A biogáz-termelés helyzete és jövője Magyarországon
Április 8-án állította le az EU az ötödik szankciós csomag részeként a szén és más szilárd fosszilis tüzelőanyagok Oroszországból történő importját. A június 3-án elfogadott hatodik szankciós csomag pedig megtiltotta a tengeren szállított orosz nyersolaj és finomított termékei behozatalát, meghagyva a lehetőséget a vezetéken szállított olajjal való kereskedelemre.
A Bizottság ugyanakkor nem hagyott kétséget afelől, hogy egy időben nem definiált átmeneti időszak után, a kőolaj behozatal további korlátozására készül és inkább előbb, mint utóbb a földgáz is szankciós célkeresztbe kerül. Magyarország földgáz fogyasztásának a 85%-át importálja, az import túlnyomó része Oroszországból érkezik. Ezért minden földgázimport csökkentésre lehetőséget adó megoldást mérlegelnünk kell.
Az új Nemzeti Energiastratégia eredeti menetrendje szerint a hazai biogáz-potenciál 2030-ra földgázfogyasztásunk 1%-ának kiváltására ad reális lehetőséget, ami évi 85 millió m3-t jelent. A stratégia alkotói 2040-re további növekedést prognosztizáltak, így a hazai biogáz-potenciál akkorra elérheti a 100 millió m3-t is. A biogáz-termelésben azonban ettől sokkal nagyobb potenciál van, a termelés felfuttatásával a fosszilis földgázimportunk akár 25%-a is kiváltható.
A kérdés, mit kell tennünk azért, hogy ez a potenciál realizálható legyen?
Mi a biogáz?
A biogáz megújuló energiaforrás, szerves anyagok bomlásakor keletkezik oxigénmentes körülmények között, mikrobák közreműködésével. Fő alapanyaga az állati hígtrágya, növényi- és vágóhídi hulladékok, energianövények, szennyvíziszap, kommunális szerves hulladék, melyből többféle mikrobiális fermentáción alapuló technológiával, különböző méretű és teljesítményű biogáz üzemekben hő- és villamos energiát termelnek, legtöbbször kapcsoltan. A biogáz fő alkotóelemei a metán, a szén-dioxid, de nyomokban nitrogént, hidrogént, kénhidrogént és ammóniát is tartalmaz.
A biogáz tisztításával és CO2 tartalmának leválasztásával biometánt kapunk, ami kémiailag és fűtőértékében semmiben sem különbözik a fosszilis földgázban levő metántól, tehát a földgázt részben kiváltva minden olyan célra hasznosítható, amire ma fosszilis földgázt használunk. A fermentáció után visszamaradt biomassza maradék (vagy másnéven zagy) pedig komposztálható, elsősorban a termőtalajok tápanyag visszapótlására használható, de a legújabb mezőgazdasági trendeknek megfelelően növénykultúra-specifikus funkcionális talajokat is gyártanak belőle. Ezzel a komposzttal vegyipari üzemekben energia igényes technológiával gyártott műtrágyák válthatók ki.
Magyarország realizálható (műszaki) biogáz potenciálja
A Kormány az új Nemzeti Energiastratégia megfogalmazása szerint a biogáz-termelésére, tisztítására és gázhálózatba táplálására nagy potenciállal rendelkező, közepes támogatási igényű opcióként tekintett az európai energiaválság és az orosz-ukrán háború előtt is, amely a megújulóenergia-használat növelésére vonatkozó és a dekarbonizációs célok teljesítéséhez is hozzájárulhat. A biogáz a földgázhálózattal nem rendelkező, vagy a meglévő hálózatot nagyon alacsony szinten kihasználó települések költséghatékony, helyi erőforrásokra alapozott és klímasemleges energiaellátását is képes biztosítani. Ehhez azonban a jelenlegi szabályozási keretek működőképességét felül kell vizsgálni, mert a hazai biogáz potenciál kihasználásán van mit javítani. Nézzük tehát, milyen potenciál van a hazai biogáz-biometán termelésben, milyen akadályokat kell elhárítani ahhoz, hogy realizálható legyen ez az elméleti potenciál, milyen intézkedések meghozatala szükséges ehhez?
Az elsősorban másodlagos és harmadlagos biomasszát hasznosító biogázelőállítás magyarországi műszaki potenciálját illetően az egyes becslések között jelentős eltérésekkel találkozhatunk (Kohlheb et al., 2015), a legalacsonyabb érték 77,6 PJ (Bai 2007), a legmagasabb 157 PJ (Marosvölgyi 2004). Az Agrárközgazdasági Intézet (AKI) egy köztes értéken, 118 PJ-ban határozta meg a hazai biogáztermelési kapacitás határait (Popp-Potori, 2011), további számításainkhoz ezt az adatot választottuk kiindulási pontnak. Tudva azt, hogy jelenleg összesen 3,2 PJ energiát állítunk elő a biogáz üzemeinkben, elsőként arra voltunk kíváncsiak, hogy a maximális 118 PJ biogáz potenciál hány m3 földgáz kiváltását tenné lehetővé, másodikként pedig arra, hogy ha mindet áramtermelésre használnánk gázmotorokban, vagy gáztüzelésű kazánokban, akkor az ország áramfogyasztásának hány százalékát tudná fedezni?
A biogáz-biometán konverzió miatti veszteséget bekalkulálva azt kaptuk, hogy a 118 PJ-nyi biogázzal kb. 2,5 milliárd m3 földgázt lehetne kiváltani, azaz éves fogyasztásunk 25%-át. De ha a legalacsonyabb potenciálbecsléssel számolunk, akkor is 1,62 milliárd m3 importföldgáz lenne megspórolható.
Az áramtermelés terén szintén bekalkuláltuk a biogáz-biometán konverzió miatti veszteséget, valamint a földgáz-tüzelésű kazánok átlagos hatékonyságát, és így 9,8 TWh-t kaptunk, ami a 2021-es hazai villamosenergia fogyasztásunk (46,2 TWh) 21,6%-a.
Természetesen figyelembe kell vennünk, hogy biogáz üzemeink tudnak-e költséghatékonyan működni jelen körülmények között, hogy megfelelő-e a nyersanyagellátottság és mi a valós támogatási igény.
De az vitathatatlan, hogy a biogáz potenciálunk kiaknázása kitűnő eszköz lehetne a földgáz és villamosenergia importunk mérséklése terén, alkalmazásuk növelné az energiaszuverenitást és növelné a vidéki kistérségek jövedelemtermelő képességét, úgy, hogy a bevételek helyben maradnának.
Problémák azonosítása
A továbblépés érdekében fontos utánajárnunk, hogy mégis mi az oka, hogy a 118 PJ-nyi műszakilag megvalósítható potenciálból csupán 3,2 PJ-nyit hasznosítunk?
Magyarországon 2008-ig 9 biogáz üzem létesült, ebből 4 depóniagázt vagy szennyvíziszapot hasznosított.
Ekkor az EU támogatásával itthon is megnyíltak különböző pályázati lehetőségek (EMVA- Európai Mezőgazdasági Vidékfejlesztési Alapból, KEOP- Környezet és Energia Operatív Program) a megújuló energia részesedésének növelésére, melynek keretében az FVM által a nagy állattartó telepek korszerűsítésére kiírt pályázat lehetőséget adott biogáz üzemek létesítésére, a pályázók 40-70%-os támogatásban részesülhettek.
Az ezt követő években az üzemek száma és termelése ütemesen nőtt, 2011. év végére számuk 53-ra emelkedett. Az összes beépített kapacitás 9 MW-ról 47 MW-ra növekedett, a megtermelt villanyáram mennyisége pedig a 2008-as 29,5 GWh-ról 92 GWh-ra. A megtermelt áram zömét a KÁT rendszerben vették át az áramszolgáltatók, de két üzem esetében a tisztított biometán földgáz hálózatra való feltöltése is lehetségessé vált.
Ismereteink szerint jelenleg 38 biogáz üzem működik Magyarországon. A hulladékdepóniákat és szennyvíziszapot hasznosító biogáz üzemek, valamint a nagyobb állattartó telepekhez kapcsolódók rentábilisan tudnak jelenleg is működni és hasznosítják is a rendelkezésre álló biogáz potenciál jelentős részét. A mezőgazdasági hulladékokra és a szilárd települési hulladékok szerves részére épülő üzemek üzemeltetési költsége, ezzel a támogatási igénye magasabb, ezért a problémamegoldást itt kell kezdenünk, ha növelni akarjuk a hazai biogáz-termelést.
A lehetőségek alatti biogáz-termelésnek az ágazati szereplők szerint az alábbi okai vannak:
- Kérdéses és változó jövedelmezőség: az alapanyagok és végtermék árának a változékonysága.
- Nem körültekintő tervezés: az üzemek jelentős részét nem úgy tervezték, hogy a villamos áram mellett a termelt hőenergiát is teljes egészében hasznosítani lehessen, azaz a biogáz erőmű ’kapcsoltan’ működhessen.
- A megfelelő minőségű és mennyiségű olcsó alapanyag hiánya: az alapanyag rendelkezésre állás szempontjából nem önellátó üzemek esetén sok esetben a tartós alapanyaghiány vezetett a működtetés felfüggesztéséhez.
- Körülményes és drága engedélyeztetési eljárás: minimum 24-25 engedélyt kell beszerezni a biogáz üzem építőnek a létesítmény létrehozásához, az üzemeltetéshez és a zöldáram hálózatra táplálásához szerződést kell kötni a Magyar Energia és Közüzemi Hivatallal. A szerződésben előre megadott betáplálási tervet kell rögzíteni, az ettől való – bármilyen irányú – eltérést a Hivatal bünteti.
- A biometán termelés támogatásának a hiánya: a biometán termelés engedélyezett, de nem támogatott, a földgáz hálózatba való betáplálás esetén ugyanazok a szabályok vonatkoznak a biometánra, mint a földgázra, a hálózati kapcsolódás minden költsége a biometán betáplálóra hárul, nincs nyilvános biometán töltőállomás az országban.
Hogyan növelhető a hazai biogáz-termelés?
A körforgásos gazdaság feltételrendszerének megfelelően lehetővé kell tenni, hogy a hulladék alapú biogáz termelés jövedelmező és kiszámítható iparággá váljon. 2020-ban hazánkban a keletkezett hulladékok / ipari szerves melléktermékek összes mennyisége több, mint 10 millió tonna építési bontási hulladékok nélkül. Ebből valamivel több, mint 1 millió tonnát adtak át energetikai hasznosításra és 4 millió tonna került lerakásra, vagyis négyszer annyi, mint amit energetikailag felhasználtak volna.
Javasolt intézkedések:
- Olyan állami támogatási rendszert kell bevezetni, amelyik a biogázüzemeket a zöld áram termeléstől eltereli a biometán termelés irányába, valamint a METÁR rendszert ki kell terjeszteni a zöld áram mellett a biometán termelés támogatására;
- Meg kell teremteni a földgázhálózatba való biometán betáplálás infrastruktúrális és pénzügyi feltételeit úgy, hogy ebben a gázhálózat üzemeltetőit is az érdekelté kell tenni;
- Támogatási prémiumban kell részesíteni azokat a biogáz üzemeket, amelyek kommunális és mezőgazdasági szerves hulladékot, melléktermék biomasszát dolgoznak fel;
- Vissza kell szorítani a szerves hulladékok/melléktermékek égetéssel vagy komposztálással való hasznosítását. Az erre alkalmas biomassza áramokat a biogáz üzemek felé kell terelni különböző adminisztratív és pénzügyi motivációs eszközökkel. El kell ismerni a biogázt, mint import földgázt kiváltó, környezetvédelmi, hulladékhasznosítási eszközt a körforgásos gazdaságba illeszkedő technológiaként;
- A körforgásos gazdasági elvek alapján ösztönözni kell az olyan integrált mezőgazdasági üzemek létrejöttét, amelyek növénytermesztésen és állattenyésztésen alapulnak energia-önellátóak, hidegen sajtolt biodízelt termelnek a munkagépeknek, kapcsolt hőt és villamosáramot állítanak elő biogáz üzemekben a maguk és településük számára. Újra kell indítani, az ún. energiafarm koncepciót.
Magyarország földgáz szükségletének nagyjából a felét fedezi a hosszútávú orosz-magyar szerződés alapján, 15% a hazai kitermelés, 5-6%-ot tesz ki a krk-i terminál felől az Adria földgázvezetéken – szintén hosszútávú szerződés alapján érkező - LNG aránya. A piaci földgázbeszerzés kb. 30%-ot tesz ki.
Az orosz-ukrán háború megkívánta ellátásbiztonsági szükségszerűség, hogy földgázfogyasztásunk a piaci hányadát minél nagyobb arányban váltsuk ki más energiahordozókkal, a hazai földgázkitermelés növelésével, vagy éppen a biogáz-biometán termelés felfuttatásával, mint ahogy erre jelen elemzésünkben is felhívtuk a figyelmet.
Optimális esetben a nagyjából 3 milliárd m3 piaci földgáz szükségletünk 80-83%-át is helyettesíthetnénk biometánnal lényegesen csökkentve a földgáz import szükségletünket, az üvegházgáz kibocsátásunkat és növelve a megújuló energia hasznosításunkat. Nem tudjuk megvalósítható lehet-e ez az elképzelés, de egy megvalósíthatósági tanulmányt mindenképpen megérne.
