Βιοαέριο και βιομεθάνιο ως το μέλλον της θέρμανσης: προκλήσεις και πραγματικότητα

Η αποκαλούμενη βιοκλίμακα υπόσχεται περισσότερο βιομεθάνιο και λιγότερο ορυκτό φυσικό αέριο για τη θέρμανση των κτιρίων. Ωστόσο, μια ματιά στην πράξη αποδεικνύει κάτι πολύ σημαντικό: Το χάσμα μεταξύ των φιλοδοξιών και της πραγματικότητας παραμένει τεράστιο.

«Σαν ένα μεγάλο στομάχι αγελάδας»: Η Birgit Lüpschen ρίχνει μια ματιά μέσα από ένα μικρό άνοιγμα στον υπόγειο ζυμωτήρα. Εκεί μέσα, απουσία οξυγόνου, ζυμώνονται κοπριά, υπολείμματα ζώων και φυτικά απορρίμματα, τα οποία αναμειγνύονται και θερμαίνονται στους 40 βαθμούς. Ειδικά βακτήρια καταναλώνουν αυτή την καθόλου ορεκτική σούπα, μετατρέποντας τη σταδιακά σε βιοαέριο.

Το βιοαέριο βρίσκεται αυτή τη στιγμή στο επίκεντρο του ενδιαφέροντος για την ενεργειακή μετάβαση. Το νέο γερμανικό νομοσχέδιο για τον εκσυγχρονισμό των κτιρίων (GMG) βασίζεται στην υπόθεση ότι ένα αυξανόμενο ποσοστό βιομεθανίου θα αντικαταστήσει το ορυκτό φυσικό αέριο.

Πρόκειται για ένα επεξεργασμένο υποκατάστατο του φυσικού αερίου, που προορίζεται για τους λέβητες θέρμανσης.

• Από τις 9.605 εγκαταστάσεις βιοαερίου στη Γερμανία, μόλις 290 αναβαθμίζουν το αέριό τους σε βιομεθάνιο κατάλληλο για το δίκτυο, ενώ οι περισσότερες παράγουν επιτόπου ηλεκτρικό ρεύμα.
• Για πολλούς παλαιότερους παραγωγούς, η μετατροπή έγχυσης βιομεθανίου δεν είναι κερδοφόρα, επειδή το κόστος επένδυσης είναι τεράστιο και οι διαδικασίες αδειοδότησης χρονοβόρες.
• Μια σημαντική αύξηση της παραγωγής βιομεθανίου θα ήταν εφικτή μόνο μέσω μεγαλύτερης καλλιέργειας ενεργειακών φυτών, κάτι που ήδη δεσμεύει το 11% της καλλιεργήσιμης γης.
• Οι δημοτικές εγκαταστάσεις αποδεικνύουν ότι η παραγωγή βιομεθανίου από βιολογικά απόβλητα μπορεί να λειτουργήσει, αν και απαιτεί ισχυρή πολιτική βούληση.
• Το βιομεθάνιο είναι επίσης απαραίτητο στη βιομηχανία, την τηλεθέρμανση και την ηλεκτροπαραγωγή, δημιουργώντας τεράστιο ανταγωνισμό για αυτόν τον σπάνιο πόρο.

Μπορεί όμως ο κλάδος του βιοαερίου να προσφέρει όλα όσα υπόσχεται η πολιτική ηγεσία; Μια επίσκεψη σε αγρότες και εταιρείες διαχείρισης αποβλήτων δείχνει τι πραγματικά μπορούν να προσφέρουν σήμερα οι μονάδες βιοαερίου.

Παράλληλα, εξηγεί γιατί οι ειδικοί αμφιβάλλουν αν ο οικιακός λέβητας είναι η σωστή θέση για αυτό το υλικό.

Πολύ βιοαέριο, λίγο βιομεθάνιο

Συγκεκριμένα, το έγγραφο βασικών σημείων του GMG προβλέπει μια λεγόμενη βιοκλίμακα για τη θέρμανση.

Από το 2029, τα νέα συστήματα θέρμανσης πετρελαίου ή αερίου θα πρέπει να λειτουργούν με τουλάχιστον 10% κλιματικά φιλικά καύσιμα, όπως το βιομεθάνιο.

Αυτό το ποσοστό αναμένεται να αυξηθεί σταδιακά σε τρία βήματα μέχρι το έτος 2040.

Επιπλέον, από το 2028 θα ισχύσει μια υποχρεωτική ποσόστωση πράσινου αερίου για τους παρόχους, ξεκινώντας από το ένα τοις εκατό.

Έως το 2045, που αποτελεί τον νομικά κατοχυρωμένο στόχο για την κλιματική ουδετερότητα, τα ορυκτά καύσιμα θα πρέπει να έχουν εξαλειφθεί πλήρως από τα συστήματα θέρμανσης.

Το βιομεθάνιο αποτελεί ένα πλήρες υποκατάστατο του φυσικού αερίου, το οποίο εξάγεται μέσω του καθαρισμού και της επεξεργασίας του βιοαερίου.

Το βιοαέριο δημιουργείται με τη σειρά του μέσω της ζύμωσης ενεργειακών φυτών και οργανικών αποβλήτων. Σύμφωνα με την ένωση της βιομηχανίας, υπάρχουν σήμερα 9.605 μονάδες βιοαερίου.

Η συντριπτική πλειοψηφία των 9.315 μονάδων χρησιμοποιεί το παραγόμενο αέριο για να παράγει ηλεκτρικό ρεύμα σε τοπικούς σταθμούς συμπαραγωγής. Μόλις 290 μονάδες επεξεργάζονται το αέριο για να το μετατρέψουν σε βιομεθάνιο.

Η βιοκλίμακα αναμένεται να δημιουργήσει επιπλέον ζήτηση 1,5 έως 2,4 τεραβατώρων (TWh) ετησίως μέχρι το 2029.

Οι ανεξάρτητοι ερευνητές, ωστόσο, πιστεύουν ότι αυτή η τεράστια ζήτηση δεν μπορεί να καλυφθεί μόνο από την εγχώρια παραγωγή.

Πρέπει να συνυπολογιστεί ότι το βιοαέριο και το βιομεθάνιο χρησιμοποιούνται επίσης στη βιομηχανία και τις μεταφορές.

Έτσι, η αγορά της θέρμανσης μπαίνει σε έναν σκληρό ανταγωνισμό για έναν πολύ περιορισμένο πόρο.

Το ρεύμα, η θερμότητα και τα λιπάσματα έχουν προτεραιότητα

Για πολλούς παραδοσιακούς παραγωγούς, όπως η Birgit και ο Christoph Lüpschen, η μεθανοποίηση του βιοαερίου δεν αποτελεί επιλογή. Ο κύριος λόγος είναι οι εξαιρετικά υψηλές επενδύσεις που απαιτούνται.

Το ακατέργαστο βιοαέριο περιέχει CO₂, υδρόθειο και άλλες προσμίξεις που πρέπει να αφαιρεθούν πλήρως.

Η παραγωγός γάλακτος εξηγεί ότι στο κόστος κατασκευής προστίθενται οι αποθηκευτικοί χώροι και οι εξαιρετικά χρονοβόρες διαδικασίες αδειοδότησης.

Η παραγωγή είναι επίσης ελάχιστα ευέλικτη, καθώς αν δεν “ταΐσουν” το σύστημα για δύο εβδομάδες, τα βακτήρια απλώς πεθαίνουν. Αντί για βιομεθάνιο, η οικογένεια βασίζεται στην τριπλή αξιοποίηση των πόρων της εγκατάστασης.

Το βιοαέριο καίγεται επιτόπου σε μια μονάδα συμπαραγωγής για να παραχθεί ηλεκτρική ενέργεια και θερμότητα.

Το υγρό υπόλειμμα της ζύμωσης θερμαίνεται στους 70 βαθμούς για να εξοντωθούν τα μικρόβια και χρησιμοποιείται ως εξαιρετικό λίπασμα.

Περίπου 60 με 80 τόνοι φυτικών και ζωικών αποβλήτων ανακυκλώνονται καθημερινά με αυτόν τον έξυπνο τρόπο.

Τα απόβλητα προέρχονται από τις 240 αγελάδες τους, από έναν τοπικό παραγωγό φυτικών ροφημάτων και από υπολείμματα βύνης ενός ζυθοποιείου.

Στην είσοδο της φάρμας καταφθάνουν συνεχώς φορτηγά που παραδίδουν τρόφιμα από τοπικά εστιατόρια ή λαχανικά που δεν πουλήθηκαν. Όλη αυτή η διαδικασία δημιουργεί μια απόλυτα βιώσιμη κυκλική οικονομία.

Η οικογένεια επένδυσε συνολικά 4,5 εκατομμύρια ευρώ για την κατασκευή των δεξαμενών, του συστήματος καθαρισμού αερίου και του δικτύου τοπικής θέρμανσης.

Αυτό το δίκτυο διανέμει την πλεονάζουσα θερμότητα στην τοπική εκκλησία, σε έναν ξενώνα και σε μια βιομηχανική περιοχή με περίπου 30 διαφορετικές επιχειρήσεις.

Η τριπλή χρήση των αποβλήτων είναι τελικά ιδιαίτερα κερδοφόρα για τους αγρότες. Η φάρμα πουλάει ρεύμα, θερμότητα και λιπάσματα, χωρίς να χρειάζεται να αγοράσει εξωτερική ενέργεια.

Οι ίδιοι υπολογίζουν ότι εξοικονομούν περίπου 52.000 λίτρα πετρελαίου θέρμανσης τον χρόνο, παρόλο που η αρχική προσπάθεια είχε υποτιμηθεί.

Καλαμπόκι, κοπριά και μονοκαλλιέργειες

Μεταξύ 2007 και 2014, κατασκευάστηκε ένας τεράστιος αριθμός εγκαταστάσεων βιοαερίου λόγω των κρατικών επιδοτήσεων.

Οι μονάδες συν-ζύμωσης που επεξεργάζονται ζωικά και φυτικά απόβλητα αποτελούν μια μικρή μειοψηφία.

Οι περισσότερες εγκαταστάσεις βασίζονται σε ανανεώσιμες πρώτες ύλες, όπως το ειδικά καλλιεργημένο καλαμπόκι.

Αυτή η πρακτική οδηγεί σε τεράστιες γεωργικές μονοκαλλιέργειες και δημιουργεί μια σοβαρή σύγκρουση μεταξύ της παραγωγής τροφίμων και καυσίμων.

Καθώς εμφανίζονταν όλο και περισσότερα τεράστια χωράφια με καλαμπόκι, οι κανονισμοί άρχισαν να γίνονται πολύ πιο αυστηροί από το 2014, φρενάροντας τη ραγδαία επέκταση του κλάδου.

Μόνο το 20% περίπου της παραγόμενης ενέργειας προέρχεται σήμερα από βιολογικά απόβλητα και υπολείμματα.

Η υπηρεσία περιβάλλοντος εκτιμά ότι οι δυνατότητες παραγωγής ενέργειας από υπολείμματα παραμένουν χαμηλές.

Οποιαδήποτε αύξηση της παραγωγής στα 78 TWh θα σήμαινε απαραίτητα δραματική αύξηση των ενεργειακών καλλιεργειών.

Η συμβολή από τον κάδο βιολογικών απορριμμάτων

Η δημοτική εταιρεία διαχείρισης αποβλήτων RSAG αποδεικνύει ότι η έγχυση βιομεθανίου μπορεί να λειτουργήσει άριστα στην πράξη.

Αυτό, βέβαια, συμβαίνει υπό εντελώς διαφορετικές προϋποθέσεις σε σύγκριση με μια παραδοσιακή αγροτική εγκατάσταση βιοαερίου.

Τα αστικά και βιομηχανικά απόβλητα παρέχουν σήμερα σχεδόν 10 TWh βιοαερίου και βιομεθανίου.

Ωστόσο, οι περισσότεροι δήμοι περιορίζονται στην απλή κομποστοποίηση ή στην καύση σε σταθμούς παραγωγής ενέργειας από βιομάζα.

Κάθε επιπλέον βήμα επεξεργασίας αυξάνει σημαντικά το κόστος της διαχείρισης των οργανικών απορριμμάτων.

Η εταιρεία RSAG συλλέγει και επεξεργάζεται ετησίως περίπου 50.000 τόνους οργανικών απορριμμάτων και επιπλέον 18.000 τόνους πράσινων αποβλήτων.

Τα απορρίμματα κουζίνας, που είναι ιδανικά για την παραγωγή βιοαερίου, συλλέγονται όλο τον χρόνο. Οι φυσικές διακυμάνσεις έχουν ληφθεί σοβαρά υπόψη στον γενικό σχεδιασμό και τη λειτουργία της υπερσύγχρονης μονάδας.

Μετά τον διαχωρισμό από τα πλαστικά, η οργανική μάζα καταλήγει στον ζυμωτήρα. Εκεί, τα βακτήρια μετατρέπουν τα απόβλητα σε βιοαέριο και υπολείμματα ζύμωσης σε τεράστια κλίμακα.

Για την τελική παραγωγή βιομεθανίου, οι προσμίξεις αφαιρούνται προσεκτικά μέσω μιας εξειδικευμένης διαδικασίας πλύσης με αμίνες.

Η εγκατάσταση παράγει 2,3 εκατομμύρια κυβικά μέτρα βιομεθανίου ετησίως, ποσότητα που αρκεί για τη θέρμανση 1.265 νοικοκυριών.

Η παραγωγή αυτή εξοικονομεί 91.500 τόνους CO₂ σε βάθος εικοσαετίας.

Ολόκληρη η ποσότητα διοχετεύεται στο δίκτυο φυσικού αερίου, ενώ το εργοστάσιο καλύπτει τις δικές του ανάγκες με φωτοβολταϊκά και λέβητα βιομάζας.

Καλύτερα όχι στον λέβητα θέρμανσης

Το υπερσύγχρονο εργοστάσιο της RSAG κόστισε 36 εκατομμύρια ευρώ και ξεκίνησε να λειτουργεί το 2023. Ο αριθμός των εγκαταστάσεων που τροφοδοτούν το δίκτυο φυσικού αερίου έχει αυξηθεί σε 260.

Η βιομηχανία ελπίζει ότι μέχρι το 2030 θα μπορούσε να αντικατασταθεί ένα σημαντικό ποσοστό των εισαγωγών φυσικού αερίου.

Ωστόσο, αυτή ακριβώς η ευελιξία του βιομεθανίου εγείρει ένα κρίσιμο ερώτημα: Πού πρέπει πραγματικά να χρησιμοποιηθεί αυτός ο πολύτιμος πόρος; Ερευνητικά ινστιτούτα υποστηρίζουν ότι η αξία του είναι μεγαλύτερη στη βιομηχανία και στην ηλεκτροπαραγωγή.

Το βιομεθάνιο θα μπορούσε να καλύψει τις ώρες αιχμής στα εργοστάσια παραγωγής ρεύματος.

Η αναβάθμιση της τοπικής θέρμανσης και η εκμετάλλευση της απορριπτόμενης θερμότητας των μονάδων συμπαραγωγής θεωρείται πολύ πιο αποδοτική λύση. Πολλές μονάδες ήδη θερμαίνουν θερμοκήπια και δημόσια κολυμβητήρια, αλλά αυτές οι δυνατότητες παραμένουν γενικά ανεκμετάλλευτες λόγω της απουσίας ενός σαφούς κεντρικού σχεδιασμού.

Επιπλέον, μόνο το 60% των υφιστάμενων μονάδων θα μπορούσε να συνδεθεί εύκολα με το δημόσιο δίκτυο φυσικού αερίου. Αυτό προϋποθέτει ότι η υποδομή του φυσικού αερίου θα διατηρηθεί μακροπρόθεσμα, κάτι που αμφισβητείται καθώς όλο και περισσότερα νοικοκυριά εγκαθιστούν αντλίες θερμότητας για τις ανάγκες τους.

Πρακτικές συμβουλές και ο ρόλος του καταναλωτή στην ενεργειακή μετάβαση

Η στροφή προς το βιομεθάνιο δεν αφορά μόνο τις μεγάλες βιομηχανίες και τους αγρότες, αλλά επηρεάζει άμεσα τον τελικό καταναλωτή.

Καθώς η Ευρώπη κινείται προς την πλήρη απαλλαγή από τον άνθρακα, οι ιδιοκτήτες ακινήτων πρέπει να προετοιμαστούν κατάλληλα για το μέλλον της θέρμανσης.

Η απλή αντικατάσταση ενός παλιού λέβητα με έναν νέο που καίει πράσινο αέριο δεν αρκεί πλέον από μόνη της για τη μακροπρόθεσμη βιωσιμότητα.

Η πραγματική λύση για τα περισσότερα σύγχρονα νοικοκυριά βρίσκεται στη χρήση υβριδικών συστημάτων θέρμανσης.

Αυτά τα συστήματα συνδυάζουν τις παραδοσιακές τεχνολογίες αερίου με ανανεώσιμες πηγές ενέργειας, όπως οι αντλίες θερμότητας.

Όταν ο καιρός είναι ήπιος, η αντλία θερμότητας αναλαμβάνει το φορτίο με ελάχιστο κόστος.

Σε ακραίες συνθήκες ψύχους, ο λέβητας βιομεθανίου ενεργοποιείται για να καλύψει τις αυξημένες ενεργειακές απαιτήσεις.

Παράλληλα, το κόστος αποτελεί έναν καθοριστικό παράγοντα που δεν πρέπει να αγνοηθεί. Το βιομεθάνιο, ως επεξεργασμένο και εξειδικευμένο προϊόν, αναμένεται να είναι πιο ακριβό από το συμβατικό φυσικό αέριο.

Επομένως, η απόλυτη εξάρτηση ενός νοικοκυριού αποκλειστικά από την καύση πράσινου αερίου θα μπορούσε να οδηγήσει σε εξαιρετικά υψηλούς λογαριασμούς τα επόμενα χρόνια.

Η ενεργειακή αναβάθμιση του κελύφους του κτιρίου είναι το πρώτο και σημαντικότερο βήμα.

Σε ευρωπαϊκό επίπεδο, η συζήτηση για τη σταδιακή κατάργηση των εκτεταμένων δικτύων φυσικού αερίου σε κατοικημένες περιοχές έχει ήδη ξεκινήσει.

Τα δίκτυα αυτά ίσως μετατραπούν σε μικρότερα, έξυπνα δίκτυα που θα εξυπηρετούν κυρίως βιομηχανικά πάρκα.

Συνεπώς, οι ιδιώτες πρέπει να επενδύσουν στην ενεργειακή αυτονομία, εγκαθιστώντας φωτοβολταϊκά συστήματα και μειώνοντας την άμεση εξάρτησή τους από κεντρικές παροχές καυσίμων.

Η συνετή χρήση του βιομεθανίου θα είναι το κλειδί για μια δίκαιη ενεργειακή μετάβαση.