Ekologiczny gaz - mit czy rzeczywistość?

Wprowadzenie do debaty o "ekologicznym gazie"

W kontekście transformacji energetycznej i dążenia do gospodarki niskoemisyjnej, gaz ziemny jest często przedstawiany jako "czyste" lub "ekologiczne" paliwo. W porównaniu do węgla czy ropy naftowej, spalanie gazu ziemnego rzeczywiście prowadzi do mniejszej emisji dwutlenku węgla. Jednak czy to wystarczy, aby nazwać gaz "ekologicznym" paliwem? W niniejszym artykule przyjrzymy się różnym aspektom wpływu gazu ziemnego na środowisko oraz przeanalizujemy, czy określenie "ekologiczny gaz" jest uzasadnione, czy raczej stanowi element marketingu.

Gaz ziemny a emisja CO₂

Główną zaletą gazu ziemnego, podkreślaną przez jego zwolenników, jest niższa emisja CO₂ podczas spalania w porównaniu do innych paliw kopalnych:

• Spalanie gazu ziemnego emituje około 50-60% mniej CO₂ niż spalanie węgla przy produkcji tej samej ilości energii.
• W porównaniu do ropy naftowej, gaz ziemny emituje około 25-30% mniej CO₂.

Te liczby rzeczywiście wskazują na istotną przewagę gazu ziemnego w kontekście emisji dwutlenku węgla. W Polsce, gdzie wciąż znaczną część energii elektrycznej produkuje się z węgla, zastąpienie elektrowni węglowych nowoczesnymi elektrociepłowniami gazowymi może prowadzić do znaczącej redukcji emisji CO₂.

Jednakże, redukcja emisji CO₂ to tylko jeden aspekt oddziaływania gazu ziemnego na środowisko. Aby w pełni ocenić jego "ekologiczność", należy wziąć pod uwagę również inne czynniki.

Problem emisji metanu

Gaz ziemny składa się głównie z metanu (CH₄), który sam w sobie jest potężnym gazem cieplarnianym. W perspektywie 20-letniej, metan ma potencjał cieplarniany około 84-86 razy większy niż CO₂, co oznacza, że emisja 1 tony metanu do atmosfery ma taki sam efekt cieplarniany jak emisja 84-86 ton CO₂.

Metan może przedostawać się do atmosfery na różnych etapach łańcucha dostaw gazu ziemnego:

• Wydobycie - nieszczelności w odwiertach i instalacjach wydobywczych mogą prowadzić do uwolnienia metanu.
• Transport - wycieki z gazociągów, stacji kompresujących i przy przeładunku LNG.
• Dystrybucja - nieszczelne sieci dystrybucyjne, zwłaszcza starsze, mogą być źródłem znaczących emisji metanu.

Według najnowszych badań, emisje metanu z łańcucha dostaw gazu ziemnego mogą być znacznie wyższe niż dotychczas szacowano. W zależności od regionu i konkretnej infrastruktury, straty metanu mogą wahać się od 1% do nawet 6% całkowitej ilości wydobywanego gazu.

W Polsce, podobnie jak w wielu innych krajach, prowadzi się działania mające na celu redukcję emisji metanu z infrastruktury gazowej. PSG i Gaz-System inwestują w nowoczesne systemy monitoringu i detekcji wycieków, które mają ograniczyć niekontrolowane emisje metanu.

Ekologiczne alternatywy dla konwencjonalnego gazu ziemnego

W kontekście dążenia do bardziej zrównoważonej energetyki, rozwijane są również alternatywne, bardziej ekologiczne rodzaje gazów:

1. Biometan

Biometan to oczyszczony biogaz, produkowany w procesie fermentacji beztlenowej odpadów organicznych, takich jak odchody zwierzęce, odpady z przemysłu spożywczego czy osady ściekowe. Główne zalety biometanu:

• Jest odnawialnym źródłem energii.
• Ma zbliżone właściwości do gazu ziemnego, więc może być wykorzystywany w istniejącej infrastrukturze gazowej.
• Jego produkcja pozwala na zagospodarowanie odpadów organicznych.
• W całym cyklu życia ma znacznie niższy ślad węglowy niż konwencjonalny gaz ziemny.

W Polsce potencjał produkcji biometanu szacuje się na 7-8 mld m³ rocznie, co stanowi około 40% krajowego zużycia gazu. Jednak obecnie jego produkcja jest wciąż marginalna - działa jedynie kilka instalacji pilotażowych.

2. Wodór

Wodór może być produkowany z wykorzystaniem energii elektrycznej w procesie elektrolizy wody. Jeśli do tego procesu wykorzystywana jest energia z odnawialnych źródeł, mówimy o "zielonym wodorze", który może być niskoemisyjnym nośnikiem energii.

• Spalanie wodoru nie powoduje emisji CO₂, a jedynie parę wodną.
• Wodór może być mieszany z gazem ziemnym (do pewnych stężeń) i transportowany istniejącą infrastrukturą gazową.
• W dłuższej perspektywie możliwe jest przystosowanie sieci gazowych do transportu czystego wodoru.

Polski rząd przyjął w 2021 roku Polską Strategię Wodorową, która zakłada znaczący rozwój produkcji i wykorzystania wodoru w gospodarce do 2030 roku.

Gaz ziemny jako paliwo przejściowe

W kontekście transformacji energetycznej gaz ziemny jest często przedstawiany jako "paliwo przejściowe" - etap pośredni między energetyką opartą na węglu a w pełni odnawialnym systemem energetycznym. Argumenty za takim podejściem:

• Elastyczność - elektrownie gazowe mogą szybko zwiększać i zmniejszać produkcję, co czyni je dobrym uzupełnieniem dla niestabilnych odnawialnych źródeł energii, takich jak wiatr czy słońce.
• Istniejąca infrastruktura - rozbudowana sieć gazowa może być w przyszłości wykorzystana do transportu biometanu lub mieszanek wodorowych.
• Szybka redukcja emisji - zastąpienie elektrowni węglowych gazowymi pozwala na szybkie zmniejszenie emisji CO₂ bez konieczności czekania na pełny rozwój technologii OZE.

Z drugiej strony, krytycy koncepcji gazu jako paliwa przejściowego wskazują na:

• Ryzyko "lock-in" - znaczące inwestycje w infrastrukturę gazową mogą opóźnić przejście na całkowicie bezemisyjne źródła energii.
• Problem emisji metanu - jak wspomniano wcześniej, emisje metanu mogą znacząco zmniejszać korzyści klimatyczne zastąpienia węgla gazem.
• Konkurencja z OZE - środki finansowe przeznaczone na rozwój infrastruktury gazowej mogłyby być wykorzystane na przyspieszenie rozwoju odnawialnych źródeł energii.

Czy gaz ziemny może być "ekologiczny"?

Określenie gazu ziemnego jako "ekologicznego" paliwa jest znacznym uproszczeniem, które może wprowadzać w błąd. Bardziej adekwatne byłoby stwierdzenie, że gaz ziemny jest mniej szkodliwy dla klimatu niż węgiel czy ropa naftowa, ale wciąż jest paliwem kopalnym, którego spalanie przyczynia się do emisji gazów cieplarnianych.

Aby móc rzeczywiście mówić o "ekologicznym gazie", należałoby spełnić kilka warunków:

1. Minimalizacja emisji metanu w całym łańcuchu dostaw gazu.
2. Wdrożenie technologii wychwytywania i składowania CO₂ (CCS) w dużych instalacjach spalających gaz.
3. Stopniowe zwiększanie udziału biometanu i innych odnawialnych gazów w miksie gazowym.
4. Traktowanie gazu ziemnego jako rozwiązania przejściowego, a nie docelowego w transformacji energetycznej.

Sytuacja w Polsce

W kontekście Polski, gdzie węgiel nadal stanowi dominujące źródło energii, zwiększenie udziału gazu ziemnego w miksie energetycznym może przynieść znaczące korzyści środowiskowe w krótkiej i średniej perspektywie. Jednocześnie konieczne jest:

• Modernizacja infrastruktury gazowej w celu minimalizacji emisji metanu.
• Rozwój krajowej produkcji biometanu, który mógłby stopniowo zastępować konwencjonalny gaz ziemny.
• Przygotowanie infrastruktury gazowej do transportu wodoru.
• Równoległe inwestycje w odnawialne źródła energii i magazyny energii.

Polskie firmy gazowe, takie jak PGNiG czy Gaz-System, podejmują już działania w tych kierunkach, choć skala tych inicjatyw jest jeszcze stosunkowo niewielka w porównaniu do inwestycji w konwencjonalną infrastrukturę gazową.

Wnioski

Odpowiadając na pytanie postawione w tytule: określenie "ekologiczny gaz" w odniesieniu do konwencjonalnego gazu ziemnego należy uznać raczej za marketing niż rzeczywistość. Gaz ziemny jest mniej emisyjny niż węgiel, ale wciąż przyczynia się do zmian klimatu poprzez emisję CO₂ i metanu.

Jednocześnie gaz ziemny może odegrać istotną rolę w transformacji energetycznej, szczególnie w krajach takich jak Polska, gdzie odejście od węgla jest priorytetem. Kluczowe jest jednak, aby traktować gaz jako rozwiązanie przejściowe i jednocześnie inwestować w rozwój prawdziwie odnawialnych gazów, takich jak biometan i zielony wodór.

W dłuższej perspektywie, to właśnie te "zielone gazy", a nie konwencjonalny gaz ziemny, mogą zasłużyć na miano "ekologicznych". Ich rozwój i coraz szersze wykorzystanie będzie kluczowym elementem budowy niskoemisyjnej gospodarki.