Reklama

Biometan – základní přehled

25.6.2024

Ing. Josef Hodboď, TZB-info, redakce

Biometan, obnovitelný nositel energie, je plně standardizovaným řešením s velkým potenciálem na cestě k dekarbonizaci a snížení závislosti na producentech fosilních paliv. Stručný souhrn základních informací.

Reklama

Obr. Produkce biometanu roste a trend se zrychluje. (Zdroj: GasNet)

Za biometan, který je srovnatelný se zemním plynem, se považuje plyn obsahující minimálně 95 % metanu. Vyrábí se z bioplynu tím, že se bioplyn zbaví nežádoucích příměsí. Distribuuje se v plynné formě vtláčením do plynovodů, případně i jako stlačený, BioCNG, s využitím zejména v dopravě. Využití biometanu jako zdroje tepla pro vytápění, přípravu teplé vody, ale i v průmyslu proto nevyžaduje žádné úpravy zařízení certifikovaných pro zemní plyn.

Vzhledem k praktické shodě vlastností zemního plynu a biometanu není nutné na straně spotřebitelů plynu dělat jakákoliv opatření na spotřebičích.

Výroba biometanu

Základní surovina k výrobě biometanu, bioplyn, obsahuje dva majoritní plyny, a to metan CH₄ (cca 60 až 70 %) a oxid uhličitý CO₂ (cca 30 až 40 %). V mnohem menší míře také složky organického nebo anorganického charakteru, např. sulfan H₂S, dusík N₂, čpavek NH₃, vodu H₂0, siloxany a jiné. Bioplyn vzniká při tzv. metanové fermentaci biomasy rozložitelné za anaerobních podmínek, tedy bez přítomnosti vzduchu, respektive kyslíku v něm. Jedná se o nejrůznější druhy biologicky rozložitelných odpadů nebo i zemědělsky cíleně pěstované plodiny, či jen jejich části.

Obr. 1 Při zušlechťování bioplynu separací se z něj odstraňuje především CO₂, ale i další minoritní látky.

Vyrobený surový bioplyn je čištěn, zbavován nežádoucích složek. Především vody, oxidu uhličitého, sulfanu, kyslíku, dusíku, vyšších uhlovodíků, halogenderivátů uhlovodíků a křemíku resp. organokřemičitých sloučenin. V současnosti se k úpravě bioplynu na biometan využívá především technologie vícestupňové membránové separace.

Po vyčištění bioplynu lze vzniklý biometan vtláčet do plynárenské sítě pomocí vtláčecí stanice. Vhodně se jeví zejména vtláčení do středotlaké nebo vysokotlaké plynárenské sítě, kde výstupní tlak plynu z čistícího zařízení je dostatečný a není nutná další komprese plynu a náklady spojené s kompresí a distribucí plynu jsou minimální. Vtláčení do nízkotlaké plynárenské sítě není zatím běžné, je ve stádiu ověřování.

Obr. 2 Zušlechťování bioplynu methanizací CO₂, (Zdroj: [6])

Vedle výroby biometanu z bioplynu jen jeho čištěním, se rozvíjí i technologie katalytické methanizací oxidu uhličitého vodíkem viz [6], tedy přeměny oxidu uhličitého obsaženého v bioplynu (25 až 48 obj. %) na metan. Tím se z bioplynu získá více biometanu, viz [6]. Odstranění minoritních látek je samozřejmě i zde nutné.

Aktuální stav a potenciál rozvoje

Aktuálně platná česká legislativa vytvořila přijatelné podmínky pro vtláčení biometanu do plynovodů se zemním plynem. Distribuční společnosti si již prošlapaly cestu schvalovacím procesem, takže nejde o ojedinělý, ale nyní plně standardizovaný proces.

První česká biometanová stanice, Rapotín, byla spuštěna v roce 2019. Aktuálně v červnu 2024 je v provozu již 6 biometanových stanic a Energetický regulační úřad ERÚ eviduje celkem 20 subjektů s udělenou licencí na výrobu plynu (biometanu).

Ze všech v ČR provozovaných bioplynových stanic, aktuálně jich je více než 550, je cca 266 stanic v dosahu do 2 km od VTL plynovodů a dalších 117 stanic je v ještě přijatelné vzdálenosti do 5 km [4]. Toto zjištění naznačuje velké možnosti pro vtláčení biometanu s investičně příznivými náklady. Podle odhadu asociace CZ Biom by do roku 2030 mohlo v Česku na výrobu biometanu přejít asi 150 až 200 bioplynových stanic.

Závislost Česka na dovozu zemního plynu sníží domácí výroba obnovitelných plynů. Mezi dostupná řešení patří právě i biometan. Domácí biometan má potenciál do roku nahradit přibližně čtvrtinu současné spotřeby zemního plynu v domácnostech. V roce 2022 se výroba biometanu pohybovala kolem 1,2 milionu m³ ročně. Podle aktualizace evropské směrnice o obnovitelných zdrojích (RED) má Česko dostatečný potenciál udržitelných surovin k tomu, aby do konce desetiletí vyrábělo až 700 milionů m³ biometanu ročně.

Trend přesunu, od pouhé výroby a využití bioplynu s malou účinností jen k produkci elektřiny bez využití souběžně vznikající tepelné energie, k výrobě biometanu vtláčeného do plynovodů podpoří připravené dotační programy.

Zavedená možnost zakoupit u výrobce zvolené množství biometanu s certifikátem původu, tedy s dokladem o jeho výrobě s využitím obnovitelných zdrojů energie, umožní spotřebitelům plynu distribuovaného prostřednictvím plynovodů prokazovat zvýšení podílu OZE, aniž by museli být přímo napojeni na výrobu biometanu. V některých státech EU je to již spotřebiteli využíváno.