków zmian klimatycznych

W przeszłości, biomasa była wykorzystywana w procesie współspalania z węglem lub innym paliwem kopalnym, ale od tego momentu rozwinięto nowe technologie. To, co jest teraz wymagane jest konwersja (znana również jako modernizacja/retrofitting) wybranych, krytycznych dla systemu elektroenergetycznego elektrowni węglowych, tak by spalały 100% biomasy. Jest to kierunek rozwoju w krajach wiodących w przeciwdziałaniu zmianom klimatu, takich jak Dania, Holandia czy Wielka Brytania.

Pellet drzewny pozyskiwany w sposób zrównoważony może ograniczyć o ponad 85% emisję CO2 w porównaniu do węgla kamiennego i około 70% w porównaniu do gazu ziemnego. Wysokie wskaźniki osiągane są nawet bez uwzględniania emisji związanych z łańcuchem dostaw, w tym produkcji i transportu! Dlatego też biomasa liczy się do celów UE w zakresie odnawialnych źródeł energii, nie jest objęta systemem EU-ETS, a taksonomia UE kategoryzuje ją jako posiadającą "znaczący wkład" w łagodzenie skutków zmian klimatycznych.

Wspieranie rozwoju energetyki wiatrowej i słonecznej, zapewniając wzrost gospodarczy

Pellet drzewny pozyskiwany w zrównoważony sposób, wykorzystywany w elektrowniach lub elektrociepłowniach, zastępuje węgiel w stosunku jeden do jednego, co oznacza, że każdy MW biomasy, który zostanie włączony do sieci, zmniejsza udział węgla o jeden MW. W rezultacie, biomasa pozwala na ambitną i szybką transformację miksu energetycznego.  Nie tylko zmniejsza ryzyko wpływu pogody na produkcję energii odnawialnej, ale może również pomóc w zaspokojeniu istniejącego popytu na energię, podczas gdy nowe moce wiatrowe i słoneczne będą nadal rozwijane.

Ambitne plany zwiększenia produkcji energii słonecznej i wiatrowej będą wiązały się z równie trudnym zadaniem zintegrowania ich z systemem elektroenergetycznym. PSE już wyraziło obawy o stabilność systemu po wyłączeniu kilku elektrowni węglowych w 2025 roku, a problem ten będzie się nasilał wraz ze wzrostem produkcji energii ze źródeł odnawialnych. Przekształcone elektrownie węglowe działające w 100% w oparciu o zrównoważoną biomasę mogą zapewnić odnawialne, niezawodne zasilanie rezerwowe, wspierające integrację energii wiatrowej i słonecznej z systemem.

Nowe, sprawiedliwe podejście

Konwersja istniejących aktywów węglowych na zasilanie biomasą daje byłym elektrowniom nowe, zielone życie, unikając kosztownych przestojów. Co ważniejsze, ponieważ elektrownia na biomasę funkcjonuje w podobny sposób jak elektrownia węglowa, konwersja pozwala zachować istniejące miejsca pracy. Ponad 13 000 osób jest bezpośrednio zatrudnionych w elektrowniach węglowych w Polsce i utrzymanie części miejsc pracy mogłoby złagodzić społeczne skutki transformacji.

Konwersja na biomasę nie tylko chroni miejsca pracy, ale także je tworzy. Konwersja brytyjskiego dostawcy energii Drax przyczyniła się do powstania 7000 miejsc pracy - prawie połowa w budownictwie, przemyśle wytwórczym i transporcie. Umożliwiła również innym firmom zainwestowanie ponad 250 mln funtów w powiązaną infrastrukturę portową, kolejową i drogową, tworząc kolejne 4 400 miejsc pracy.

Biorąc pod uwagę całkowity koszt produkcji energii, biomasa jest konkurencyjna w stosunku do energii wiatrowej i słonecznej. Tym bardziej, jeśli weźmiemy pod uwagę zdolność biomasy do zapewnienia źródła ciepła, a tym samym alternatywę dla węgla w przypadku kogeneracji. Jak widać poniżej na przykładzie niemieckiego systemu energetycznego, z punktu widzenia kosztów,  biomasa jest konkurencyjna w stosunku do innych źródeł odnawialnych, takich jak energetyka wiatrowa i słoneczna, tym bardziej jeśli weźmiemy pod uwagę jej zdolność do dekarbonizacji ciepłownictwa.

Inną kluczową zaletą konwersji elektrowni węglowej na zasilanie zrównoważoną biomasą jest szybkość. Zbliża się 2030 rok, który jest rokiem granicznym, jeżeli chodzi o wypełnienie zobowiązań klimatycznych. Od podjęcia ostatecznej decyzji inwestycyjnej do uruchomienia pierwszej elektrowni na biomasę może upłynąć zaledwie dwa lata. Tak było w przypadku elektrociepłowni w Avedøre, w Danii, której koszt wyniósł około 100 milionów euro (w tym przedłużenie okresu eksploatacji). 

Zapewnienie zrównoważonego rozwoju na dużą skalę

Pellet drzewny sam w sobie nie jest może nowością w świecie energetyki, ale rozwój rynku umożliwił dostarczanie zrównoważonej biomasy na skalę niezbędną do pełnej konwersji sektora węglowego. Biomasa nie jest już produktem lokalnym, którego przydatność jest ograniczona przez brak możliwości transportu, ale stała się towarem globalnym. Szacuje się, że można wytworzyć około 50 milionów ton surowca na świecie.

Około 7 milionów ton jest produkowanych i eksportowanych z obszaru południowo-wschodniego Stanów Zjednoczonych, ale to co oferują firmy takie jak Enviva to nie tylko wolumen, ale przede wszystkim bezpieczeństwo dostaw. Dzięki posiadanym zasobom oraz rozwiniętej sieci logistycznej w ostatniej dekadzie, producenci biomasy w tym regionie są w stanie zaoferować długoterminowe kontrakty o stałej cenie. Daje to właścicielom elektrowni takie samo bezpieczeństwo w zakresie źródła paliwa, jak w przypadku węgla, ale bez emisji dwutlenku węgla.

Jednym z fundamentów, które leżą u podstaw tego jest sama skala obszaru zalesionego. Lasy południowo-wschodnie USA zajmują 1,1 mln km2 - to jest 12 razy więcej niż znaczne lasy w Polsce i równowartość powierzchni Polski, Niemiec i Szwecji razem wziętych.

Obszar ten jest nie tylko duży, ale również bardzo wydajny. Południowo-wschodni obszar USA dostarcza około 5 % drewna przemysłowego na świecie. Ta produktywność jest niezbędna dla producentów biomasy, którzy opierają się na tym, co jest w zasadzie drewnem odpadowym, które nie nadaje się do wykorzystania w żadnym innym przemyśle. Zbieramy je, zapewniając dodatkowy strumień przychodów dla właścicieli lasów, następnie zamieniamy w pellet i wysyłamy do Europy, umożliwiając właścicielom elektrowni przejście z węgla o wysokiej emisyjności na niskoemisyjny pellet.

Zapewnienie neutralności węglowej przy jednoczesnym dbaniu o lasy

Istotna rola biomasy w transformacji energetycznej jest oparta na biogenicznym cyklu węglowym. W przypadku paliw kopalnych jest to liniowa podróż w jedną stronę - wykopujemy je, spalamy i uwalniamy CO2 do atmosfery. W przypadku biogenicznego cyklu węglowego jest to po prostu koło. Drewno jest pobierane z wycinki, transportowane do elektrowni i spalane, a odrastające drzewa pochłaniają uwolniony węgiel. Podstawową cechą, na której opiera się ten cykl, jest to, że biomasa pochodzi z rosnących lasów, w których wycięte obszary zostaną ponownie zasadzone. Dokładnie to samo dzieje się na południowym wschodzie USA, gdzie w ciągu ostatnich dwudziestu lat przyrost lasów wyniósł 21%, a od lat 50. podwoił się.

Fakt, że pobieranie drewna z lasu prowadzi do jego wzrostu nie jest oczywiste na pierwszy rzut oka. Popyt na drewno, w tym biomasę, przekłada się na zwiększoną podaż - tak jak na każdym innym rynku. Właściciele lasów w południowo-wschodnich Stanach Zjednoczonych zwiększają produkcję i decydują się na utrzymani terenów leśnych dlatego, że istnieją odpowiednie rynki zbytu.

Zrównoważony rozwój z triadą wyzwań

Rozważane wykorzystanie biomasy w krajowym systemie energetycznym należy rozpocząć gwarancji, że wykorzystywana biomasa jest pozyskiwana w zrównoważony sposób. Należy zatem zastanowić się, jak zapewnić, że biomasa jest pozyskiwana w sposób zrównoważony i ograniczy emisję CO2 z sektora energetycznego?  

Po pierwsze, wszystkie działania związane z produkcją surowca są zgodne z amerykańskim prawem, w tym regulacjami dotyczącymi zagrożonych gatunków (Endangered Species Act) i zarządzaniem zasobami wodnymi (Clean Water Act), jak również z najlepszymi praktykami gospodarki leśnej na poziomie stanowym.  Naruszenie tych praw i przepisów skutkuje wysokimi karami pieniężnymi, a nawet karą więzienia, co czyni je jednymi z najbardziej rygorystycznych na świecie.

Po drugie, prawo unijne, takie jak dyrektywa w sprawie energii odnawialnej (RED II) i rozporządzenie UE w sprawie drewna, gwarantują, że biomasa jest pozyskiwana legalnie i z obszarów, w których zapewnione jest odnawianie lasów. Ponadto gwarantuje ono, że podczas zbiorów przestrzega się jakości gleby i różnorodności biologicznej, zaś obszary objęte ochroną przyrody pozostają nienaruszone, a zbiory utrzymują lub zwiększają długoterminową zdolność produkcyjną lasu. Krótko mówiąc, RED II gwarantuje, że biomasa wykorzystywana w Europie spełnia kryteria wymienione w regulacji oraz jest pozyskiwana w sposób zrównoważony.

Po trzecie, w celu weryfikacji źródła produkcji biomasy (i przestrzegania powyższych zasad), amerykańscy producenci pelletu korzystają z globalnych certyfikatów leśnych w ramach programów takich jak Sustainable Biomass Program (SBP). Certyfikaty te, które podlegają corocznemu,  niezależnemu audytowi, oceniają ryzyko niezrównoważonego pozyskiwania w całym łańcuchu dostaw i wymagają wprowadzenia środków zaradczych w celu wyeliminowania zidentyfikowanego ryzyka przed wydaniem certyfikatu. Cała biomasa Envivy jest certyfikowana zgodnie ze standardem SBP.

Przekształcenie elektrowni węglowych lub elektrociepłowni na zasilane w 100% biomasą jest nie tylko przystępnym i szybkim sposobem na dekarbonizację, ale może również chronić i tworzyć  miejsca pracy oraz generować zieloną energię. Rozwój globalnego rynku biomasy w ostatniej dekadzie oznacza, że właściciele elektrowni mogą nie tylko zabezpieczyć swoje dostawy, ale także ich zrównoważony charakter - biomasa może być cichym bohaterem polskiej transformacji energetycznej.

Autor: Jens Wolf, wiceprezes i dyrektor generalny na Europę w firmie Enviva