Biometan místo 10 procent fosilního plynu?

Na biometan spoléhá i Evropská unie, která aktuálně schvaluje balík návrhů směřující mimo jiné k úplnému ukončení evropského importu zemního plynu z Ruska do roku 2030. Plénum bude hlasovat i o zákazu uzavírat dlouhodobé smlouvy na nákup fosilního plynu po roce 2049. Energetici nově budou muset informovat o svých plánovaných nákupech plynu v ročních objemech přesahujících 5 TWh, a tato povinnost se bude týkat i prolongace stávajících kontraktů. Nová legislativa k vnitřnímu trhu se zemním plynem, s plyny z obnovitelných zdrojů a s vodíkem má na všech frontách podpořit postupné nahrazování konvenčního zemního plynu právě biometanem a vodíkem.

Biometan má přitom oproti vodíku tu výhodu, že jeho vlastnosti jsou prakticky identické s tradičním zemním plynem a k jeho přepravě lze bez jakýchkoli úprav využít stávající plynofikační síť. Projednávaný právní rámec proto vychází z doporučení, aby vodík primárně sloužil v čisté podobě například v ocelářském nebo chemickém průmyslu a námořní či letecké dopravě, a jeho přidávání do zemního plynu pro využití ve stávající plynofikační soustavě by mělo být až krajní možností.

Srovnatelně s čistým zemním plynem se totiž chová jen směs zemního plynu s obsahem vodíku maximálně do 20 procent. Jakmile je tato hranice překročena, jsou bezpodmínečně nutné dodatečné investice do sítě a do úpravy plynárenských zařízení. Dalším úskalím by mohla být případná různá úroveň podílu vodíku ve směsi přepravované v plynovém potrubí v jednotlivých zemích, což by navíc vedlo k narušení jednotného trhu se „zemním“ plynem. Přimícháváním do zemního plynu navíc vodík ztrácí na hodnotě.   

Biometan se získává z bioodpadu

Biometan je výsledkem čištění a dalšího zušlechťování bioplynu. Bioplyn vzniká přirozeným procesem anaerobní digesce (kontrolovaná mikrobiální přeměna organických látek bez přístupu vzduchu) biomasy a dalšího biologického materiálu, jako je zemědělský a lesnický odpad. Takto vyrobený bioplyn obvykle obsahuje metan, oxid uhličitý (CO2) a další složky typu sirovodíku, siloxanu, amoniaku a dusíku. Objem metanu v bioplynu dosahuje 50 až 55 procent, CO2 představuje zhruba 30 až 35 procent. Při následné úpravě bioplynu na biometan se zvyšuje podíl metanu a odstraňují se všechny nežádoucí příměsi, aby bylo dosaženo vlastností odpovídajících běžnému zemnímu plynu.

Podíl metanu je potřeba zvýšit nejméně na 95 procent, hladinu CO2 naopak dostat pod 2,5 procenta a také odstranit stopové příměsi sirných a dusíkatých sloučenin či inertní plyny. Navýšení obsahu metanu je průvodním jevem odstranění CO2, což se zpravidla děle trojím způsobem. Při aminové vypírce dochází k absorpci (vstřebání) a oddělení CO2 v absorpční koloně za pomoci kapalinového rozpouštědla na bázi aminů. Metoda vakuové a tlakové regenerační adsorpce (zachycení na povrchu) spočívá v tom, že bioplyn v prostředí se zvýšeným tlakem prochází soustavou adsorpčních lůžek s uhlíkovými molekulovými síty, která dokážou od metanu odloučit CO2 a částečně i další složky. Membránová separace k oddělení metanu od CO2 využívá propustných membrán.

Běžné bioplynky biometan (zatím) vyrobit neumějí

Svaz moderní energetiky podle vloni zveřejněných údajů eviduje v České republice přibližně 570 bioplynových stanic. Kolem 400 jich funguje v zemědělství, kalové plyny produkuje přes 100 komunálních a průmyslových čistíren odpadních vod a dalších asi 70 bioplynek představují výrobny skládkového plynu. Bioplyn se primárně využívá na výrobu elektřiny nebo tepla. Zušlechtěním bioplynu na biometan se dosud zabývá jen zlomek bioplynových stanic. Podle statistik z roku 2022 se v celé České republice ročně vyrobí kolem 1,2 milionu metrů krychlových (m3) biometanu. Spotřeba zemního plynu u nás přitom vloni dosáhla historicky nejnižší úrovně od roku 1992 a činila 6,76 miliardy m3, což odpovídá 73,7 terawatthodinám (TWh).

Modernizovaná bioplynová stanice u Rakvic na Břeclavsku zpracovává zemědělský odpad na bioplyn a následně na biometan v kvalitě, která pro jeho další přepravu umožňuje využít plynovod rozvodné plynofikační sítě společnosti GasNet. Roční produkce biometanu v Rakvicích by měla dosahovat 6,84 gigawatthodin.

Ministerstvo průmyslu a obchodu předpokládá, že bioplynové stanice by v roce v roce 2030 mohly dodávat kolem 500 milionů m3 biometanu, tedy přes 7 procent loňské roční spotřeby zemního plynu v České republice. A pokud by se naplnila očekávání Asociace CZ BIOM a v následujících letech by se výrobě biometanu u nás věnovalo 150 až 200 bioplynových stanic, přesáhla by jejich produkce deset procent celkové spotřeby plynu.